Cysty
Obmedzujúce faktory prostredia. Interakcia faktorov prostredia

Obmedzujúce faktory prostredia. Interakcia faktorov prostredia

Faktory prostredia vždy pôsobia na organizmy v kombinácii. Výsledkom navyše nie je súčet vplyvu viacerých faktorov, ale komplexný proces ich vzájomného pôsobenia. Zároveň sa mení vitalita organizmu, vznikajú špecifické adaptačné vlastnosti, ktoré mu umožňujú prežiť v určitých podmienkach a tolerovať kolísanie hodnôt rôznych faktorov.

Vplyv faktorov prostredia na organizmus možno znázorniť formou diagramu (obr. 94).

Najpriaznivejšia intenzita faktora prostredia pre organizmus sa nazýva optimálna resp optimálne.

Odchýlka od optimálneho pôsobenia faktora vedie k inhibícii životných funkcií tela.

Hranica, za ktorou je existencia organizmu nemožná, sa nazýva hranica únosnosti.

Tieto hranice sú rôzne pre rôzne druhy a dokonca aj pre rôznych jedincov toho istého druhu. Napríklad horné vrstvy atmosféry, termálne pramene a ľadová púšť Antarktídy sú pre mnohé organizmy za hranicou únosnosti.

Environmentálny faktor, ktorý presahuje hranice únosnosti organizmu, sa nazýva tzv obmedzujúce.

Má hornú a dolnú hranicu. Pre ryby je teda limitujúcim faktorom voda. Mimo vodného prostredia je ich život nemožný. Zníženie teploty vody pod 0 °C je spodná hranica a zvýšenie nad 45 °C je horná hranica únosnosti.

Ryža. 94. Schéma pôsobenia environmentálneho faktora na telo

Optimum teda odráža vlastnosti životných podmienok rôznych druhov. Podľa úrovne najpriaznivejších faktorov sa organizmy delia na teplomilné a chladomilné, vlhkomilné a suchovzdorné, svetlomilné a tieňomilné, prispôsobené životu v slanej a sladkej vode atď. čím širšia je hranica únosnosti, tým je organizmus plastickejší. Okrem toho, limit odolnosti vo vzťahu k rôznym environmentálnym faktorom sa medzi organizmami líši. Napríklad vlhkomilné rastliny znesú veľké teplotné zmeny, pričom nedostatok vlahy im škodí. Úzko adaptované druhy sú menej plastické a majú malú hranicu odolnosti; široko adaptované druhy sú plastickejšie a majú širokú škálu výkyvov v environmentálnych faktoroch.

Pre ryby žijúce v studených moriach Antarktídy a Severného ľadového oceánu je rozsah tolerovaných teplôt 4-8 °C. Keď teplota stúpne (nad 10 °C), prestanú sa pohybovať a upadnú do tepelnej strnulosti. Na druhej strane ryby z rovníkových a miernych zemepisných šírok znášajú teplotné výkyvy od 10 do 40 °C. Teplokrvné zvieratá majú širší rozsah vytrvalosti. Polárne líšky v tundre teda dokážu tolerovať zmeny teploty od -50 do 30 °C.

Rastliny mierneho pásma znesú teplotné výkyvy 60-80 °C, zatiaľ čo tropické rastliny majú oveľa užší teplotný rozsah: 30-40 °C.

