Prilagodba organizma na različite životne uvjete

Pojam prilagodbe – uvjeti egzistencije – tehnogeni uvjeti – oblici prilagodbe – fenotipska prilagodba – kratkoročna i dugotrajna prilagodba – društveni uvjeti prilagodbe čovjeka

Adaptacija (od lat. adaptacija- prilagoditi se, prilagoditi) je skup morfofizioloških, bihevioralnih, populacijskih i drugih karakteristika vrste, pružajući mogućnost postojanja u određenim uvjetima okoliša.

Koncept "prilagodbe" uključuje:

– procesi, uz pomoć kojih se tijelo prilagođava okolini;

– stanje ravnoteže između organizma i okoline;

– provedba norme reakcije u specifičnim uvjetima okoliša promjenom fenotipa;

– rezultat evolucijskog procesa– adaptacijaogeneza (odabir i fiksacija gena koji kodiraju informacije o nastalim promjenama).

Fenomen biološke prilagodbe svojstven je svim živim organizmima, a posebno tako visoko organiziranim kao što je čovjek. Uvjeti za postojanje bilo kojeg živog organizma mogu biti:

– adekvatan(one koje trenutno omogućuju tijelu da odvija sve vitalne procese unutar normalnih granica reakcije);

– neadekvatan(one koje ne odgovaraju nizu svojstava organizma utvrđenih reakcijskom normom).

U odgovarajućim uvjetima tijelo doživljava stanje ugode, tj. optimalna razina rada svih sustava. U neadekvatnim uvjetima tijelo mora uključiti dodatne mehanizme kako bi osiguralo stanje stabilnosti (otpora) i aktiviralo sve procese. Ovo stanje se naziva "napetost". Ako uz pomoć napetosti tijelo nije postiglo stanje stabilnosti, tada se razvija stanje “predbolesti”, a zatim “bolesti”. Stanja ugode, napetosti i prilagodbe čine stanje zdravlja (ali ne i patologiju); stanje prilagodbe je normalna fiziološka reakcija.

Suvremeni antropogeni (tehnogeni) uvjeti uključuju u pravilu ne jedan nepovoljan čimbenik, već cijeli kompleks čimbenika kojima se tijelo mora prilagoditi. Stoga odgovor tijela mora biti ne samo višekomponentan, već i integriran. Ova integracija je stvorena međusobno povezanim i međuovisnim radom regulatornih, energetskih i nespecifičnih komponenti prilagodbe i čini strategija prilagodbe.

Prilagodba se temelji na nizu općih obrazaca reakcija u tijelu. Ovisno o tome koji sustavi su uključeni u stvaranje stanja prilagodbe i opsegu tog procesa, razlikuju se njegova dva glavna oblika:

– evolucijski(ili genotipska) prilagodba; ovaj proces je osnova evolucije, budući da postojeći kompleks nasljednih karakteristika vrste postaje polazište za promjene uvedene uvjetima okoline i fiksirane na razini genotipa; taj proces traje tisuće i milijune godina;

– fenotipski prilagodba (nastaje tijekom individualnog razvoja organizma, zbog čega organizam stječe otpornost na određene čimbenike okoliša).

Fenotipska prilagodba također je određena genetskim programom, ali ne u obliku unaprijed programirane prilagodbe, već u obliku norme reakcije, tj. raspon metaboličkih procesa, mogućnost osiguravanja odgovora tijela na promjene u uvjetima okoliša. Istodobno, pretvaranje takvih potencijalnih prilika u stvarne, tj. osiguravanje odgovora tijela na zahtjeve okoliša također je nemoguće bez aktiviranja genetskog aparata (povećanje sinteze nukleinskih kiselina, proteina i drugih spojeva). Ova pojava se zove strukturni trag prilagodbe. Istodobno se povećava masa membranskih struktura odgovornih za percepciju signala, transport iona i opskrbu energijom. Nakon prestanka djelovanja okolišnog čimbenika, aktivnost genetskog aparata se smanjuje i nestaje strukturni trag prilagodbe. To ukazuje da je u osiguravanju stanja prilagodbe ključna poveznica odnos između funkcija i genetskog aparata. Također se mora naglasiti da metaboličke promjene usmjerene na osiguranje stanja fenotipske prilagodbe predstavljaju strategija biokemijske prilagodbe,što je jedna od glavnih komponenti cjelokupne strategije prilagodbe.

Postoje dva oblika fenotipske prilagodbe: kratkoročna (uključujući trenutnu, hitnu) i dugoročna (aklimatizacija).

Kratkoročna (hitna) adaptacija:

– javlja se neposredno nakon djelovanja podražaja;

– provodi se zahvaljujući gotovim, prethodno formiranim strukturama i fiziološkim mehanizmima. To znači da: a) tijelo uvijek ima određenu količinu rezervnih strukturnih elemenata, na primjer mitohondrije, lizosome, ribosome; b) rad stanica i tkiva može se odvijati prema vrsti duplikacije; c) postoji određena količina gotovih tvari: hormona, nukleinskih kiselina, proteina, ATP-a, enzima, vitamina itd.; ovo je tzv rezerva strukturne prilagodbe, koji može dati trenutni odgovor. S obzirom na to da je ta rezerva mala, tjelesna aktivnost odvija se na granici fizioloških mogućnosti.

Za hitnu adaptaciju:

– vodeći čimbenici su aktivnost nespecifičnih komponenti i formiranje stereotipnog odgovora, bez obzira na prirodu podražaja;

– razvija se akutni adaptacijski sindrom (Hans Selye ga je nazvao “stres”, što u prijevodu s engleskog znači “napetost”) u ovom slučaju:

Aktivira se hipotalamo-hipofizni sustav;

Povećava se proizvodnja adrenokortikotropnog hormona (ACTH);

Povećava se sinteza glukokortikoida i adrenalina u nadbubrežnim žlijezdama;

Timus i slezena se smanjuju;

Energetski i strukturni resursi su mobilizirani;

Stanje prilagodbe se postiže brzo, ali će biti stabilno samo ako faktor prestane djelovati; ako faktor nastavi djelovati, tada se prilagodba pokazuje nesavršenom, budući da su rezerve iscrpljene i potrebno ih je obnoviti.

Hitna prilagodba očituje se generaliziranim motoričkim reakcijama ili emocionalnim ponašanjem (na primjer, bijeg životinje kao odgovor na bol; povećanje proizvodnje topline kao odgovor na hladnoću; povećanje gubitka topline kao odgovor na toplinu; povećanje plućne ventilacije i minute volumen kao odgovor na nedostatak kisika).

Dugotrajna prilagodba razvija se na temelju provedbe faze hitne prilagodbe, kada se aktiviraju sustavi koji reagiraju na dati podražaj, ali ne osiguravaju stabilno stanje ili ako podražaj nastavi djelovati.

Za dugoročnu prilagodbu:

– viši regulacijski centri aktiviraju hormonski sustav i specifične adaptacijske komponente dolaze u obzir;

– dolazi do mobilizacije energetskih i strukturnih resursa tijela; to je moguće samo uz aktivaciju genetskog aparata, koji osigurava pojačanu biosintezu struktura na molekularnom (indukcija sinteze hormona, enzima, RNA, proteina itd.), organoidnom (biosinteza i hiperplazija staničnih organela), staničnom (povećana reprodukcija stanica), razine tkiva i organa (povećanje komponenata organa i tkiva);

– biokemijska strategija prilagodbe provodi se sintezom potrebnih tvari, usklađivanjem njihovih količina i međusobnim transformacijama;

– vodeću ulogu u osiguravanju dugoročne prilagodbe imaju središnji živčani sustav, hormonalni sustav i genetski aparat;

– nastali strukturni trag prilagodbe (zbog biogeneze struktura) postupno nestaje kada prestane pojačana aktivnost genetskog aparata; stanje stabilnosti postiže se postojanjem pozitivne i negativne povratne sprege;

– rezultat procesa prilagodbe je postizanje stanja stabilnosti organizma, što organizmu pruža mogućnost egzistencije u novim uvjetima.

Ako intenzitet čimbenika premašuje adaptacijske mogućnosti organizma i ne nastupi stanje stabilnosti, tada organizam prelazi u stanje iscrpljenosti (iscrpljene su njegove strukture, sustavi, funkcije); zatim slijedi stanje predbolesti i bolest.

Kada govorimo o značajkama prilagodbe kod ljudi, potrebno je naglasiti da čovjek ima i biološku i socijalnu prirodu. Stoga su mehanizmi za postizanje stanja prilagodbe kod čovjeka složeniji nego kod drugih vrsta živih bića. S jedne strane, osoba, kao biološko biće, ima sve adaptacijske procese određene normom reakcije i usmjerene na postizanje stabilnosti organizma. Istovremeno, ljudsko tijelo, koje je u procesu evolucije postiglo najvišu specijalizaciju svojih organa i sustava, najviši stupanj razvoja živčanog sustava, najsposobnije je prilagoditi se promjenjivim uvjetima okoline. Istodobno, društvena priroda čovjeka stvorila je niz značajki procesa prilagodbe koji su jedinstveni za ljude:

– broj antropogenih čimbenika okoliša naglo se povećao u posljednjim desetljećima, a sustavi prilagodbe nastajali su milijunima godina u nedostatku tih čimbenika ili njihovom znatno nižem intenzitetu te stoga nisu dovoljno učinkoviti u suvremenim uvjetima okoliša;

– čovjek je manje povezan s prirodom, manje ovisan o njoj; podložan je društvenim ritmovima, svjesno regulira svoje ponašanje; ponekad svjesno bira neprikladno ponašanje;

– osoba ima dodatne (socijalne) mehanizme prilagodbe (odjeća, obuća, stanovanje, organizacija rada, medicina, tjelesni odgoj, umjetnost itd.);

– drugi signalni sustav ima vodeću ulogu u prilagodbi čovjeka.

Povijest znanja o okolišu seže stoljećima unatrag. Već su primitivni ljudi trebali imati određena znanja o biljkama i životinjama, njihovom načinu života, međusobnim odnosima i odnosima s okolišem. U sklopu općeg razvoja prirodnih znanosti došlo je i do akumulacije znanja koja danas pripadaju području znanosti o okolišu. Ekologija se kao samostalna disciplina pojavila u 19. stoljeću.

Pojam ekologija (od grčkog eco - kuća, logos - učenje) u znanost je uveo njemački biolog Ernest Haeckel.

Godine 1866., u svom djelu “Opća morfologija organizama,” napisao je da je ovo “... zbroj znanja koji se odnosi na ekonomiju prirode: proučavanje cjelokupnog skupa odnosa između životinje i njezinog okoliša, kako organskog i anorganski, i, iznad svega, njegov prijateljski ili neprijateljski odnos s onim životinjama i biljkama s kojima izravno ili neizravno dolazi u dodir.” Ova definicija svrstava ekologiju u biološku znanost. Početkom 20.st. formiranje sustavnog pristupa i razvoj doktrine biosfere, koje je golemo polje znanja koje uključuje mnoga znanstvena područja prirodnog i humanitarnog ciklusa, uključujući opću ekologiju, doveli su do širenja pogleda na ekosustave u ekologiji. Glavni predmet proučavanja ekologije postao je ekosustav.

Ekosustav je skup živih organizama koji su u interakciji jedni s drugima i sa svojim okolišem kroz razmjenu tvari, energije i informacija na takav način da taj jedinstveni sustav ostaje stabilan dugo vremena.

Sve veći utjecaj čovjeka na okoliš uvjetovao je ponovno širenje granica spoznaja o okolišu. U drugoj polovici 20.st. Znanstveno-tehnološki napredak povukao je za sobom niz problema koji su dobili globalni status, pa su se u vidokrugu ekologije pojavila pitanja komparativne analize prirodnih i umjetnih sustava i traženja načina njihova skladnog suživota i razvoja. jasno isplivalo.

Sukladno tome, struktura znanosti o okolišu diferencirala se i postala složenija. Sada se može predstaviti kao četiri glavne grane, dalje podijeljene: bioekologija, geoekologija, humana ekologija, primijenjena ekologija.

Dakle, ekologiju možemo definirati kao znanost o općim zakonitostima funkcioniranja ekosustava različitih redova, skup znanstvenih i praktičnih pitanja odnosa čovjeka i prirode.

2. Čimbenici okoliša, njihova klasifikacija, vrste djelovanja na organizme

Svaki organizam u prirodi doživljava utjecaj širokog spektra komponenti okoliša. Sva svojstva ili komponente okoliša koji utječu na organizme nazivaju se čimbenici okoliša.

Klasifikacija okolišnih čimbenika. Okolinski čimbenici (ekološki čimbenici) su raznoliki, imaju različitu prirodu i specifično djelovanje. Razlikuju se sljedeće skupine okolišnih čimbenika:

1. Abiotički (čimbenici nežive prirode):

a) klimatski - svjetlosni uvjeti, temperaturni uvjeti itd.;

b) edafski (lokalni) - vodoopskrba, vrsta tla, teren;

c) orografske - strujanje zraka (vjetra) i vode.

2. Biotički čimbenici su svi oblici međusobnog utjecaja živih organizama:

Biljke Biljke. Biljke Životinje. Biljke Gljive. Biljke Mikroorganizmi. Životinje Životinje. Životinje Gljive. Životinje Mikroorganizmi. Gljive Gljive. Gljive Mikroorganizmi. Mikroorganizmi Mikroorganizmi.

3. Antropogeni čimbenici su svi oblici djelovanja ljudskog društva koji dovode do promjena u staništu drugih vrsta ili izravno utječu na njihov život. Utjecaj ove skupine okolišnih čimbenika ubrzano raste iz godine u godinu.

Vrste utjecaja okolišnih čimbenika na organizme. Čimbenici okoliša imaju različite utjecaje na žive organizme. Mogu biti:

Podražaji koji pridonose pojavi adaptivnih fizioloških i biokemijskih promjena (hibernacija, fotoperiodizam);

Ograničivači koji mijenjaju zemljopisni raspored organizama zbog nemogućnosti postojanja u danim uvjetima;

Modifikatori koji uzrokuju morfološke i anatomske promjene u organizmu;

Signali koji ukazuju na promjene u drugim čimbenicima okoliša.

Opći obrasci djelovanja okolišnih čimbenika:

Zbog iznimne raznolikosti čimbenika okoliša, različite vrste organizama, doživljavajući njihov utjecaj, različito reagiraju na njega, međutim, moguće je identificirati niz općih zakona (obrazaca) djelovanja čimbenika okoliša. Pogledajmo neke od njih.

1. Zakon optimuma

2. Zakon ekološke individualnosti vrsta

3. Zakon ograničavajućeg (limitirajućeg) faktora

4. Zakon dvosmislenog djelovanja

3. Obrasci djelovanja okolišnih čimbenika na organizme

1) Optimalno pravilo. Za ekosustav, organizam ili njegov određeni stadij

razvoja postoji raspon najpovoljnije vrijednosti faktora. Gdje

čimbenici su povoljni, gustoća naseljenosti najveća. 2) Tolerancija.

Ove karakteristike ovise o okolišu u kojem organizmi žive. Ako ona

stabilan na svoj način

tvoje, ima veće šanse za preživljavanje organizama.

3) Pravilo međudjelovanja faktora. Neki čimbenici mogu poboljšati ili

ublažiti djelovanje drugih faktora.

4) Pravilo ograničavajućih faktora. Faktor koji je manjkav odn

višak negativno utječe na organizam i ograničava mogućnost manifestacije. snaga

djelovanje drugih faktora. 5) Fotoperiodizam. Pod fotoperiodizmom

razumjeti reakciju tijela na duljinu dana. Reakcija na promjene svjetla.

6) Prilagođavanje ritmu prirodnih pojava. Prilagodba na dnevne i

sezonski ritmovi, plimni fenomeni, ritmovi sunčeve aktivnosti,

mjesečeve mijene i druge pojave koje se ponavljaju sa strogom frekvencijom.

Ek. valentnost (plastičnost) – sposobnost org. prilagoditi zam. okolišni čimbenici okoliš.

Obrasci djelovanja okolišnih čimbenika na žive organizme.

Čimbenici okoliša i njihova klasifikacija. Svi su organizmi potencijalno sposobni za neograničeno razmnožavanje i širenje: čak i vrste koje vode privržen stil života imaju barem jednu razvojnu fazu u kojoj su sposobne za aktivno ili pasivno širenje. Ali u isto vrijeme, sastav vrsta organizama koji žive u različitim klimatskim zonama ne miješa se: svaki od njih karakterizira određeni skup vrsta životinja, biljaka i gljiva. To se objašnjava ograničenjem prekomjernog razmnožavanja i širenja organizama određenim zemljopisnim barijerama (mora, planinski lanci, pustinje i dr.), klimatskim čimbenicima (temperatura, vlaga i dr.), kao i odnosima između pojedinih vrsta.

Ovisno o prirodi i značajkama djelovanja čimbenike okoliša dijelimo na abiotske, biotičke i antropogene (antropske).

Abiotski čimbenici su komponente i svojstva nežive prirode koji izravno ili neizravno utječu na pojedine organizme i njihove skupine (temperatura, svjetlost, vlaga, plinski sastav zraka, tlak, slani sastav vode i dr.).

U zasebnu skupinu čimbenika okoliša ubrajaju se različiti oblici čovjekove gospodarske djelatnosti kojima se mijenja stanje staništa raznih vrsta živih bića, pa tako i samog čovjeka (antropogeni čimbenici). U relativno kratkom razdoblju postojanja čovjeka kao biološke vrste, svojim djelovanjem radikalno je promijenio izgled našeg planeta, a taj utjecaj na prirodu je svake godine sve veći. Intenzitet djelovanja nekih ekoloških čimbenika može ostati relativno stabilan tijekom dugih povijesnih razdoblja razvoja biosfere (primjerice, sunčevo zračenje, gravitacija, sastav soli morske vode, plinski sastav atmosfere itd.). Većina ih je promjenjivog intenziteta (temperatura, vlaga itd.). Stupanj varijabilnosti svakog čimbenika okoliša ovisi o karakteristikama staništa organizama. Na primjer, temperatura na površini tla može značajno varirati ovisno o dobu godine ili dana, vremenu itd., dok u rezervoarima na dubinama većim od nekoliko metara gotovo da nema temperaturnih razlika.

Promjene u okolišnim čimbenicima mogu biti:

Periodički, ovisno o dobu dana, godišnjem dobu, položaju Mjeseca u odnosu na Zemlju itd.;

Neperiodične, na primjer, vulkanske erupcije, potresi, uragani, itd..;

Usmjereno na značajna povijesna razdoblja, na primjer, promjene u Zemljinoj klimi povezane s preraspodjelom omjera kopnenih površina i Svjetskog oceana.

Svaki od živih organizama neprestano se prilagođava cjelokupnom kompleksu čimbenika okoliša, odnosno staništu, regulirajući životne procese u skladu s promjenama tih čimbenika. Stanište je skup uvjeta u kojima žive određene jedinke, populacije ili skupine organizama.

Obrasci utjecaja okolišnih čimbenika na žive organizme. Unatoč činjenici da su okolišni čimbenici vrlo raznoliki i različiti po prirodi, uočeni su neki obrasci njihova utjecaja na žive organizme, kao i reakcije organizama na djelovanje tih čimbenika. Prilagodbe organizama na uvjete okoliša nazivamo prilagodbama. Nastaju na svim razinama organizacije žive tvari: od molekularne do biogeocenotske. Prilagodbe nisu stalne jer se mijenjaju tijekom povijesnog razvoja pojedinih vrsta ovisno o promjenama intenziteta okolišnih čimbenika. Svaka je vrsta organizma na poseban način prilagođena određenim životnim uvjetima: ne postoje dvije bliske vrste koje su slične u svojim prilagodbama (pravilo ekološke individualnosti). Tako su krtica (serija Insectivorous) i slepar (serija Rodents) prilagođene postojanju u tlu. Ali krtica kopa prolaze prednjim udovima, a slepar kopa sjekutićima, izbacujući zemlju glavom.

