Правило взаимодействие различных факторов.

Оптимальная зона и пределы выносливости организмов по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы.

Примеры:

1. Жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе.

2. Угроза замерзания значительно выше при морозе с сильным ветром, чем в безветренную погоду.

Таким образом, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое экологическое воздействие

7. Закон конкурентного исключения Г.Ф. Гаузе. Два вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу.

Победителем в конкурентной борьбе оказывается, как правило, тот вид, который в данной экологической обстановке имеет хотя бы небольшие преимущества перед другим, т. е. больше приспособлен к условиям окружающей среды, поскольку даже близкие виды никогда не совпадают по всему экологическому спектру.

. Закон минимума ( Ю. Либих в 1840): при стационарном состоянии лимитирующим будет то вещество, доступные количества которого наиболее близки к необходимому минимуму.

9. Закон толерантности (В.Шелфорд, 1913): отсутствие или невозможность развития экосистемы определяется не только недостатком, но и избытком любого из факторов (тепло, свет, вода). Следовательно, организмы характеризуются как экологическим минимумом, так и максимумом. Слишком много хорошего тоже плохо. Диапазон между двумя величинами составляет пределы толерантности, в которых организм нормально реагирует на влияние среды.

10. Принцип (закон) Олли. ( Численность популяции как лимитирующий фактор): «степень агрегации (так же, как и общая плотность), при которой наблюдается оптимальный рост и выживание популяции, варьирует в зависимости от вида и условий, поэтому как „недонаселенность“ (или отсутствие агрегации), так и перенаселенность может оказывать лимитирующее влияние».

Важные следствия закона Шелфорда:

(1). Первый экологический принцип Тинемана: существование особи, популяции, и плотность популяции данного вида живых организмов определяет тот из факторов среды, который действует на стадию развития, имеющую наименьшую экологическую валентность, и при этом действует в количествах и интенсивности, наиболее далеких от оптимума.

Пример: Климат Памира сходен с климатом Анд, однако ламы здесь не приживаются, поскольку срок появления их молодняка приходится на самый неблагоприяный климатический период.

(2 ). Ограничивающие факторы среды определяют географический ареал вида.

В нашей стране проникновение древесных пород на север ограничивается температурой, на юг – влажность и осадками.

11. Правило (закон) географичекой зональности суши В.В.Докучаева. При движении с севера на юг в широтном направлении вследствие непрерывного изменения лимитирующих факторов среды возникают географические ландшафтные природные зоны или биомы, плавно переходящие одна в другую.

 

АДАПТАЦИИ К ТЕМПЕРАТУРЕ

По степени адаптации растений к условиям крайнего дефици­та тепла можно выделить три группы:

1) нехолодостойкие растения — сильно повреждают­ся или гибнут при температурах выше точки замерзания воды. Ги­бель связана с инактивацией ферментов, нарушением обмена нук­леиновых кислот и белков, проницаемости мембран и прекраще­нием тока ассимилятов. Это растения дождевых тропических ле­сов, водоросли теплых морей;

2) неморозостойкие растения — переносят низкие температуры, но гибнут, как только в тканях начинает образо­вываться лед. При наступлении холодного времени года у них повышается концентрация осмотически активных веществ в кле­точном соке и цитоплазме, что понижает точку замерзания до —5...—7°С. Вода в клетках может охлаждаться ниже точки за­мерзания без немедленного образования льда. Переохлажденное состояние неустойчиво и длится чаще всего несколько часов, что, однако, позволяет растениям переносить заморозки. Таковы не­которые вечнозеленые субтропические виды. В период вегетации все листостебельные растения неморозостойки;

3) льдоустойчивые, или морозоустойчивые растения— произрастают в областях с сезонным климатом, с холод­ными зимами. Во время сильных морозов надземные органы де­ревьев и кустарников промерзают, но тем не менее сохраняют жизнеспособность.

Растения подготавливаются к перенесению морозов постепенно, проходя предварительную закалку после того, как заканчиваются ростовые процессы. Закалка заключается в накоплении в клетках сахаров (до 20—30%), производных углеводов, некоторых аминокислот и других защитных веществ, связывающих воду. При этом морозоустойчивость клеток повышается, так как связанная вода труднее оттягивается образующимися в тканях кристаллами льда.

По степени адаптации к высоким температурам можно выделить следующие группы растительных организмов:

1) нежаростойкие виды — повреждаются уже при + 30... + 40°С (эукариотические водоросли, водные цветковые, на­земные мезофиты );

2) жаровыносливые эукариоты — растения сухих местообитаний с сильной инсоляцией (степей, пустынь, саванн, су­хих субтропиков и т. п.); переносят получасовое нагревание до + 50... + 60°С

3) жароустойчивые прокариоты — термофильные бактерии и некоторые виды сине-зеленых водорослей, могут жить в горячих источниках при температуре +85... + 90°С.

Основные пути температурных адаптации у животных следующие:

1) химическая терморегуляция — активное увели­чение теплопродукции в ответ на понижение температуры среды;

2) физическая терморегуляция— изменение уровня теплоотдачи, способность удерживать тепло или, наоборот, рас­сеивать его избыток. Физическая терморегуляция осуществляется благодаря особым анатомическим и морфологическим чертам строения животных: волосяному и перьевому покровам, деталям устройств кровеносной системы, распределению жировых запасов, возможностям испарительной теплоотдачи и т. п.;

3) поведение организмов. Перемещаясь в пространстве или изменяя свое поведение более сложным образом, животные могут активно избегать крайних температур. Для многих живот­ных поведение является почти единственным и очень эффективным способом поддержания теплового баланса.