Interakcia faktorov prostredia je, že zmena intenzity jedného z nich môže zúžiť hranicu únosnosti na iný faktor alebo ju naopak zvýšiť. Napríklad optimálna teplota zvyšuje toleranciu voči nedostatku vlhkosti a jedla. Vysoká vlhkosť výrazne znižuje odolnosť organizmu voči vysokým teplotám. Intenzita expozície environmentálnym faktorom je priamo závislá od trvania tejto expozície. Dlhodobé vystavenie vysokým alebo nízkym teplotám je pre mnohé rastliny škodlivé, zatiaľ čo rastliny normálne znášajú krátkodobé zmeny. Limitujúcimi faktormi pre rastliny sú zloženie pôdy, prítomnosť dusíka a iných živín v nej. Ďatelina teda lepšie rastie na pôdach chudobných na dusík a žihľava naopak. Zníženie obsahu dusíka v pôde vedie k zníženiu odolnosti obilnín voči suchu. Rastliny rastú horšie na slaných pôdach, mnohé druhy sa vôbec nezakorenia. Adaptabilita organizmu na jednotlivé faktory prostredia je teda individuálna a môže mať široký aj úzky rozsah odolnosti. Ale ak kvantitatívna zmena aspoň jedného z faktorov prekročí hranicu únosnosti, tak napriek tomu, že ostatné podmienky sú priaznivé, organizmus odumiera.

Súbor environmentálnych faktorov (abiotických a biotických), ktoré sú nevyhnutné pre existenciu druhu, sa nazýva tzv ekologická nika.

Ekologická nika charakterizuje spôsob života organizmu, jeho životné podmienky a výživu. Na rozdiel od výklenku pojem biotop označuje územie, kde organizmus žije, t. j. jeho „adresu“. Napríklad bylinožraví obyvatelia stepí, kravy a kengury, zaberajú rovnaký ekologický výklenok, ale majú rôzne biotopy. Naopak, obyvatelia lesa - veverička a los, tiež zaradení medzi bylinožravce, zaberajú rôzne ekologické niky. Ekologická nika vždy určuje distribúciu organizmu a jeho úlohu v spoločenstve.

| |
§ 67. Vplyv niektorých faktorov prostredia na organizmy§ 69. Základné vlastnosti populácií

Podobné stránky

Najpriaznivejšia intenzita faktora prostredia pre organizmus sa nazýva optimálna resp optimálne.

Odchýlka od optimálneho pôsobenia faktora vedie k inhibícii životných funkcií tela.

Hranica, za ktorou je existencia organizmu nemožná, sa nazýva hranica únosnosti.

Environmentálny faktor, ktorý presahuje hranice únosnosti organizmu, sa nazýva tzv obmedzujúce.

Schéma pôsobenia environmentálneho faktora na telo
Optimum teda odráža vlastnosti životných podmienok rôznych druhov. Podľa úrovne najpriaznivejších faktorov sa organizmy delia na teplomilné a chladomilné, vlhkomilné a suchovzdorné, svetlomilné a tieňomilné, prispôsobené životu v slanej a sladkej vode atď. čím širšia je hranica únosnosti, tým je organizmus plastickejší. Okrem toho, limit odolnosti vo vzťahu k rôznym environmentálnym faktorom sa medzi organizmami líši. Napríklad vlhkomilné rastliny znesú veľké teplotné zmeny, pričom nedostatok vlahy im škodí. Úzko adaptované druhy sú menej plastické a majú malú hranicu odolnosti; široko adaptované druhy sú plastickejšie a majú širokú škálu výkyvov v environmentálnych faktoroch. Pre ryby žijúce v studených moriach Antarktídy a Severného ľadového oceánu je teplotný rozsah 4–8 °C. Keď teplota stúpne (nad 10 °C), prestanú sa pohybovať a upadnú do tepelnej strnulosti. Na druhej strane ryby z rovníkových a miernych zemepisných šírok znášajú teplotné výkyvy od 10 do 40 °C. Teplokrvné zvieratá majú širší rozsah vytrvalosti. Polárne líšky v tundre teda dokážu tolerovať zmeny teploty od -50 do 30 °C. Mierne rastliny tolerujú teplotné výkyvy 60–80 °C, zatiaľ čo tropické rastliny majú oveľa užší teplotný rozsah: 30–40 °C. Interakcia faktorov prostredia je, že zmena intenzity jedného z nich môže zúžiť hranicu únosnosti na iný faktor alebo ju naopak zvýšiť. Napríklad optimálna teplota zvyšuje toleranciu voči nedostatku vlhkosti a jedla. Vysoká vlhkosť výrazne znižuje odolnosť organizmu voči vysokým teplotám. Intenzita expozície environmentálnym faktorom je priamo závislá od trvania tejto expozície. Dlhodobé vystavenie vysokým alebo nízkym teplotám je pre mnohé rastliny škodlivé, zatiaľ čo rastliny normálne znášajú krátkodobé zmeny. Limitujúcimi faktormi pre rastliny sú zloženie pôdy, prítomnosť dusíka a iných živín v nej. Ďatelina teda lepšie rastie v pôdach chudobných na dusík a žihľava naopak. Zníženie obsahu dusíka v pôde vedie k zníženiu odolnosti obilnín voči suchu. Rastliny rastú horšie na slaných pôdach, mnohé druhy sa vôbec nezakorenia. Adaptabilita organizmu na jednotlivé faktory prostredia je teda individuálna a môže mať široký aj úzky rozsah odolnosti. Ale ak kvantitatívna zmena aspoň jedného z faktorov prekročí hranicu únosnosti, tak napriek tomu, že ostatné podmienky sú priaznivé, organizmus odumiera.

