A környezeti tényező szervezet számára legkedvezőbb intenzitását optimálisnak, ill optimális.A faktor optimális hatásától való eltérés a szervezet létfontosságú funkcióinak gátlásához vezet.
Azt a határt, amelyen túl egy organizmus létezése lehetetlen, nevezzük állóképességi határ.Ezek a határok különböző fajok, sőt ugyanazon faj különböző egyedei esetében is eltérőek. Például az atmoszféra felső rétegei, a termálforrások és az Antarktisz jeges sivataga sok élőlény számára túlmutat az elviselhetőség határain.
A szervezet állóképességének határain túlmutató környezeti tényezőt ún korlátozó.Felső és alsó határai vannak. Tehát a halak számára a korlátozó tényező a víz. A vízi környezeten kívül életük lehetetlen. A vízhőmérséklet 0 °C alá csökkenése az alsó, a 45 °C feletti emelkedés pedig a kitartás felső határa.
Egy környezeti tényező testre gyakorolt hatásának vázlata
Így az optimum tükrözi a különböző fajok életkörülményeinek sajátosságait. A legkedvezőbb tényezők szintjének megfelelően az élőlényeket hő- és hideg-, nedvesség- és szárazságtűrő, fény- és árnyéktűrő, sós és édesvízi élethez alkalmazkodó szervezetekre osztják fel. minél szélesebb az állóképesség határa, annál képlékenyebb a szervezet. Ezen túlmenően a különböző környezeti tényezőkkel szembeni állóképesség határa élőlényenként eltérő. Például a nedvességet kedvelő növények elviselik a nagy hőmérséklet-változásokat, míg a nedvesség hiánya káros rájuk. A szűken alkalmazkodó fajok kevésbé képlékenyek, és kismértékben alkalmazkodnak a tartóssághoz. Az Antarktisz és a Jeges-tenger hideg tengereiben élő halak esetében a hőmérséklet 4–8 °C. Ahogy a hőmérséklet emelkedik (10 °C fölé), leállnak a mozgásuk és hőkámorba esnek. Másrészt az egyenlítői és mérsékelt övi szélességi körökből származó halak elviselik a 10 és 40 °C közötti hőmérséklet-ingadozásokat. A melegvérű állatok kitartása szélesebb. Így a tundrában élő sarki rókák elviselik a -50 és 30 °C közötti hőmérséklet-változásokat. A mérsékelt éghajlatú növények 60–80 °C-os hőmérséklet-ingadozást tolerálnak, míg a trópusi növények ennél jóval szűkebb: 30–40 °C-os hőmérséklet-ingadozást. Környezeti tényezők kölcsönhatása az, hogy az egyik intenzitásának megváltoztatása szűkítheti az állóképesség határát egy másik tényezőre, vagy éppen ellenkezőleg, növelheti azt. Például az optimális hőmérséklet növeli a nedvesség- és élelmiszerhiány tűrőképességét. A magas páratartalom jelentősen csökkenti a szervezet ellenálló képességét a magas hőmérséklettel szemben. A környezeti tényezőknek való kitettség intenzitása közvetlenül függ az expozíció időtartamától. A magas vagy alacsony hőmérsékletnek való hosszú távú kitettség sok növény számára káros, míg a növények normálisan tolerálják a rövid távú változásokat. A növények számára korlátozó tényezők a talaj összetétele, a nitrogén és egyéb tápanyagok jelenléte. Így a lóhere jobban növekszik a nitrogénszegény talajokon, a csalán pedig az ellenkezőjét. A talaj nitrogéntartalmának csökkenése a gabonafélék szárazságtűrő képességének csökkenéséhez vezet. A növények rosszabbul fejlődnek a sós talajon, sok faj egyáltalán nem gyökerezik. Így a szervezet alkalmazkodóképessége az egyes környezeti tényezőkhöz egyéni, és az állóképesség tág és szűk tartománya is lehet. De ha legalább az egyik tényező mennyiségi változása túllépi az állóképesség határát, akkor annak ellenére, hogy más körülmények kedvezőek, a szervezet elpusztul.
Egy faj létezéséhez szükséges környezeti tényezők (abiotikus és biotikus) összességét ún ökológiai tároló.Az ökológiai rés egy szervezet életmódját, életkörülményeit és táplálkozását jellemzi. A résszel ellentétben az élőhely fogalma azt a területet jelöli, ahol egy organizmus él, vagyis a „címét”. Például a sztyeppék növényevő lakói, a tehenek és a kenguruk ugyanazt az ökológiai rést foglalják el, de eltérő élőhelyeik vannak. Éppen ellenkezőleg, az erdő lakói - a mókus és a jávorszarvas, amelyeket szintén növényevőknek minősítenek, különböző ökológiai réseket foglalnak el. Az ökológiai rés mindig meghatározza egy szervezet elterjedését és a közösségben betöltött szerepét.
A korlátozó tényezők olyan állapotok, amelyek túlmutatnak a szervezet állóképességén. Korlátozzák funkcióinak bármilyen megnyilvánulását. Nézzük tovább a tényezők korlátozó hatását részletesebben.
