Что такое ограничивающие факторы и экологическая валентность
Экологическая валентность
Смотреть что такое «Экологическая валентность» в других словарях:
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ВАЛЕНТНОСТЬ — степень приспособляемости вида к изменениям условий среды. Количественно она выражается диапазоном изменений среды, в пределах к рого данный вид сохраняет нормальную жизнедеятельность. Э. в. может рассматриваться как в отношении реакции вида на… … Биологический энциклопедический словарь
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ВАЛЕНТНОСТЬ — англ. valence /valency ecologic(al); нем. Valenz, okologische. Степень приспособляемости организмов к изменению условий среды. Чем больше приспособляемость, тем выше Э. в. При высокой Э. в. организмы могут выдерживать большие колебания одного или … Энциклопедия социологии
экологическая валентность — способность биологического вида существовать в разнообразных условиях среды. бионт. эврибионт, убиквист. < > стенобионт. псаммофилы. троглобионт. аэробиос. аэробионт. амфибионты. аэробы, оксибионты. < > анаэробы. ↓ классификация… … Идеографический словарь русского языка
Экологическая валентность — диапазон адаптированности (толерантности, приспособленности) вида к тем или иным условиям среды. Прежде всего выражается в разделении организмов на эврибионтов, стенобионтов и мезобионтов, т. е. видов широкой, узкой и средней адаптированиости. Ср … Экологический словарь
экологическая валентность — ekologinis valentingumas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Organizmų gebėjimo prisitaikyti prie aplinkos sąlygų laipsnis. Vieni organizmai (euribiontai) gyvena, vystosi, dauginasi įvairiomis aplinkos veiksnių sąlygomis, kiti… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ВАЛЕНТНОСТЬ — степень приспособляемости живого организма к изменениям условий среды … Словарь ботанических терминов
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ВАЛЕНТНОСТЬ — англ. valence /valency ecologic(al); нем. Valenz, okologische. Степень приспособляемости организмов к изменению условий среды. Чем больше приспособляемость, тем выше Э. в. При высокой Э. в. организмы могут выдерживать большие колебания одного или … Толковый словарь по социологии
Экологическая ниша — Чёрные курильщики создают экологические ниши с необычными условиями обитания Экологическая ниша место, занимаемое … Википедия
экологическая толерантность — ekologinis valentingumas statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Organizmų gebėjimo prisitaikyti prie aplinkos sąlygų laipsnis. Vieni organizmai (euribiontai) gyvena, vystosi, dauginasi įvairiomis aplinkos veiksnių sąlygomis, kiti… … Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
ВАЛЕНТНОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ — англ. valence, ecological; нем. Valenz, okologische. Степень приспособляемости живых систем к изменениям условий внешней среды. Antinazi. Энциклопедия социологии, 2009 … Энциклопедия социологии
Экологическая валентность видов (по Ю. Одуму, 1975)
Отношение организмов к колебаниям того или иного определенного фактора выражается прибавлением приставки эври- или стено- к названию фактора. Например, по отношению к температуре различают эври- и стенотермные организмы, к концентрации солей — эври- и стеногалинные, к свету — эври- и стенофотные и др. По отношению ко всем факторам среды эврибионтные организмы встречаются редко. Чаще всего эври- или стенобионтность проявляется по отношению к одному фактору. Так, пресноводные и морские рыбы будут стеногалинными, тогда как ранее названная трехиглая колюшка — типичный эвригалинный представитель.
Растение, являясь эвритермным, одновременно может относиться к стеногигробионтам, т. е. быть менее стойким относительно колебаний влажности.
В то же время, нередко благодаря высокой специализированности, стенобионтам принадлежат обширные территории. Например, рыбоядная птица скопа (Pandionhaliaetus) — типичный стенофаг, по отношению же к другим факторам является эврибионтом, обладает способностью в поисках пищи передвигаться на большие расстояния и занимает значительный ареал. Различные виды организмов предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям, температуре, влажности, свету и т. д. Поэтому на разных почвах, в разных климатических поясах произрастают различные растения. С другой стороны, в растительных ассоциациях формируются разные условия для животных. Приспосабливаясь к абиотическим факторам среды и вступая в определенные биотические связи друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные экосистемы, объединяющиеся в биосферу Земли. Следовательно, к каждому из факторов среды особи и формирующиеся из них популяции приспосабливаются относительно независимым путем.
