Закономірності дії екологічних факторів
Незважаючи на велику різноманітність екологічних факторів, в характері їх впливу на організми і в відповідних реакціях живих істот можна виявити ряд загальних закономірностей.
Закон толерантності (закон оптимуму або закон В. Шелфорда) - кожен фактор має певні межі позитивного впливу на організми. Як недостатнє, так і надмірне дію фактора негативно позначається на життєдіяльності особин (багато «добре» - теж «не хорошо»).
Фактори середовища мають кількісне вираження. По відношенню до кожного фактору можна виділити зону оптимуму (зону нормальної життєдіяльності), зону пессімума (зону пригнічення) і межі витривалості організму. Оптимум - таку кількість екологічного чинника, при якому інтенсивність життєдіяльності організмів максимальна. У зоні пессімума життєдіяльність організмів пригнічена. За межами витривалості існування організму неможливо. Розрізняють нижня і верхня межа витривалості.
Значення екологічного чинника між верхнім і нижнім межами витривалості називається зоною толерантності. Види з широкою зоною толерантності називаються Еврібіонтность, з вузькою - стенобіонтних. Організми, які переносять значні коливання температури, називаються Еврітермние. а пристосовані до вузького інтервалу температур - стенотермним. Таким же чином по відношенню до тиску розрізняють еврі - і стенобатние організми, по відношенню до ступеня засолення середовища - Еврі - і стеногалінние. по відношенню до харчування еврі - і стенотрофи (стосовно тварин використовують терміни еврі - і стенофаги) і т.д.
Екологічні валентності окремих індивідуумів не збігаються. Тому екологічна валентність виду ширше екологічної валентності кожної окремої особини.
Екологічні валентності виду до різних екологічних факторів можуть істотно відрізнятися. Набір екологічних валентностей по відношенню до різних факторів середовища становить екологічний спектр виду.
Екологічний фактор, кількісне значення якого виходить за межі витривалості виду, називається лімітуючим (обмежуючим) фактором.
2. Неоднозначність дії фактора на різні функції - кожен фактор неоднаково впливає на різні функції організму. Оптимум для одних процесів може бути песимум для інших. Так, для багатьох риб температура води, оптимальна для дозрівання статевих продуктів, несприятлива для ікрометання.
3. Різноманітність індивідуальних реакцій на фактори середовищ - ступінь витривалості, критичні точки, оптимальна і пессімальной зони окремих індивідуумів одного виду не збігаються. Ця мінливість визначається як спадковими якостями особин, так і статевими, віковими і фізіологічними відмінностями. Наприклад, у метелика млинової вогнівки - одного з шкідників борошна і зернових продуктів - критична мінімальна температура для гусениць -7 ° С, для дорослих форм -22 ° С, а для яєць -27 ° С. Мороз в -10 ° С губить гусениць, але не небезпечний для імаго і яєць цього шкідника. Отже, екологічна валентність виду завжди ширше екологічної валентності кожної окремої особини.
4. Відносна незалежність пристосування організмів до різних факторів - ступінь витривалості до якого-небудь фактору не означає відповідної екологічної валентності виду по відношенню до решти чинників. Наприклад, види, що переносять широкі зміни температури, зовсім не обов'язково повинні також бути пристосованими до широких коливань вологості або сольового режиму. Еврітермние види можуть бути стеногалінние, стенобатние або навпаки.
5. Розбіжність екологічних спектрів отдельнихвідов - кожен вид специфічний за своїми екологічними можливостями. Навіть у близьких за способами адаптації до середовища видів існують відмінності в ставленні до якихось-небудь окремими факторами.
6. Взаємодія чинників - оптимальна зона і межі витривалості організмів по відношенню до будь-якого фактору середовища можуть зміщуватися в залежності від того, з якою силою і в якому поєднанні діють одночасно інші фактори. Наприклад, спеку легше переносити в сухому, а не у вологому повітрі. Загроза замерзання значно вище при морозі з сильним вітром, ніж в безвітряну погоду.
7. Закон мінімуму (закон Ю. Лібіха або правило обмежуючих факторів) - можливості існування організмів в першу чергу обмежують ті фактори середовища, які найбільш віддаляються від оптимуму. Якщо хоча б один з екологічних факторів наближається або виходить за межі критичних величин, то, незважаючи на оптимальне поєднання інших умов, особинам загрожує загибель. Так, просування виду на північ може лімітувати (обмежується) недоліком тепла, в арідні райони - недостатньою кількістю вологи або занадто високими температурами. Виявлення обмежуючих факторів дуже важливо в практиці сільського господарства.
8. Гіпотеза незамінності фундаментальних факторів (В. Р. Вільямсон) - повна відсутність в середовищі повна відсутність в середовищі фундаментальних екологічних факторів (фізіологічно необхідних, наприклад, світла, води, вуглекислого газу, поживних речовин) не може бути компенсовано (замінено) іншими факторами . Так, за даними «Книги рекордів Гіннеса» без повітря людина може прожити до 10 хв. без води - 10-15 діб, без їжі - до 100 днів.
У природі екологічні фактори діють спільно, тобто комплексно. Комплекс факторів, під дією яких здійснюються всі основні життєві процеси організмів, включаючи нормальний розвиток і розмноження, називаються умовами життя. Умови, в яких розмноження не відбувається, називаються умовами існування.