Általános jellemzők
A befolyásolás jellemzői
A minimumok elméletének mérlegelésekor nem szabad összekeverni a vezető és a korlátozó környezeti tényezőket, mivel az utóbbiak lehetnek főbbek és másodlagosak is. A korlátozó feltétel általában az, amelyik a legmesszebb tér el a normától. Ha a mutatók túl vannak a fenntarthatóság határain, függetlenül attól, hogy a minimum vagy a maximum felé változtak, korlátozó tényezőkké alakulnak át. Ez olyan esetekben is előfordul, amikor minden egyéb körülmény kedvező vagy optimális.
Shelford korlátozó tényezői
A fent tárgyalt elmélet 70 évvel később alakult ki. Shelford amerikai tudós megállapította, hogy nemcsak egy minimális koncentrációban jelenlévő elem befolyásolhatja a szervezet fejlődését, hanem feleslege is káros következményekkel járhat. Például mind a túlzott, mind az elégtelen mennyiségű víz káros lesz a növényre. Utóbbi esetben a talaj elsavasodik, előbbiben pedig a tápanyagok asszimilációja lesz nehéz. Sok szervezetre negatívan hat a pH-szint változása és más korlátozó tényezők. A toleranciát, amelyen belül a normális létezés lehetséges, valójában a feltételek hiánya vagy túlzása korlátozza, amelyek mutatói a tűréshatár közelében lehetnek.
Kitartási tartomány
A tűréshatárok nem állandóak. Például a tartomány szűkülhet, ha egy feltétel közelít egyik vagy másik határhoz. Ez a helyzet az élőlények szaporodása során is előfordul, amikor számos mutató korlátozóvá válik. Ebből következik, hogy számos korlátozó környezeti tényező hatása változó. Ez azt jelenti, hogy egy feltétel lehet nyomasztó vagy korlátozó, de lehet, hogy nem.
Akklimatizáció
Ugyanakkor nem szabad megfeledkezni arról, hogy az organizmusok maguk is képesek csökkenteni a negatív hatásokat, például egy bizonyos mikroklímát létrehozva. Ebben az esetben a feltételek valamilyen kompenzációja jelenik meg. Közösségi szinten a leghatékonyabb. Ezzel a kompenzációval megteremtődnek a feltételek a faj - az euribiota - fiziológiai adaptációjához, amely széles körben elterjedt. Egy adott területen akklimatizálódva egyedi ökotípust, populációt alkot, melynek tűréshatárai megfelelnek a lokalitásnak. A mélyebb alkalmazkodási folyamatok hozzájárulhatnak a genetikai fajok kialakulásához.
Az elmélet átültetése a gyakorlatba
Ahhoz, hogy a legtisztább elképzelésünk legyen arról, hogy a korlátozó környezeti tényezők hogyan hatnak az élőlényekre, példának vesszük a növények szén-dioxid hatására történő fejlődését. Levegőtartalma alacsony, így az ültetéseknél már enyhe szintjének ingadozása is nagy jelentőséggel bír. A szén-dioxid a növények és állatok légzésének, a szerves anyagok égésének, a vulkánok tevékenységének stb. terméke. Tartalma nem csak a források elhelyezkedésétől és a fogyasztók számától függ. Idővel ez is változik. Így télen és ősszel a zöldfelületek fotoszintetikus aktivitásának különbségei miatt megnő a szén-dioxid koncentrációja. Ezenkívül nyáron, a növények intenzív asszimilációjával, mennyisége jelentősen csökken. A levegő CO 2 ingadozása jelentős hatással van a fotoszintézis aktivitására és a növények táplálkozásának szintjére. Már az apró változások is negatívan befolyásolják fejlődésüket és növekedésüket, megjelenésüket és belső folyamataikat. A levegő szokásos, 0,03% körüli CO 2 -tartalma nem tekinthető optimálisnak a normál növényi élethez. Ebben a tekintetben a fotoszintézis nagy intenzitása érhető el vagy különféle tömegek gyors mozgásával, amely biztosítja annak beáramlását az asszimiláló részekhez, vagy heterotrófok aktivitásával, amelyek szaporodását a felszabadulás kíséri.
Megvilágítás és hőmérséklet
Nézzük meg, hogyan befolyásolhatják a korlátozó tényezők a pitypang fenotípusát. A jól megvilágított területen termő példányainak jelentős változatossága miatt a növény túlnyomórészt fénykedvelő ültetési jegyekkel rendelkezik. Különösen különböznek egymástól:
- Vastag, kicsi, húsos levéllemezek sűrű erezettel.
- Elágazó gyökérrendszer.
- A levelek elhelyezkedése a napsugarakhoz képest szögben.
- Különleges mozgás, amely védelmet nyújt a túlzott megvilágítás ellen.
Ugyanakkor az árnyékban termő pitypang a következő jellemzőkkel rendelkezik:
- Gyengén fejlett gyökérrendszer.
- A sugarakra merőlegesen elhelyezkedő nagy, széles, vékony, ritkás erezettségű levelek stb.
