Cu siguranță fiecare dintre noi a observat cum plantele din aceeași specie se dezvoltă bine în pădure, dar nu se simt bine în spații deschise. Sau, de exemplu, unele specii de mamifere au populații mari, în timp ce altele sunt mai limitate în condiții aparent identice. Toată viața de pe Pământ este într-un fel sau altul supusă propriilor legi și reguli. Ecologia le studiază. Una dintre afirmațiile fundamentale este legea minimului a lui Liebig

Limitarea ce este?

Chimistul german și fondatorul chimiei agricole, profesorul Justus von Liebig, a făcut multe descoperiri. Una dintre cele mai faimoase și recunoscute este descoperirea factorului limitator fundamental. A fost formulat în 1840 și mai târziu extins și generalizat de Shelford. Legea prevede că pentru orice organism viu, cel mai semnificativ factor este cel care se abate cel mai mult de la valoarea sa optimă. Cu alte cuvinte, existența unui animal sau a unei plante depinde de gradul de severitate (minim sau maxim) al unei anumite stări. Indivizii se confruntă cu o mare varietate de factori limitanți de-a lungul vieții.

"Liebig Barrel"

Factorul care limitează activitatea de viață a organismelor poate fi diferit. Legea formulată este încă utilizată activ în agricultură. J. Liebig a stabilit că productivitatea plantelor depinde în primul rând de substanța minerală (nutrient), care este cel mai slab exprimată în sol. De exemplu, dacă azotul din sol este doar 10% din norma necesară, iar fosforul este de 20%, atunci factorul care limitează dezvoltarea normală este lipsa primului element. Prin urmare, îngrășămintele care conțin azot trebuie aplicate inițial pe sol. Semnificația legii a fost exprimată cât mai clar și clar posibil în așa-numitul „butoi Liebig” (foto sus). Esența sa este că atunci când vasul este umplut, apa începe să se reverse acolo unde este cea mai scurtă scândură, iar lungimea restului nu mai contează prea mult.

Apă

Acest factor este cel mai strict și mai semnificativ în comparație cu ceilalți. Apa este baza vieții, deoarece joacă un rol important în viața unei celule individuale și a întregului organism în ansamblu. Menținerea cantității sale la nivelul corespunzător este una dintre principalele funcții fiziologice ale oricărei plante sau animal. Apa ca factor care limitează activitatea vieții se datorează distribuției neuniforme a umidității pe suprafața Pământului pe tot parcursul anului. În procesul de evoluție, multe organisme s-au adaptat la utilizarea economică a umidității, supraviețuind perioadei secetoase într-o stare de hibernare sau de repaus. Acest factor este cel mai puternic exprimat în deșerturi și semi-deșerturi, unde flora și fauna sunt foarte rare și unice.

Ușoară

Lumina care sosește sub formă de radiație solară alimentează toate procesele de viață de pe planetă. Organismelor le pasă de lungimea de undă, durata expunerii și intensitatea radiației. În funcție de acești indicatori, organismul se adaptează la condițiile de mediu. Ca factor de limitare a existenței, este mai ales pronunțată la adâncimi mari. De exemplu, plantele nu se mai găsesc la o adâncime de 200 m. Împreună cu iluminarea, cel puțin încă doi factori limitatori „funcționează” aici: presiunea și concentrația de oxigen. Acest lucru poate fi contrastat cu pădurile tropicale din America de Sud, ca fiind cel mai favorabil teritoriu pentru viață.

Temperatura ambientala

Nu este un secret pentru nimeni că toate procesele fiziologice care apar în organism depind de temperatura externă și internă. În plus, majoritatea speciilor sunt adaptate la un interval destul de îngust (15-30 °C). Dependența este deosebit de pronunțată la organismele care nu sunt capabile să mențină independent o temperatură constantă a corpului, de exemplu, reptilele. În procesul de evoluție s-au format multe adaptări care permit depășirea acestui factor limitat. Deci, pe vreme caldă, pentru a evita supraîncălzirea, se intensifică la plante prin stomată, la animale - prin piele și sistemul respirator, precum și caracteristicile comportamentale (ascunderea la umbră, vizuini etc.).

Poluanți

Semnificația nu poate fi subestimată. Ultimele câteva secole pentru oameni au fost marcate de progresul tehnic rapid și de dezvoltarea rapidă a industriei. Acest lucru a dus la creșterea de mai multe ori a emisiilor nocive în corpurile de apă, sol și atmosferă. Este posibil să înțelegem care factor limitează cutare sau cutare specie numai după cercetări. Această stare de fapt explică faptul că diversitatea speciilor din regiuni sau zone individuale s-a schimbat dincolo de recunoaștere. Organismele se schimbă și se adaptează, unele le înlocuiesc pe altele.

Toți aceștia sunt principalii factori care limitează viața. Pe lângă ele, există multe altele, care sunt pur și simplu imposibil de enumerat. Fiecare specie și chiar individ este individual, prin urmare factorii limitatori vor fi foarte diverși. De exemplu, procentul de oxigen dizolvat în apă este important pentru păstrăv; pentru plante, compoziția cantitativă și calitativă a insectelor polenizatoare etc.

Toate organismele vii au anumite limite de rezistență datorită unuia sau altuia factor limitator. Unele sunt destul de largi, altele sunt înguste. În funcție de acest indicator, se disting eurybionts și stenobionts. Primii sunt capabili să tolereze o amplitudine mare a fluctuațiilor diferiților factori limitatori. De exemplu, trăind peste tot, de la stepe la pădure-tundra, lupi etc. Stenobionts, dimpotrivă, sunt capabili să reziste la fluctuații foarte înguste, iar acestea includ aproape toate plantele din pădure tropicală.

În această lucrare voi acoperi în detaliu subiectul „Factori limitatori”. Voi lua în considerare definiția, tipurile, legile și exemplele lor.

Diferiții factori de mediu au semnificații diferite pentru organismele vii.

Pentru ca organismele să trăiască, este necesară o anumită combinație de condiții. Dacă toate condițiile de mediu sunt favorabile, cu excepția uneia, atunci această condiție devine decisivă pentru viața organismului în cauză.

Dintre varietatea de factori limitativi de mediu, atenția cercetătorilor este atrasă în primul rând de cei care inhibă activitatea vitală a organismelor și limitează creșterea și dezvoltarea acestora.

Parte principală

În presiunea totală a mediului se identifică factorii care limitează cel mai puternic succesul vieții organismelor. Astfel de factori se numesc limitatori sau limitatori.

Factori limitatori - Acest

1) orice factori care inhibă creșterea populației în ecosistem; 2) factori de mediu, a căror valoare se abate foarte mult de la optim.

În prezența combinațiilor optime de mai mulți factori, un factor limitator poate duce la oprimarea și moartea organismelor. De exemplu, plantele iubitoare de căldură mor la temperaturi negative ale aerului, în ciuda conținutului optim de nutrienți din sol, a umidității optime, a luminii și așa mai departe. Factorii limitatori sunt de neînlocuit dacă nu interacționează cu alți factori. De exemplu, lipsa de azot mineral din sol nu poate fi compensată de un exces de potasiu sau fosfor.

Factori limitatori pentru ecosistemele terestre:

Temperatura;

Nutrienții din sol.

Factori limitatori pentru ecosistemele acvatice:

Temperatura;

Lumina soarelui;

Salinitate.

De obicei, acești factori interacționează în așa fel încât un proces este limitat simultan de mai mulți factori, iar o modificare a oricăruia dintre ei duce la un nou echilibru. De exemplu, o creștere a disponibilității hranei și o scădere a presiunii de pradă poate duce la o creștere a dimensiunii populației.

Exemple de factori limitatori sunt: ​​aflorimente de roci neerodate, baza de eroziune, laturile văilor etc.

Astfel, factorul care limitează răspândirea căprioarelor este adâncimea stratului de zăpadă; molii de vierme de iarnă (un dăunător al culturilor de legume și cereale) - temperatura de iarnă etc.

Ideea factorilor limitatori se bazează pe două legi ale ecologiei: legea minimului și legea toleranței.

Legea minimului

La mijlocul secolului al XIX-lea, chimistul organic german Liebig, studiind efectul diferitelor microelemente asupra creșterii plantelor, a fost primul care a stabilit următoarele: creșterea plantelor este limitată de un element a cărui concentrație și semnificație este minimă, adică, prezent într-o cantitate minimă. Așa-numitul „butoi Liebig” ajută la reprezentarea la figurat a legii minimului. Acesta este un butoi cu șipci de lemn de diferite înălțimi, așa cum se arată în figură. Este clar că indiferent de înălțimea celorlalte șipci, puteți turna exact la fel de multă apă în butoi precum înălțimea celor mai scurte șipci. La fel, un factor limitator limitează activitatea de viață a organismelor, în ciuda nivelului (dozei) altor factori. De exemplu, dacă drojdia este pusă în apă rece, temperatura scăzută va deveni un factor limitativ pentru reproducerea ei. Fiecare gospodină știe acest lucru și, prin urmare, lasă drojdia să se „umfle” (și chiar să se înmulțească) în apă caldă cu o cantitate suficientă de zahăr.

Căldura, lumina, apa, oxigenul și alți factori pot limita sau limita dezvoltarea organismelor, dacă mișcarea lor corespunde minimului ecologic. De exemplu, peștele înger tropical moare dacă temperatura apei scade sub 16 °C. Și dezvoltarea algelor în ecosistemele de adâncime este limitată de adâncimea de penetrare a luminii solare: nu există alge în straturile inferioare.

Mai târziu (în 1909), legea minimului a fost interpretată de F. Blackman în sens mai larg, ca acțiunea oricărui factor ecologic care este la minimum: factorii de mediu care au cea mai proastă semnificație în condiții specifice limitează mai ales posibilitatea existenței. a unei specii în aceste condiții în ciuda și în ciuda combinației optime a altor condiții hoteliere.

În formularea sa modernă, legea minimului sună astfel: rezistența organismului este determinată de cea mai slabă verigă din lanțul nevoilor sale de mediu .

Pentru a aplica cu succes legea factorilor limitativi în practică, trebuie respectate două principii:

Prima este restrictivă, adică legea este strict aplicabilă numai în condiții staționare, când afluxul și ieșirea de energie și substanțe sunt echilibrate. De exemplu, într-un anumit corp de apă, creșterea algelor este limitată în condiții naturale de lipsa fosfaților. Compușii de azot se găsesc în exces în apă. Dacă apele uzate cu un conținut ridicat de fosfor mineral încep să fie descărcate în acest rezervor, rezervorul poate „înflori”. Acest proces va progresa până când unul dintre elemente este utilizat până la minimul restrictiv. Acum poate fi azot dacă fosforul continuă să fie furnizat. În momentul de tranziție (când există încă suficient azot și suficient fosfor), efectul minim nu este observat, adică niciunul dintre aceste elemente nu afectează creșterea algelor.

Al doilea ia în considerare interacțiunea factorilor și adaptabilitatea organismelor. Uneori organismul este capabil să înlocuiască elementul deficitar cu altul, similar din punct de vedere chimic. Astfel, în locurile în care există mult stronțiu, în cochilii de moluște poate înlocui calciul atunci când există o deficiență a acestuia din urmă. Sau, de exemplu, nevoia de zinc la unele plante este redusă dacă cresc la umbră. Prin urmare, o concentrație scăzută de zinc va limita creșterea plantelor mai puțin la umbră decât la lumină puternică. În aceste cazuri, efectul limitator chiar și al unei cantități insuficiente de unul sau altul element poate să nu se manifeste.

Legea toleranței

Conceptul că, alături de un minim, un maxim poate fi și un factor limitativ a fost introdus 70 de ani mai târziu, în 1913, după Liebig, de zoologul american W. Shelford. El a atras atenția asupra faptului că nu numai acei factori de mediu ale căror valori sunt minime, ci și cei care se caracterizează printr-un maxim ecologic pot limita dezvoltarea organismelor vii și a formulat legea toleranței: „ Factorul limitator pentru prosperitatea unei populații (organism) poate fi fie un minim, fie un maxim al impactului asupra mediului, iar intervalul dintre ele determină cantitatea de rezistență (limită de toleranță) sau valența ecologică a organismului față de acest factor). (Fig. 2).

Figura 2 - Dependența rezultatului unui factor de mediu de intensitatea acestuia

Gama favorabilă de acțiune a unui factor de mediu se numește zona optima (activitati normale de viata). Cu cât abaterea acțiunii unui factor de la optim este mai semnificativă, cu atât acest factor inhibă mai mult activitatea vitală a populației. Acest interval se numește zonă de opresiune sau pesimism . Valorile maxime și minime transferabile ale unui factor sunt puncte critice dincolo de care existența unui organism sau a unei populații nu mai este posibilă. Limita de toleranță descrie amplitudinea fluctuațiilor factorilor, ceea ce asigură cea mai împlinită existență a populației. Indivizii pot avea intervale de toleranță ușor diferite.

Ulterior, au fost stabilite limite de toleranță pentru diverși factori de mediu pentru multe plante și animale. Legile lui J. Liebig și W. Shelford au ajutat la înțelegerea multor fenomene și distribuția organismelor în natură. Organismele nu pot fi distribuite peste tot deoarece populațiile au o anumită limită de toleranță în raport cu fluctuațiile factorilor de mediu de mediu.

Multe organisme sunt capabile să modifice toleranța la factorii individuali dacă condițiile se schimbă treptat. Puteți, de exemplu, să vă obișnuiți cu temperatura ridicată a apei din baie dacă intrați în apă caldă și apoi adăugați treptat apă fierbinte. Această adaptare la o schimbare lentă a factorului este o proprietate de protecție utilă. Dar poate fi și periculos. În mod neașteptat, fără semne de avertizare, chiar și o mică schimbare poate fi critică. Apare un efect de prag: ultimul pai ar putea fi fatal. De exemplu, o crenguță subțire poate face ca o cămilă deja supraîncărcată să se rupă.

Principiul factorilor limitatori este valabil pentru toate tipurile de organisme vii - plante, animale, microorganisme și se aplică atât factorilor abiotici, cât și biotici. De exemplu, concurența din partea unei alte specii poate deveni un factor limitator pentru dezvoltarea organismelor unei anumite specii. În agricultură, dăunătorii și buruienile devin adesea factorul limitativ, iar pentru unele plante factorul limitator în dezvoltare este lipsa (sau absența) reprezentanților unei alte specii. În conformitate cu legea toleranței, orice exces de materie sau energie se dovedește a fi un poluant. Astfel, excesul de apă, chiar și în zonele aride, este dăunător, iar apa poate fi considerată un poluant comun, deși este esențială în cantități optime. În special, excesul de apă previne formarea normală a solului în zona de cernoziom.

S-au găsit următoarele:

· organisme cu o gamă largă de toleranță la toți factorii sunt larg răspândite în natură și sunt adesea cosmopolite, de exemplu, multe bacterii patogene;

· Organismele pot avea o gamă largă de toleranță pentru un factor și o gamă îngustă pentru altul. De exemplu, oamenii sunt mai toleranți la absența alimentelor decât la lipsa apei, adică limita de toleranță pentru apă este mai îngustă decât pentru alimente;

· dacă condițiile pentru unul dintre factorii de mediu devin suboptime, atunci se poate modifica și limita de toleranță pentru alți factori. De exemplu, atunci când există o lipsă de azot în sol, cerealele necesită mult mai multă apă;

· limitele de toleranță la indivizii reproducători și la descendenți sunt mai mici decât la indivizii adulți, i.e. femelele în timpul sezonului de reproducere și descendenții lor sunt mai puțin rezistente decât organismele adulte. Astfel, distribuția geografică a păsărilor de vânat este determinată mai des de influența climei asupra ouălor și puilor, decât asupra păsărilor adulte. Grija pentru urmași și atitudinea atentă față de maternitate sunt dictate de legile naturii. Din păcate, uneori „realizările” sociale contrazic aceste legi;

· valorile extreme (stresante) ale unuia dintre factori duc la o scădere a limitei de toleranță pentru alți factori. Dacă apa încălzită este eliberată într-un râu, peștii și alte organisme își consumă aproape toată energia pentru a face față stresului. Le lipsește energia pentru a obține hrană, pentru a se proteja de prădători și pentru a se reproduce, ceea ce duce la dispariția treptată. Stresul psihologic poate provoca, de asemenea, multe somatice (gr. soma- corp) boli nu numai la oameni, ci și la unele animale (de exemplu, câini). Cu valorile stresante ale factorului, adaptarea la acesta devine din ce în ce mai „costisitoare”.

Este posibil să se identifice verigi slabe probabile din mediu care se pot dovedi a fi critice sau limitative. Cu o influență direcționată asupra condițiilor limitative, este posibil să creșteți rapid și eficient randamentele plantelor și productivitatea animalelor. Astfel, la cultivarea grâului pe soluri acide, nicio măsură agronomică nu va fi eficientă decât dacă se folosește var, ceea ce va reduce efectul limitator al acizilor. Sau, dacă cultivați porumb în soluri foarte sărace în fosfor, chiar și cu suficientă apă, azot, potasiu și alți nutrienți, acesta va înceta să crească. Fosforul în acest caz este factorul limitativ. Și numai îngrășămintele cu fosfor pot salva recolta. Plantele pot muri și din cauza prea multă apă sau în exces de îngrășământ, care în acest caz sunt și factori limitatori.

Dacă o modificare a valorii factorului limitator duce la o modificare mult mai mare (în unități comparate) a caracteristicilor de ieșire ale sistemului sau ale altor elemente, atunci factorul limitator se numește element de controlîn raport cu aceste din urmă caracteristici sau elemente controlate.

Adesea, o modalitate bună de a identifica factorii limitanți este studierea distribuției și comportamentului organismelor la periferia zonei lor. Dacă suntem de acord cu afirmația lui Andrevarta și Birch (1954) conform căreia distribuția și abundența sunt controlate de aceiași factori, atunci studierea periferiei intervalului ar trebui să fie de două ori utilă. Cu toate acestea, mulți ecologisti cred că abundența în centrul intervalului și distribuția la periferie pot fi controlate de factori complet diferiți, mai ales că, după cum au descoperit geneticienii, indivizii din populațiile periferice pot diferi de indivizii din populațiile centrale la genotip. nivel.

