Підручник з Біології і екології. 11 клас. Соболь - Нова програма

Причиною є система зв'язків, що зумовлює появу чогось нового.

Філософський словник

§ 36. ЗАКОНОМІРНОСТІ ВПЛИВУ ЕКОЛОГІЧНИХ ЧИННИКІВ НА ОРГАНІЗМИ ТА ЇХНІ УГРУПОВАННЯ

Основні поняття й ключові терміни: ЕКОЛОГІЧНА ВАЛЕНТНІСТЬ. Еврибіонти. Стенобіонти.

Пригадайте! Що таке екологічні чинники?

Поміркуйте!

Синиця велика (Parus major) - невеликий птах родини синицевих. В Україні це звичайний осілий вид. Велика синиця чудово пристосувалася до ландшафтів, створених людиною. Її можна зустріти як у лісах усіх типів, так і у великих містах. Раціон синиць досить різноманітний: навесні та влітку вони живляться комахами та гусінню, а взимку - насінням рослин, плодами глоду, тису, шипшини. Яка екологічна валентність синиці великої як виду?

ЗМІСТ

Якою є загальна реакція організмів на вплив екологічних чинників?

Прояв впливу чинників виявляється в зміні життєдіяльності організмів. При цьому в діапазоні їх дії виокремлюють певні зони (іл. 59):

1) зону нормальної життєдіяльності (оптимум) - значення чинника, що є найсприятливішими для життєдіяльності організмів і за яких спостерігаються ріст й розмноження. Кількісно вона охоплює діапазон від нижнього песимуму (екологічного мінімуму) до верхнього песимуму (екологічного максимуму);

2) зону пригнічення (зони песимуму, стресові зони) - значення чинника, за яких організми зберігають життєдіяльність, але не ростуть і не розмножуються; що більше значення чинника відхиляється від оптимальних, то сильніше пригнічується життєдіяльність особин;

3) зону екологічної валентності (діапазон витривалості, межі витривалості) - діапазон мінливості чинника, в межах якого можлива нормальна життєдіяльність. Розрізняють верхню й нижню межі витривалості.

Іл. 59. Схема дії екологічного чинника

Екологічна валентність різних видів може значно різнитися. Так, північні олені витримують коливання температури повітря від -55 °С до +30 °С, а тропічні корали гинуть вже в разі зміни температури на 5 - 6 °С.

Отже, ЕКОЛОГІЧНА ВАЛЕНТНІСТЬ (екологічна толерантність) - здатність організмів витримувати певну амплітуду коливань екологічних чинників.

Чим стенобіонти відрізняються від еврибіонтів?

За екологічною валентністю організми поділяють на такі екологічні групи, як стенобінти та еврибіонти.

Іл. 60. Осоїд звичайний - ентомофаг, який живиться личинками ос і джмелів

Стенобіонти (від грец. стенос - вузький та біос - життя) - організми, які можуть жити лише за дуже незначної зміни чинників середовища. Як правило, стенобіонтами є високоспеціалізовані види, симбіонти, мешканці морських глибин, печер, лісів високогір'я. До стенобіонтних організмів належать:

  • стенофаги - організми, які живляться небагатьма видами корму (колібрі, осоїди, коала) (іл. 60);
  • стенобати - організми, існування яких можливе тільки на певній глибині за певного тиску води (клопи-водомірки, глибоководні кальмари, риби-вудильники);
  • стенотерми - організми, пристосовані до відносно сталих температурних умов довкілля і які не витримують їх коливань (форель річкова трапляється в холодних гірських річках);
  • стеногали - організми, що витримують лише незначні зміни ступеня солоності середовища (головоногі молюски, карась, видра річкова).

Іл. 61. Очерет звичайний (росте у прісних і солонуватих водоймах по всій Україні)

Еврибіонти (грец. еври - широкий та біос - життя) - організми, які можуть жити за значних змін екологічних чинників. Так, багато наземних тварин і рослин помірних широт можуть витримувати великі сезонні коливання температури, вологості та інших чинників середовища. До еврибіонтних організмів належать:

  • еврифаги - організми, які живляться найрізноманітнішою рослинною і тваринною їжею (пацюк сірий, тарган рудий, свиня дика, бурий ведмідь, крук);
  • еврибати - організми із широким діапазоном вертикального поширення, які витримують значні коливання тиску води (губки, голкошкірі, кити);
  • евритерми - організми, що пристосовані до значних коливань температури середовища (сокіл-сапсан, вовк сірий, сосна звичайна);
  • евригали - організми, здатні існувати в середовищі зі значними змінами ступеня солоності (очерет звичайний, прохідні риби) (іл. 61).