Az első és második típusú pitypang levéllemez-metszeteinek elemzésekor mélyebb szövettani különbségek mutathatók ki, amelyek kiegészítik a fent tárgyalt morfológiai jellemzőket. A hőmérséklet-ingadozások hatása is jól látható. Sőt, ha különböző minták összehasonlításával megfigyelhető a megvilágítás változásával járó átalakulás, akkor ez ebben az esetben egy növényen látható. Alacsony tavaszi hőmérsékleten +4 és +6 fok között korai, erősen vágott levelek képződnek a növényeken. Ha a pitypangot ebben a formában üvegházba viszi át, ahol a hőmérséklet +15...+18 fok, szilárd szélű lemezek kezdenek fejlődni. Amikor a növényt köztes körülmények közé helyezzük, a levelek enyhén durvaak lesznek.
Láncreakció
A vizsgált elmélet egyik jelentős adaléka az a tétel, hogy bármely állapot változása messzemenő következményekkel jár. Jelenleg szinte lehetetlen olyan területet találni a bolygón, ahol ne lennének korlátozó tényezők. Sok esetben maga az ember tevékenysége teremt korlátozó vagy elnyomó feltételeket. Az egyik ilyen feltűnő példa a Steller-tengeri tehén hatalmas populációinak teljes kiirtása. Ez a folyamat az ökoszisztéma természetes helyreállításának csaknem évszázados időszakához képest viszonylag kevés időt – néhány évet – vett igénybe az embernek.
Az élőlények környezethez való alkalmazkodását alkalmazkodásnak nevezzük. Az alkalmazkodási képesség általában az élet egyik fő tulajdonsága, hiszen ez biztosítja létezésének lehetőségét, az élőlények túlélési és szaporodási képességét. Az alkalmazkodások különböző szinteken nyilvánulnak meg: a sejtek biokémiájától és az egyes élőlények viselkedésétől a közösségek és ökológiai rendszerek szerkezetéig és működéséig. Az alkalmazkodások a fajok evolúciója során keletkeznek és változnak.
Az élőlényekre ható egyedi tulajdonságokat vagy környezetelemeket környezeti tényezőknek nevezzük. A környezeti tényezők sokfélék. Lehetnek szükségesek, vagy éppen ellenkezőleg, károsak az élőlényekre, elősegítik vagy akadályozzák a túlélést és a szaporodást. A környezeti tényezők eltérő természetűek és sajátos cselekvések. Az ökológiai tényezőket abiotikusra és biotikusra, antropogénre osztják.
Abiotikus tényezők - hőmérséklet, fény, radioaktív sugárzás, nyomás, levegő páratartalma, víz sóösszetétele, szél, áramlatok, terep - ezek mind az élettelen természet olyan tulajdonságai, amelyek közvetlenül vagy közvetve hatással vannak az élő szervezetekre.
A biotikus tényezők az élőlények egymásra gyakorolt hatásának formái. Minden szervezet folyamatosan megtapasztalja más lények közvetlen vagy közvetett befolyását, kapcsolatba lép saját fajai és más fajainak képviselőivel, függ tőlük és maga is befolyásolja őket. A környező szerves világ minden élőlény környezetének szerves része. Az élőlények közötti kölcsönös kapcsolatok képezik a biocenózisok és populációk létezésének alapját; mérlegelésük a szinekológia területéhez tartozik.
Az antropogén tényezők az emberi társadalom olyan tevékenységi formái, amelyek a természetben, mint más fajok élőhelyében megváltoznak, vagy közvetlenül befolyásolják életüket. Bár az ember az abiotikus tényezők változásán és a fajok biotikus kapcsolatán keresztül befolyásolja az élő természetet, az antropogén tevékenységet olyan speciális erőként kell azonosítani, amely nem fér bele e besorolás keretei közé. Továbbra is gyorsan növekszik az antropogén hatások jelentősége a bolygó élővilágában. Ugyanaz a környezeti tényező eltérő jelentőséggel bír a különböző fajokhoz tartozó együtt élő szervezetek életében. Például a téli erős szél nem kedvez a nagytestű, nyíltan élő állatoknak, de nincs hatással a kisebbekre, amelyek odúkban vagy hó alatt bújnak meg. A talaj sóösszetétele fontos a növények táplálkozása szempontjából, de közömbös a legtöbb szárazföldi állat számára stb.
A környezeti tényezők időbeli változása lehet: 1) rendszeresen periodikus, a behatás erőssége a napszakhoz vagy az évszakhoz, illetve az óceánban az apály és áramlás ritmusához kapcsolódóan változik; 2) szabálytalan, egyértelmű periodikusság nélkül, például az időjárási viszonyok változása különböző években, katasztrófa jelenségek - viharok, záporok, földcsuszamlások stb.; 3) bizonyos, esetenként hosszú időszakokra irányítva, például az éghajlat lehűlése vagy felmelegedése, a víztestek túlburjánzása, az állatállomány állandó legeltetése ugyanazon a területen stb. A környezeti környezeti tényezők változatos hatást gyakorolnak az élő szervezetekre, pl. fiziológiai és biokémiai funkciók adaptív változását okozó ingerként működhet; mint korlátok, amelyek lehetetlenné teszik az adott körülmények között való létezést; mint módosító szerek, amelyek anatómiai és morfológiai változásokat okoznak az organizmusokban; mint más környezeti tényezők változását jelző jelzések.
A környezeti tényezők sokfélesége ellenére számos általános mintázat azonosítható az élőlényekre gyakorolt hatás természetében és az élőlények reakcióiban.
