Закон толерантности

Закономерности действия экологических факторов на живые организмы

Толерантность означает выносливость вида по отношению к колебаниям какого-либо экологического фактора. Согласно закону толерантности фактором, ограничивающим процветание организма или вида, может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, т.е. для каждого вида растений и животных существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы толерантности в отношении каждого фактора окружающей среды. Толерантные виды – виды, устойчивые к неблагоприятным изменениям среды.

Из рис. 4.1 видно, что наибольшее число особей вида наблюдается в оптимальных для него условиях; меньшее - там, где условия менее благоприятны. За пределами устойчивости вида его представители не встречаются. Точка, при которой наблюдается максимальный рост численности, называется оптимумом.Весь интервал условий среды, при которых еще возможен рост, называют диапазоном толерантности(устойчивости). Точки, ограничивающие его, т.е. максимальные и минимальные пригодные для жизни условия, это пределы толерантности. По мере приближения к последним растения испытывают все более нарастающий стресс, т.е. речь идет о стрессовых зонах в пределах диапазона толерантности.

Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением к названию фактора приставки «эври», неспособность переносить значительные колебания факторов или низкая экологическая валентность характеризуется приставкой «стено». Виды, для существования которых необходимы строго определенные экологические условия, называют стенотермными, а виды, приспосабливающиеся к экологической обстановке с широким диапазоном изменения параметров, - эвритермными.

Предел толерантности организма изменяется при переходе из одной стадии развития в другую. Часто молодые организмы оказываются в большей степени уязвимыми и более требовательными к условиям среды, чем взрослые особи. Наиболее критическим с точки зрения воздействия разных факторов является период размножения: в этот период многие факторы становятся лимитирующими.

Рис. 4.1. - Распределение особей вида в различных условиях среды

Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного экологического фактора и узкий диапазон в отношении другого; организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов обычно наиболее распространены; если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то диапазон толерантности может сузиться и в отношении других экологических факторов.

Оптимальная зона и пределы выносливости организма по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность получила название взаимодействия экологическихфакторов. Например, известно, что жару легче переносить при сухом, а не при влажном воздухе; угроза замерзания значительно выше при низкой температуре с сильным ветром, чем в безветренную погоду.

Закон лимитирующих факторов
(закон минимума Ю. Либиха)

Закон лимитирующих факторов показывает, что выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, т.е. жизненные возможности организмов лимитируют (ограничивают) те экологические факторы, количество и качество которых близки к необходимому организму или экосистеме минимуму; дальнейшее их снижение ведет к гибели организма или экосистемы.Такие факторы называются лимитирующими. Сформулированный закон применим и к растениям и к животным. В роли лимитирующих факторов нередко выступают и биотические факторы.

Американский ученый В. Шелфорд показал, что не только вещество, присутствующее в минимальном количестве, может определять урожай или жизнеспособность организма, но и избыток какого-то элемента может приводить к нежелательным отклонениям. Следовательно, лимитирующими называются факторы, присутствующие как в избытке, так и в недостатке (по отношению к оптимальным требованиям организма).

Ни один из факторов не действует в одиночку. Конечные состояния системы - это всегда результат многочисленных взаимодействий биотических и абиотических условий. Например, засуха может привести к гибели птиц, а это обусловит рост численности насекомых, которыми они питаются, что повлечет за собой массовое поражение растений, служащих пищей другим живым организмам. Существование систем поддерживается очень тонким взаимодействием лимитирующих факторов, влияющих на все виды организмов. Нельзя изменить какой-либо из этих факторов, не затронув в той или иной степени существования всех видов растений и животных.

Правило соответствия условийсреды генетической предопределенности организма. Оно утверждает, что вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающий его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Каждый вид живого возник в определенной среде, в той или иной степени приспособился к ней и дальнейшее существование вида возможно лишь в данной или близкой к ней среде. Резкое и быстрое изменение среды жизни может привести к тому, что генетические возможности вида окажутся недостаточными для приспособления к новым условиям. На этом, в частности, основана одна из гипотез вымирания крупных пресмыкающихся с, резким изменением абиотических условий на планете: крупные; организмы менее изменчивы, чем мелкие, поэтому для адаптации им нужно гораздо больше времени. В связи с этим коренные преобразования природы опасны для ныне существующих видов, в том числе и для самого человека.