Concluzie

În această lucrare, am examinat în detaliu definiția, tipurile, legile și exemplele factorilor limitatori.

După ce am analizat lucrarea, am tras concluzii.

Identificarea factorilor limitatori este o tehnică de aproximare care dezvăluie cele mai aspre și mai semnificative caracteristici ale sistemului.

Identificarea legăturilor limitatoare permite simplificarea semnificativă a descrierii și, în unele cazuri, evaluarea calitativă a stărilor dinamice ale sistemului.

Cunoașterea factorilor limitatori oferă cheia managementului ecosistemului, astfel încât numai o reglementare abilă a condițiilor de viață poate da rezultate eficiente de management.

Conceptul de factori limitatori, care provine din lucrările clasice ale lui Liebig, este utilizat activ în biochimie, fiziologie, agronomie, precum și în genetica cantitativă.

Un rol cheie în evoluție îl joacă factorii limitatori de organizare care limitează posibilitățile anumitor direcții de evoluție.

Valoarea conceptului de factori limitatori este că oferă un punct de plecare pentru explorarea situațiilor complexe.

Identificarea factorilor limitanți este cheia controlului activității vitale a organismelor.

Identificarea factorilor limitanți este foarte importantă pentru multe activități, în special pentru agricultură.

Bibliografie

1.Ecologie. Manual pentru universități

2.Ecologie. Manual pentru universități. Autor: Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Editura: Phoenix, 2010
3. Markov M.V. Agrofitocenologie. Ed. Universitatea din Kazan, 1972.
4. Nebel B. Știința mediului. M.: Mir, 1993.
5. Ricklefs R. Fundamentele Ecologiei Generale. M.: Mir. 1979.
6. Dicționar enciclopedic sovietic. M.: Enciclopedia Sovietică, 1988.
7. Dicționar enciclopedic de termeni de mediu. Kazan, 2001.

Curs 5. Factori limitatori

Diferiții factori de mediu au semnificații diferite pentru organismele vii.

Pentru ca organismele să trăiască, este necesară o anumită combinație de condiții. Dacă toate condițiile de mediu sunt favorabile, cu excepția uneia, atunci această condiție devine decisivă pentru viața organismului în cauză.

Factori limitatori - Acest

1) orice factori care inhibă creșterea populației în ecosistem; 2) factori de mediu, a căror valoare se abate foarte mult de la optim.

În prezența combinațiilor optime de mai mulți factori, un factor limitator poate duce la oprimarea și moartea organismelor. De exemplu, plantele iubitoare de căldură mor la temperaturi negative ale aerului, în ciuda conținutului optim de nutrienți din sol, a umidității optime, a luminii și așa mai departe. Factorii limitatori sunt de neînlocuit dacă nu interacționează cu alți factori. De exemplu, lipsa de azot mineral din sol nu poate fi compensată de un exces de potasiu sau fosfor.

Factori limitatori pentru ecosistemele terestre:

Temperatura;

Nutrienții din sol.

Factori limitatori pentru ecosistemele acvatice:

Temperatura;

Lumina soarelui;

Salinitate.

De obicei, acești factori interacționează în așa fel încât un proces este limitat simultan de mai mulți factori, iar o modificare a oricăruia dintre ei duce la un nou echilibru. De exemplu, o creștere a disponibilității hranei și o scădere a presiunii de pradă poate duce la o creștere a dimensiunii populației.

Exemple de factori limitatori sunt: ​​aflorimente de roci neerodate, baza de eroziune, laturile văilor etc.

Astfel, factorul care limitează răspândirea căprioarelor este adâncimea stratului de zăpadă; molii de vierme de iarnă (un dăunător al culturilor de legume și cereale) - temperatura de iarnă etc.

Ideea factorilor limitatori se bazează pe două legi ale ecologiei: legea minimului și legea toleranței.
La mijlocul secolului al XIX-lea, chimistul organic german Liebig, studiind efectul diferitelor microelemente asupra creșterii plantelor, a fost primul care a stabilit următoarele: creșterea plantelor este limitată de un element a cărui concentrație și semnificație este minimă, adică, prezent într-o cantitate minimă. Așa-numitul „butoi Liebig” ajută la reprezentarea la figurat a legii minimului.

