Biotiska faktorer inkluderar. Biotiska faktorer deras egenskaper, exempel på biotiska faktorer, biotiska miljöfaktorer, abstrakta biotiska faktorer, abstrakt om ämnet biotiska faktorer, exempel på biotiska miljöfaktorer, biotiska

Ordet "biotisk" (från grekiskan - biotikos) översätts som liv. Detta är precis innebörden av begreppet "biotisk faktor". I sin mest allmänna form betecknar denna vetenskapliga kategori en uppsättning villkor och parametrar för livsmiljön som direkt påverkar organismernas liv. Den berömda sovjetiske zoologen V.N. Beklemishev klassificerade alla biotiska faktorer miljö i fyra huvudgrupper:

Aktuella faktorer är de som är förknippade med förändringar i själva miljön;

Trofiska är faktorer som kännetecknar organismers näringsförhållanden;

Fabrik - faktorer som kännetecknar fabriksförbindelser, där organismer av en art använder organismer av en annan art (eller deras delar eller avfallsprodukter) som byggnadsmaterial;

Forisk - associerad med förflyttning av organismer av en art av organismer av en annan art.

Som regel visar sig effekten av faktorerna i fråga i form av interaktioner mellan organismer som befinner sig i en given miljö och det inflytande som de har på varandra. En viktig manifestation av biotiska faktorers verkan är hur alla organismer tillsammans påverkar miljön. Denna påverkan beskrivs mer snävt av biotiska

I alla de myller som mättar livsmiljön utvecklas relationer som vanligtvis delas in i direkta och indirekta. Dessutom särskiljs relationer mellan intraspecifika och interspecifika. I det första fallet, interaktioner och deras konsekvenser mellan representanter för densamma biologiska arter, som kännetecknas av fenomenen grupp- och masseffekter. Relationer mellan arter är vanligtvis mycket olika och speglar extremt brett utbud interaktioner. Dessa relationer, på grund av deras mångfald, klassificeras i följande typer:

Neutralism är en typ av relation där den biotiska faktorn bestämmer helt neutrala (varken medför nytta eller skada) interaktioner mellan organismer;

Synoikia är en typ av relation där en representant för en art använder en annans kropp för att möblera sitt hem utan att orsaka någon skada. Denna typ kallas även hyresrätt eller sambo;

Konkurrens är ett rent antagonistiskt förhållande som uppstår mellan organismer som befinner sig i en viss livsmiljö och interagerar med varandra och med denna miljö. Här pågår en direkt kamp om en ”plats i solen”, om mat, bostad och andra resurser;

Mutualism är en typ av interspecifik relation där den biotiska faktorn uteslutande bestämmer "ömsesidigt fördelaktig" samexistens av organismer;

Protosamarbete är en typ av relation där organismer, åtminstone under en tid, kan klara sig utan varandra utan att deras existens skadas särskilt mycket;

I kommensalism säkerställer den biotiska faktorn sådan interaktion mellan organismer där en av dem använder den andra som ett hem utan att orsaka betydande skada. Ett exempel på detta skulle vara bakterier, ett stort antal närvarande i den mänskliga mag-tarmkanalen;

Amensalism är en typ av interspecifika relationer som kännetecknas av sådan interaktion där skadan som en organism orsakar en annan är likgiltig för den;

Predation.

Som regel säkerställer alla typer av antagonistiska förhållanden bevarandet av artpopulationer och upprätthållande av deras antal.

Biotiska miljöfaktorer är den totala påverkan av vissa organismers livsaktivitet på andra, såväl som på den livlösa miljön.

Baserat på arten av påverkan på kroppen särskiljs direkta och indirekta biotiska faktorer.

Intraspecifika biotiska faktorer inkluderar demografiska, etologiska (beteendefaktorer), intraspecifik konkurrens etc. Interspecifika biotiska faktorer är mer olika och kan vara både negativa och positiva, och kan också vara både positiva och negativa.

Klassificering av interspecifika biotiska interaktioner.

10. Biotiska faktorer, deras klassificering

Biotiska faktorer- detta är helheten av effekterna av vissa organismers livsaktivitet på andra.

Hela variationen av relationer mellan organismer kan delas in i två huvudtyper: antagonistiska (gr. antagonism - kamp) och icke-antagonistiska.

Icke-antagonistisk Relationen kan teoretiskt uttryckas i många kombinationer: neutral, ömsesidigt fördelaktig, ensidig osv.