1.Az optimum törvénye. Minden tényezőnek csak bizonyos határai vannak a szervezetekre gyakorolt pozitív hatásnak. Egy változó tényező eredménye elsősorban a megnyilvánulási erősségétől függ. A faktor elégtelen és túlzott hatása egyaránt negatívan befolyásolja az egyének élettevékenységét. A kedvező hatáserőt a környezeti tényező optimuma zónájának vagy egyszerűen egy adott faj élőlényeinek optimumának nevezzük. Minél nagyobb az eltérés az optimumtól, annál kifejezettebb ennek a faktornak az élőlényekre gyakorolt gátló hatása (pessimum zóna). Egy tényező maximális és minimális átvihető értéke kritikus pont, amelyen túl a létezés már nem lehetséges, és a halál bekövetkezik. A kritikus pontok közötti tartóssági határokat az élőlények ökológiai vegyértékének (tűrési tartományának) nevezzük egy adott környezeti tényezőhöz képest.
A különböző fajok képviselői nagyban különböznek egymástól mind az optimum helyzetében, mind az ökológiai vegyértékben. Például a tundrában élő sarki rókák elviselik a levegő hőmérsékletének körülbelül 80 °C-os ingadozását (+30 °C és -55 °C között), míg a melegvízi rákfélék Copilia mirabilis ellenállnak a vízhőmérséklet változásának ebben a tartományban. legfeljebb 6°C (23°C és 29°C között). A szűk toleranciatartományok kialakulása az evolúcióban a specializáció egy formájának tekinthető, melynek eredményeként nagyobb hatékonyság érhető el az alkalmazkodóképesség és a közösségbeli diverzitás növekedésének rovására.
Egy faktor azonos erősségű megnyilvánulása lehet optimális az egyik típusnál, pesszimális a másiknál, és túllépheti az állóképesség határait egy harmadiknál.
Egy fajnak az abiotikus környezeti tényezőkhöz viszonyított széles ökológiai vegyértékét jelzi, ha a faktor nevéhez az „eury” előtagot adjuk. Euritermikus fajok - elviselik a jelentős hőmérséklet-ingadozásokat, euribátok - széles nyomástartományt, eurihalin - a környezet különböző fokú sótartalmát.
Egy tényező jelentős ingadozásainak elviselésére való képtelenséget, vagy szűk ökológiai vegyértéket a „steno” előtag jellemzi - stenoterm, stenobat, stenohalin fajok stb. és azok, amelyek képesek alkalmazkodni a különböző környezeti feltételekhez - eurybionts.
2. A faktor különböző funkciókra gyakorolt hatásának kétértelműsége. Minden tényező másképp befolyásolja a test különböző funkcióit. Egyes folyamatok optimuma mások számára pesszimum lehet. Így a hidegvérű állatok 40-45 °C-os levegőhőmérséklete nagymértékben megnöveli az anyagcsere-folyamatok sebességét a szervezetben, de gátolja a motoros aktivitást, és az állatok termikus kábultságba esnek. Sok hal esetében a szaporodási termékek éréséhez optimális vízhőmérséklet nem kedvez az ívásnak, amely eltérő hőmérsékleti tartományban fordul elő.
Az életciklus, amelyben a szervezet bizonyos időszakokban elsősorban bizonyos funkciókat lát el (táplálkozás, növekedés, szaporodás, megtelepedés stb.), mindig összhangban van a környezeti tényezők együttesének szezonális változásaival. A mozgó organizmusok élőhelyüket is megváltoztathatják, hogy sikeresen elláthassák minden létfontosságú funkciójukat. A szaporodási időszak általában kritikus; Ebben az időszakban számos környezeti tényező gyakran korlátozóvá válik. A szaporodó egyedek, magvak, tojások, embriók, palánták és lárvák tűréshatárai általában szűkebbek, mint a nem szaporodó felnőtt növények vagy állatok esetében. Így a kifejlett ciprus száraz hegyvidéken és vízbe merítve is nőhet, de csak ott szaporodik, ahol van nedves, de nem elöntött talaj a palánták fejlődéséhez. Sok tengeri állat elviseli a magas kloridtartalmú sós vagy édesvizet, ezért gyakran bejut a folyók felső szakaszába. De lárváik ilyen vizekben nem élhetnek, így a faj nem tud szaporodni a folyóban, és nem telepszik meg itt tartósan.
3. A környezeti tényezők hatására adott válaszok változékonysága, változatossága és változatossága a faj egyes egyedeiben.
Az egyes egyedek állóképességi foka, kritikus pontjai, optimális és pesszimális zónái nem esnek egybe. Ezt a változékonyságot mind az egyének örökletes tulajdonságai, mind a nemi, életkori és fiziológiai különbségek határozzák meg. Például a malommoly, a liszt- és gabonatermékek egyik kártevője a hernyók számára -7°C, a kifejlett formák esetében -22°C, a tojásoknál -27°C a kritikus minimum hőmérséklet. A 10°C-os fagy elpusztítja a hernyókat, de nem veszélyes a kártevő imágóira és tojásaira. Következésképpen egy faj ökológiai vegyértéke mindig szélesebb, mint az egyes egyedek ökológiai vegyértéke.