Экологическая валентность их по отношению к разным факторам оказывается неодинаковой. Каждый вид обладает специфическим экологическим спектром, т. е. суммой экологических валентностей по отношению к факторам среды.
9. Совместное действие экологических факторов. Ограничивающие или лимитирующие факторы.
Экологические факторы обычно действуют не поодиночке, а целым комплексом. Действие одного какого-либо фактора зависит от уровня других. Сочетание с разными факторами оказывает заметное влияние на проявление оптимума в свойствах организма и на пределах их существования. Действие одного фактора не заменяется действием другого.
Однако при комплексном воздействии среды часто имеет место «эффект замещения», который проявляется в сходстве результатов воздействия разных факторов. Так, свет не может быть заменен избытком тепла или обилием углекислого газа, но, действуя изменениями температуры, можно приостановить фотосинтез у растений или активность у животных и тем самым создать эффект диапаузы, как при коротком дне, а удлинив активный период, создать эффект длинного дня.
И в то же время это не замещение одного фактора другим, а проявление количественных показателей экологических факторов. Это явление широко используется в практике растениеводства и зоотехнии.
В комплексном действии среды факторы по своему воздействию неравноценны для организмов. Их можно подразделить на ведущие(главные) и фоновые(сопутствующие, второстепенные). Ведущие факторы различны для разных организмов, если даже они живут в одном месте. В роли ведущего фактора на разных этапах жизни организма могут выступать то одни, то другие элементы среды. Например, в жизни многих культурных растений, таких, как злаки, в период прорастания ведущим фактором является температура, в период колошения и цветения — почвенная влага, в период созревания — количество питательных веществ и влажность воздуха. Роль ведущего фактора в разное время года может меняться.
Так, в пробуждении активности у птиц (синицы, воробьи) в конце зимы ведущим фактором является свет и, в частности, длина светового дня, летом же его действие становится равнозначным температурному фактору. Ведущий фактор может быть неодинаков у одних и тех же видов, живущих в разных физико-географических условиях. Например, активность комаров, мошек, мокрецов в теплых районах определяется комплексом светового режима, тогда как на севере — изменениями температуры.
Понятие о ведущих факторах нельзя смешивать с понятием об ограничивающих факторах.
Фактор, уровень которого в качественном или количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к пределам выносливости данного организма, называется ограничивающимили лимитирующим. Ограничивающее действие фактора будет проявляться и в том случае, когда другие факторы среды благоприятны. В роли ограничивающего фактора могут выступать как ведущие, так и фоновые экологические факторы.
Экологическая валентность
Экологические факторы
Элементы среды, воздействующие на живой организм, называются экологическими факторами.
Экологический фактор – это любой элемент среды, способный оказать прямое или косвенное влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития.
Экологические факторы имеют различную природу и специфику действия, в связи с чем их принято делить на три основные группы:
2. Биотические факторы – это воздействие одних организмов или их сообществ на другие. Формы взаимодействий разнообразны: это хищничество, конкуренция, симбиоз, паразитизм и т.д.
3. Антропогенные факторы – это влияние деятельности человека на живые организмы или среду их обитания. К антропогенным факторам относятся воздействие с.-х. производства, промышленности, транспорта и других форм ведения хозяйства. Воздействие человека на биосферу может быть целенаправленным и разумным, а может быть вредным и разрушительным. В любом случае это воздействие стало мощной геологической силой и оно неизбежно возрастает.
Действие факторов любой природы может быть прямым (действие на организм) или косвенным (действие на среду обитания организмов). Например, прямое антропогенное воздействие – охота, промысел. Косвенное – осушение болот, изменение среды обитания болотного биоценоза.