Súbor environmentálnych faktorov (abiotických a biotických), ktoré sú nevyhnutné pre existenciu druhu, sa nazýva tzv ekologická nika.

Enviromentálne faktory.

Pojem prírodné prostredie zahŕňa všetky podmienky živej a neživej prírody, v ktorých existuje organizmus, obyvateľstvo alebo prírodné spoločenstvo. Prírodné prostredie priamo alebo nepriamo ovplyvňuje ich stav a vlastnosti. Zložky prírodného prostredia, ktoré ovplyvňujú stav a vlastnosti organizmu, populácie alebo prirodzeného spoločenstva, sa nazývajú environmentálne faktory. Medzi nimi sa rozlišujú tri rôzne skupiny faktorov:

abiotické faktory - všetky zložky neživej prírody, medzi ktorými sú najdôležitejšie svetlo, teplota, vlhkosť a ďalšie zložky klímy, ako aj zloženie vodného, vzdušného a pôdneho prostredia;

biotické faktory - interakcie medzi rôznymi jedincami v populáciách, medzi populáciami v prírodných spoločenstvách;

limitujúce faktory – faktory prostredia, ktoré presahujú hranice maximálnej alebo minimálnej odolnosti, obmedzujúce existenciu druhu.

antropogénny faktor - všetky rozmanité ľudské činnosti, ktoré vedú k zmenám v prírode ako biotopu všetkých živých organizmov alebo priamo ovplyvňujú ich život.

Na každého jednotlivca vplývajú rôzne faktory prostredia, ako je teplota, vlhkosť, jedlo. V reakcii na to organizmy vyvíjajú rôzne adaptácie na ne prostredníctvom prirodzeného výberu. Intenzita faktorov, ktorá je pre životnú aktivitu najpriaznivejšia, sa nazýva optimálna alebo optimálna.

Optimálna hodnota konkrétneho faktora je pre každý druh iná. V závislosti od ich postoja k jednému alebo druhému faktoru môžu byť druhy milujúce teplo a chlad (slon a ľadový medveď), milujúce vlhkosť a sucho (lipa a saxaul), prispôsobené vysokej alebo nízkej slanosti vody atď.

Limitujúci faktor

Telo je súčasne ovplyvňované mnohými rôznorodými a viacsmernými environmentálnymi faktormi. V prírode je kombinácia všetkých vplyvov v ich optimálnych, najpriaznivejších hodnotách prakticky nemožná. Preto aj v biotopoch, kde sú všetky (alebo vedúce) faktory prostredia najpriaznivejšie kombinované, sa každý z nich najčastejšie trochu odchyľuje od optima. Pre charakteristiku pôsobenia faktorov prostredia na živočíchy a rastliny je podstatné, že vo vzťahu k niektorým faktorom majú organizmy široký rozsah odolnosti a dokážu zniesť výrazné odchýlky intenzity faktora od optimálnej hodnoty.