Dobra prilagodba organizama na određeni čimbenik ne znači i istu prilagodbu drugima (pravilo relativne neovisnosti prilagodbe). Na primjer, lišajevi, koji se mogu smjestiti na podloge siromašne organskim tvarima (kao što je kamen) i podnose sušna razdoblja, vrlo su osjetljivi na onečišćenje zraka.

Postoji i zakon optimuma: svaki faktor ima pozitivan učinak na tijelo samo u određenim granicama. Intenzitet utjecaja okolišnog čimbenika koji je povoljan za organizme određene vrste naziva se optimalna zona. Što intenzitet djelovanja pojedinog ekološkog čimbenika više odstupa od optimalnog u jednom ili drugom smjeru, to će njegov inhibitorni učinak na organizme biti izraženiji (zona pesimuma). Intenzitet utjecaja okolišnog čimbenika, zbog kojeg postojanje organizama postaje nemoguće, naziva se gornja i donja granica izdržljivosti (kritične točke maksimuma i minimuma). Udaljenost između granica izdržljivosti određuje ekološku valenciju određene vrste u odnosu na određeni čimbenik. Prema tome, okolišna valencija je raspon intenziteta utjecaja okolišnog čimbenika u kojem je moguće postojanje određene vrste.

Široka ekološka valencija jedinki određene vrste u odnosu na određeni okolišni čimbenik označava se prefiksom “eur-”. Dakle, arktičke lisice su klasificirane kao euritermne životinje, budući da mogu izdržati značajne temperaturne fluktuacije (unutar 80 ° C). Neki beskralježnjaci (spužve, serpentini, bodljokošci) pripadaju eurybatherous organizmima, pa se nastanjuju od obalnog područja do velikih dubina, podnoseći značajne fluktuacije tlaka. Vrste koje mogu živjeti u širokom rasponu fluktuacija različitih čimbenika okoliša nazivaju se euribiontima.Uska ekološka valencija, odnosno nesposobnost podnošenja značajnih promjena u određenom čimbeniku okoliša, označava se prefiksom "stenotermni" (na primjer, stenotermni , stenobiontni, itd.).

Optimum i granice izdržljivosti organizma u odnosu na određeni čimbenik ovise o intenzitetu djelovanja drugih. Na primjer, u suhom vremenu bez vjetra lakše je izdržati niske temperature. Dakle, optimum i granice izdržljivosti organizama u odnosu na bilo koji okolišni čimbenik mogu se pomaknuti u određenom smjeru ovisno o snazi ​​i u kakvoj kombinaciji djeluju drugi čimbenici (fenomen međudjelovanja okolišnih čimbenika).

Ali međusobna kompenzacija vitalnih okolišnih čimbenika ima određene granice i nijedan se ne može zamijeniti drugim: ako intenzitet djelovanja barem jednog čimbenika prijeđe granice izdržljivosti, postojanje vrste postaje nemoguće, unatoč optimalnom intenzitetu djelovanje drugih. Dakle, nedostatak vlage koči proces fotosinteze čak i uz optimalno osvjetljenje i koncentraciju CO2 u atmosferi.

Čimbenik čiji intenzitet djelovanja prelazi granice izdržljivosti naziva se ograničavajući. Ograničavajući čimbenici određuju teritorij rasprostranjenosti vrste (areal). Na primjer, širenje mnogih životinjskih vrsta prema sjeveru otežava nedostatak topline i svjetla, a prema jugu sličan nedostatak vlage.

Stoga je prisutnost i prosperitet određene vrste u određenom staništu određena njezinom interakcijom s čitavim nizom čimbenika okoliša. Nedovoljan ili pretjeran intenzitet djelovanja bilo kojeg od njih onemogućuje prosperitet i sam opstanak pojedinih vrsta.

Čimbenici okoliša su sve komponente okoliša koje utječu na žive organizme i njihove skupine; dijele se na abiotičke (sastavnice nežive prirode), biotičke (razni oblici međudjelovanja među organizmima) i antropogene (razni oblici čovjekove gospodarske djelatnosti).

Prilagodbe organizama na uvjete okoliša nazivamo prilagodbama.

Svaki okolišni čimbenik ima samo određene granice pozitivnog utjecaja na organizme (zakon optimuma). Granice intenziteta djelovanja čimbenika pri kojima postojanje organizama postaje nemoguće nazivaju se gornja i donja granica izdržljivosti.

Optimum i granice izdržljivosti organizama u odnosu na bilo koji okolišni čimbenik mogu varirati u određenom smjeru ovisno o intenzitetu i u kakvoj kombinaciji djeluju drugi okolišni čimbenici (fenomen interakcije okolišnih čimbenika). Ali njihova je međusobna kompenzacija ograničena: niti jedan vitalni čimbenik ne može se zamijeniti drugim. Čimbenik okoliša koji prelazi granice izdržljivosti naziva se ograničavajući, on određuje raspon određene vrste.

ekološka plastičnost organizama

Ekološka plastičnost organizama (ekološka valencija) je stupanj prilagodljivosti vrste na promjene čimbenika okoliša. Izražava se rasponom vrijednosti okolišnih čimbenika unutar kojih određena vrsta održava normalnu životnu aktivnost. Što je širi raspon, to je veća ekološka plastičnost.

Vrste koje mogu postojati uz mala odstupanja faktora od optimuma nazivaju se visoko specijaliziranim, a vrste koje mogu podnijeti značajne promjene faktora nazivaju se široko prilagođenim.

Plastičnost okoliša može se promatrati iu odnosu na jedan čimbenik i u odnosu na kompleks okolišnih čimbenika. Sposobnost vrste da tolerira značajne promjene određenih čimbenika označena je odgovarajućim izrazom s prefiksom "svaki":

Euritermno (plastično na temperaturu)

Eurygolinaceae (slanost vode)

Eurifotski (plastičan prema svjetlu)

Eurygygric (plastika na vlagu)

Eurioik (plastika do staništa)

Eurifag (plastika na hranu).

Vrste prilagođene neznatnim promjenama ovog faktora označavaju se pojmom s prefiksom “steno”. Ovi se prefiksi koriste za izražavanje relativnog stupnja tolerancije (na primjer, kod stenotermnih vrsta, ekološki temperaturni optimum i pesimum su blizu).

Vrste koje imaju široku ekološku plastičnost u odnosu na kompleks ekoloških čimbenika su euribionti; vrste s niskom individualnom prilagodljivošću su stenobionti. Euribiontizam i istenobiontizam karakteriziraju različite vrste prilagodbe organizama na preživljavanje. Ako se euribionti dugo razvijaju u dobrim uvjetima, tada mogu izgubiti ekološku plastičnost i razviti osobine stenobionata. Vrste koje postoje sa značajnim fluktuacijama faktora poprimaju povećanu ekološku plastičnost i postaju euribionti.

Na primjer, u vodenom okolišu ima više stenobionata, jer su njegova svojstva relativno stabilna, a amplitude fluktuacija pojedinih čimbenika male. U dinamičnijem okruženju zrak-zemlja prevladavaju euribionti. Toplokrvne životinje imaju širu ekološku valenciju od hladnokrvnih životinja. Mladi i stari organizmi zahtijevaju ujednačenije uvjete okoliša.

Euribionti su široko rasprostranjeni, a stenobiontizam im sužava areale; međutim, u nekim slučajevima, zbog svoje visoke specijalizacije, stenobionti posjeduju ogromne teritorije. Primjerice, ribožder je tipičan stenofag, ali je u odnosu na druge čimbenike okoliša euribiont. U potrazi za potrebnom hranom, ptica je u stanju letjeti na velike udaljenosti, tako da zauzima značajan raspon.

Plastičnost je sposobnost organizma da egzistira u određenom rasponu vrijednosti čimbenika okoliša. Plastičnost je određena reakcijskom normom.

Prema stupnju plastičnosti u odnosu na pojedine čimbenike sve vrste se dijele u tri skupine:

Stenotopi su vrste koje mogu postojati u uskom rasponu vrijednosti čimbenika okoliša. Na primjer, većina biljaka vlažnih ekvatorijalnih šuma.

Euritopi su široko fleksibilne vrste sposobne kolonizirati različita staništa, primjerice sve kozmopolitske vrste.

Mezotopi zauzimaju srednji položaj između stenotopa i euritopa.

Treba imati na umu da vrsta može biti, na primjer, stenotopna prema jednom faktoru i euritopna prema drugom i obrnuto. Na primjer, čovjek je euritop u odnosu na temperaturu zraka, ali stenotop u smislu sadržaja kisika u njemu.

1. Abiotski čimbenici. Ova kategorija čimbenika uključuje sva fizikalna i kemijska svojstva okoliša. To su svjetlost i temperatura, vlaga i tlak, kemijski sastav vode, atmosfere i tla, priroda reljefa i sastav stijena te uvjeti vjetra. Najjaču skupinu čimbenika objedinjuje klimatskičimbenici. Ovise o geografskoj širini i položaju kontinenata. Mnogo je sekundarnih faktora. Geografska širina ima najveći utjecaj na temperaturu i fotoperiod. Položaj kontinenata je razlog suhoće ili vlažnosti klime. Unutarnja područja su suša od perifernih, što uvelike utječe na diferencijaciju životinja i biljaka na kontinentima. Režim vjetra, kao jedna od komponenti klimatskog čimbenika, ima izuzetno važnu ulogu u formiranju životnih oblika biljaka.

Globalna klima je klima planeta koja određuje funkcioniranje i Bioraznolikost biosfere. Regionalna klima je klima kontinenata i oceana, kao i njihovih velikih topografskih podjela. Lokalna klima – klima podređenih pejzažno-regionalne društveno-geografske strukture: klima Vladivostoka, klima porječja Partizanske rijeke. Mikroklima (pod kamenom, izvan kamena, šumarak, čistina).

Najvažniji klimatski čimbenici: svjetlost, temperatura, vlaga.