Biotiska faktorer är inte abiotiska miljöförhållanden som modifieras av organismer (fuktighet, temperatur, etc.) och inte organismerna själva, utan relationerna mellan organismer, de direkta effekterna av vissa av dem på andra, dvs. naturen hos biotiska faktorer bestäms av form av inbördes relationer och relationer mellan levande organismer.

Vid klassificering av biotiska faktorer särskiljs följande:

- zoogenisk(påverkan av djur),

- fytogena(påverkan av växter) och

- mikrogena(exponering för mikroorganismer).

faktorer framhävs beroende på antalet och densiteten av organismer. Även faktorer kan vara dela upp:

- till regulatoriska (hantera) och

- justerbar (kontrollerad).

Biotiska faktorer kan delas in i följande grupper:

1. Aktuella relationer organismer baserat på deras samlevnad: förtryck eller undertryckande av en art av organismer av utvecklingen av andra arter; frisättning av flyktiga ämnen från växter - fytoncider, som har antibakteriella egenskaper, etc.

2. Trofisk absorption. Enligt näringsmetoden är alla organismer på planeten indelade i två grupper: autotrofa och heterotrofa. Autotrofa organismer har förmågan att skapa organiskt material från oorganiska, som sedan används av heterotrofa organismer. Användningen av organiska ämnen som föda av heterotrofa organismer är annorlunda: vissa använder levande växter eller deras frukter som föda, andra använder döda rester av djur etc.

3. Generativa relationer. De bildas på basis av reproduktion. Bildandet av organiskt material i biogeocenoser sker genom näringskedjor.

Biotiska komponenter består av tre funktionella grupper av organismer:

producenter, konsumenter, nedbrytare.

1. Producenter (producenter- skapa, producera) eller autotrofa organismer (trofé- livsmedel) - skapare av primära biologiska produkter, organismer som syntetiserar organiska ämnen från oorganiska föreningar (koldioxid CO 2 och vatten). huvudrollen i syntesen av organiska ämnen tillhör gröna växtorganismer - fotoautotrofer, som använder solljus som energikälla, och oorganiska ämnen, främst koldioxid och vatten, som näringsmaterial. Fotosyntes - Ljusenergi som absorberas av växternas gröna pigment (klorofyll) stödjer processen för deras kolnäring.

2. Konsumenter (Konsumera- konsumera), eller heterotrofa organismer (heteros- annan, trofé- mat), utföra processen för nedbrytning av organiska ämnen. Dessa organismer använder organiskt material som näringsmaterial och energikällor. Heterotrofa organismer delas in i fagotrofer (phagos- sluka) och saprotrofer (sapros- ruttet). Phagotrofer inkluderar djur; till saprotrofer - bakterier.

3. Bioreducerare (reducerare eller förstörare)- organismer som bryter ner organiskt material, främst mikroorganismer (bakterier, jäst, saprofytiska svampar), sätter sig i lik, avföring, på döende växter och förstör dem. Det är med andra ord organismer som omvandlar organiska rester till oorganiska ämnen. Nedbrytare: bakterier, svampar - deltar i det sista nedbrytningsskedet - mineralisering av organiska ämnen till oorganiska föreningar

Den vanligaste typen av heterotyp relationer mellan djur - predation, det vill säga den direkta jakten och konsumtionen av vissa arter av andra.

Predation- en form av relation mellan organismer av olika trofiska nivåer - ett rovdjur lever på bekostnad av bytet och äter det. Detta är den vanligaste formen av interaktion mellan organismer i näringskedjor. Predatorer kan specialisera sig på en art (lodjur - hare) eller vara polyfaga (varg).

Grundläggande former av interaktioner det följande: symbios, mutualism och kommensalism.

Symbios(gr. symbios - samlevnad) är ett ömsesidigt fördelaktigt men inte obligatoriskt förhållande mellan olika typer av organismer. Ett exempel på symbios är samlivet mellan en eremitkräfta och en anemon: anemonen rör sig, fäster sig på krabbans rygg, och med hjälp av anemonen får den rikare mat och skydd. Ett liknande förhållande kan observeras mellan träd och vissa typer av svampar som växer på sina rötter: svamparna får upplösta näringsämnen från rötterna och hjälper själva trädet att utvinna vatten och mineralämnen från jorden. Ibland används termen "symbios" i en vidare mening - "att leva tillsammans".

Mutualism(lat. mutuus -ömsesidigt) - ömsesidigt fördelaktigt och obligatoriskt för tillväxt och överlevnad av relationer mellan organismer av olika arter. Lavar är ett bra exempel på det positiva förhållandet mellan alger och svampar, som inte kan existera separat. När insekter distribuerar växtpollen utvecklar båda arterna specifika anpassningar: färg och lukt hos växter, snabel hos insekter, etc. De kan inte heller existera utan varandra.

Kommensalism(lat. sottepsalis - matsällskap) - ett förhållande där en av partnerna gynnas, men den andra är likgiltig. Kommensalism observeras ofta i havet: i nästan varje molluskskal och svampkropp finns det "objudna gäster" som använder dem som skydd. I havet lever vissa arter av kräftdjur på valarnas käkar. Kräftdjuren skaffar sig skydd och en stabil matkälla. En sådan stadsdel ger varken fördel eller skada för valen. Klibbiga fiskar, som följer hajarna, plockar upp resterna av deras mat. Fåglar och djur som livnär sig på matrester från rovdjur är exempel på kommensaler.

Biotiska miljöfaktorer(Biotiska faktorer; Biotiska miljöfaktorer; Biotiska faktorer; Biologiska faktorer; från grekiska. Biotikos- vital) - faktorer i livsmiljön som påverkar organismernas liv.

Biotiska faktorers verkan uttrycks i form av ömsesidig påverkan av vissa organismer på andra organismers livsaktivitet och alla tillsammans på livsmiljön. Det finns direkta och indirekta samband mellan organismer.

Intraspecifika interaktioner mellan individer av samma art består av grupp- och masseffekter och intraspecifik konkurrens.

Interspecifika relationer är mycket mer olika. Möjliga kombinationstyper reflekterar olika sorter relationer:

Wikimedia Foundation. 2010.

Se vad "biotiska miljöfaktorer" är i andra ordböcker:

Abiotiska faktorer är komponenter och fenomen av livlös, oorganisk natur som direkt eller indirekt påverkar levande organismer. De viktigaste abiotiska miljöfaktorerna är: temperatur; ljus; vatten; salthalt; syre; Jordens magnetfält; ... Wikipedia

Miljöer, helheten av influenser som utövas på organismer av andra organismers livsaktivitet. Dessa influenser är mycket olika. Levande varelser kan tjäna som en källa till mat för andra organismer och tillhandahålla livsmiljöer... ... Stora sovjetiska encyklopedien

GOST R 14.03-2005: Miljöledning. Påverkande faktorer. Klassificering- Terminologi GOST R 14.03 2005: Miljöledning. Påverkande faktorer. Klassificering originaldokument: 3.4 abiotiska (ekologiska) faktorer: Faktorer associerade med effekter på organismer livlös natur, inklusive klimat... ... Ordboksuppslagsbok med termer för normativ och teknisk dokumentation

Substrat. Den långsamma tillväxten av tallus gör att lavar i mer eller mindre gynnsamma livsmiljöer inte kan konkurrera med snabbväxande blomväxter eller mossor. Därför bebor lavar vanligtvis sådana ekologiska nischer,… … Biologisk uppslagsverk

Ekologi (av grekiskans οικος hus, ekonomi, bostad och λόγος-doktrin) är en vetenskap som studerar sambanden mellan levande och livlös natur. Termen föreslogs först i boken "General Morphologie der Organismen" 1866... ... Wikipedia

EKOLOGI- (grekiska oikos hus, habitat, skydd, bostad; logos science) en term som introducerades i vetenskaplig cirkulation av Haeckel (1866), som definierade ekologi som vetenskapen om naturens ekonomi, levnadssätt och organismers yttre livsförhållanden med varandra. Under ekologi,... ... Sociologi: Encyclopedia

Fiskarna ... Wikipedia

En växts liv, liksom alla andra levande organismer, är en komplex uppsättning sammanhängande processer; Den viktigaste av dem är som bekant utbytet av ämnen med miljön. Miljön är källan från vilken... ... Biologisk uppslagsverk

Böcker

• Ekologi. Lärobok. Grif Ryska federationens försvarsministerium, Potapov A.D.. Läroboken undersöker de grundläggande principerna för ekologi som en vetenskap om interaktionen mellan levande organismer och deras livsmiljö. Geoekologins huvudprinciper som vetenskap om de viktigaste...

Föreläsning nr 6

Biotiska faktorer

1. Koncept, typer av biotiska faktorer.

   Biotiska faktorer i mark- och vattenmiljöer, jordar

   Biologiskt aktiva ämnen i levande organismer

   Antropogena faktorer

Allmänna mönster av interaktion mellan organismer och miljöfaktorer

1. Konceptet med en begränsande faktor. Liebigs lag om minimum, Shelfords lag

   Specifikt för inverkan av antropogena faktorer på kroppen

   Klassificering av organismer i relation till miljöfaktorer

1. Biotiska faktorer

Indirekta interaktioner består i att vissa organismer är miljöbildare i förhållande till andra, och den prioriterade betydelsen här tillhör givetvis fotosyntetiska växter. Till exempel är skogarnas lokala och globala miljöbildande funktion, inklusive deras mark- och fältskyddande och vattenskyddande roller, välkänd. Direkt i skogsförhållandena skapas ett unikt mikroklimat, som beror på trädens morfologiska egenskaper och gör att specifika skogsdjur, örtartade växter, mossor etc. kan leva här abiotiska faktorer. I reservoarer och vattendrag är växter huvudkällan till en så viktig abiotisk komponent i miljön som syre.

Samtidigt fungerar växter som en direkt livsmiljö för andra organismer. Till exempel utvecklas många svampar i trädvävnad (ved, bast, bark), fruktkroppar som (tinder svampar) kan ses på ytan av stammen; Många insekter och andra ryggradslösa djur lever inuti löv, frukter och stjälkar av örtartade och vedartade växter, och trädhålor är den vanliga livsmiljön för ett antal däggdjur och fåglar. För många arter av hemlighetsfulla djur kombineras deras matplats med deras livsmiljö.

Interaktioner mellan levande organismer i terrestra och akvatiska miljöer

Interaktioner mellan levande organismer (främst djur) klassificeras i termer av deras inbördes reaktioner.

Det finns homotypiska (från grekiska. homos- identiska) reaktioner, dvs interaktioner mellan individer och grupper av individer av samma art, och heterotypa (från grekiska. heteros- olika, olika) - interaktioner mellan representanter för olika arter. Bland djuren finns det arter som kan livnära sig på endast en typ av föda (monofager), på ett mer eller mindre begränsat utbud av födokällor (smal eller breda oligofager), eller på många arter, med inte bara växter utan även djur vävnader för mat (polyfager). Till de senare hör till exempel många fåglar som kan äta både insekter och växtfrön, eller en så välkänd art som björnen, som är ett rovdjur av naturen, men som gärna äter bär och honung.

Den vanligaste typen av heterotypiska interaktioner mellan djur är predation, d.v.s. direkt jakt på och konsumtion av vissa arter av andra, till exempel insekter - fåglar, växtätande klövdjur - köttätande rovdjur, liten fisk- större etc. Predation är utbrett bland ryggradslösa djur - insekter, spindeldjur, maskar m.m.

Andra former av interaktioner mellan organismer inkluderar den välkända pollineringen av växter av djur (insekter); foresi, dvs. överföring av en art till en annan (till exempel växtfrön av fåglar och däggdjur); kommensalism (vanligt ätande), när vissa organismer livnär sig på matrester eller sekret från andra, ett exempel på detta är hyenor och gamar som äter överbliven mat från lejon; synoikia (samlevnad), till exempel vissa djurs användning av andra djurs livsmiljöer (hålor, bon); neutralism, det vill säga ömsesidigt oberoende av olika arter som lever i ett gemensamt territorium.

En av de viktiga typerna av interaktion mellan organismer är konkurrens, som definieras som önskan hos två arter (eller individer av samma art) att ha samma resurs. Således särskiljs intraspecifik och interspecifik konkurrens. Interspecifik konkurrens betraktas också som en arts önskan att förskjuta en annan art (konkurrent) från en given livsmiljö.

Men verkliga bevis på konkurrens under naturliga (snarare än experimentella) förhållanden är svåra att hitta. Naturligtvis kan två olika individer av samma art försöka ta köttbitar eller annan mat från varandra, men sådana fenomen förklaras av individernas olika kvalitet, deras olika anpassningsförmåga till samma miljöfaktorer. Varje typ av organism är inte anpassad till en viss faktor, utan till deras komplexa, och kraven från två olika (även närliggande) arter sammanfaller inte. Därför kommer en av de två att tvingas ut i naturlig miljö inte på grund av den andras konkurrenssträvanden, utan helt enkelt för att den är mindre anpassad till andra faktorer.

Lövträd (asp, björk) överträffar tall eller gran i tillväxten, men detta kan inte betraktas som konkurrens mellan dem: de förra är helt enkelt bättre anpassade till förhållandena för hyggen och brända områden än de senare. Många års arbete med att förstöra lövfällande "ogräs" med hjälp av herbicider och arboricider (kemiska preparat för att förstöra örtartade och buskiga växter) ledde som regel inte till barrträdens "seger", eftersom inte bara ljusförsörjning, men även många andra faktorer (som biotiska och abiotiska) uppfyllde inte deras krav.

En person måste ta hänsyn till alla dessa omständigheter vid förvaltning av vilda djur, vid exploatering av djur och växter, det vill säga när han fiskar eller bedriver sådan ekonomisk verksamhet som växtskydd inom jordbruket.

Jordbiotiska faktorer

Som nämnts ovan är jord en bioinert kropp. I processerna för dess bildande och funktion viktig roll levande organismer spelar. Dessa inkluderar först och främst gröna växter som extraherar näringskemikalier från jorden och återför dem tillsammans med döende vävnader.

Men i processerna för jordbildning spelar en avgörande roll av levande organismer (pedobionter) som bebor marken: mikrober, ryggradslösa djur etc. Mikroorganismer spelar en ledande roll i omvandlingen av kemiska föreningar, migrationen av kemiska element och växtnäring .

Den primära förstörelsen av dött organiskt material utförs av ryggradslösa djur (maskar, blötdjur, insekter, etc.) i processen att mata och utsöndra matsmältningsprodukter i jorden. Fotosyntetisk kolbindning i jord utförs i vissa jordtyper av mikroskopiska gröna och blågröna alger.

Jordmikroorganismer utför den huvudsakliga förstörelsen av mineraler och leder till bildandet av organiska och mineralsyror, alkalier och frigör enzymer, polysackarider och fenolföreningar som syntetiseras av dem.

Den viktigaste länken i det biogeokemiska kvävekretsloppet är kvävefixering som utförs av kvävefixerande bakterier. Det är känt att mikrobers totala produktion av kvävefixering är 160-170 miljoner ton/år. Det är också nödvändigt att nämna att kvävefixering som regel är symbiotisk (fog med växter), utförd av knölbakterier som ligger på växternas rötter.

Biologiskt aktiva ämnen från levande organismer

Miljöfaktorer av biotisk natur inkluderar kemiska föreningar som aktivt produceras av levande organismer. Dessa är i synnerhet fytoncider - övervägande flyktiga ämnen som produceras av organismer av växter som dödar mikroorganismer eller undertrycker deras tillväxt. Dessa inkluderar glykosider, terpenoider, fenoler, tanniner och många andra ämnen. Till exempel släpper 1 hektar lövskog cirka 2 kg flyktiga ämnen per dag, barrskog - upp till 5 kg, enbär - cirka 30 kg. Därför luften skogsekosystem har den viktigaste sanitära och hygieniska betydelsen och dödar mikroorganismer som orsakar farliga mänskliga sjukdomar. För växten fungerar fytoncider som skydd mot bakteriella, svampinfektioner och protozoer. Växter är kapabla att producera skyddande ämnen som svar på infektion av patogena svampar.

Flyktiga ämnen från vissa växter kan tjäna som ett sätt att ersätta andra växter. Växternas ömsesidiga påverkan genom frisättning av fysiologiskt aktiva ämnen i miljön kallas allelopati (från grekiskan. allelon- ömsesidigt, patos- lidande).

Organiska ämnen som produceras av mikroorganismer som har förmågan att döda mikrober (eller hämma deras tillväxt) kallas antibiotika; ett typiskt exempel är penicillin. Antibiotika inkluderar också antibakteriella ämnen som finns i växt- och djurceller.

Farliga alkaloider som har toxiska och psykotropa effekter finns i många svampar och högre växter. Svår huvudvärk, illamående och till och med förlust av medvetande kan uppstå som ett resultat av en persons långa vistelse i ett vild rosmarinträsk.

Ryggradsdjur och ryggradslösa djur har förmågan att producera och utsöndra repellerande, attraktiva, signalerande och dödande ämnen. Bland dem finns många spindeldjur (skorpion, karakurt, tarantula, etc.) och reptiler. Människan använder i stor utsträckning djur- och växtgifter för medicinska ändamål.

Den gemensamma utvecklingen av djur och växter har utvecklat de mest komplexa informations-kemiska relationerna i dem. Låt oss bara ge ett exempel: många insekter särskiljer sina matarter genom lukt, i synnerhet flyger de bara till ett döende träd och känner igen det genom sammansättningen av de flyktiga terpenerna i hartset.

Antropogena miljöfaktorer

Hela historien om vetenskapliga och tekniska framsteg är en kombination av människans omvandling av naturliga miljöfaktorer för sina egna syften och skapandet av nya som tidigare inte fanns i naturen.

Smältning av metaller från malmer och produktion av utrustning är omöjligt utan att skapa höga temperaturer, tryck och kraftfulla elektromagnetiska fält. För att erhålla och bibehålla höga skördar av jordbruksgrödor krävs produktion av gödningsmedel och kemiska växtskyddsmedel från skadedjur och patogener. Modern sjukvård är otänkbar utan cellgifter och sjukgymnastik. Dessa exempel kan multipliceras.

Framgångar av vetenskapliga och tekniska framsteg började användas för politiska och ekonomiska ändamål, vilket ytterst manifesterades i skapandet av speciella miljöfaktorer som påverkade människor och deras egendom: från skjutvapen till massfysisk, kemisk och biologisk påverkan. I det här fallet kan vi direkt prata om en uppsättning antropotropa (dvs riktade mot människokroppen) och i synnerhet antropocidala miljöfaktorer som orsakar miljöföroreningar.

Å andra sidan, utöver sådana ändamålsenliga faktorer, under exploateringen och bearbetningen av naturresurser, bildas oundvikligen biprodukter av kemiska föreningar och zoner med höga nivåer av fysikaliska faktorer. I vissa fall kan dessa processer vara av abrupt karaktär (vid olyckor och katastrofer) med allvarliga miljömässiga och materiella konsekvenser. Därför var det nödvändigt att skapa sätt och medel för att skydda människor från farliga och skadliga faktorer, vilket nu har implementerats i det ovan nämnda systemet - livssäkerhet.

I en förenklad form presenteras en ungefärlig klassificering av antropogena miljöfaktorer i fig. 1.

Ris. 1. Klassificering av antropogena miljöfaktorer

2. Allmänna mönster för interaktion mellan organismer och miljöfaktorer

Varje miljöfaktor är dynamisk, varierande i tid och rum.

Den varma årstiden ger vika för den kalla årstiden med jämna mellanrum; Under dagen observeras mer eller mindre stora fluktuationer i temperatur, ljus, luftfuktighet, vindstyrka etc. Allt detta är naturliga fluktuationer i miljöfaktorer, men människor kan också påverka dem. Inflytande antropogen verksamhet påverkan på miljön manifesteras i allmänhet i förändringar i regimer (absoluta värden och dynamik) av miljöfaktorer, såväl som sammansättningen av faktorer, till exempel när främlingsfientliga läkemedel introduceras i naturliga system under produktionsprocessen eller speciella evenemang- som att skydda växter med bekämpningsmedel eller införa organiska och mineraliska gödselmedel i jorden.

Varje levande organism kräver dock strikt definierade nivåer, kvantiteter (doser) av miljöfaktorer, såväl som vissa gränser för deras fluktuationer. Om regimerna för alla miljöfaktorer motsvarar de ärftligt fixerade kraven hos organismen (dvs dess genotyp), då kan den överleva och producera livskraftiga avkommor. Kraven och motståndskraften hos en viss typ av organism mot miljöfaktorer bestämmer gränserna för den geografiska zon inom vilken den kan leva, det vill säga dess räckvidd. Miljöfaktorer bestämmer också amplituden av fluktuationer i antalet av en viss art i tid och rum, som aldrig förblir konstant, utan varierar inom mer eller mindre vida gränser.

Lagen om begränsande faktor

En levande organism under naturliga förhållanden utsätts samtidigt för inte en, utan många miljöfaktorer - både biotiska och abiotiska, och varje faktor krävs av kroppen i vissa mängder eller doser. Växter behöver betydande mängder fukt och näringsämnen (kväve, fosfor, kalium), men andra ämnen, som bor eller molybden, krävs i försumbara mängder. Bristen eller frånvaron av något ämne (både makro- och mikroelement) påverkar emellertid kroppens tillstånd negativt, även om alla andra är närvarande i de nödvändiga mängderna. En av grundarna av agrokemin, den tyske vetenskapsmannen Justus Liebig (1803-1873), formulerade teorin om växternas mineralnäring. Han fastställde att utvecklingen av en växt eller dess tillstånd inte beror på de kemiska elementen (eller ämnen), det vill säga faktorer som finns i marken i tillräckliga mängder, utan på de som saknas. Till exempel kan det för växten tillräckliga kväve- eller fosforhalten i jorden inte kompensera för bristen på järn, bor eller kalium. Om någon (minst en) av näringsämnena i jorden är mindre än vad en viss växt kräver, kommer den att utvecklas onormalt, långsamt eller ha patologiska avvikelser. J. Liebig formulerade resultaten av sin forskning i form av en fundamental minimilagen.

Ämnet som finns i minimivärdet kontrollerar utbytet, bestämmer dess storlek och stabilitet över tiden.