4. A fajok viszonylag független módon alkalmazkodnak az egyes környezeti tényezőkhöz. Bármely tényezővel szembeni tolerancia foka nem jelenti a faj megfelelő ökológiai vegyértékét más tényezőkhöz képest. Például azoknak a fajoknak, amelyek elviselik a nagy hőmérséklet-ingadozásokat, nem kell feltétlenül elviselniük a nedvesség vagy sótartalom nagy változásait is. Az euritermikus fajok lehetnek szűkületesek, stenobatikusak vagy fordítva. Egy faj ökológiai vegyértékei a különböző tényezőkhöz képest nagyon változatosak lehetnek. Ez az alkalmazkodások rendkívüli változatosságát hozza létre a természetben. A különböző környezeti tényezőkhöz kapcsolódó környezeti vegyértékek halmaza alkotja egy faj ökológiai spektrumát.
5. Eltérés az egyes fajok ökológiai spektrumában. Minden faj sajátos ökológiai képességekkel rendelkezik. Még a környezethez való alkalmazkodási módszereikben hasonló fajok között is vannak különbségek bizonyos egyéni tényezőkhöz való viszonyulásukban.
6. A tényezők kölcsönhatása.
Az élőlények optimális zónája és tűrőképességének határai bármely környezeti tényezőhöz viszonyítva eltolódhatnak attól függően, hogy milyen erővel és milyen kombinációban hatnak egyidejűleg más tényezők. Ezt a mintát tényezők kölcsönhatásának nevezzük. Például a meleget könnyebb elviselni száraz, mint nedves levegőben. Hideg időben erős széllel sokkal nagyobb a fagyveszély, mint szélcsendes időben. Így ugyanannak a tényezőnek másokkal kombinálva különböző környezeti hatásai vannak. Éppen ellenkezőleg, ugyanaz a környezeti eredmény különböző módon érhető el. Például a növények hervadása megállítható a talaj nedvességtartalmának növelésével és a levegő hőmérsékletének csökkentésével, ami csökkenti a párolgást. Létrejön a faktorok részleges helyettesítésének hatása.
Ugyanakkor a környezeti tényezők kölcsönös kompenzációjának vannak bizonyos határai, és lehetetlen ezek egyikét teljesen helyettesíteni egy másikkal. A víz vagy az ásványi táplálkozás legalább egy alapelemének teljes hiánya ellehetetleníti a növény életét, az egyéb feltételek legkedvezőbb kombinációi ellenére. A sarki sivatagokban tapasztalható rendkívüli hőhiányt sem a bőséges nedvesség, sem a 24 órás megvilágítás nem tudja kompenzálni.
7. A korlátozó (limitáló) tényezők szabálya. Az optimálistól legtávolabb eső környezeti tényezők különösen megnehezítik egy faj ilyen körülmények között való létezését. Ha legalább egy környezeti tényező megközelíti vagy túllépi a kritikus értékeket, akkor az egyéb feltételek optimális kombinációja ellenére az egyedeket halál fenyegeti. Az olyan tényezők, amelyek az optimumtól erősen eltérnek, minden meghatározott időszakban kiemelt fontosságot szereznek a faj vagy egyes képviselői életében.
A korlátozó környezeti tényezők határozzák meg a faj földrajzi elterjedését. E tényezők természete eltérő lehet. Így a fajok észak felé történő mozgását korlátozhatja a hő hiánya, a száraz területekre pedig a nedvesség hiánya vagy a túl magas hőmérséklet. A biotikus kapcsolatok az elterjedést korlátozó tényezőkként is szolgálhatnak, például egy terület megszállása erősebb versenytárs által vagy a növények beporzóinak hiánya.
Annak megállapításához, hogy egy faj létezhet-e egy adott földrajzi területen, először meg kell határozni, hogy a környezeti tényezők túllépik-e az ökológiai vegyértékét, különösen a legsebezhetőbb fejlődési időszakában.
Általában azok az élőlények a legelterjedtebbek, amelyek minden tényezővel szemben sokféle toleranciát mutatnak.
8. A környezeti feltételeknek a szervezet genetikai előre meghatározottságával való összhangjának szabálya. Egy élőlényfaj addig és addig létezhet, amíg az őt körülvevő természetes környezet megfelel annak a genetikai képességnek, hogy alkalmazkodjon a faj ingadozásaihoz és változásaihoz. Minden élő faj egy bizonyos környezetben keletkezett, valamilyen mértékben alkalmazkodott hozzá, és további létezése csak abban vagy hasonló környezetben lehetséges. Az élőkörnyezet éles és gyors változása oda vezethet, hogy egy faj genetikai képességei nem lesznek elegendőek az új körülményekhez való alkalmazkodáshoz.
Bevezetés
Ebben a munkában részletesen kitérek a „Határozó tényezők” témára. Megvizsgálom ezek meghatározását, típusait, törvényeit és példáit.
A különböző környezeti tényezők eltérő jelentőséggel bírnak az élő szervezetek számára.
Az élőlények életéhez a feltételek bizonyos kombinációjára van szükség. Ha egy kivételével minden környezeti körülmény kedvező, akkor ez a körülmény válik meghatározóvá az adott szervezet életében.
A számos korlátozó környezeti tényező közül a kutatók figyelmét elsősorban azok vonzzák, amelyek gátolják az élőlények élettevékenységét, korlátozzák növekedésüket és fejlődésüket.
