Екологія довкілля. Охорона природи - Грицик В. - 2.3. Екологічні фактори і їх вплив на життєдіяльність організмів

2.3.1. Поняття і класифікація екологічних факторів

Безперервність життя на Землі забезпечується унікальною здатністю живих істот створювати і підтримувати внутрішнє середовище, здійснювати обмін речовин з навколишнім середовищем і передавати ці властивості за спадковістю своїм нащадкам.

Середовище - одне з основних екологічних понять. Під ним ми розуміємо комплекс природних тіл і явищ, з якими організм знаходиться у прямих чи опосередкованих зв'язках.

Виділяють зовнішнє і внутрішнє середовище організму. Зовнішнє середовище організму - це сукупність сил і явищ природи поза ним. Зовнішнє середовище, яке справляє безпосередній вплив на організм, називається навколишнім середовищем. Та частина природи, яка безпосередньо оточує організми в процесі їх життєдіяльності, називається середовищем мешкання. Наприклад, середовищем мешкання може бути водне, наземне, повітряне, ґрунтове або тіло іншого організму.

Внутрішнє середовище будь-якої живої істоти якісно відрізняється від зовнішнього середовища. Якісна самостійність внутрішнього середовища організму регулюється механізмами гомеостазу. Гомеостаз організму - це стан внутрішньої динамічної рівноваги, який забезпечується взаємодією складних процесів регуляції і координації біохімічних реакцій за принципом зворотного зв'язку. Гомеостаз може здійснюватись тільки за певних умов зовнішнього середовища. Поза межами цих умов автономність організму порушується і він гине, а його внутрішнє середовище ототожнюється з зовнішнім.

Поняття "середовище" не тотожне поняттю "умови існування".

Умови існування представляють собою суму життєво необхідних факторів середовища, без яких живі організми не можуть існувати.

Екологічними факторами називають ті елементи чи умови середовища, які викликають пристосувальні (адаптивні) реакції організму. Такими можуть бути світло, вода, температура, повітря, оточуючі організми тощо.

Залежно від природи, походження і характеру дії екологічні фактори поділяють на абіотичні (екологічно значимі умови неживої природи), біотичні (різноманітні форми впливу на організм з боку оточуючих його живих істот) та антропогенні (всі форми діяльності людини, які справляють вплив на живу природу).

Фактор середовища відчувається організмом лише в певних межах, іншими словами, реакція організму залежить від дозування фактора. За невеликих значень або при надмірній дії фактора життєва активність організму помітно пригнічується. Найбільш ефективна дія фактора не при мінімальних чи максимальних його значеннях, а при певному значенні, оптимальному для даного організму.

Діапазон дії (або зона толерантності) екологічного фактора обмежений відповідними крайніми пороговими значеннями (точки мінімуму і максимуму) даного фактора, при яких можливе існування організму (рис.2.3).

Точка на осі абсцис, що відповідає найкращим показникам життєдіяльності організму, означає оптимальну величину фактора - це точка оптимуму. Зазвичай визначити оптимальне значення фактору важко, тому прийнято говорити про зону оптимуму. Точки оптимуму, мінімуму і максимуму складають три кардинальні точки, які визначають діапазон реакції організму на даний фактор. Крайні ділянки кривої, які відображають стан пригнічення при нестачі або надлишку фактора, називають зонами песимуму. Біля критичних точок лежать сублетальні величини фактору, а за межами зони толерантності - летальні значення фактору.

Рис. 2.3. Схема дії екологічного фактору на організм: 1 - точка мінімуму, 2-точка оптимуму, 3 - точка максимуму.

Розглянуті закономірності впливу екологічних факторів на живі організми і характеру відповідних реакцій останніх відомі як "правило оптимуму".

Ідея про те, що існування і витривалість організму визначаються найслабшою ланкою в ланцюжку його потреб, вперше була висловлена у 1840 р. німецьким хіміком Юстусом Лібіхом, який сформулював "закон мінімуму". Згідно з цим законом, величина урожаю визначається кількістю в ґрунті того елементу живлення, який присутній у мінімальній кількості.

Проте екологічне значення мають не лише ті фактори, які знаходяться в мінімумі. Існування організму може визначатись і надлишком будь-якого з факторів. Уявлення про лімітуючий вплив максимального значення фактору на рівні з мінімальним було сформульоване у 1913 р. американським зоологом Вільямом Шелфордом як "закон толерантності": існування організму визначається як нестачею, так і надлишком будь-якого з факторів, рівень яких наближається до меж переносимості даним організмом. У зв'язку з цим всі фактори, рівень яких наближується до межі витривалості організму або перевищує її, називають лімітуючими факторами. Таким чином, організми характеризуються екологічним мінімумом і екологічним максимумом, а їх витривалість між цими величинами називають діапазоном толерантності.

Американський еколог Юджин Одум висунув положення, які доповнюють "закон толерантності":

1) організм може мати широкий діапазон толерантності (ДТ) щодо одного екологічного фактора (ЕФ), і вузький по відношенню до іншого ЕФ;

2) організми з широким ДТ по відношенню до всіх ЕФ звичайно найбільш поширені;

3) якщо умови за одним ЕФ не оптимальні для організму, то ДТ може звузитися і по відношенню до інших ЕФ;

4) існують ЕФ, що стають лімітуючими в певні критичні періоди життя організму.