Отсутствие или недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсировано другим близким (аналогичным) фактором

Экологические факторы среды и их классификация. Комплексное влияние экологических факторов на здоровье людей и животных. Реакция организма на изменение уровня экологических факторов.

 

1.Экологические факторы и их классификация.

2. Закон минимума Либиха

3. Изменчивость

4. Адаптация

 

Экологические факторы и их классификация.

 

Экологический фактор -любой элемент окружающей среды, способный прямо или косвенно влиять на живой организм,  хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития.

 

Классификация экологических факторов

Экологические факторы многообразны, их принято делить на две группы:

-факторы костной (неживой) природы абиотические или абиогенные

(гравитация, содержание различных газов в том числе диоксида углерода, температура, солнечный свет, тепловая энергия солнца, радиация, влажность, интенсивность шума, огонь и тд.)

-факторы живой природы биотические или биогенные - к ним относят совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие. Например; микроорганизмов, вирусов, паразитов, и их токсинов.

     По происхождению и те и другие бывают, как природными так и антропогенными т.е. прямо или косвенно связанные с деятельностью человека, который не только меняет режимы природных экологических факторов, но и создает новые, синтезируя ядохимикаты, удобрения, стройматериалы, лекарства и тд. 

Зоогенные биотические факторы представляют собой влияние животных (поедание, вытаптывание и другие ме­ханические воздействия, опыление, распространение семян и влияние на среду). В частности, эти факторы ис­пользуют в биологической защите рас­тений открытого грунта. Например, из­вестный яйцепаразит трихограмма на­ходит применение в борьбе с капуст­ной, хлопковой, озимой и другими видами вредителей - совок, а также с кукурузным мотыльком, гороховой плодожоркой. Используют и других эн­томофагов (хабробракон против гусе­ниц хлопковой совки; интродуцирован­ные хищные насекомые - подизус и пе­риллюс против яйцекладок и личинок колорадского жука на раннем картофе­ле и баклажанах).

Микробогенные и линсогенные био­тические факторы обусловлены влия­нием микроорганизмов и грибов (пара­зитизм, изменение среды). Микроорга­низмы (бактерии и грибы) воздействуют на ризосферу и на патогенные организ­мы.

Одно высшее растение может быть промежуточным хозяином пато­генного микроорганизма, вызывающего заболевание другого растения. Например, некоторые виды молочаев являют­ся промежуточными хозяевами ржавчи­ны гороха, по­этому наличие в посевах гороха молочая опасно.

А н т р о п о г е н н ы е факторы (от гр.    - человек и genos - рож­дение) отражают влияние деятельности человека на окружающую среду. С воз­действием антропогенных факторов связано уничтожение продуктов эволю­ции -многих видов животных и расте­ний, их сложнейших систем совместно­го существования - биоценозов. Разру­шение конкретных экосистем чаще все­го обусловлено непосредственным влиянием на них (пожары, резкое изменение почвенного покрова и водного режима); загрязнением различными техногенными веществами; изменения­ми, связанными с постоянным изъяти­eм фитомассы и зоомассы (особенно в агроэкосистемах) без компенсации по­терь; антроподинамическими сменами; коренными превращениями экосистемы в культурные экосистемы.

Закон минимума Либиха

Любому живому организму необходимы не вообще тем­пература, влажность, минеральные и органические вещества или какие-нибудь дpугиe факторы, а их определенный режим. Реакция организма зависит от количетва (дозы) фактора. Кроме того, живой организм в природных условиях подверга­ется воздействию многих экологических факторов (как абиоти­ческих, так и биотических) одноврeменнo. Растения нуждают­ся в значительных количествах влаги и питательных веществ (азот, фосфор, калий) и одновременно в относительно «ничтож­ных» количествах таких элементов, как бор и молибден.