Fő rész
A környezet össznyomásában olyan tényezőket azonosítanak, amelyek a legerősebben korlátozzák az élőlények életének sikerességét. Az ilyen tényezőket korlátozónak vagy korlátozónak nevezzük.
Korlátozó tényezők - Ezt
1) minden olyan tényező, amely gátolja a népesség növekedését az ökoszisztémában; 2) környezeti tényezők, amelyek értéke nagymértékben eltér az optimumtól.
Számos tényező optimális kombinációjának jelenlétében egy korlátozó tényező az élőlények elnyomásához és halálához vezethet. Például a hőkedvelő növények negatív levegő hőmérsékleten elpusztulnak, annak ellenére, hogy a talaj optimális tápanyagtartalma, optimális páratartalma, fénye stb. A korlátozó tényezők pótolhatatlanok, ha nincsenek kölcsönhatásban más tényezőkkel. Például az ásványi nitrogén hiányát a talajban nem lehet pótolni a kálium- vagy foszforfelesleggel.
A szárazföldi ökoszisztémákra vonatkozó korlátozó tényezők:
Hőfok;
Tápanyagok a talajban.
A vízi ökoszisztémákra vonatkozó korlátozó tényezők:
Hőfok;
Napfény;
Sótartalom.
Ezek a tényezők jellemzően úgy hatnak egymásra, hogy egy folyamatot egyszerre több tényező is korlátoz, és ezek bármelyikének változása új egyensúlyhoz vezet. Például a táplálék elérhetőségének növekedése és a ragadozói nyomás csökkenése a populáció méretének növekedéséhez vezethet.
Példák a korlátozó tényezőkre: erodálatlan kőzetek kiemelkedései, eróziós alap, völgyoldalak stb.
Így a szarvasok terjedését korlátozó tényező a hótakaró mélysége; a téli sereglepke (a zöldség- és gabonanövények kártevője) - téli hőmérséklet stb.
A korlátozó tényezők gondolata az ökológia két törvényén alapul: a minimum törvényén és a tolerancia törvényén.
A minimum törvénye
A 19. század közepén Liebig német szerves vegyész, a különféle mikroelemek növénynövekedésre gyakorolt hatását vizsgálva, elsőként állapította meg a következőket: a növények növekedését korlátozza egy olyan elem, amelynek koncentrációja és jelentősége minimális, azaz minimális mennyiségben van jelen. Az úgynevezett „Liebig hordó” segít a minimum törvényének képletes ábrázolásában. Ez egy hordó különböző magasságú falécekkel, ahogy a képen is látható.
. Egyértelmű, hogy a megmaradt lécek magasságától függetlenül pontosan annyi vizet lehet önteni a hordóba, amennyi a legrövidebb lécek magassága. Hasonlóképpen egy korlátozó tényező korlátozza az élőlények élettevékenységét, más tényezők szintje (dózisa) ellenére. Például, ha az élesztőt hideg vízbe helyezik, az alacsony hőmérséklet korlátozza szaporodását. Ezt minden háziasszony tudja, ezért hagyja az élesztőt megfelelő mennyiségű cukorral ellátott meleg vízben „megduzzadni” (és tulajdonképpen elszaporodni).Hő, fény, víz, oxigén és egyéb tényezők korlátozhatják vagy korlátozhatják az élőlények fejlődését, ha mozgásuk megfelel az ökológiai minimumnak. Például a trópusi angyalhal elpusztul, ha a víz hőmérséklete 16 °C alá csökken. A mélytengeri ökoszisztémákban az algák fejlődését pedig a napfény behatolási mélysége korlátozza: az alsó rétegekben nincs alga.
Később (1909-ben) a minimum törvényét F. Blackman tágabban értelmezte, minden olyan ökológiai tényező hatásaként, amely minimálisan van: az adott körülmények között a legrosszabb jelentőségű környezeti tényezők különösen korlátozzák a létezés lehetőségét. egy faj ilyen körülmények között, az egyéb szállodai feltételek optimális kombinációja ellenére.
Modern megfogalmazásában a minimum törvénye így hangzik: a szervezet állóképességét környezeti szükségletei láncolatának leggyengébb láncszeme határozza meg .
A korlátozó tényezők törvényének sikeres gyakorlati alkalmazásához két alapelvet kell betartani:
Az első korlátozó, vagyis a törvény szigorúan csak stacionárius körülmények között alkalmazható, amikor az energia és az anyagok be- és kiáramlása egyensúlyban van. Például egy bizonyos víztestben az algák növekedését természetes körülmények között korlátozza a foszfátok hiánya. A nitrogénvegyületek feleslegben találhatók a vízben. Ha magas ásványi foszfortartalmú szennyvizet kezdenek kiengedni ebbe a tározóba, a tározó „kivirágozhat”. Ez a folyamat addig tart, amíg az egyik elemet a korlátozó minimumig el nem használják. Most lehet, hogy nitrogén, ha a foszfort továbbra is szállítják. Az átmeneti pillanatban (amikor még elegendő nitrogén és elegendő foszfor van) nem figyelhető meg a minimális hatás, azaz egyik elem sem befolyásolja az algák növekedését.