Acesta este un butoi cu șipci de lemn de diferite înălțimi, așa cum se arată în imagine. Este clar că indiferent de înălțimea celorlalte șipci, puteți turna exact la fel de multă apă în butoi precum înălțimea celor mai scurte șipci. La fel, un factor limitator limitează activitatea de viață a organismelor, în ciuda nivelului (dozei) altor factori. De exemplu, dacă drojdie
puse în apă rece, temperatura scăzută va deveni un factor limitativ pentru reproducerea lor. Fiecare gospodină știe acest lucru și, prin urmare, lasă drojdia să se „umfle” (și de fapt să se înmulțească) în apă caldă cu o cantitate suficientă de zahăr. Tot ce rămâne este să „înlocuiești” câțiva termeni: lasă înălțimea apei turnate să fie ceva funcția biologică sau ecologică (de exemplu, productivitatea), iar înălțimea șipcilor va indica gradul de abatere a dozei unui anumit factor de la optim.

În prezent, legea minimului a lui Liebig este interpretată mai larg. Un factor limitator poate fi un factor care nu numai că este insuficient, ci și în exces.

Un factor de mediu joacă rolul unui FACTOR LIMITĂTOR dacă acest factor este sub un nivel critic sau depășește nivelul maxim tolerabil.

Factorul limitator determină aria de distribuție a speciei sau (în condiții mai puțin severe) afectează nivelul general al metabolismului. De exemplu, conținutul de fosfat din apa de mare este un factor limitativ care determină dezvoltarea planctonului și productivitatea comunităților în general.

Conceptul de „factor limitator” se aplică nu numai diferitelor elemente, ci și tuturor factorilor de mediu. Adesea, relațiile competitive acționează ca un factor limitator.

Fiecare organism are limite de rezistență în raport cu diverși factori de mediu. În funcție de cât de largi sau înguste sunt aceste limite, se disting organismele eurybiont și stenobiont. Eurybionts capabile să reziste la o gamă largă de intensitate a diverșilor factori de mediu. Să presupunem că habitatul vulpii variază de la pădure-tundra până la stepe. Stenobionti, dimpotrivă, tolerează doar fluctuații foarte înguste ale intensității factorului de mediu. De exemplu, aproape toate plantele pădurilor tropicale sunt stenobionte.

Legea toleranței

Conceptul că, alături de un minim, un maxim poate fi și un factor limitativ a fost introdus 70 de ani mai târziu, în 1913, după Liebig, de zoologul american W. Shelford. El a atras atenția asupra faptului că nu numai acei factori de mediu ale căror valori sunt minime, ci și cei care se caracterizează printr-un maxim ecologic pot limita dezvoltarea organismelor vii și a formulat legea toleranței: „ Factorul limitator pentru prosperitatea unei populații (organism) poate fi fie un minim, fie un maxim al impactului asupra mediului, iar intervalul dintre ele determină cantitatea de rezistență (limită de toleranță) sau valența ecologică a organismului față de acest factor).

Domeniul favorabil de acțiune al unui factor de mediu se numește zona optimă (activitate normală de viață). Cu cât abaterea acțiunii unui factor de la optim este mai semnificativă, cu atât acest factor inhibă mai mult activitatea vitală a populației. Acest interval se numește zona de depresie sau pessimum. Valorile maxime și minime transferabile ale unui factor sunt puncte critice dincolo de care existența unui organism sau a unei populații nu mai este posibilă. Limita de toleranță descrie amplitudinea fluctuațiilor factorilor, ceea ce asigură cea mai împlinită existență a populației. Indivizii pot avea intervale de toleranță ușor diferite.

Factori de mediu.

Conceptul de mediu natural include toate condițiile naturii vie și neînsuflețite în care există un organism, o populație sau o comunitate naturală. Mediul natural afectează direct sau indirect starea și proprietățile acestora. Componentele mediului natural care influențează starea și proprietățile unui organism, populație sau comunități naturale sunt numite factori de mediu. Dintre aceștia, se disting trei grupuri diferite de factori:

factori abiotici - toate componentele naturii neînsuflețite, dintre care cele mai importante sunt lumina, temperatura, umiditatea și alte componente climatice, precum și compoziția mediului apei, aerului și solului;

factori biotici - interacțiuni între diferiți indivizi din populații, între populații din comunități naturale;

factori limitativi – factori de mediu care depășesc limitele rezistenței maxime sau minime, limitând existența speciei.

factor antropogen - toate activitățile umane diverse care duc la schimbări în natură ca habitat al tuturor organismelor vii sau le afectează direct viața.

Diferiți factori de mediu, cum ar fi temperatura, umiditatea, alimentele, afectează fiecare individ. Ca răspuns la aceasta, organismele dezvoltă diverse adaptări la ele prin selecția naturală. Intensitatea factorilor care este cea mai favorabilă pentru activitatea de viață se numește optimă sau optimă.