Svjetloje najvažniji izvor energije na našem planetu. Ako je za životinje svjetlost inferiorna u odnosu na temperaturu i vlagu, onda je za fotosintetske biljke najvažnija.

Glavni izvor svjetlosti je Sunce. Glavna svojstva energije zračenja kao čimbenika okoliša određena su valnom duljinom. Zračenje uključuje vidljivu svjetlost, ultraljubičaste i infracrvene zrake, radio valove i prodorno zračenje.

Za biljke su važne narančasto-crvene, plavo-ljubičaste i ultraljubičaste zrake. Žuto-zelene zrake biljke ili odbijaju ili apsorbiraju u malim količinama. Reflektirane zrake daju biljkama zelenu boju. Ultraljubičaste zrake imaju kemijski učinak na žive organizme (mijenjaju brzinu i smjer biokemijskih reakcija), a infracrvene zrake toplinski.

Mnoge biljke imaju fototropni odgovor na svjetlost. Tropizam– to je usmjereno kretanje i orijentacija biljaka, na primjer, suncokret “slijedi” sunce.

Osim kvalitete svjetlosnih zraka veliku važnost ima i količina svjetlosti koja pada na biljku. Jačina osvjetljenja ovisi o geografskoj širini područja, godišnjem dobu, dobu dana, naoblaci i lokalnoj zaprašenosti atmosfere. Ovisnost toplinske energije o geografskoj širini pokazuje da je svjetlost jedan od klimatskih čimbenika.

Život mnogih biljaka ovisi o fotoperiodu. Dan ustupa mjesto noći i biljke prestaju sintetizirati klorofil. Polarni dan zamjenjuje polarna noć, a biljke i mnoge životinje prestaju aktivno funkcionirati i smrzavaju se (hibernacija).

S obzirom na svjetlost, biljke se dijele u tri skupine: svjetloljubive, sjenoljubive i sjenotolerantne. Fotofilan Mogu se normalno razvijati samo uz dovoljno osvjetljenja, ne podnose ili ne podnose čak ni malo zamračenja. Sjenoljubiv može se naći samo u zasjenjenim područjima i nikad u uvjetima jakog osvjetljenja. Otporan na sjenu biljke karakterizira široka ekološka amplituda u odnosu na svjetlosni faktor.

Temperatura jedan je od najvažnijih klimatskih čimbenika. O njemu ovisi razina i intenzitet metabolizma, fotosinteze i drugih biokemijskih i fizioloških procesa.

Život na Zemlji postoji u širokom rasponu temperatura. Najprihvatljiviji temperaturni raspon za život je od 0 0 do 50 0 C. Za većinu organizama to su smrtonosne temperature. Iznimke: mnoge sjeverne životinje, gdje se mijenjaju godišnja doba, mogu podnijeti zimske temperature ispod nule. Biljke mogu podnijeti zimske temperature ispod nule, kada njihova aktivna aktivnost prestane. U eksperimentalnim uvjetima, neke sjemenke, spore i pelud biljaka, nematoda, rotifera, protozojskih cista podnosile su temperature od - 190 0 C pa čak i - 273 0 C. Ipak, većina živih bića može živjeti na temperaturama između 0 i 50 0 C. Time se određuju svojstva proteina i aktivnost enzima. Jedna od prilagodbi na podnošenje nepovoljnih temperatura je anabioza– obustava vitalnih procesa u tijelu.

Naprotiv, u vrućim zemljama norma je prilično visoke temperature. Poznat je niz mikroorganizama koji mogu živjeti u izvorima s temperaturama iznad 70 0 C. Spore nekih bakterija mogu podnijeti kratkotrajno zagrijavanje do 160-180 0 C.

Euritermni i stenotermni organizmi– organizmi čije je funkcioniranje povezano sa širokim odnosno uskim gradijentima temperature. Abisalna okolina (0˚) je najkonstantnija okolina.

Biogeografsko rejoniranje(arktički, borealni, suptropski i tropski pojas) uvelike određuje sastav biocenoza i ekosustava. Analog klimatske distribucije na temelju geografske širine mogu biti planinske zone.

Na temelju odnosa između tjelesne temperature životinje i temperature okoline organizmi se dijele na:

– poikilotermni organizmi su hladnovodni s promjenjivim temperaturama. Temperatura tijela približava se temperaturi okoline;

– homeotermički– toplokrvni organizmi s relativno konstantnom unutarnjom temperaturom. Ovi organizmi imaju velike prednosti u korištenju okoliša.

S obzirom na temperaturni faktor vrste se dijele u sljedeće ekološke skupine:

vrste koje preferiraju hladnoću su kriofili I kriofiti.

pripadaju vrste s optimalnom aktivnošću u području visokih temperatura termofili I termofiti.

Vlažnost. Svi biokemijski procesi u organizmima odvijaju se u vodenom okolišu. Voda je neophodna za održavanje strukturnog integriteta stanica u cijelom tijelu. Izravno je uključen u proces stvaranja primarnih produkata fotosinteze.

Vlažnost zraka određena je količinom padalina. Raspodjela padalina ovisi o geografskoj širini, blizini velikih vodenih površina i terenu. Količina padalina neravnomjerno je raspoređena tijekom godine. Osim toga, potrebno je uzeti u obzir prirodu padalina. Ljetna kišica vlaži tlo bolje od kiše, noseći potoke vode koji nemaju vremena da se upiju u tlo.

Biljke koje žive u područjima s različitom dostupnošću vlage različito se prilagođavaju manjku ili višku vlage. Regulacija ravnoteže vode u tijelu biljaka u sušnim područjima provodi se zbog razvoja snažnog korijenskog sustava i usisne snage stanica korijena, kao i smanjenja površine isparavanja. Mnoge biljke odbacuju lišće, pa čak i cijele izdanke (saxaul) tijekom sušnog razdoblja; ponekad dolazi do djelomičnog ili čak potpunog smanjenja lišća. Svojevrsna prilagodba suhoj klimi je ritam razvoja nekih biljaka. Tako efemeri, koristeći proljetnu vlagu, u vrlo kratkom vremenu (15-20 dana) uspijevaju proklijati, razviti listove, procvjetati i formirati plodove i sjemenke, a s početkom suše ugibaju. Sposobnost mnogih biljaka da akumuliraju vlagu u svojim vegetativnim organima - lišću, stabljici, korijenju - također pomaže u podnošenju suše..

U odnosu na vlažnost razlikuju se sljedeće ekološke skupine biljaka. Hidrofiti, ili hidrobiontima, su biljke kojima je voda životna sredina.

Higrofiti- biljke koje žive na mjestima gdje je zrak zasićen vodenom parom, a tlo sadrži puno kapljično-tekuće vlage - na poplavnim livadama, močvarama, na vlažnim sjenovitim mjestima u šumama, na obalama rijeka i jezera. Higrofiti isparavaju puno vlage zbog stomata, koji se često nalaze s obje strane lista. Korijen je slabo razgranat, listovi veliki.

Mezofiti– biljke umjereno vlažnih staništa. To uključuje livadske trave, sve listopadno drveće, mnoge poljske kulture, povrće, voće i bobice. Imaju dobro razvijen korijenski sustav, velike listove sa pučima na jednoj strani.

Kserofiti- biljke koje su se prilagodile životu na mjestima sa sušnom klimom. Česte su u stepama, pustinjama i polupustinjama. Kserofite dijelimo u dvije skupine: sukulente i sklerofite.

Sukulenti(od lat. sukulentus- sočne, masne, debele) su višegodišnje biljke sa sočnim mesnatim stabljikama ili listovima u kojima je pohranjena voda.

Sklerofiti(od grčkog skleroza– tvrdo, suho) – to su vlasulja, perna trava, saksaul i druge biljke. Listovi i stabljike im nemaju zalihe vode, djeluju prilično suho, zbog velike količine mehaničkog tkiva listovi su im tvrdi i žilavi.

Drugi čimbenici također mogu biti važni u distribuciji biljaka, npr. priroda i svojstva tla. Dakle, postoje biljke za koje je odlučujući čimbenik okoliša sadržaj soli u tlu. Ovaj halofiti. Posebnu skupinu čine ljubitelji vapnenačkih tla - kalcifili. Iste vrste "povezane s tlom" su biljke koje žive na tlima koja sadrže teške metale.

Čimbenici okoliša koji utječu na život i rasprostranjenost organizama također uključuju sastav i kretanje zraka, prirodu reljefa i mnoge, mnoge druge.

Osnova intraspecifične selekcije je intraspecifična borba. Zato se, kako je vjerovao Charles Darwin, rađa više mladih organizama nego što ih doživi. Istovremeno, prevaga broja organizama rođenih nad brojem organizama koji su preživjeli do zrelosti kompenzira visoku stopu smrtnosti u ranim fazama razvoja. Stoga, kako je primijetio S.A. Severtsov, veličina plodnosti povezana je s postojanošću vrste.

Dakle, unutarvrsni odnosi usmjereni su na razmnožavanje i širenje vrste.

U svijetu životinja i biljaka postoji veliki broj uređaja koji olakšavaju kontakt između jedinki ili, obrnuto, sprječavaju njihov sudar. Takve međusobne prilagodbe unutar vrste nazvane su S.A. Severtsov kongruencije . Dakle, kao rezultat međusobnih prilagodbi, jedinke imaju karakterističnu morfologiju, ekologiju i ponašanje koje osiguravaju susret spolova, uspješno parenje, razmnožavanje i podizanje potomstva. Utvrđeno je pet grupa podudarnosti:

– embriji ili ličinke i roditeljske jedinke (torbari);

– jedinke različitog spola (genitalni aparat muškaraca i žena);

– jedinke istog spola, uglavnom mužjaci (rogovi i zubi mužjaka, koji se koriste u borbama za ženku);

– braća i sestre iste generacije u vezi s načinom života krda (mjesta koja olakšavaju orijentaciju pri bijegu);

– polimorfne jedinke u kolonijalnih kukaca (specijalizacija jedinki za obavljanje određenih funkcija).

Cjelovitost vrste izražava se i u jedinstvu gnijezdeće populacije, homogenosti njezina kemijskog sastava i jedinstvu utjecaja na okoliš.

Kanibalizam– ova vrsta intraspecifičnih odnosa nije neuobičajena u leglima ptica grabljivica i životinja. Najslabije obično uništavaju jači, a ponekad i roditelji.

Samoodvodnjavanje biljnih populacija. Intraspecifično natjecanje utječe na rast i raspodjelu biomase unutar biljnih populacija. Kako jedinke rastu, povećavaju se u veličini, povećavaju se njihove potrebe i, kao posljedica toga, povećava se konkurencija među njima, što dovodi do smrti. Broj preživjelih jedinki i brzina njihovog rasta ovise o gustoći populacije. Postupno smanjenje gustoće rastućih jedinki naziva se samorazrjeđivanje.

Slična se pojava uočava u šumskim plantažama.

Odnosi među vrstama. Najvažniji i najčešći oblici i vrste međuvrsnih odnosa mogu se nazvati:

Natjecanje. Ova vrsta odnosa određuje Gauseovo pravilo. Prema tom pravilu, dvije vrste ne mogu istovremeno zauzimati istu ekološku nišu i stoga nužno istiskivati ​​jedna drugu. Na primjer, smreka istiskuje brezu.

Alelopatija- ovo je kemijski učinak nekih biljaka na druge oslobađanjem hlapljivih tvari. Nositelji alelopatskog djelovanja su djelatne tvari - Colin. Utjecajem ovih tvari može doći do trovanja tla, promjene prirode mnogih fizioloških procesa, a pritom se biljke međusobno prepoznaju putem kemijskih signala.

Mutualizam– ekstremni stupanj povezanosti između vrsta u kojem svaka ima koristi od povezanosti s drugom. Na primjer, biljke i bakterije koje vežu dušik; klobuke gljiva i korijenje drveća.

Komenzalizam– oblik simbioze u kojoj jedan od partnera (komensal) koristi drugog (vlasnika) za reguliranje svojih kontakata s vanjskom okolinom, ali ne stupa u bliske odnose s njim. Komenzalizam je široko razvijen u ekosustavima koraljnih grebena - to je stanovanje, zaštita (pipci morskih anemona štite ribu), život u tijelu drugih organizama ili na njegovoj površini (epifiti).

Grabežljivost- ovo je način dobivanja hrane od strane životinja (rjeđe biljaka), u kojem hvataju, ubijaju i jedu druge životinje. Predatorstvo se javlja kod gotovo svih vrsta životinja. Tijekom evolucije grabežljivci su imali dobro razvijene živčane sustave i osjetilne organe koji im omogućuju otkrivanje i prepoznavanje plijena, kao i sredstva za hvatanje, ubijanje, jedenje i probavu plijena (oštre kandže koje se mogu uvlačiti kod mačaka, otrovne žlijezde mnogih paučnjaka, žarne stanice morske anemone, enzimi koji razgrađuju proteine ​​i drugo). Evolucija predatora i plijena događa se u tandemu. Tijekom ovog procesa predatori poboljšavaju svoje metode napada, a žrtve poboljšavaju svoje metode obrane.

Identificiranje ograničavajućih čimbenika od velike je praktične važnosti. Prvenstveno za uzgoj usjeva: primjena potrebnih gnojiva, kalcizacija tla, melioracija, itd. omogućuju vam povećanje produktivnosti, povećanje plodnosti tla i poboljšanje postojanja kultiviranih biljaka.

1. Što znače prefiksi "evry" i "steno" u nazivu vrste? Navedite primjere euribionata i stenobionata.

Širok raspon tolerancije vrsta u odnosu na abiotičke čimbenike okoliša označavaju se dodavanjem prefiksa nazivu čimbenika "svaki. Nemogućnost toleriranja značajnih fluktuacija čimbenika ili niske granice izdržljivosti karakterizirana je prefiksom "steno", na primjer, stenotermne životinje. Male promjene temperature imaju mali učinak na euritermne organizme, a mogu biti pogubne za stenotermne organizme. Vrsta prilagođena niskim temperaturama je kriofilan(od grčkog krios - hladno), i na visoke temperature - termofilni. Slični obrasci vrijede i za druge čimbenike. Biljke mogu biti hidrofilni, tj. zahtjevan prema vodi i kserofilan(tolerantan na suhu).

U odnosu na sadržaj soli u staništu razlikuju eurigale i stenogale (od grč. gals - sol), do osvjetljenje – eurifota i stenofota, u odnosu na na kiselost okoline– eurionske i stenoionske vrste.

Budući da euribiontizam omogućuje naseljavanje različitih staništa, a stenobiontizam oštro sužava raspon mjesta pogodnih za vrstu, ove se 2 skupine često nazivaju eury – i stenobionti. Mnoge kopnene životinje koje žive u kontinentalnoj klimi mogu podnijeti značajne fluktuacije temperature, vlažnosti i sunčevog zračenja.

Stenobionti uključuju- orhideje, pastrva, dalekoistočni tetrijeb, dubinska riba).

Zovu se životinje koje su stenobiontne u odnosu na više čimbenika istodobno stenobionti u širem smislu riječi ( ribe koje žive u planinskim rijekama i potocima, ne podnose previsoke temperature i niske razine kisika, stanovnici vlažnih tropskih krajeva, neprilagođene niskim temperaturama i niskoj vlažnosti zraka).

Euribionti uključuju Koloradska zlatica, miš, štakori, vukovi, žohari, trska, pšenična trava.

1. Prilagodba živih organizama na čimbenike okoliša. Vrste adaptacije.

Prilagodba ( od lat. adaptacija – adaptacija ) - ovo je evolucijska prilagodba organizama okoliša, izražena u promjenama njihovih vanjskih i unutarnjih karakteristika.

Pojedinci koji su iz nekog razloga izgubili sposobnost prilagodbe, u uvjetima promjena režima okolišnih čimbenika, osuđeni su na eliminacija, tj. do izumiranja.

Vrste prilagodbe: morfološka, ​​fiziološka i bihevioralna prilagodba.

Morfologija je proučavanje vanjskih oblika organizama i njihovih dijelova.

1.Morfološka prilagodba- ovo je prilagodba koja se očituje u prilagodbi na brzo plivanje kod vodenih životinja, preživljavanje u uvjetima visokih temperatura i nedostatka vlage - kod kaktusa i drugih sukulenata.

2.Fiziološke prilagodbe leže u osobitostima enzimatskog sklopa u probavnom traktu životinja, određenom sastavom hrane. Na primjer, stanovnici suhih pustinja svoje potrebe za vlagom mogu zadovoljiti biokemijskom oksidacijom masti.

3.Bihevioralne (etološke) prilagodbe pojavljuju u najrazličitijim oblicima. Na primjer, postoje oblici adaptivnog ponašanja životinja usmjereni na osiguranje optimalne izmjene topline s okolinom. Adaptivno ponašanje može se očitovati u stvaranju skloništa, kretanjima u smjeru povoljnijih, preferiranih temperaturnih uvjeta i odabiru mjesta s optimalnom vlagom ili svjetlom. Mnoge beskralješnjake karakterizira selektivni stav prema svjetlu, koji se očituje u približavanju ili udaljavanju od izvora (taksiji). Poznata su dnevna i sezonska kretanja sisavaca i ptica, uključujući migracije i letove, kao i međukontinentalna kretanja riba.

Adaptivno ponašanje može se manifestirati kod grabežljivaca tijekom lova (praćenje i progon plijena) i kod njihovih žrtava (skrivanje, brkanje traga). Ponašanje životinja tijekom sezone parenja i tijekom hranjenja podmlatka izrazito je specifično.

Postoje dvije vrste prilagodbe vanjskim čimbenicima. Pasivni način prilagodbe– ova prilagodba prema vrsti tolerancije (tolerancija, izdržljivost) sastoji se u pojavi određenog stupnja otpora prema danom čimbeniku, sposobnosti održavanja funkcija kada se promijeni snaga njegovog utjecaja. Ova vrsta prilagodbe nastaje kao karakteristično svojstvo vrste i ostvaruje se na stanično-tkivnoj razini. Druga vrsta uređaja je aktivan. U tom slučaju tijelo uz pomoć specifičnih adaptivnih mehanizama kompenzira promjene uzrokovane utjecajnim faktorom na način da unutarnje okruženje ostaje relativno konstantno. Aktivne prilagodbe su prilagodbe otpornog tipa (otpora) koje održavaju homeostazu unutarnje sredine tijela. Primjer tolerantnog tipa prilagodbe su poikilosmotične životinje, primjer rezistentnog tipa su homojosmotične životinje. .

1. Definirajte populaciju. Navedite glavne grupne karakteristike stanovništva. Navedite primjere populacija. Rastuće, stabilne i umiruće populacije.

Populacija- skupina jedinki iste vrste koje međusobno djeluju i zajednički nastanjuju zajednički teritorij. Glavne karakteristike populacije su sljedeće:

1. Brojnost - ukupan broj jedinki na određenom teritoriju.

2. Gustoća naseljenosti – prosječan broj jedinki po jedinici površine ili volumena.

3. Plodnost - broj novih jedinki koje se pojavljuju u jedinici vremena kao rezultat razmnožavanja.

4. Mortalitet - broj uginulih jedinki u populaciji u jedinici vremena.

5. Rast stanovništva je razlika između stopa nataliteta i mortaliteta.

6. Stopa rasta - prosječno povećanje po jedinici vremena.

Populaciju karakterizira određena organizacija, raspored jedinki po teritoriju, omjer skupina prema spolu, dobi i karakteristikama ponašanja. Formira se, s jedne strane, na temelju općih bioloških svojstava vrste, as druge, pod utjecajem abiotskih čimbenika okoliša i populacije drugih vrsta.

Struktura stanovništva je nestabilna. Rast i razvoj organizama, rađanje novih, smrt iz raznih uzroka, promjena okolišnih uvjeta, povećanje ili smanjenje broja neprijatelja - sve to dovodi do promjena u različitim omjerima unutar populacije.