A második a tényezők kölcsönhatását és az élőlények alkalmazkodóképességét veszi figyelembe. Néha a szervezet képes pótolni a hiányos elemet egy másik, kémiailag hasonlóval. Így azokon a helyeken, ahol sok a stroncium, a puhatestű héjában pótolhatja a kalciumot, ha ez utóbbi hiánya van. Vagy például bizonyos növények cinkszükséglete csökken, ha árnyékban nőnek. Ezért az alacsony cinkkoncentráció kevésbé korlátozza a növények növekedését árnyékban, mint erős fényben. Ezekben az esetekben előfordulhat, hogy egyik vagy másik elem elégtelen mennyiségének korlátozó hatása sem jelentkezik.
A tolerancia törvénye
Azt a koncepciót, hogy a minimum mellett a maximum is lehet korlátozó tényező, 70 évvel később, 1913-ban Liebig után vezette be W. Shelford amerikai zoológus. Felhívta a figyelmet arra, hogy nemcsak azok a környezeti tényezők, amelyek értéke minimális, hanem azok is, amelyekre ökológiai maximum jellemző, korlátozhatják az élő szervezetek fejlődését, és megfogalmazta a tolerancia törvényét: „ Egy populáció (organizmus) gyarapodásának korlátozó tényezője lehet a környezeti hatás minimális vagy maximuma, és a közöttük lévő tartomány határozza meg a tűrőképesség mértékét (tűrési határ) vagy a szervezet ökológiai vegyértékét ehhez a tényezőhöz" (2. ábra).
2. ábra - Egy környezeti tényező eredményének intenzitásától való függése
Egy környezeti tényező kedvező hatástartományát ún optimális zóna (normál élettevékenységek). Minél jelentősebb egy tényező hatásának eltérése az optimumtól, ez a faktor annál inkább gátolja a populáció élettevékenységét. Ezt a tartományt ún az elnyomás vagy a pesszimizmus zónája . Egy tényező maximális és minimális átvihető értéke olyan kritikus pont, amelyen túl egy szervezet vagy populáció létezése már nem lehetséges. A tűréshatár a faktoringadozások amplitúdóját írja le, amely biztosítja a populáció legteljesebb létét. Az egyének tűréshatárai kissé eltérőek lehetnek.
Később számos növény és állat esetében meghatározták a különböző környezeti tényezők tűrési határait. J. Liebig és W. Shelford törvényei segítettek megérteni számos jelenséget és az élőlények eloszlását a természetben. Az élőlények nem oszlanak meg mindenhol, mert a populációknak van egy bizonyos tűréshatára a környezeti környezeti tényezők ingadozásaival szemben.
Sok élőlény képes megváltoztatni az egyéni tényezőkkel szembeni toleranciát, ha a feltételek fokozatosan változnak. Megszokhatja például a fürdővíz magas hőmérsékletét, ha meleg vízbe kerül, majd fokozatosan forró vizet ad hozzá. Ez a lassú tényezőváltozáshoz való alkalmazkodás hasznos védő tulajdonság. De veszélyes is lehet. Váratlanul, figyelmeztető jelek nélkül már egy kis változtatás is kritikus lehet. Küszöbhatás lép fel: az utolsó csepp a pohárban végzetes lehet. Például egy vékony gally miatt eltörhet a teve már amúgy is túlterhelt háta.
A korlátozó tényezők elve minden élő szervezetre – növényekre, állatokra, mikroorganizmusokra – érvényes, és vonatkozik mind az abiotikus, mind a biotikus tényezőkre. Például egy másik faj versenye korlátozó tényezővé válhat egy adott faj élőlényeinek fejlődésében. A mezőgazdaságban gyakran a kártevők és a gyomok válnak korlátozó tényezővé, egyes növényeknél pedig a fejlődést korlátozó tényező egy másik faj képviselőinek hiánya (vagy hiánya). A tolerancia törvényének megfelelően minden anyag- vagy energiatöbblet környezetszennyezés forrásának bizonyul. Így a víztöbblet még a száraz területeken is káros, és a víz gyakori szennyezőnek tekinthető, bár optimális mennyiségben elengedhetetlen. Különösen a felesleges víz akadályozza meg a normál talajképződést a csernozjom zónában.
Előadás 5. Határozó tényezők
A különböző környezeti tényezők eltérő jelentőséggel bírnak az élő szervezetek számára.
Az élőlények életéhez a feltételek bizonyos kombinációjára van szükség. Ha egy kivételével minden környezeti körülmény kedvező, akkor ez a körülmény válik meghatározóvá az adott szervezet életében.
Korlátozó tényezők - Ezt
1) minden olyan tényező, amely gátolja a népesség növekedését az ökoszisztémában; 2) környezeti tényezők, amelyek értéke nagymértékben eltér az optimumtól.
Számos tényező optimális kombinációjának jelenlétében egy korlátozó tényező az élőlények elnyomásához és halálához vezethet. Például a hőkedvelő növények negatív levegő hőmérsékleten elpusztulnak, annak ellenére, hogy a talaj optimális tápanyagtartalma, optimális páratartalma, fénye stb. A korlátozó tényezők pótolhatatlanok, ha nincsenek kölcsönhatásban más tényezőkkel. Például az ásványi nitrogén hiányát a talajban nem lehet pótolni a kálium- vagy foszforfelesleggel.
A szárazföldi ökoszisztémákra vonatkozó korlátozó tényezők:
Hőfok;
Tápanyagok a talajban.