Valoarea optimă a unui anumit factor este diferită pentru fiecare specie. În funcție de atitudinea lor față de unul sau altul, speciile pot fi iubitoare de căldură și frig (elefantul și ursul polar), iubitoare de umiditate și uscat (tei și saxaul), adaptate la salinitatea ridicată sau scăzută a apei etc.

Factor de limitare

Organismul este influențat simultan de numeroși factori de mediu diverși și multidirecționali. În natură, combinarea tuturor influențelor în valorile lor optime, cele mai favorabile este practic imposibilă. Prin urmare, chiar și în habitatele în care toți (sau cei mai buni) factori de mediu sunt combinați cel mai favorabil, fiecare dintre ei se abate cel mai adesea oarecum de la optim. Pentru a caracteriza efectul factorilor de mediu asupra animalelor și plantelor, este esențial ca în raport cu unii factori, organismele să aibă o gamă largă de rezistență și să poată suporta abateri semnificative ale intensității factorului de la valoarea optimă.

Temperatura efectivă se referă la diferența dintre temperatura ambiantă și pragul de temperatură pentru dezvoltare. Astfel, dezvoltarea ouălor de păstrăv începe la 0°C, ceea ce înseamnă că această temperatură servește drept prag de dezvoltare. La o temperatură a apei de 2 C, alevinii ies din cochilii faciale după 205 zile, la 5 ° C - după 82 de zile și la 10 ° C - după 41 de zile. În toate cazurile, produsul temperaturilor pozitive ale mediului și numărul de zile de dezvoltare rămâne constant: 410. Aceasta va fi suma temperaturilor efective.

Astfel, pentru a realiza programul de dezvoltare genetică, animalele cu temperaturi corporale instabile (și plantele) trebuie să primească o anumită cantitate de căldură.

Atât pragurile de dezvoltare, cât și suma temperaturilor efective sunt diferite pentru fiecare specie. Ele sunt determinate de adaptarea istorică a speciei la anumite condiții de viață.

Timpul de înflorire a plantelor depinde și de suma temperaturilor pe o anumită perioadă de timp. De exemplu, coltsfoot necesită 77 pentru a înflori, oxalis necesită 453, iar căpșunile necesită 500. Suma temperaturilor efective care trebuie atinsă pentru a finaliza ciclul de viață limitează adesea distribuția geografică a unei specii. Astfel, granița de nord a vegetației arborelui coincide cu izotermele din iulie Yu...12°C. La nord nu mai este suficientă căldură pentru dezvoltarea copacilor, iar zona forestieră este înlocuită cu tundra. La fel, dacă orzul crește bine în zona temperată (suma sa de temperaturi pentru întreaga perioadă de la semănat până la recoltare este de 160-1900°C), atunci această cantitate de căldură nu este suficientă pentru orez sau bumbac (cu suma temperaturilor necesare pentru ele fiind 2000-4000°C ).

Mulți factori devin limitanți în timpul sezonului de reproducere. Limitele de rezistență pentru semințe, ouă, embrioni și larve sunt de obicei mai înguste decât pentru plantele și animalele adulte. De exemplu, mulți crabi pot intra într-un râu mult în amonte, dar larvele lor nu se pot dezvolta în apa râului. Gama de păsări de vânat este adesea determinată de efectele climei asupra ouălor sau puilor, mai degrabă decât asupra adulților.

Identificarea factorilor limitatori este foarte importantă din punct de vedere practic. Astfel, grâul nu crește bine în soluri acide, dar adăugarea de var în sol poate crește semnificativ recoltele. .

Factorii limitatori pot include orice factori de mediu: iluminarea, temperatura, umiditatea, micromediul, compoziția solului etc. Doctrina factorilor limitatori se bazează pe două postulate fundamentale: legea lui Liebig (1840) și legea lui Shelford (1913).

Fiecare specie de plante, microorganisme și animale există în condițiile în care viața lor este cea mai confortabilă. Pentru ca reprezentanții fiecărei populații să se poată hrăni, dezvolta și reproduce pe deplin, este necesar ca fiecare factor de mediu să corespundă unor valori care se încadrează într-un interval mai mult sau mai puțin larg. Acest lucru se aplică insectelor în aceeași măsură ca și altor organisme vii, așa că în viitor vom lua în considerare influența factorilor limitatori folosind exemplul acestei clase.

Pentru viabilitatea organismelor, atât o scădere, cât și un exces al valorilor optime de temperatură, umiditate etc. sunt periculoase. Depășirea limitelor lor de rezistență duce la moartea unui organism, a unei populații sau chiar a unui ecosistem.