Любой вид животного или растения обладает четкой изби­рательностью к· составу пищи: каждому растению необходимы определенные минеральные элементы. Любой вид животного по-своему требователен к качеству пищи. Для того чтобы нор­мально существовать, развиваться, организм должен иметь весь набор необходимых факторов в оптимальных режимах и достаточных количествах.

Тот факт, что ограничение дозы (или отсутствие) любого из необходимых растению веществ, относящихся как к макро·, так и к микроэлементам, ведет к одинаковому результату ­замедлению роста, обнаружен и изучен одним из основополож­ников агрохимии немецким химиком Юстасом фон Либихом. Сформулированное им в 1840 г. правило называют законом минимума Либиха:

величина урожая определяется количеством в почве того из элементов питания, потребность растения в ко­тором удовлетворена меньше всего.

При этом Ю. Либих рисовал бочку с дырками, показывая, что нижняя дырка в бочке определяет уровень жидкости в ней.

Закон минимума справедлив как для растений, так и для животных, включая человека, которому в определенных ситу­ациях приходится употреблять минеральную воду или витамины для компенсации недостатка каких-либо элементов в организме.

Впоследствии в закон Либиха были внесены уточнения.

Важной поправкой и дополнением служит закон неоднознач­ного (селективного) действия фактора на различные функ­ции организма:

любой экологический фактор неодинаково влияет на функ­ции организма, оптимум для одних процессов, напри­мер дыхания, не есть оптимум для других, например пи­щеварения, и наоборот.

Э. Рюбелем в 1930 г. был установлен закон (эффект) ком­пенсации (взаимозаменяемости) факторов:

отсутствие или недостаток некоторых экологических факторов может быть компенсировано другим близким (аналогичным) фактором.

Например, недостаток света может быть компенсирован для растения обилием диоксида углерода, а при построении раковин моллюсками недостающий кальций может заменять­ся на стронций.

Однако подобные возможности чрезвычайно ограничены.

В 1949 г. В. Р. Вильяме сформулировал закон незаменимoсти фундаментальных факторов:

полное отсутствие в среде фундаментальных экологиче­ских факторов (света, воды, биогенов и т. д.) не может быть заменено другими факторами.

к этой группе уточнений закона Либиха относится несколько отличное от других правило фазовых реакций (польза – вред)

Малые концентрации токсиканта действуют на организм в направлении усиления его функций (их стимулирования), тогда как более высокие концентрации угнетают или даже приводят к смерти.

Закон лимитирующих факторов Шелфорда

Фактор среды ощущается организмом не только при его недостатке. Проблемы возникают также и при избытке любого из экологических факторов. Из опыта известно, что при недос­татке воды в почве ассимиляция растением элементов минерального питания затруднена, но и избыток воды ведет к аналогичным последствиям: возможна гибель корней, воз­никновение анаэробных процессов, закисание почвы и т. п. Жизненная активность организма также заметно угнетается при малых значениях и при чрезмерном воздействии такого абиотического фактора, как температура.

Фактор среды наиболее эффективно действует на организм только при некотором среднем его значении, оптимальном для данного организма. Чем шире пределы колебаний какого-либо фактора, при котором организм может сохранять жизнеспо­собность, тем выше устойчивость, т. е. толерантность данного организма к соответствующему фактору (от лат. toleraпtia ­терпение). Таким образом, толерантность - это способность организма выдерживать отклонения экологических факторов от оптимальных для его жизнедеятельности значений.

Впервые предположение о лимитирующем (ограничиваю­щем) влиянии максимального значения фактора наравне с ми­нимальным значением было высказано в 1913 г. американ­ским зоологом В. Шелфордом, установившим фундаменталь­ный биологический закон толерантности:

любой живой организм имеет определенные, эволюцион­но унаследованные верхний и нижний пределы устойчивос­ти (толерантности) к любому экологическому фактору.

Другая формулировка закона В. Шелфорда поясняет, почему закон толерантности одновременно называют законом лимитирующих факторов: