Толерантність - здатність організмів витримувати зміни умов життя (коливання температури, вологості, світла). Це дуже важлива властивість, що дозволяє пристосовуватися до умов, що змінюються. Вплив екологічного чинника залежить від його інтенсивності. Для кожного екологічного чинника існує сприятлива інтенсивність впливу, звана зоною оптимуму. Крива, що характеризує швидкість того чи іншого процесу в залежності від одного з факторів зовнішнього середовища завжди має форму дзвони (рис. 55).
Мал. 55. Залежність дії екологічного чинника від його інтенсивності
Такі криві називають кривими толерантності. Властивості видів адаптуватися до того чи іншого діапазону факторів середовища позначається поняттям «екологічна пластичність» виду.
Для деяких особин і видів характерні криві з дуже гострими списами, тобто діапазон умов, при якому швидкість процесу досягає максимуму, дуже вузьке. Пологі криві відповідають широкому діапазону толерантності. Організми такі зазвичай позначають з приставкою «еврі-». Еврибіонти - організм, здатний жити при різний умовах середовища. Наприклад, Еврітермние - переносить широкі коливання температури.
Для визначення виду, що мешкає в вузьких межах змін того чи іншого чинника, користуються приставки - «стіно». Стенобіонтам - організм, який потребує строго визначених умов середовища. Наприклад, стенофаги - пристосований до споживання певного виду їжі (рис. 56).
Мал. 56. Екологічна пластичність видів (по Ю Одуму, 1975)
Однак широкі межі по одному фактору зовсім не означає широких кордонів за всіма чинниками. Рослини можуть бути Еврітермние, але стеногідроіднимі, тварини - стенотермним, але евріфагамі. Іноді протягом життя особини її толерантність може змінюватися, якщо особина потрапляє в інші умови, тоді відбувається зміна фізіологічного оптимуму, або зрушення купола кривої толерантності. Такі зрушення називають адаптацією або акліматизацією.
Інтенсивність тих чи інших біологічних процесів часто виявляється чутливою до двох або більшого числа факторів навколишнього середовища. У цьому випадку вирішальне значення буде належати такому фактору або ресурсу, який є в мінімальному з точки зору потреб організму кількості (Ю. Лібіх). В цілому закон звучить так «Успішне функціонування популяцій або спільнот живих організмів залежить від комплексу умов; обмежуючим або лімітуючим фактором є будь-який стан середовища, що наближається або виходить за кордон стійкості для організмів, що цікавить нас групи ». У ролі обмежуючого чинника можуть виступати як основні, так і другорядні екологічні фактори.
Поняття про біосферу
Біосфера найвищий рівень організації життя на планеті. Біосфера - своєрідна оболонка Землі, що містить усю сукупність живих організмів і ту частину речовини планети, що знаходиться в безупинному обміні з цими організмамі.Термін «біосфера» ввів в 1875 р геолог Е. Зюсс. Широке поширення цей термін отримав під кінець 20-х років XX століття, коли було розвинене вчення про біосферу В.І. Вернадським.
Середовища проживання живого сконцентровані в літосфері (у верхній частині земної кори), в гідросфері (океани, моря, річки, озера), в нижніх шарах атмосфери (тропосфері). Верхня межа життя обмежений озоновим шаром 20-25 км, нижня межа опускається до 3 км нижче поверхні суші і на 1-2 км нижче дна океану. Максимальна товщина біосфери 33 - 35 км. Максимальна потужність біосфери в океанічній області сягає понад 17 км, в сухопутної до 12 км.
Речовина біосфери складається з кілька істотно різнорідних компонентів:
Жива речовина - представлено сукупністю всіх живих організмів. Жива речовина володіє колосальною енергією, розсіяно в мільярдах особин, являє собою єдине, пов'язане з навколишнім середовищем біогенним потоком атомів - диханням, харчуванням, розмноженням. Біомаса живого речовини становить близько 2,5 × 10 12 т. Біомаса організмів, що мешкають на суші, на 99,2% представлена зеленими рослинами.
Биогенное речовина зобов'язана своїм походженням живим організмам (осадові породи органічного походження, кам'яне вугілля, нафта, бітум і ін.) Після утворення біогенного речовини живі організми в ньому малодіяльні.
Відсталу речовину по В.І. Вернадського, сукупність тих речовин в утворенні яких живі організми не беруть участь (гірські породи магматичного, неорганічного походження, вода, космічний пил, метеорити).
Біокосна речовина створюється живими організмами і відсталими процесами (вода біосфери, грунту, приземному частину атмосфери). Організми в біокосній речовині відіграють провідну роль.
В.І. Вернадський геохімічні функції живого речовини розділив на кілька груп:
1) Газова функція. Завдяки газової функції відбувається міграція газів і їх перетворення, формується газовий склад біосфери. Переважна маса газів на планеті має биогенное походження. Кисень атмосфери накопичений за рахунок фотосинтезу. При цьому кількість молекул кисню пропорційно кількості пов'язують водою молекул діоксиду вуглецю. Останній надходить в атмосферу за рахунок дихання всіх організмів. Інший потужний його джерело - виділення по тріщинах земної кори з осадових порід за рахунок хімічних процесів під дією високих температур.
2) Концентраційна функція. Вона проявляється в добуванні і накопиченні живими організмами біогенних елементів з навколишнього середовища, які використовуються для побудови тіла. Концентрація цих елементів в тілі живих організмів в сотні і тисячі разів вище, ніж у зовнішньому середовищі.
3) Деструктивна функція. Завдяки цій функції протікають процеси, пов'язані з розкладанням мертвих організмів. При цьому відбувається мінералізація органічної речовини, тобто перетворення живої речовини у відсталу.
4) Средообразующая функція. Живі організми в результаті своєї життєдіяльності змінюють якісні та кількісні характеристики місцеперебування, в результаті на цих територіях можуть існувати інші види організмів. Наприклад: лишайники руйнуючи гірські породи утворюють тонкий шар грунту на якому поселяються інші рослини.
5) Енергетична функція полягає в здійсненні зв'язку біосферному-планетарних явищ з випромінюванням Космосу, і перш за все з сонячною радіацією. Основою зазначеної функції є фотосинтез, в процесі якого відбувається акумуляція енергії Сонця і її подальше перерозподіл між компонентами біосфери. Накопичена сонячна енергія забезпечує протікання всіх життєвих процесів. За час існування життя на Землі жива речовина перетворило в хімічну енергію величезна кількість сонячної енергії. При цьому істотна частина її в ході геологічної історії накопичилося в пов'язаному вигляді (поклади вугілля, нафти та інших органічних речовин).
6) Окислювально - відновна функція полягає в хімічному перетворенні речовин, які містять атоми зі змінним ступенем окислення (це в основному сполуки заліза, марганцю та ін.). В результаті відбуваються перетворення більшості хімічних сполук, при цьому переважають біогенні процеси окислення і відновлення.