Efektívna teplota sa vzťahuje na rozdiel medzi teplotou okolia a teplotným prahom pre vývoj. Vývoj pstruhových ikier teda začína pri 0°C, čo znamená, že táto teplota slúži ako prah vývoja. Pri teplote vody 2 C poter vychádza z tvárových schránok po 205 dňoch, pri 5 °C po 82 dňoch a pri 10 °C po 41 dňoch. Vo všetkých prípadoch zostáva súčin kladných teplôt prostredia a počtu dní vývoja konštantný: 410. Bude to súčet efektívnych teplôt.

Na uskutočnenie programu genetického vývoja teda potrebujú zvieratá s nestabilnou telesnou teplotou (a rastliny) prijímať určité množstvo tepla.

Vývojové prahy aj súčet efektívnych teplôt sú pre každý druh odlišné. Sú určené historickým prispôsobením druhu určitým životným podmienkam.

Doba kvitnutia rastlín závisí aj od súčtu teplôt za určité časové obdobie. Napríklad podbeľ potrebuje na kvitnutie 77, šťaveľ 453 a jahody 500. Súčet efektívnych teplôt, ktoré je potrebné dosiahnuť na dokončenie životného cyklu, často obmedzuje geografické rozšírenie druhu. Severná hranica stromovej vegetácie sa teda zhoduje s júlovými izotermami Yu...12°C. Na severe už nie je dostatok tepla na rozvoj stromov a pásmo lesa nahrádza tundra. Rovnako, ak jačmeň dobre rastie v miernom pásme (jeho súčet teplôt za celé obdobie od sejby po zber je 160-1900°C), potom toto množstvo tepla nestačí na ryžu ani bavlnu (pri súčte požadovaných teplôt pre ne 2000-4000 °C).

Mnohé faktory sa stávajú limitujúcimi počas obdobia rozmnožovania. Hranice odolnosti semien, vajíčok, embryí a lariev sú zvyčajne užšie ako u dospelých rastlín a živočíchov. Napríklad veľa krabov môže vstúpiť do rieky ďaleko proti prúdu, ale ich larvy sa nemôžu vyvinúť v riečnej vode. Rozsah lovnej zveri je často určený skôr vplyvom klímy na vajcia alebo kurčatá ako na dospelých jedincov.

Identifikácia obmedzujúcich faktorov je z praktického hľadiska veľmi dôležitá. Pšenica teda nerastie dobre v kyslých pôdach, ale pridávanie vápna do pôdy môže výrazne zvýšiť výnosy. .

Vplyv faktorov prostredia na organizmus možno znázorniť formou diagramu (obr. 94).

Najpriaznivejšia intenzita faktora prostredia pre organizmus sa nazýva optimálna resp optimálne.

Odchýlka od optimálneho pôsobenia faktora vedie k inhibícii životných funkcií tela.

Hranica, za ktorou je existencia organizmu nemožná, sa nazýva hranica únosnosti.

Environmentálny faktor, ktorý presahuje hranice únosnosti organizmu, sa nazýva tzv obmedzujúce.

Ryža. 94. Schéma pôsobenia environmentálneho faktora na telo

Pre ryby žijúce v studených moriach Antarktídy a Severného ľadového oceánu je teplotný rozsah 4–8 °C. Keď teplota stúpne (nad 10 °C), prestanú sa pohybovať a upadnú do tepelnej strnulosti. Na druhej strane ryby z rovníkových a miernych zemepisných šírok znášajú teplotné výkyvy od 10 do 40 °C. Teplokrvné zvieratá majú širší rozsah vytrvalosti. Polárne líšky v tundre teda dokážu tolerovať zmeny teploty od -50 do 30 °C.

