Устойчивость к факторам среды

 Зона устойчивости

На по­верх­но­сти Земли тем­пе­ра­ту­ра ко­леб­лет­ся в ши­ро­ких пре­де­лах от  -70 до +100^оС. Каж­дый вид живых су­ществ живет и про­цве­та­ет толь­ко в пре­де­лах неко­то­ро­го диа­па­зо­на зна­че­ния этого фак­то­ра. Этот диа­па­зон на­зы­ва­ют зона устой­чи­во­сти, или зона то­ле­рант­но­сти.

На ри­сун­ке 1 можно уви­деть гра­фик, от­ра­жа­ю­щий за­ви­си­мость ин­тен­сив­но­сти жиз­не­де­я­тель­но­сти жи­во­го су­ще­ства от зна­че­ния (ин­тен­сив­но­сти) дей­ству­ю­ще­го фак­то­ра.

По го­ри­зон­та­ли от­ло­же­на ин­тен­сив­ность фак­то­ра (тем­пе­ра­ту­ра), а по вер­ти­ка­ли ин­тен­сив­ность жиз­не­де­я­тель­но­сти ор­га­низ­ма или пред­ста­ви­те­лей по­пу­ля­ции. Низ­кая ин­тен­сив­ность жиз­не­де­я­тель­но­сти го­во­рит о пло­хом со­сто­я­нии ор­га­низ­ма или низ­кой чис­лен­но­сти по­пу­ля­ции вида. Вы­со­кая ин­тен­сив­ность – о хо­ро­шем со­сто­я­нии или вы­со­кой чис­лен­но­сти.

Рис. 1. Со­от­но­ше­ние ин­тен­сив­но­сти жиз­не­де­я­тель­но­сти ор­га­низ­ма и ин­тен­сив­но­сти дей­ству­ю­ще­го фак­то­ра

Как видно из гра­фи­ка, зону устой­чи­во­сти огра­ни­чи­ва­ют пре­де­лы вы­нос­ли­во­сти, за гра­ни­ца­ми ко­то­рых ор­га­низм су­ще­ство­вать не может.

Сама зона устой­чи­во­сти де­лит­ся на зону оп­ти­му­ма и зону угне­те­ния.

В зоне оп­ти­му­ма особь хо­ро­шо себя чув­ству­ет и эф­фек­тив­но дей­ству­ет и раз­мно­жа­ет­ся – это оп­ти­маль­ное зна­че­ние эко­ло­ги­че­ско­го фак­то­ра. При от­ступ­ле­нии от зоны оп­ти­му­ма в сто­ро­ну более низ­ких или более вы­со­ких зна­че­ний фак­то­ра на­чи­на­ет­ся зона угне­те­ния.

При этих зна­че­ни­ях фак­то­ра ор­га­низм может су­ще­ство­вать, но дей­ству­ет вяло и обыч­но не раз­мно­жа­ет­ся.

Рас­смот­рим за­ви­си­мость ин­тен­сив­но­сти жиз­не­де­я­тель­но­сти карпа от тем­пе­ра­ту­ры (рис. 2).

Рис. 2. Вли­я­ние тем­пе­ра­ту­ры на по­ка­за­те­ли жиз­не­де­я­тель­но­сти рыб

Зона то­ле­рант­но­сти рыбы к тем­пе­ра­ту­ре на­хо­дит­ся в пре­де­лах от +6 до +35^оС (рис. 2). При этом зона оп­ти­му­ма на­хо­дит­ся в пре­де­лах от +15 до +25^оС. При от­ступ­ле­нии от зоны оп­ти­му­ма в сто­ро­ну как боль­шей (выше +25^оС), так мень­шей тем­пе­ра­ту­ры (ниже +15^оС), на­чи­на­ет­ся зона угне­те­ния. При этих зна­че­ни­ях фак­то­ра ор­га­низм еще может су­ще­ство­вать, но дей­ству­ет вяло и не может раз­мно­жать­ся. За зоной угне­те­ния, то есть при тем­пе­ра­ту­ре ниже +5 и выше +35^оС, карпы гиб­нут, по­то­му что уже не вы­дер­жи­ва­ют таких зна­че­ний тем­пе­ра­ту­ры.

Ор­га­низ­мы с ши­ро­кой зоной оп­ти­му­ма на­зы­ва­ют­ся эв­ри­бион­та­ми по дан­но­му при­зна­ку.

Ор­га­низ­мы с узкой зоной оп­ти­му­ма – сте­но­бион­та­ми по дан­но­му при­зна­ку.