Naturligtvis gäller minimumlagen inte bara för växter, utan också för alla levande organismer, inklusive människor. Det är känt att i vissa fall måste bristen på några element i kroppen kompenseras genom att dricka mineralvatten eller vitaminer.

Vissa vetenskapsmän härleder ytterligare en konsekvens av lagen om minimum, enligt vilken kroppen i viss utsträckning kan ersätta ett bristfälligt ämne med ett annat, det vill säga att kompensera för avsaknaden av en faktor genom närvaron av en annan - funktionellt eller fysiskt nära. Sådana möjligheter är dock ytterst begränsade.

Det är t.ex. känt att modersmjölk för spädbarn kan ersättas med konstgjorda modersmjölksersättningar, men barn som inte får modersmjölk under de första timmarna av livet lider i regel av diates, som visar sig i en tendens att hudutslag, inflammation i luftvägarna m.m.

Liebigs lag är en av ekologins grundläggande lagar.

Men i början av 1900-talet visade den amerikanske vetenskapsmannen V Shelford att ett ämne (eller någon annan faktor) som finns inte bara i ett minimum, utan också i överskott jämfört med den nivå som kroppen kräver, kan leda till oönskade konsekvenser för kroppen.

Till exempel leder till och med en liten avvikelse av innehållet av kvicksilver (i princip ett ofarligt element) i kroppen från en viss norm till allvarliga funktionsstörningar (den välkända "Minamata-sjukdomen"). Brist på fukt i jorden gör näringsämnena som finns i den oanvändbara för växten, men överskott av fukt leder till liknande konsekvenser av skäl, till exempel "kvävning" av rötter, försurning av jorden och förekomsten av anaeroba processer. Många mikroorganismer, inklusive de som används i biologiska avloppsvattenreningsanläggningar, är mycket känsliga för gränserna för innehållet av fria vätejoner, d.v.s. för surheten i mediet (pH).

Låt oss analysera vad som händer med kroppen under villkoren för dynamiken i en eller annans regim miljöfaktor. Om du placerar något djur eller växt i en experimentkammare och ändrar lufttemperaturen i den, kommer organismens tillstånd (alla livsprocesser) att förändras. I det här fallet kommer någon bästa (optimala) nivå för kroppen att avslöjas. denna faktor(Överst). vid vilken dess aktivitet (A) kommer att vara maximal (Fig. 2.). Men om faktorregimerna avviker från det optimala i en eller annan riktning (mer eller mindre), kommer aktiviteten att minska. När ett visst maximi- eller minimivärde uppnås kommer faktorn att bli oförenlig med livsprocesser. Förändringar kommer att ske i kroppen som orsakar dess död. Dessa nivåer kommer alltså att visa sig vara dödliga, eller dödliga (Tlet och T'let).

Teoretiskt likartade, även om de inte är absolut lika, resultat kan erhållas i experiment med förändringar av andra faktorer: luftfuktighet, halten av olika salter i vattnet, surheten i miljön etc. (se fig. 2, b). Ju bredare amplituden av faktorfluktuationer vid vilken organismen kan upprätthålla livsduglighet, desto högre är dess stabilitet, d.v.s. tolerans för en viss faktor (från lat. tolerans- tålamod).

Ris. 2. Miljöfaktorers påverkan på kroppen

Därför översätts ordet "tolerant" med stabil, tolerant och tolerans kan definieras som kroppens förmåga att motstå avvikelser av miljöfaktorer från värden som är optimala för dess liv.

Av allt ovanstående följer det W. Shelfords lag, eller den sk toleranslagen.

Varje levande organism har vissa, evolutionärt nedärvda övre och nedre gränser för motstånd (tolerans) mot vilken miljöfaktor som helst.

I denna formulering kan lagen illustreras med en modifierad kurva (fig. 2, b), där värdena av inte temperatur, utan andra värden är plottade längs den horisontella axeln olika faktorer- både fysikaliska och kemiska. Det som är viktigt för organismen är inte bara faktorns faktiska förändringsintervall, utan också hastigheten med vilken faktorn förändras. Det finns kända experiment där, med ett kraftigt fall i lufttemperaturen från +15 till -20 °C, dog larverna på vissa fjärilar, och med långsam, gradvis avkylning kunde de väckas till liv igen efter mycket lägre temperaturer. Lagen är utformad så att den är giltig för vilken miljöfaktor som helst. I allmänhet är detta sant. Men undantag är också möjliga, när det kanske inte finns någon övre eller nedre gräns för stabilitet. Vi kommer att titta på ett specifikt exempel på ett sådant undantag nedan.