Mierne rastliny tolerujú teplotné výkyvy 60–80 °C, zatiaľ čo tropické rastliny majú oveľa užší teplotný rozsah: 30–40 °C.

Interakcia faktorov prostredia je, že zmena intenzity jedného z nich môže zúžiť hranicu únosnosti na iný faktor alebo ju naopak zvýšiť. Napríklad optimálna teplota zvyšuje toleranciu voči nedostatku vlhkosti a jedla. Vysoká vlhkosť výrazne znižuje odolnosť organizmu voči vysokým teplotám. Intenzita expozície environmentálnym faktorom je priamo závislá od trvania tejto expozície. Dlhodobé vystavenie vysokým alebo nízkym teplotám je pre mnohé rastliny škodlivé, zatiaľ čo rastliny normálne znášajú krátkodobé zmeny. Limitujúcimi faktormi pre rastliny sú zloženie pôdy, prítomnosť dusíka a iných živín v nej. Ďatelina teda lepšie rastie v pôdach chudobných na dusík a žihľava naopak. Zníženie obsahu dusíka v pôde vedie k zníženiu odolnosti obilnín voči suchu. Rastliny rastú horšie na slaných pôdach, mnohé druhy sa vôbec nezakorenia. Adaptabilita organizmu na jednotlivé faktory prostredia je teda individuálna a môže mať široký aj úzky rozsah odolnosti. Ale ak kvantitatívna zmena aspoň jedného z faktorov prekročí hranicu únosnosti, tak napriek tomu, že ostatné podmienky sú priaznivé, organizmus odumiera.

Súbor environmentálnych faktorov (abiotických a biotických), ktoré sú nevyhnutné pre existenciu druhu, sa nazýva tzv ekologická nika.

Limitujúce faktory môžu zahŕňať akékoľvek faktory prostredia: osvetlenie, teplotu, vlhkosť, mikroprostredie, zloženie pôdy atď. Doktrína limitujúcich faktorov je založená na dvoch základných postulátoch: Liebigov zákon (1840) a Shelfordov zákon (1913).

Každý druh rastlín, mikroorganizmov a živočíchov existuje v podmienkach, v ktorých je ich život najpohodlnejší. Aby sa zástupcovia každej populácie mohli plne živiť, rozvíjať a rozmnožovať, je potrebné, aby každý environmentálny faktor zodpovedal určitým hodnotám, ktoré spadajú do viac či menej širokého rozsahu. Pre hmyz to platí v rovnakej miere ako pre ostatné živé organizmy, preto budeme v budúcnosti uvažovať o vplyve limitujúcich faktorov na príklade tejto triedy.

Pre životaschopnosť organizmov je nebezpečný pokles aj prebytok optimálnych hodnôt teploty, vlhkosti atď. Prekročenie ich únosnosti vedie k smrti organizmu, populácie či dokonca ekosystému.

Napríklad, ak v pôde chýba určitý mikroelement, spôsobuje to zníženie produktivity rastlín. Kvôli nedostatku potravy uhynie hmyz, ktorý sa živil týmito rastlinami. Ten zase ovplyvňuje prežitie entomofágnych predátorov: iného hmyzu, vtákov, niektorých obojživelníkov atď.

Každý organizmus sa vyznačuje určitým ekologickým minimom a maximom, medzi ktorými existuje zóna bežnej životnej aktivity (alebo optimum). Čím viac sa faktor odchyľuje od optimálnej hodnoty, tým je jeho negatívny vplyv výraznejší. Za kritickými bodmi (extrémne hodnoty limitujúceho faktora) je existencia organizmu nemožná.