Особи ис­пы­ты­ва­ют воз­дей­ствие сразу мно­гих фак­то­ров среды. Часть фак­то­ров имеет бла­го­при­ят­ное зна­че­ние, а часть – небла­го­при­ят­ное.

 Закон минимума Либиха

Немец­кий уче­ный-аг­ро­хи­мик Ю. Либих от­крыл так на­зы­ва­е­мый Закон ми­ни­му­ма, со­глас­но ко­то­ро­му самое силь­ное воз­дей­ствие на ор­га­низм ока­зы­ва­ет тот фак­тор, зна­че­ние ко­то­ро­го наи­бо­лее от­кло­ни­лось от зоны оп­ти­му­ма. Такой фак­тор может огра­ни­чи­вать рас­про­стра­не­ние живых ор­га­низ­мов или при­во­дить их к ги­бе­ли. Из-за того, что он ли­ми­ти­ру­ет (огра­ни­чи­ва­ет) жиз­не­де­я­тель­ность, его на­зы­ва­ют ли­ми­ти­ру­ю­щим фак­то­ром.

 Смена лимитирующих факторов

Для ил­лю­стра­ции от­кры­то­го им за­ко­на Ю. Либих опи­сал бочку, сде­лан­ную из досок раз­ной длины (рис. 3). Вода будет вы­те­кать из такой бочки на уровне самой ко­рот­кой доски, при этом вы­со­та про­чих досок не будет иметь зна­че­ния и не будет никак вли­ять на ко­ли­че­ство воды, ко­то­рую можно дер­жать в бочке. Самая ко­рот­кая доска сим­во­ли­зи­ру­ет ли­ми­ти­ру­ю­щий фак­тор.

Рис. 3. Гра­фи­че­ское изоб­ра­же­ние за­ко­на ми­ни­му­ма Ю. Ли­би­ха в виде бочки с дос­ка­ми раз­ной длины. Длина доски огра­ни­чи­ва­ет уро­вень воды в бочке так же, как ли­ми­ти­ру­ю­щий фак­тор огра­ни­чи­ва­ет ин­тен­сив­ность жиз­не­де­я­тель­но­сти или рас­про­стра­не­ние ор­га­низ­мов

С те­че­ни­ем вре­ме­ни ли­ми­ти­ру­ю­щие фак­то­ры по­сто­ян­но сме­ня­ют друг друга. На­при­мер, зимой для боль­шин­ства ор­га­низ­мов ли­ми­ти­ру­ю­щим фак­то­ром яв­ля­ет­ся тем­пе­ра­ту­ра, а до­ступ­ность воды (если есть снег) не имеет боль­шо­го зна­че­ния. Летом же, на­о­бо­рот, тем­пе­ра­ту­ра на­хо­дит­ся в зоне оп­ти­му­ма, а влаж­ность ста­но­вит­ся ли­ми­ти­ру­ю­щим фак­то­ром.

 Взаимодействие факторов

Фак­то­ры могут вза­и­мо­дей­ство­вать между собой, на­при­мер, при силь­ном ветре, холод более ощу­тим, по­то­му что ор­га­низм все время кон­так­ти­ру­ет с хо­лод­ным воз­ду­хом и ли­ша­ет­ся сду­ва­е­мо­го слоя теп­ло­го воз­ду­ха у по­верх­но­сти тела. Так, под воз­дей­стви­ем ветра зона оп­ти­му­ма для фак­то­ра тем­пе­ра­ту­ры сме­ща­ет­ся.

Рис. 4. Связь абио­ти­че­ских фак­то­ров друг с дру­гом: с ро­стом кис­лот­но­сти рас­тет до­ступ­ность фос­фа­тов

Для мно­гих дре­вес­ных рас­те­ний ли­ми­ти­ру­ю­щим фак­то­ром яв­ля­ет­ся обес­пе­чен­ность почвы фос­фо­ром. При вы­со­кой кис­лот­но­сти, до­ступ­ность фос­фо­ра в почве воз­рас­та­ет. По­это­му, кис­лот­ность при­во­дит к рас­ши­ре­нию зоны оп­ти­му­ма по фак­то­ру обес­пе­чен­но­сти рас­те­ний фос­фо­ром (рис. 4).

Таким об­ра­зом, вы по­зна­ко­ми­лись се­год­ня с за­ко­ном Ли­би­ха и сов­мест­ным вли­я­ни­ем абио­ти­че­ских фак­то­ров на живых су­ществ.