Toleranslagen har dock en annan tolkning. Toleranslagen är förknippad med utbredda idéer inom ekologin om begränsande faktorer. Det finns ingen enskild tolkning av detta koncept, och olika ekologer lägger helt olika betydelser i det.

Man tror till exempel att en miljöfaktor spelar en begränsande roll om den saknas eller ligger över eller under en kritisk nivå (Dazho, 1975, s. 22); en annan tolkning är att en begränsande faktor är en som sätter en ram för varje process, fenomen eller existens av en organism (Reimers, 1990, s. 544); samma begrepp används i samband med resurser som begränsar befolkningstillväxten och kan skapa grund för konkurrens (Ricklefs, 1979, s. 255). Enligt Odum (1975, s. 145) är varje tillstånd som närmar sig eller överskrider toleransgränserna en begränsande faktor. Således, för anaeroba organismer, anses syre vara den begränsande faktorn, för växtplankton i vatten - fosfor, etc.

Vad ska egentligen förstås med denna fras? Svaret på denna fråga är oerhört viktigt i praktiska termer och är förknippat med miljöföroreningar. Låt oss återgå till fig. 2, a. Som vi kan se representerar intervallet mellan Tlet och T'let gränserna för överlevnad, varefter döden inträffar. Samtidigt är organismens faktiska resistensintervall mycket snävare. Om faktorläget i ett experiment avviker från TOP, kommer organismens (A) vitala tillstånd att minska, och vid ett visst övre eller lägre värde av faktorn kommer irreversibla patologiska förändringar att inträffa i den experimentella organismen. Kroppen kommer att gå in i ett deprimerat, pessimalt tillstånd. Även om du stoppar experimentet och återställer faktorn till det optimala, kommer kroppen inte att helt kunna återställa sitt tillstånd (hälsa), även om detta inte betyder att det nödvändigtvis kommer att dö. Sådana situationer är välkända inom medicinen: när människor utsätts för skadliga kemikalier, buller, vibrationer etc. under sin arbetslivserfarenhet utvecklar de yrkessjukdomar. Innan en faktor har en dödlig effekt på kroppen kan den alltså visa sig begränsa dess vitala tillstånd.

Alla miljöfaktorers dynamik i tid och rum (fysisk, kemisk, biologisk) kan vara antingen dödlig eller begränsande, beroende på dess storlek. Detta ger anledning att formulera följande postulat, som har lagens betydelse.

Varje del av miljön kan fungera som en begränsande miljöfaktor om dess nivå orsakar irreversibla patologiska förändringar i organismen och överför den (organismen) till ett irreversibelt pessimalt tillstånd, från vilket organismen inte kan lämna, även om nivån av denna faktor återgår till det optimala.

Detta postulat är direkt relaterat till sanitärt miljöskydd och sanitär och hygienisk reglering av kemiska föreningar i luft, jord, vatten och livsmedelsprodukter.

I fig. 2, och värdena för faktorn, över vilken den kommer att bli begränsande, betecknas Tlim och T'lim.

Faktum är att lagen om den begränsande faktorn kan betraktas som ett specialfall av en mer allmän lag - toleranslagen, och den kan ges följande tillämpade formulering.

Varje levande organism har övre och nedre tröskelvärden (gränser) för resistens mot någon miljöfaktor, när den överskrids orsakar denna faktor irreversibla, ihållande funktionsavvikelser i kroppen i vissa organ och fysiologiska (biokemiska) processer, utan att direkt leda till döden.

Mönstren som betraktas och illustreras i figur 2 a, b representerar en allmän teori. Men de data som erhålls i ett verkligt experiment tillåter oss som regel inte att konstruera sådana perfekt symmetriska kurvor: den faktiska försämringshastigheten i organismens vitala tillstånd när faktornivån avviker från det optimala i en eller annan riktning är inte det samma.

Kroppen kan vara mer motståndskraftig, till exempel mot låga temperaturer eller nivåer av andra faktorer, men mindre motståndskraftig mot höga temperaturer, som visas i fig. 3. Följaktligen kommer de pessimala delarna av toleranskurvorna att vara mer eller mindre "branta". För värmeälskande organismer kan alltså även en liten minskning av miljötemperaturen få negativa (och irreversibla) konsekvenser för deras tillstånd, medan en temperaturökning ger en långsam, gradvis effekt.

Detta gäller inte bara omgivningstemperatur, utan även andra faktorer, till exempel innehållet av vissa kemikalier i vatten, tryck, luftfuktighet etc. Dessutom, hos arter som utvecklas med omvandling (många groddjur, leddjur), tolerans mot samma faktorer i olika stadier av ontogenes kan vara olika.