Na označenie stupňa tolerancie (stability) druhov k rôznym hodnotám limitujúcich faktorov sa zvyčajne delia na nízko tolerantné - stenobionty- a otužilý, príp eurybiontov. Stenobionty zahŕňajú nižší hmyz, ktorý žije v jaskyniach (Bessyazhkovye atď.), Ako aj väčšinu tropických rádov, ktoré existujú iba v podmienkach vysokej teploty a vlhkosti. Napríklad Lepidoptera z radu Morpho (foto)Žijú iba v hustých tropických lesoch Strednej a Južnej Ameriky a v umelých podmienkach sú veľmi zle chované. Najmä sú veľmi vyberaví na svetelný režim: každý druh týchto motýľov lieta len v určitú dennú dobu.

Limitujúce faktory neživej prírody

Spomedzi všetkých abiotických faktorov má hmyz najväčšiu citlivosť na teplotu, svetlo a vlhkosť.

Pokiaľ ide o prvý, na území našej krajiny je väčšina druhov schopná žiť v teplotnom rozmedzí od 3 do 40 stupňov, hoci niektoré majú adaptačné mechanizmy, ktoré im umožňujú existovať mimo zóny bežnej životnej aktivity. Množstvo vysoko vyvinutého hmyzu teda vykazuje odolnosť voči zamrznutiu, pretože kvapalina v ich tele sa nezmení na kryštály, ale zosklovatí - stáva sa ako sklo. Je bežný u niektorých chrobákov, Lepidoptera a Diptera. Napríklad motýle lastovičník (foto) môže tolerovať hlboké zmrazenie až do takmer -200 stupňov.

Dôležité je aj osvetlenie. Vplyvom optimálnych dávok ultrafialového žiarenia dochádza v organizme hmyzu k dôležitým biochemickým procesom: k uvoľňovaniu hormónov, tvorbe pigmentu, až k absorpcii niektorých minerálov. Dodržiavanie určitého svetelného režimu určuje ich životný štýl (deň, noc), ako aj preferovaný biotop. Chrobáky žijúce v pôde teda nemôžu tolerovať jasné svetlo a zomierajú pod vplyvom intenzívneho ultrafialového žiarenia.

Taký obmedzujúci faktor, akým je vlhkosť, pôsobí na hmyz veľmi odlišne. Niektoré z nich, napríklad komáre, pakomáre alebo primitívne rády ako májovky, žijú hlavne v blízkosti vodných plôch, ktoré sú spojené nielen s najpohodlnejšími podmienkami pre ich život, ale aj s procesom života. Z tohto dôvodu je odvodňovanie močiarov jednou z najúčinnejších metód kontroly šírenia komárov. Medzi hmyzom sú aj xerofyty, ktoré uprednostňujú suché oblasti, napríklad mravce obývajúce polopúšte.

Limitujúce faktory voľne žijúcich živočíchov

Životnú aktivitu hmyzu môžu obmedziť nielen neživé prírodné javy, ale aj faktory biologického pôvodu. Biologické limitujúce faktory v podobe predátorov ohrozujú všetky bylinožravé druhy: napríklad pre motýle môžu aj v rámci triedy predstavovať hrozbu desiatky predátorov, od modliviek a mravcov až po čipky a niektoré kobylky.

Za normálnych podmienok sa každý druh a populácia snaží obsadiť svoju vlastnú ekologickú niku, ale niekedy nastanú podmienky, že dva alebo viac druhov si navzájom konkuruje. V tomto prípade sa stávajú jeden pre druhého limitujúcimi faktormi. Najčastejšie sa konkurencia vyvíja v dôsledku nedostatku potravinových zdrojov; Často sa vyskytuje medzi lietajúcim hmyzom, ktorý opeľuje rovnaké rastliny.

V spoločenských formách – mravcoch a termitoch – je konkurencia badateľná nielen mimo druhu, ale aj v rámci neho. Tento hmyz žije v autonómnych kolóniách a každá rodina predstavuje pre seba potenciálnu hrozbu tým, že ničí dostupné potraviny a obsadzujú svoj potenciálny domov.