Отже, екологічна валентність стено- та еврибіонтів виражається вузьким або широким діапазоном витривалості й розглядається як відносна реакція видів на деякі чинники середовища або на їх комплекс.

Які основні закономірності впливу екологічних чинників?

Чинники середовища впливають на організм не окремо, а в комплексі. Відповідно, будь-яка реакція організму визначається дією багатьох чинників. При цьому інтегральна дія чинників не дорівнює сумарній дії окремих чинни-

ків, оскільки між ними відбуваються різного роду взаємодії: пригнічення одного чинника іншим (монодомінантність), взаємне посилення декількох чинників (синергізм), взаємне пригнічення декількох чинників (антагонізм). Взаємодію чинників відображено в законах сукупної дії та взаємокомпенсації екологічних чинників.

Закон сукупної дії екологічних чинників (закон ефективності чинників, закон О. Мітчерліха, 1909): у природі один екологічний чинник може впливати на інший, тому успіх виду в довкіллі залежить від взаємодії чинників. Наприклад, підвищена температура сприяє випаровуванню води, тварини важче витримують високі температури за значної вологості.

Закон взаємокомпенсації екологічних чинників (закон Е. Рюбеля, 1930): відсутність або нестача деяких екологічних чинників можуть бути компенсовані іншими близькими чинниками. Так, обмеженність світла в парнику може бути компенсована підвищенням концентрації СО2, підвищення температури повітря сприяє випаровуванню води, зниження рівня освітленості зменшує потреби рослин в Цинку.

Серед багатьох відомих закономірностей впливу окремих екологічних чинників на живі організми у практичній діяльності людини найширше застосовуються закон обмежувального чинника, закон оптимуму й закон толерантності.

Закон обмежувального чинника (закон мінімуму, закон Ю. Лібіха, 1840): найбільшу лімітуючу дію на організм, популяцію або угруповання справляють ті життєво важливі чинники зовнішнього середовища, кількість (концентрація) яких близька до мінімального критичного рівня. Найчастіше лімітуючими чинниками є температура, світло, тиск, біогенні речовини тощо.

Закон оптимуму: кожен чинник позитивно впливає на життєдіяльність організмів лише в певних межах. Стан організму, популяції або екосистеми, за якого вони виявляють найвищі показники життєдіяльності, описують поняттям екологічний оптимум.

Закон толерантності (закон Шелфорда, 1913): лімітуючим чинником процвітання будь-якого організму (виду) в даному місцеіснуванні може бути як мінімум, так і максимум екологічного чинника, діапазон між якими визначає витривалість (толерантність) організму до даного чинника.

Отже, існування організмів певного виду в певному середовищі зумовлене взаємодією з цілим комплексом екологічних чинників, що діють згідно з певними закономірностями.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з графіками. Залежність фотосинтезу від чинників довкілля

На швидкість фотосинтезу впливають багато різних екологічних чинників, серед яких визначальне значення мають освітленість, концентрація вуглекислого газу й температура. Проаналізуйте наведені графіки та сформулюйте твердження щодо комплексного впливу чинників на життя організмів.

Біологія + Екологія. Червоновухі черепахи

Черепаха червоновуха звичайна (Tra chemys scripta) - поширений мешканець тераріумів та потенційно інвазивний вид на теренах України. За допомогою таблиці дайте характеристику дії температури як екологічного чинника на організм. Чи може температура як екологічний чинник вплинути на розселення цього виду на території України?

Ознака

Характеристика

Систематичне положення

Спосіб життя

Значення температури для організму

Температурний оптимум

Температурні межі витривалості

Джерело тепла (ендо- чи екзотермія)

Екологічна група

Адаптації до впливу температури

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Квітникарство. Оптимальний догляд за орхідеєю

Декоративні кімнатні рослини роду Фаленопсис вважаються одними з найневибагливіших й найпопулярніших із родини Зозулинцеві, або Орхідні. Застосуйте знання про закон оптимуму та створіть пам'ятку про оптимальні умови для вирощування орхідеї фаленопсис.

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1-6

1. Що таке екологічна валентність? 2. Назвіть основні зони в діапазоні впливу екологічного чинника. 3. Хто такі стено- та еврибіонти? 4. Наведіть приклади еври- і стенобіонтних видів. 5. Назвіть закономірності комплексного впливу екологічних чинників 4. Назвіть закономірності впливу окремих чинників на живі організми.

7-9

7. Якою є загальна реакція організмів на впливи екологічних чинників? 8. Чим стенобіонти відрізняються від еврибіонтів? 9. Які основні закономірності впливу екологічних чинників?

10-12

10. На конкретному прикладі доведіть комплексний вплив екологічних чинників на живий організм.