Понятие об экологических факторах

Тема 4. Организм и факторы среды. Основы аутэкологии

Жизнедеятельность любого организма или популяции, как и успех их выживания, зависит от того, насколько они приспособлены к условиям среды обитания.

Изучение воздействия условий среды на организмы и их реакций на эти воздействия необходимы как биологам и медикам, так и специалистам-практикам, которые занимаются производством различных продуктов потребления. Для характеристики взаимодейстия организма со средой, в том числе отклика на воздействия, необходимо обратиться к понятию "экологический фактор".

Под экологическими факторами понимают те воздействия, свойства компонентов экосистемы и характеристики ее внешней среды, которые оказывают непосредственное влияние на характер и интенсивность протекающих в экосистеме процессов. Изучением взаимодействия организма со средой его обитания занимается аутэкология (от греч. autoV - он, auto - само-), т.е., грубо говоря, экология "индивидуальности", отдельно взятого элемента экосистемы - живого организма, изучающая приспособительные реакции на уровне особи.

В комплексе физиологических реакций организма можно выделить два типа функционально различных реакций:

· физиологические процессы, составляющие сущность жизни (переваривание и усвоение пищи, клеточный метаболизм, дыхание, водно-солевой обмен, т.е. метаболизм (обмен веществ) в целом). Эти процессы обеспечивают в глобальном масштабе биогенный круговорот веществ, протекающий посредством цепей питания;

· адаптации к действию факторов внешней и внутренней среды, направленные на осуществление жизненных процессов в оптимальных условиях. Они обеспечивают выживание организма в изменяющихся условиях среды, а в целом - непрерывность круговорота веществ в биосфере.

Интегральный результат действия механизмов обоих типов - поддержание гомеостаза организма - постоянства состава и свойств его внутренней среды. Гомеостазированность организма создает предпосылки использования его другими организмами в качестве среды постоянного или временного обитания (см. предыдущую тему).

Тема 5. Характеристика и классификация экологических факторов

Виды факторов среды, их классификация. Понятие экологического оптимума, минимума и максимума действия экологического фактора, лимитирущего фактора. Принцип и степени экологической толерантности, экологическая валентность вида и биоиндикация.

Число всевозможных экологических факторов представляется потенциально неограниченным, поэтому классификация их - дело сложное. Для классификации используют различные признаки, учитывающие как многообразие этих факторов, так и их свойства.

По отношению к экосистеме экологические факторы делят на внешние (экзогенные, или энтопические) и внутренние (эндогенные). Несмотря на определенную условность такого деления, считают, что внешние факторы, действуя на экосистему, сами не подвержены или почти не подвержены ее влиянию. К ним относят солнечную радиацию, атмосферные осадки, атмосферное давление, скорость ветра и течений и т. д. Внутренние факторы соотносятся со свойствами самой экосистемы и образуют ее, т. е. входят в ее состав. Это - численность и биомасса популяций, количество I различных химических веществ, характеристики водной или почвенной массы и т. п.

Такое разделение на практике зависит от постановки задачи исследования. Так, например, если анализируют зависимость развития какого-либо биогеоценоза от температуры почвы, то этот фактор (температура) будет j считаться внешним. Если же анализируют динамику загрязняющих веществ в биогеоценозе, то температура почвы будет являться внутренним фактором по отношению к биогеоценозу, но внешним по отношению к процессам, определяющим поведение загрязняющего вещества в нем.

Для описания состояния экосистем необходимо выделить в объекте исследования показатели, определяющие его динамику, и факторы, оказывающие воздействие на эти показатели. Следующей задачей является поиск и описание функциональных взаимосвязей между исследуемыми показателями и действующими факторами, составление прогнозов динамики показателей при изменениях влияющих факторов.

Важным классификационным показателем является временная динамика экологических факторов.

Каждый фактор имеет свою область определения. Под этим понимают совокупность всех значений, которые может принимать данный фактор. На практике области определения обычно ограничены в некотором диапазоне значений. Эти ограничения и диапазоны обусловлены либо величинами факторов, встречающимися в природе, либо набором величин, полученных в эксперименте.

По критерию "жизни" экологические факторы делят на биотические и абиотические. К последним относят неживые компоненты экосистемы и ее внешней среды. При сопоставлении перечня факторов, выделенных согласно этим рангам, с перечнем внешних и внутренних факторов становится ясно, что они не совпадают.

Классификация экологических факторов по их свойствам по отношению к экосистеме включает деление их на климато-географические, биогеографические, биологические, а также почвенные, водные, атмосферные и т. п.

В последние десятилетия все чаще употребляется термин антропогенные факторы (вызванные человеком) их противопоставляют природным (естественным) факторам.

Особо выделяют аддитивные факторы, характеризующие количественные параметры биотической и абиотической составляющей экосистемы: численность и биомассу популяций, концентрации химических веществ. Такие факторы называются ресурсными.

Внешние экологические факторы по отношению к экосистеме являются воздействием. Реакция экосистемы, биоценоза, популяций и особей на эти воздействия называется откликом.

От характера отклика на воздействие зависит способность организма приспосабливаться к условиям окружающей среды, адаптироваться и приобретать устойчивость к влиянию различных факторов среды, в том числе неблагоприятных воздействий. В конечном счете эти предпосылки лежат в основе механизма естественного отбора. С другой стороны, они определяют устойчивость экосистемы.

Условия существования организмов и популяций можно рассматривать как регулирующие экологические факторы.

Все эти проблемы являются самостоятельными разделами биологической науки, в той или иной мере связанными с экологией. Раздел экологии, в котором предметом изучения являются экологические факторы, некоторые авторы называют факториальной экологией. Значительное место в ней отводится математико-статистическим методам.

В пределах этой книги рассмотреть все эти проблемы не представляется возможным. Для понимания основ общей экологии некоторые из них имеют первостепенное значение. Это - лимитирующие экологические факторы.