Биология. Общая биология. Базовый уровень. Учебник для 10–11 класс - [89]
Некое растение может чувствовать себя наиболее комфортно при температуре 24 °С (точка оптимума), продолжать активно расти в диапазоне температур от 20 до 28 °С, испытывать угнетение при дальнейшем изменении температуры в сторону ее увеличения или уменьшения и в конце концов погибнуть, если температура опустится ниже 5 или поднимется выше 38 °С.
Для каждого вида организмов существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы выносливости в отношении каждого фактора среды.
Рис. 151. Действие экологического фактора на организм
Виды могут существенно различаться с точки зрения оптимальных условий и пределов выносливости. Например, количество воды, оптимальное для одного вида, вызовет стресс у другого и приведет к гибели третий. Некоторые растения вообще не переносят заморозков, другие способны выживать при небольших холодах, а, например, даурская лиственница в Сибири выдерживает морозы до −70 °С.
По отношению к факторам среды различают холодо– и теплолюбивые виды, влаго– и сухолюбивые, светолюбивые и теневыносливые. Некоторые организмы способны существовать в очень широком диапазоне изменчивости факторов, такие виды распространены повсеместно. Другим же для нормальной жизнедеятельности необходим очень строгий узкий диапазон условий, например некоторые зеленые водоросли способны существовать только при температуре 0 °С.
Все факторы среды действуют совместно, поэтому, если интенсивность одного из них отклоняется от оптимальной величины, организмы начинают испытывать угнетение, несмотря на присутствие остальных факторов. Как бы мы ни поливали и ни подкармливали теплолюбивое растение, если температура снизится до 0 °С, оно погибнет. В данном примере температура является ограничивающим фактором для растения. Впервые на существование ограничивающих, или лимитирующих, факторов обратил внимание немецкий химик Юстус Либих (1803–1873). Он сформулировал закон, который называют законом минимума Либиха: даже единственный фактор за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию и в пределе – к гибели организма. Лимитирующие факторы определяют границы ареала распространения того или иного вида (рис. 152). Например, при наличии оптимальной температуры, света и влажности крапива будет расти только на почвах, богатых азотом. Следовательно, в данных условиях лимитирующим фактором для этих растений служит количество азота.
Рис. 152. Глубина снежного покрова – ограничивающий фактор в распространении оленей
Все факторы окружающей среды, которые воздействуют на представителей определенного вида, взаимосвязаны между собой, поэтому в процессе эволюции организмы приспосабливаются не к каждому фактору в отдельности, а сразу к целому их комплексу. Совокупность всех факторов, которая требуется для существования вида, называют экологической нишей.
Вопросы для повторения и задания
1. Расскажите о задачах экологии.
2. Какие экологические факторы вы знаете?
3. Сформулируйте закон минимума Либиха.
4. Поясните, каким образом может проявиться ограничивающее действие фактора среды.
5. Что такое экологическая ниша? Охарактеризуйте экологическую нишу хорошо известного вам вида.
5.2. Абиотические факторы среды
Вспомните!
Что такое среда обитания?
Какие факторы относят к факторам неживой природы?
В процессе исторического развития организмы приспосабливаются к определенному комплексу абиотических факторов, которые становятся обязательными условиями их существования. При этом в процессе жизнедеятельности организмы сами участвуют в формировании абиотической (неживой) среды. В ходе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород, животные-фильтраторы очищают воду, зеленые насаждения препятствуют эрозии почвы, а растения из семейства бобовых обогащают почву азотом – подобных примеров можно приводить множество.
Рассмотрим влияние основных абиотических факторов на живые организмы.
Температура. Температура – один из важнейших абиотических факторов, который действует всегда и везде. Именно температура обусловливает скорость биохимических реакций и влияет на большинство физических процессов.
Хотя оптимальный температурный режим для большинства видов находится в пределах от 15 до 30 °С, существуют организмы, которые способны выдерживать очень высокие или низкие температуры. Например, некоторые бактерии и водоросли обитают в горячих источниках при температуре 85–87 °С. Хорошо выдерживают перепады температуры покоящиеся стадии развития организмов – цисты, куколки насекомых, споры бактерий, семена растений.
Все беспозвоночные и большинство позвоночных животных являются