Rastuća ili rastuća populacija– to je populacija u kojoj prevladavaju mlade jedinke, takva populacija raste brojčano ili se unosi u ekosustav (npr. zemlje trećeg svijeta); Češće dolazi do viška nataliteta nad mortalitetom, a broj stanovnika raste do te mjere da može doći do izbijanja masovnog razmnožavanja. To posebno vrijedi za male životinje.

S uravnoteženim intenzitetom plodnosti i mortaliteta, a stabilna populacija. U takvoj populaciji mortalitet se kompenzira rastom, a njezin broj, kao i rasprostranjenost, održavaju se na istoj razini. . Stabilna populacija – To je populacija u kojoj broj jedinki različite dobi ravnomjerno varira i ima karakter normalne raspodjele (kao primjer možemo navesti stanovništvo zapadnoeuropskih zemalja).

Opadanje (umiranje) stanovništva je populacija u kojoj je stopa mortaliteta veća od stope nataliteta . Opadajuća ili umiruća populacija je populacija u kojoj prevladavaju starije jedinke. Primjer je Rusija 90-ih godina 20. stoljeća.

Međutim, također se ne može beskonačno smanjivati.. Na određenoj razini populacije, stopa mortaliteta počinje padati, a plodnost raste . U konačnici, opadajuća populacija, nakon što je dosegla određenu minimalnu veličinu, pretvara se u svoju suprotnost – rastuću populaciju. Natalitet u takvoj populaciji postupno raste iu određenom trenutku izjednačava stopu mortaliteta, odnosno populacija postaje stabilna na kratko vrijeme. U opadanju populacije prevladavaju stare jedinke koje se više ne mogu intenzivno razmnožavati. Ovakva dobna struktura ukazuje na nepovoljne uvjete.

1. Ekološka niša organizma, pojmovi i definicije. Stanište. Međusobni raspored ekoloških niša. Ljudska ekološka niša.

Bilo koja vrsta životinje, biljke ili mikroba sposobna je normalno živjeti, hraniti se i razmnožavati samo na mjestu gdje joj je evolucija "propisala" tisućljećima, počevši od svojih predaka. Da bi označili ovaj fenomen, biolozi su posudili pojam iz arhitekture - riječ "niša" i počeli su govoriti da svaka vrsta živih organizama zauzima svoju vlastitu ekološku nišu u prirodi, jedinstvenu za njega.

Ekološka niša organizma- to je ukupnost svih njegovih zahtjeva za uvjete okoliša (sastav i režimi čimbenika okoliša) i mjesto gdje su ti zahtjevi ispunjeni, ili cijeli skup mnogih bioloških karakteristika i fizičkih parametara okoliša koji određuju uvjete postojanja pojedine vrste, njezina transformacija energije, razmjena informacija s okolinom i sl.

Koncept ekološke niše obično se koristi kada se koriste odnosi ekološki sličnih vrsta koje pripadaju istoj trofičkoj razini. Pojam “ekološka niša” predložio je J. Grinnell 1917. godine kako bi se okarakterizirao prostorni raspored vrsta, odnosno ekološka niša definirana je kao pojam blizak staništu. C. Elton definirao ekološku nišu kao položaj vrste u zajednici, ističući posebnu važnost trofičkih odnosa. Nišu možemo zamisliti kao dio zamišljenog višedimenzionalnog prostora (hipervolumena), čije pojedinačne dimenzije odgovaraju čimbenicima potrebnim vrsti. Što više parametar varira, tj. Što je veća prilagodljivost vrste određenom okolišnom čimbeniku, to je njezina niša šira. Niša se također može povećati u slučaju oslabljene konkurencije.

Stanište vrste- ovo je fizički prostor koji zauzima vrsta, organizam, zajednica, određen je ukupnošću uvjeta abiotičkog i biotičkog okoliša koji osiguravaju cijeli razvojni ciklus jedinki iste vrste.

Stanište vrste može se označiti kao „prostorne niše“.

Funkcionalni položaj u zajednici, u putovima prerade tvari i energije tijekom prehrane naziva se trofička niša.

Slikovito rečeno, ako je stanište, takoreći, adresa organizama određene vrste, onda je trofična niša profesija, uloga organizma u njegovom staništu.

Kombinacija ovih i drugih parametara obično se naziva ekološka niša.

Ekološka niša(od francuskog niša - udubljenje u zidu) - ovo mjesto koje biološka vrsta zauzima u biosferi uključuje ne samo njen položaj u prostoru, već i mjesto u trofičkim i drugim interakcijama u zajednici, kao da je "profesija" od vrste.

Temeljna ekološka niša(potencijal) je ekološka niša u kojoj vrsta može postojati bez konkurencije drugih vrsta.

Realizirana ekološka niša (stvarno) – ekološka niša, dio temeljne (potencijalne) niše koju vrsta može braniti u konkurenciji s drugim vrstama.

Na temelju relativnog položaja, niše dviju vrsta dijele se na tri vrste: ekološke niše koje nisu susjedne; niše koje se dodiruju, ali se ne preklapaju; dodiruju i preklapaju niše.

Čovjek je jedan od predstavnika životinjskog carstva, biološke vrste iz klase sisavaca. Unatoč tome što ima mnoga specifična svojstva (inteligencija, artikulirani govor, radna aktivnost, biosocijalnost itd.), nije izgubio svoju biološku bit i za njega vrijede svi zakoni ekologije u istoj mjeri kao i za druge žive organizme. . Čovjek ima svoj, samo njemu svojstven, ekološka niša. Prostor u kojem je lokalizirana niša osobe vrlo je ograničen. Kao biološka vrsta, ljudi mogu živjeti samo unutar kopnene mase ekvatorskog pojasa (tropi, suptropi), gdje je nastala obitelj hominida.

1. Formulirajte Gauseov temeljni zakon. Što je "oblik života"? Koji se ekološki (ili životni) oblici razlikuju među stanovnicima vodenog okoliša?

I u biljnom i u životinjskom svijetu međuvrsno i unutarvrsno natjecanje vrlo je rašireno. Između njih postoji temeljna razlika.

Gauseovo pravilo (ili čak zakon): dvije vrste ne mogu istodobno zauzimati istu ekološku nišu i stoga nužno istiskuju jedna drugu.

U jednom od pokusa Gause je uzgojio dvije vrste ciliata - Paramecium caudatum i Paramecium aurelia. Redovito su dobivali kao hranu vrstu bakterije koja se ne razmnožava u prisutnosti paramecija. Ako se svaka vrsta cilijata uzgajala zasebno, tada su njihove populacije rasle prema tipičnoj sigmoidnoj krivulji (a). U ovom slučaju broj paramecija je određen količinom hrane. Ali kada su koegzistirali, paramecija se počela natjecati i P. aurelia je potpuno zamijenila svog konkurenta (b).

Riža. Natjecanje između dvije blisko povezane vrste ciliata koji zauzimaju zajedničku ekološku nišu. a – Paramecium caudatum; b – P. aurelia. 1. – u jednoj kulturi; 2. – u mješovitoj kulturi

Kad su ciliate zajedno rasle, nakon nekog vremena ostala je samo jedna vrsta. U isto vrijeme, ciliati nisu napadali jedinke druge vrste i nisu emitirali štetne tvari. Objašnjenje je da su proučavane vrste imale različite stope rasta. Vrsta koja se najbrže razmnožava pobijedila je u natjecanju za hranu.

Kod uzgoja P. caudatum i P. bursaria do pomaka nije došlo, obje su vrste bile u ravnoteži, pri čemu je potonja bila koncentrirana na dnu i stijenkama posude, a prva u slobodnom prostoru, tj. u drugoj ekološkoj niši. Pokusi s drugim vrstama cilijata pokazali su obrazac odnosa između plijena i grabežljivca.

Gauseuxov princip naziva se princip izuzetna natjecanja. Ovo načelo dovodi ili do ekološkog odvajanja blisko povezanih vrsta ili do smanjenja njihove gustoće tamo gdje mogu koegzistirati. Kao rezultat natjecanja, jedna od vrsta je istisnuta. Gauseovo načelo ima veliku ulogu u razvoju koncepta niše, a također tjera ekologe da traže odgovore na brojna pitanja: Kako koegzistiraju slične vrste? Koliko velike moraju biti razlike među vrstama da koegzistiraju? Kako se može izbjeći isključenje iz konkurencije?

Životni oblik vrste – ovo je povijesno razvijen kompleks njegovih bioloških, fizioloških i morfoloških svojstava, koji određuje određeni odgovor na utjecaje okoliša.

Među stanovnicima vodenog okoliša (hidrobionti) klasifikacija razlikuje sljedeće životne oblike.

1.Neuston(od grčkog neuston - sposoban plivati) – skup morskih i slatkovodnih organizama koji žive blizu površine vode , na primjer, ličinke komaraca, mnoge protozoe, vodene stjenice, a među biljkama dobro poznata patka.

2. Živi bliže površini vode plankton.

Plankton(od grčkog planktos - lebdeći) - plutajući organizmi sposobni za vertikalne i horizontalne pokrete uglavnom u skladu s kretanjem vodenih masa. Istaknuti fitoplankton- fotosintetske slobodno plutajuće alge i zooplankton- mali rakovi, mekušci i riblje ličinke, meduze, male ribe.

3.Nekton(od grčkog nektos - plutajući) - slobodno plutajući organizmi sposobni za neovisno vertikalno i horizontalno kretanje. Nektonživi u vodenom stupcu - to su ribe, u morima i oceanima, vodozemci, veliki vodeni kukci, rakovi, također gmazovi (morske zmije i kornjače) i sisavci: kitovi (dupini i kitovi) i peraje (tuljani).

4. Periphyton(od grčkog peri - oko, oko, phyton - biljka) - životinje i biljke pričvršćene na stabljike viših biljaka i uzdižu se iznad dna (mekušci, rotiferi, mahovnjaci, hidra itd.).