De exemplu, dacă solului îi lipsește un anumit microelement, aceasta determină o scădere a productivității plantelor. Din cauza lipsei de hrană, insectele care se hrăneau cu aceste plante mor. Acesta din urmă, la rândul său, afectează supraviețuirea prădătorilor entomofagi: alte insecte, păsări, unii amfibieni etc.

Fiecare organism se caracterizează printr-un anumit minim și maxim ecologic, între care există o zonă de activitate normală a vieții (sau optim). Cu cât un factor se abate de la valoarea optimă, cu atât este mai vizibil impactul negativ al acestuia. Dincolo de punctele critice (valori extreme ale factorului limitator), existența unui organism este imposibilă.

Pentru a indica gradul de toleranță (stabilitate) speciilor la diferite valori ale factorilor limitatori, acestea sunt de obicei împărțite în tolerante scăzute - stenobionte- și rezistent, sau euribionti. Stenobionts includ insecte inferioare care trăiesc în peșteri (Bessyazhkovye etc.), precum și majoritatea ordinelor tropicale care există numai în condiții de temperatură și umiditate ridicate. De exemplu, Lepidoptera din ordinul Morpho (fotografie) Ei trăiesc doar în pădurile tropicale dense din America Centrală și de Sud și sunt foarte prost crescuți în condiții artificiale. În special, sunt foarte pretențioși în privința regimului de lumină: fiecare specie a acestor fluturi zboară doar la un anumit moment al zilei.

Factori limitatori de natură neînsuflețită

Dintre toți factorii abiotici, insectele au cea mai mare sensibilitate la temperatură, lumină și umiditate.

În ceea ce privește primul, pe teritoriul țării noastre, majoritatea speciilor sunt capabile să trăiască în intervalul de temperatură de la 3 la 40 de grade, deși unele au mecanisme de adaptare care le permit să existe în afara zonei de activitate normală a vieții. Astfel, o serie de insecte foarte dezvoltate prezintă rezistență la îngheț, deoarece lichidul din corpul lor nu se transformă în cristale, ci se vitrifică - devine ca sticla. Este comună la unii gândaci, Lepidoptera și Diptera. De exemplu, fluturii din coada rândunicii (fotografie) poate tolera înghețarea până la aproape -200 de grade.

Iluminatul este de asemenea important. Sub influența dozelor optime de radiații ultraviolete, în corpul insectelor au loc procese biochimice importante: eliberarea de hormoni, formarea pigmentului și chiar absorbția anumitor minerale. Respectarea unui anumit regim de lumină determină stilul lor de viață (ziua, noaptea), precum și habitatul lor preferat. Astfel, gândacii clic care trăiesc în sol nu pot tolera lumina puternică și mor sub influența radiațiilor ultraviolete intense.

Un astfel de factor limitativ precum umiditatea afectează insectele foarte diferit. Unii dintre ei, de exemplu, țânțarii, muschii sau ordinele primitive, cum ar fi insectele, trăiesc în principal lângă corpurile de apă, care sunt asociate nu numai cu cele mai confortabile condiții pentru viața lor, ci și cu procesul vieții. Din acest motiv, drenarea mlaștinilor este una dintre cele mai eficiente metode de control al răspândirii țânțarilor. Printre insecte există și xerofite care preferă zonele aride, de exemplu, furnicile care locuiesc în semi-deșerturi.

Factori limitatori ai faunei sălbatice

Activitatea de viață a insectelor poate fi limitată nu numai de fenomene naturale neînsuflețite, ci și de factori de origine biologică. Factorii biologici limitatori sub formă de prădători amenință toate speciile erbivore: de exemplu, pentru fluturi, chiar și în cadrul unei clase, zeci de prădători pot reprezenta o amenințare, de la mantise și furnici la aripioare și unele lăcuste.

În condiții normale, fiecare specie și populație se străduiește să-și ocupe propria nișă ecologică, dar uneori apar condiții ca două sau mai multe specii să concureze între ele. În acest caz, ele devin factori limitatori unul pentru celălalt. Cel mai adesea, concurența se dezvoltă din cauza lipsei de resurse alimentare; Apare adesea între insectele zburătoare care polenizează aceleași plante.

În formele sociale - furnici și termite - concurența este vizibilă nu numai în afara speciei, ci și în interiorul acesteia. Aceste insecte trăiesc în colonii autonome și fiecare familie reprezintă o potențială amenințare pentru fiecare dintre ele, distrugând hrana disponibilă și ocupându-și potențiala casă.