Экологические факторы, их классификация и основные законы действия факторов

Особой роли для живых организмов играет среда их обитания. Рассматривая отдельный организм как определенную систему, наиболее приемлемым является определение среды за А.Холлом и Р.Фейджином: "Для данной системы окружающую среду является совокупностью всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, свойства которых меняются в результате поведения самой системы ". Из определения следует динамизм взаимодействия организма (системы) и среды и то, что среда не является для системы чем-то совершенно внешним.

 

По М.Ф.Реймерсом, окружающей средой, а точнее средой называют совокупность взаимосвязанных природных, видоизмененных природных, искусственно образованных и социальных компонентов в окружении которой живет организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Окружающей среды состоит из многих элементов, условий, явлений, т.е. факторов. Одной из задач общей экологии является изучение влияния факторов окружающей среды (экологических факторов) на живые организмы.

 

Таким образом, экологический фактор - это любое условие среды, прямо или косвенно влияет на организм в течение хотя бы одной из стадий его жизни. Все экологические факторы являются изменчивыми, поэтому организмы вынуждены все время приспосабливаться к ним. Вследствие этого, в живых организмах возникают специфические приспособительные механизмы и реакции на изменение экологических факторов, которые называют адаптацией. Способность к адаптации - одно из свойств жизни, обеспечивает саму возможность его существования и она проявляется на всех уровнях организации - от биохимической реакции в организмах и поведения отдельных существ к строения и функционирования экологических систем.

 

Иными словами, адаптация - это средства, с помощью которых организм взаимодействует со средой для поддержания состояния внутреннего динамического равновесия, т.е. гомеостаз организма, и обеспечивает непрерывность его существования во времени через потомков. На разных уровнях организации живой материи механизмы адаптации различны.

 

Зависимости от количества и силы действия, один и тот же фактор может иметь противоположное значение для организма, например, влияние температуры. Кроме того, наличие того или иного фактора может быть жизненно необходимым для одних видов и не иметь никакого значения для других, например, влияние света на растения и почвенных беспозвоночных. В зависимости от силы действия того или иного экологического фактора, условия существования особей вида могут быть оптимальными, неоптимальными и отвечать промежуточном уровню.

 

Способность организма выдерживать определенную амплитуду колебания фактора называют экологической валентностью, но для жизни организмов значение имеет не только абсолютная величина силы действия

 

фактора, но и скорость ее изменения. По экологической валентностью организмы разделяют на еврибионтних с широкими приспособительными возможностями, например, серая крыса, воробей, комнатная муха, тараканы и т.д., и стенобионтных, которые могут существовать только в относительно постоянных условиях, например, журавль степной, утконос и т.д.. Реакция организма и его адаптационные возможности к действию фактора, что является основным фактором эволюции видов, зависит от сочетания действия различных факторов, а для нормального существования организма необходим определенный их набор. Экологические факторы, действующие на организм, делятся на внутренние и внешние и внешние экологические факторы, по их происхождению, принято делить на три основные группы: абиотические, биотические и антропогенные абиотические называются факторы неживой природы с их химическими и физическими свойствами.

 

Биотические факторы создаются совокупностью организмов в результате их взаимодействия. Каждый организм испытывает на себе влияние других живых существ, сам влияет на них, вступая в взаимосвязи с представителями своего или других видов.

 

Антропогенные факторы возникают в результате деятельности человека, что является причиной изменений среды обитания других организмов или непосредственно влияют на них. Для удовлетворения своих потребностей человек создал промышленность, сельское хозяйство, транспорт и другие отрасли народного хозяйства, используя для этого природные ресурсы.

 

Существуют и другие классификации экологических факторов:

 

по характеру действия (информационные, энергетические, физические, химические);

за средой возникновения (атмосферные, водные, физиологические, генетические, экосистемных)

по фактору времени (эволюционные, исторические, действующие);

по степени влияния (летальные, экстремальные, ограничительные)

за объектом воздействия (индивидуальные, групповые, видовые).

Существует мнение (А.С.Манчадський), что приспособительные реакции организмов зависят от периодичности воздействия на них экологических факторов и, по этому признаку, выделяют первичные периодические, вторичные периодические и непериодические факторы.

 

К первой группе относят факторы, связанные с вращением Земли вокруг Солнца и своей оси, например, смена времен года, смена дня и ночи, и тому подобное. Этим факторам присуща установлена периодичность, они были еще до возникновения жизни на Земле. Организмы, возникших вынуждены были сразу адаптироваться к ним. Адаптационные механизмы организмов к действию первичных периодических факторов являются наследственными. Вторичные периодические факторы, например, влажность, температура и т.д., являются следствием первичных периодических факторов. В процессе жизнедеятельности организмы вынуждены к ним постоянно приспосабливаться. Непериодические факторы - это различные стихийные явления, которые, в большинстве случаев, не проявляют периодичности. К непериодических факторов часто относят и антропогенные факторы, поскольку они оказываются внезапно и нерегулярно. Нередко уровень такого влияния выходит за пределы приспособительных возможностей организмов.

 

Большинство экологических факторов постоянно изменяются в пространстве и времени, в частности, температура, влажность, освещенность и т.д., а относительно устойчивыми в течение определенного периода является сила гравитации, свойства атмосферы, солевой состав океана и т.д..

 

Экологические факторы могут по-разному влиять на живые организмы: как раздражители, вызывая приспособительные изменения функций организма; как ограничительные, которые делают невозможным существование организмов при данных условиях; как сигналы об изменениях других факторов среды. В воздействии факторов среды на организмы и реакциях последних на это влияние выявлены определенные закономерности, причем они касаются факторов любого происхождения.

 

Каждый экологический фактор влияет на живые организмы положительно или отрицательно, в зависимости от силы проявления его действия. Благоприятную силу влияния фактора, т.е. такую, которая обеспечивает наилучшие или оптимальные условия жизнедеятельности особей, называют зоной оптимума экологического фактора. Любое отклонение от оптимума негативно влияет на развитие организмов. Чем больше эти отклонения, тем сильнее подавляется жизнедеятельность организмов. Минимальные и максимальные значения экологического фактора являются критическими - за их пределами жизни уже невозможно. В экологии этот принцип назван законом оптимума (см. рис. 1.4.).

 

Зона оптимума и критические пределы выносливости живых существ применительно какого-то экологического фактора могут изменяться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие экологические факторы, например, низкая температура и ветер. Этот принцип получил название закон взаимодействия факторов Взаимодействие экологических факторов проявляется в их частичной взаимозаменяемости, например, увядание растений можно предотвратить увеличением влажности почвы и снижением температуры воздуха. Однако, взаимная компенсация действия факторов не может быть безграничной и полностью заменить один фактор на другой невозможно.