5. Bentos ( iz grčkog bentos - dubina, dno) - organizmi na dnu koji vode vezani ili slobodni način života, uključujući one koji žive u debljini sedimenta dna. To su uglavnom mekušci, neke niže biljke, gmižuće ličinke insekata i crvi. Donji sloj nastanjen je organizmima koji se uglavnom hrane raspadajućim ostacima.

1. Što je biocenoza, biogeocenoza, agrocenoza? Struktura biogeocenoze. Tko je utemeljitelj učenja o biocenozi? Primjeri biogeocenoza.

Biocenoza(od grčkog koinos - zajednički bios - život) je zajednica živih organizama koji međusobno djeluju, a sastoji se od biljaka (fitocenoza), životinja (zoocenoza), mikroorganizama (mikrobocenoza), prilagođenih zajedničkom životu na određenom teritoriju.

Pojam "biocenoza" - uvjetno, budući da organizmi ne mogu živjeti izvan svoje okoline, ali je zgodno koristiti u procesu proučavanja ekoloških veza između organizama. Ovisno o području, odnosu prema ljudskoj djelatnosti, stupnju zasićenosti, korisnosti i dr. razlikovati biocenoze kopna, vode, prirodne i antropogene, zasićene i nezasićene, cjelovite i nepotpune.

Biocenoze, poput populacija - ovo je nadorganizmska razina organizacije života, ali višeg ranga.

Veličine biocenotskih skupina su različite- to su velike zajednice lišajevih jastučića na deblu ili trulom panju, ali su i populacije stepa, šuma, pustinja itd.

Zajednica organizama naziva se biocenoza, a znanost koja proučava zajednicu organizama - biocenologija.

V.N. Sukačev termin je predložen (i općeprihvaćen) za označavanje zajednica biogeocenoza(od grčkog bios – život, geo – zemlja, cenosis – zajednica) - Ovo je skup organizama i prirodnih pojava karakterističnih za određeno zemljopisno područje.

Struktura biogeocenoze uključuje dvije komponente biotički – zajednica živih biljnih i životinjskih organizama (biocenoza) – i abiotski – skup neživih okolišnih čimbenika (ekotop, ili biotop).

Prostor s više ili manje homogenim uvjetima, koji zauzima biocenoza, naziva se biotop (topis - mjesto) ili ekotop.

Ecotop uključuje dvije glavne komponente: klimatop- klima u svim njezinim raznolikim pojavnim oblicima i edafotop(od grčkog edaphos - tlo) - tla, reljef, voda.

Biogeocenoza= biocenoza (fitocenoza+zoocenoza+mikrobocenoza)+biotop (klimatop+edafotop).

Biogeocenoze – to su prirodne tvorevine (sadrže element "geo" - Zemlja ) .

Primjeri biogeocenoze može postojati bara, livada, mješovita šuma ili šuma jedne vrste. Na razini biogeocenoze svi procesi transformacije energije i tvari odvijaju se u biosferi.

Agrocenoza(od lat. agraris i grč. koikos - opći) - zajednica organizama koju je stvorio čovjek i umjetno održavao s povećanim prinosom (produktivnošću) jedne ili više odabranih vrsta biljaka ili životinja.

Agrocenoza se razlikuje od biogeocenoze glavne komponente. Ne može postojati bez ljudske potpore, jer je riječ o umjetno stvorenoj biotičkoj zajednici.

1. Koncept "ekosustava". Tri principa funkcioniranja ekosustava.

Ekološki sustav- jedan od najvažnijih pojmova ekologije, skraćeno ekosustav.

Ekosustav(od grčkog oikos - stan i sustav) svaka je zajednica živih bića zajedno s njihovim staništem, iznutra povezana složenim sustavom odnosa.

Ekosustav - To su nadorganizmske asocijacije, uključujući organizme i neživi (inertni) okoliš koji međusobno djeluju, bez kojih je nemoguće održati život na našem planetu. Ovo je zajednica biljnih i životinjskih organizama i anorganskog okoliša.

Na temelju međudjelovanja živih organizama koji međusobno tvore ekosustav i njihovog staništa, u svakom ekosustavu razlikuju se međusobno ovisni agregati biotički(živi organizmi) i abiotički komponente (inertne ili nežive prirode), kao i čimbenici okoliša (kao što su sunčevo zračenje, vlaga i temperatura, atmosferski tlak), antropogenih faktora i drugi.

Na abiotičke komponente ekosustava Tu spadaju anorganske tvari - ugljik, dušik, voda, atmosferski ugljični dioksid, minerali, organske tvari koje se nalaze uglavnom u tlu: bjelančevine, ugljikohidrati, masti, huminske tvari itd., koje ulaze u tlo nakon smrti organizama.

Na biotičke komponente ekosustava uključuju proizvođače, autotrofe (biljke, kemosintetici), konzumente (životinje) i detritivore, razlagače (životinje, bakterije, gljive).

Kazanska fiziološka škola. F.V. Ovsyannikov, N.O. Kovalevsky, N.A. Mislavsky, A.V. Kibjakov

Okolišni čimbenici je kompleks okolišnih uvjeta koji utječu na žive organizme. razlikovati neživi faktori— abiotičke (klimatske, edafske, orografske, hidrografske, kemijske, pirogene), čimbenici divljih životinja— biotski (fitogeni i zoogeni) i antropogeni čimbenici (utjecaj ljudske aktivnosti). Ograničavajući čimbenici uključuju sve čimbenike koji ograničavaju rast i razvoj organizama. Prilagodba organizma na okoliš naziva se adaptacija. Vanjski izgled organizma, koji odražava njegovu prilagodljivost okolišnim uvjetima, naziva se oblik života.

Pojam ekoloških čimbenika okoliša, njihova klasifikacija

Pojedine komponente okoliša koje utječu na žive organizme, na koje oni odgovaraju adaptacijskim reakcijama (prilagodbama), nazivaju se okolišnim čimbenicima, odnosno čimbenicima okoliša. Drugim riječima, naziva se kompleks okolišnih uvjeta koji utječu na život organizama okoliš čimbenici okoliša.

Svi čimbenici okoliša podijeljeni su u skupine:

1. obuhvaćaju sastavnice i pojave nežive prirode koje izravno ili neizravno utječu na žive organizme. Među brojnim abiotičkim čimbenicima glavnu ulogu igraju:

• klimatski(Sunčevo zračenje, svjetlo i svjetlosni režim, temperatura, vlaga, oborine, vjetar, atmosferski tlak i dr.);
• edafski(mehanička građa i kemijski sastav tla, vlažnost, vodni, zračni i toplinski uvjeti tla, kiselost, vlažnost, plinski sastav, razina podzemne vode i dr.);
• orografski(reljef, ekspozicija padine, strmina padine, visinska razlika, nadmorska visina);
• hidrografski(prozirnost vode, fluidnost, protok, temperatura, kiselost, sastav plina, sadržaj mineralnih i organskih tvari i dr.);
• kemijski(plinski sastav atmosfere, slani sastav vode);
• pirogeni(izloženost vatri).

2. - ukupnost odnosa između živih organizama, kao i njihovih međusobnih utjecaja na stanište. Učinak biotskih čimbenika može biti ne samo izravan, već i neizravan, izražen u prilagodbi abiotskih čimbenika (na primjer, promjene u sastavu tla, mikroklima ispod krošnje šume itd.). Biotički čimbenici uključuju:

• fitogeni(utjecaj biljaka jednih na druge i na okoliš);
• zoogeni(utjecaj životinja jednih na druge i na okoliš).

3. odražavaju intenzivan utjecaj čovjeka (izravno) ili ljudskih aktivnosti (neizravno) na okoliš i žive organizme. Takvi čimbenici uključuju sve oblike ljudskog djelovanja i ljudskog društva koji dovode do promjena u prirodi kao staništu drugih vrsta i izravno utječu na njihov život. Svaki živi organizam je pod utjecajem nežive prirode, organizama drugih vrsta, uključujući i čovjeka, a zauzvrat ima utjecaj na svaku od ovih komponenti.

Utjecaj antropogenih čimbenika u prirodi može biti svjestan, slučajan ili nesvjestan. Čovjek, orući netaknuta i neobrađena zemljišta, stvara poljoprivredne površine, uzgaja visokoproduktivne i na bolesti otporne oblike, širi neke vrste i uništava druge. Ti utjecaji (svjesni) često su negativni, na primjer, nepromišljeno preseljenje mnogih životinja, biljaka, mikroorganizama, predatorsko uništavanje niza vrsta, onečišćenje okoliša itd.

Biotski ekološki čimbenici očituju se kroz odnose organizama koji pripadaju istoj zajednici. U prirodi su mnoge vrste usko povezane, a njihovi međusobni odnosi kao sastavnice okoliša mogu biti izuzetno složeni. Što se tiče veza između zajednice i okolnog anorganskog okoliša, one su uvijek dvosmjerne, recipročne. Dakle, priroda šume ovisi o odgovarajućem tipu tla, ali samo tlo velikim dijelom nastaje pod utjecajem šume. Slično tome, temperaturu, vlažnost i svjetlost u šumi određuje vegetacija, ali prevladavajući klimatski uvjeti zauzvrat utječu na zajednicu organizama koji žive u šumi.

Utjecaj čimbenika okoliša na tijelo

Utjecaj okoliša organizmi percipiraju kroz okolišne čimbenike tzv ekološki. Treba napomenuti da je faktor okoliša samo promjenjivi element okoline, izazivajući kod organizama, kada se ponovno mijenja, adaptivne ekološke i fiziološke reakcije koje su nasljedno fiksirane u procesu evolucije. Dijele se na abiotičke, biotičke i antropogene (sl. 1).

Imenuju cjelokupni skup čimbenika u anorganskom okolišu koji utječu na život i rasprostranjenost životinja i biljaka. Među njima postoje: fizikalni, kemijski i edafski.

Fizički faktori - one čiji je izvor neko fizikalno stanje ili pojava (mehanička, valna itd.). Na primjer, temperatura.

Kemijski faktori- one koje potječu od kemijskog sastava okoliša. Na primjer, salinitet vode, sadržaj kisika itd.