A vízi ökoszisztémákra vonatkozó korlátozó tényezők:
Hőfok;
Napfény;
Sótartalom.
Ezek a tényezők jellemzően úgy hatnak egymásra, hogy egy folyamatot egyszerre több tényező is korlátoz, és ezek bármelyikének változása új egyensúlyhoz vezet. Például a táplálék elérhetőségének növekedése és a ragadozói nyomás csökkenése a populáció méretének növekedéséhez vezethet.
Példák a korlátozó tényezőkre: erodálatlan kőzetek kiemelkedései, eróziós alap, völgyoldalak stb.
Így a szarvasok terjedését korlátozó tényező a hótakaró mélysége; a téli sereglepke (a zöldség- és gabonanövények kártevője) - téli hőmérséklet stb.
A korlátozó tényezők gondolata az ökológia két törvényén alapul: a minimum törvényén és a tolerancia törvényén.
A 19. század közepén Liebig német szerves vegyész, a különféle mikroelemek növénynövekedésre gyakorolt hatását vizsgálva, elsőként állapította meg a következőket: a növények növekedését korlátozza egy olyan elem, amelynek koncentrációja és jelentősége minimális, azaz minimális mennyiségben van jelen. Az úgynevezett „Liebig hordó” segít a minimum törvényének képletes ábrázolásában.
Ez egy hordó különböző magasságú falécekkel, ahogy a képen is látható. Egyértelmű, hogy a megmaradt lécek magasságától függetlenül pontosan annyi vizet lehet önteni a hordóba, amennyi a legrövidebb lécek magassága. Hasonlóképpen egy korlátozó tényező korlátozza az élőlények élettevékenységét, más tényezők szintje (dózisa) ellenére. Például ha élesztő
hideg vízbe helyezve az alacsony hőmérséklet korlátozza szaporodásukat. Ezt minden háziasszony tudja, ezért az élesztőt elegendő mennyiségű cukorral ellátott meleg vízben hagyja „megduzzadni” (sőt, szaporodni), csak néhány kifejezést „lecserélni”: legyen a kiöntött víz magassága biológiai vagy ökológiai funkció (például termelékenység), és a lécek magassága jelzi egy adott tényező dózisának az optimálistól való eltérésének mértékét.
Jelenleg Liebig minimumtörvényét tágabban értelmezik. Korlátozó tényező lehet olyan tényező, amelyből nemcsak hiány, hanem túl is van.
Egy környezeti tényező KORLÁTOZÓ TÉNYEZŐ szerepét tölti be, ha ez a tényező egy kritikus szint alatt van, vagy meghaladja a maximálisan tolerálható szintet.
A korlátozó tényező meghatározza a faj elterjedési területét, vagy (kevésbé súlyos körülmények között) befolyásolja az anyagcsere általános szintjét. Például a tengervíz foszfáttartalma korlátozó tényező, amely meghatározza a planktonok fejlődését és általában a közösségek termelékenységét.
A „korlátozó tényező” fogalma nemcsak a különféle elemekre vonatkozik, hanem minden környezeti tényezőre is. A versengő kapcsolatok gyakran korlátozó tényezőként működnek.
Minden szervezetnek megvannak a határai a különböző környezeti tényezőkkel szemben. Attól függően, hogy ezek a határok milyen szélesek vagy szűkek, megkülönböztetik az eurybiont és a stenobiont organizmusokat. Eurybionták képes ellenállni a különféle környezeti tényezők intenzitásának széles tartományában. Tegyük fel, hogy a róka élőhelye az erdő-tundrától a sztyeppékig terjed. Stenobionts, éppen ellenkezőleg, a környezeti tényező intenzitásának csak nagyon kis ingadozásait tolerálják. Például a trópusi esőerdők szinte minden növénye stenobiont.
A tolerancia törvénye
Azt a koncepciót, hogy a minimum mellett a maximum is lehet korlátozó tényező, 70 évvel később, 1913-ban Liebig után vezette be W. Shelford amerikai zoológus. Felhívta a figyelmet arra, hogy nemcsak azok a környezeti tényezők, amelyek értéke minimális, hanem azok is, amelyekre ökológiai maximum jellemző, korlátozhatják az élő szervezetek fejlődését, és megfogalmazta a tolerancia törvényét: „ Egy populáció (organizmus) gyarapodásának korlátozó tényezője lehet a környezeti hatás minimális vagy maximuma, és a közöttük lévő tartomány határozza meg a tűrőképesség mértékét (tűrési határ) vagy a szervezet ökológiai vegyértékét ehhez a tényezőhöz"
Egy környezeti tényező kedvező hatástartományát az optimum (normál élettevékenység) zónájának nevezzük. Minél jelentősebb egy tényező hatásának eltérése az optimumtól, ez a faktor annál inkább gátolja a populáció élettevékenységét. Ezt a tartományt depresszió vagy pessimum zónának nevezik. Egy tényező maximális és minimális átvihető értéke olyan kritikus pont, amelyen túl egy szervezet vagy populáció létezése már nem lehetséges. A tűréshatár a faktoringadozások amplitúdóját írja le, amely biztosítja a populáció legteljesebb létét. Az egyének tűréshatárai kissé eltérőek lehetnek.