Edafski čimbenici (ili tla). su skup kemijskih, fizikalnih i mehaničkih svojstava tla i stijena koja utječu kako na organizme kojima su stanište tako i na korijenski sustav biljaka. Na primjer, utjecaj hranjivih tvari, vlage, strukture tla, sadržaja humusa itd. na rast i razvoj biljaka.

Riža. 1. Shema utjecaja staništa (okoliša) na tijelo

— čimbenici ljudske aktivnosti koji utječu na prirodni okoliš (hidrosfera, erozija tla, uništavanje šuma itd.).

Limitirajući (ograničavajući) čimbenici okoliša To su čimbenici koji ograničavaju razvoj organizma zbog manjka ili viška hranjivih tvari u odnosu na potrebe (optimalan sadržaj).

Dakle, kada se biljke uzgajaju na različitim temperaturama, točka u kojoj dolazi do najvećeg rasta bit će optimalno. Cjelokupni temperaturni raspon, od minimalne do maksimalne, pri kojoj je još moguć rast naziva se raspon stabilnosti (izdržljivosti), ili tolerancija. Točke koje ga ograničavaju, tj. maksimalne i minimalne temperature pogodne za život su granice stabilnosti. Između optimalne zone i granica stabilnosti, kako se približava potonjoj, biljka doživljava sve veći stres, tj. govorimo o o zonama stresa, ili zonama potlačenosti, unutar područja stabilnosti (slika 2). Kako se ljestvica pomiče sve više i niže od optimuma, ne samo da se stres pojačava, nego kada se dosegnu granice otpornosti organizma, dolazi do njegove smrti.

Riža. 2. Ovisnost djelovanja okolišnog čimbenika o njegovom intenzitetu

Dakle, za svaku vrstu biljke ili životinje postoji optimum, zone stresa i granice stabilnosti (ili izdržljivosti) u odnosu na svaki okolišni čimbenik. Kada je čimbenik blizu granica izdržljivosti, organizam obično može postojati samo kratko vrijeme. U užem rasponu uvjeta moguć je dugotrajan opstanak i rast jedinki. U još užem rasponu dolazi do razmnožavanja, a vrsta može postojati neograničeno dugo. Tipično, negdje u sredini raspona otpornosti nalaze se uvjeti koji su najpovoljniji za život, rast i razmnožavanje. Ti se uvjeti nazivaju optimalnim, u kojima su jedinke određene vrste najprikladnije, tj. ostaviti najveći broj potomaka. U praksi je teško identificirati takva stanja, pa se optimum obično određuje individualnim vitalnim znakovima (brzina rasta, stopa preživljavanja i sl.).

Prilagodba sastoji se u prilagodbi tijela uvjetima okoline.

Sposobnost prilagodbe jedno je od glavnih svojstava života općenito, osiguravajući mogućnost njegovog postojanja, sposobnost organizama da prežive i razmnožavaju se. Prilagodbe se očituju na različitim razinama - od biokemije stanica i ponašanja pojedinih organizama do strukture i funkcioniranja zajednica i ekoloških sustava. Sve prilagodbe organizama na postojanje u različitim uvjetima razvile su se kroz povijest. Kao rezultat toga, formirane su skupine biljaka i životinja specifične za svaku zemljopisnu zonu.

Prilagodbe mogu biti morfološki, kada se struktura organizma mijenja dok ne nastane nova vrsta, i fiziološki, kada se dogode promjene u funkcioniranju tijela. Usko povezana s morfološkim prilagodbama je adaptivna boja životinja, sposobnost da je mijenjaju ovisno o svjetlu (iverak, kameleon, itd.).

Nadaleko poznati primjeri fiziološke prilagodbe su zimska hibernacija životinja, sezonske migracije ptica.

Vrlo važni za organizme su prilagodbe ponašanja. Na primjer, instinktivno ponašanje određuje djelovanje insekata i nižih kralježnjaka: riba, vodozemaca, gmazova, ptica itd. Ovo ponašanje je genetski programirano i naslijeđeno (urođeno ponašanje). To uključuje: način izgradnje gnijezda kod ptica, parenje, podizanje potomstva itd.

Postoji i stečena zapovijed, koju je pojedinac primio tijekom svog života. Obrazovanje(ili učenje) - glavni način prenošenja stečenog ponašanja s jedne generacije na drugu.

Sposobnost pojedinca da upravlja svojim kognitivnim sposobnostima kako bi preživio neočekivane promjene u svojoj okolini je inteligencija. Uloga učenja i inteligencije u ponašanju raste s poboljšanjem živčanog sustava - povećanjem moždane kore. Za ljude, ovo je odlučujući mehanizam evolucije. Sposobnost vrsta da se prilagode određenom rasponu okolišnih čimbenika označava se pojmom ekološka mistika vrste.

Kombinirani učinak čimbenika okoliša na tijelo

Okolinski čimbenici obično ne djeluju jedan po jedan, već na složen način. Učinak jednog čimbenika ovisi o jačini utjecaja drugih. Kombinacija različitih čimbenika ima zamjetan utjecaj na optimalne životne uvjete organizma (vidi sl. 2). Djelovanje jednog faktora ne zamjenjuje djelovanje drugog. Međutim, uz složeni utjecaj okoline, često se može uočiti "učinak supstitucije", koji se očituje u sličnosti rezultata utjecaja različitih čimbenika. Dakle, svjetlost se ne može nadomjestiti viškom topline ili obiljem ugljičnog dioksida, ali je utjecajem na temperaturne promjene moguće zaustaviti, primjerice, fotosintezu biljaka.

U složenom utjecaju okoliša, utjecaj različitih čimbenika na organizme je nejednak. Mogu se podijeliti na glavne, popratne i sporedne. Vodeći faktori su različiti za različite organizme, čak i ako žive na istom mjestu. Ulogu vodećeg čimbenika u različitim fazama života organizma može igrati jedan ili drugi element okoliša. Na primjer, u životu mnogih kulturnih biljaka, kao što su žitarice, vodeći čimbenik tijekom razdoblja klijanja je temperatura, tijekom razdoblja klasanja i cvatnje - vlažnost tla, a tijekom razdoblja zrenja - količina hranjivih tvari i vlažnost zraka. Uloga vodećeg faktora može se mijenjati u različito doba godine.

Vodeći faktor može biti različit za istu vrstu koja živi u različitim fizičkim i geografskim uvjetima.

Pojam vodećih čimbenika ne treba brkati s pojmom. Čimbenik čija se razina u kvalitativnom ili kvantitativnom smislu (manjak ili suvišak) pokazuje blizu granica izdržljivosti danog organizma, naziva se ograničavajućim. Djelovanje ograničavajućeg čimbenika očitovat će se iu slučaju kada su drugi okolišni čimbenici povoljni ili čak optimalni. I vodeći i sekundarni čimbenici okoliša mogu djelovati kao ograničavajući čimbenici.

Pojam ograničavajućih čimbenika uveo je 1840. kemičar 10. Liebig. Proučavajući utjecaj sadržaja različitih kemijskih elemenata u tlu na rast biljaka, formulirao je načelo: "Tvar koja se nalazi u minimumu kontrolira prinos i određuje veličinu i stabilnost potonjeg tijekom vremena." Ovaj princip je poznat kao Liebigov zakon minimuma.

Ograničavajući čimbenik može biti ne samo nedostatak, kako je istaknuo Liebig, već i višak čimbenika kao što su, na primjer, toplina, svjetlost i voda. Kao što je ranije navedeno, organizme karakteriziraju ekološki minimumi i maksimumi. Raspon između ove dvije vrijednosti obično se naziva granicama stabilnosti ili tolerancije.

Općenito, složenost utjecaja okolišnih čimbenika na tijelo odražava zakon tolerancije V. Shelforda: odsutnost ili nemogućnost blagostanja određena je nedostatkom ili, obrnuto, viškom bilo kojeg od niza čimbenika, čija razina može biti blizu granica koje određeni organizam podnosi (1913). Ove dvije granice nazivaju se granicama tolerancije.

O “ekologiji tolerancije” provedena su brojna istraživanja zahvaljujući kojima su spoznate granice postojanja mnogih biljaka i životinja. Takav primjer je djelovanje onečišćivača zraka na ljudski organizam (slika 3).

Riža. 3. Utjecaj zagađivača zraka na ljudski organizam. Max - maksimalna vitalna aktivnost; Dodatna - dopuštena vitalna aktivnost; Opt je optimalna (ne utječe na vitalnu aktivnost) koncentracija štetne tvari; MPC je najveća dopuštena koncentracija tvari koja značajno ne mijenja vitalnu aktivnost; Godine - smrtonosna koncentracija

Koncentracija čimbenika utjecaja (štetne tvari) na Sl. 5.2 označen je simbolom C. Pri vrijednostima koncentracije C = C godina, osoba će umrijeti, ali nepovratne promjene u njegovom tijelu dogodit će se pri znatno nižim vrijednostima C = C MPC. Posljedično, područje tolerancije ograničeno je upravo vrijednošću C MPC = C limit. Stoga se Cmax mora odrediti eksperimentalno za svaki onečišćivač ili bilo koji štetni kemijski spoj i njegov Cmax ne smije biti prekoračen u određenom staništu (životnom okruženju).

U zaštiti okoliša važno je gornje granice otpora tijela na štetne tvari.

Dakle, stvarna koncentracija onečišćujuće tvari C stvarna ne bi trebala premašiti C najveću dopuštenu koncentraciju (C fact ≤ C najveća dopuštena vrijednost = C lim).

Vrijednost koncepta ograničavajućih faktora (Clim) je u tome što ekologu daje polazište pri proučavanju složenih situacija. Ako je organizam karakteriziran širokim rasponom tolerancije na čimbenik koji je relativno konstantan, a prisutan je u okolišu u umjerenim količinama, tada takav čimbenik vjerojatno neće biti ograničavajući. Naprotiv, ako se zna da određeni organizam ima uzak raspon tolerancije na neki varijabilni čimbenik, onda je taj čimbenik taj koji zaslužuje pažljivo proučavanje, budući da može biti ograničavajući.