В природе невозможно найти животное или растение, которое могло бы переносить все условия, существующие на Земле. Каждый организм живет в относительно узком диапазоне температур, величин влажности, содержания кислорода и других параметров среды.
Для организма или определенной стадии его развития имеется диапазон наиболее благоприятного, оптимального значения фактора.
Рассмотрим зависимость скорости роста растений от температуры при одинаковых других параметрах среды.
Эта зависимость будет иметь вид куполообразной кривой: по мере повышения температуры до некоторой величины скорость роста возрастает, достигая максимального значения, а затем снижается. Весь диапазон температур, при которых возможен рост, ограничен двумя пороговыми точками – минимальной и максимальной величиной температур, за пределами которых растения гибнут. Эти точки соответствуют нижнему и верхнему пределам выносливости. Диапазон температур, которым соответствует наибольшая скорость роста растений, называют зоной оптимума. Недостаток или избыток тепла одинаково снижают рост растений, эти диапазоны температур называют зонами пессимума (угнетения). Пороговые значения температур, вызывающие гибель растений, называют верхним и нижним пределом выносливости, а диапазон значений фактора между ними – экологической валентностью (синонимы термина – пластичность, толерантность).
Приведенная зависимость интенсивности жизнедеятельности организма от дозы воздействия наблюдается для различных экологических факторов.
Экологическая валентность – это способность организмов адаптироваться к тому или иному диапазону колебаний фактора среды.
Пределы выносливости различных организмов различны. Одни могут жить в широком диапазоне изменчивости условий среды, эти организмы называют эврибионтами (от греч. eurys – широкий). Для существования других организмов необходимы строго определенные, относительно постоянные условия внешней среды. Такие организмы называют стенобионтами (от stenos – узкий). В стабильных по свойствам средах обитания, например, в водной или почвенной, больше стенобионтов, в наземно-воздушной среде, которая является самой динамичной, больше шансов на выживание имеют эврибионты. Экологическая валентность у теплокровных животных обычно шире, чем у холоднокровных. Кроме того, адаптационные возможности организма зависят от его возраста: в то время как особи среднего возраста являются эврибионтами, на ранних и поздних стадиях онтогенеза у них возможно проявление стенобионтности.
Американский эколог Одум сформулировал в 1972 г несколько положений в отношении экологической валентности (толерантности) организмов.
1. Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий – в отношении другого.
2. Организмы с широким диапазоном толерантности ко всем экологическим факторам обычно широко распространены.
3. Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то диапазон толерантности может сузиться по отношению к другим экологическим факторам.
Закон совокупного действия факторов (правило взаимодействия факторов)
Разные виды экологических факторов действуют на организм одновременно и совместно. При этом действие одного фактора зависит от того, с какой силой и в каком сочетании действует другой фактор. Одни факторы могут усиливать или смягчать силу действия других факторов. Например, жара и мороз легче переносятся при низкой влажности воздуха.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Экологическая валентность – это важный показатель, демонстрирующий уровень приспособленности организмов к меняющимся условиям окружающей среды. Она позволяет выяснить, выживет ли определенный вид в конкретной местности или нет. Экологическая пластичность (то же самое, что и валентность) представляет собой диапазон значений, в пределах которого возможно существование живых организмов.
Экологическая валентность и адаптация
Что это такое? Важнейшее понятие эволюционной экологии, неразрывно связанное с валентностью – это адаптация. Без нее было бы невозможно развитие. Способность адаптироваться или приспосабливаться – это важнейшее свойство живой природы. Она проявляется на всех структурных уровнях, начиная от молекулярного и кончая биосферным.
Вам будет интересно: Алексей Орлов: биография, история рода, личная жизнь
Любая адаптация относительна, потому что связана только с определенной экологической ситуацией. Любая среда непрерывно меняется, а значит, портится, так как становится отличной от той, к которой организм уже привык. Поэтому адаптация идет непрерывно.
Миграция и зимовка
Когда степень экологической валентности показывает, что достигнуты пределы толерантности организмов (то есть конкретные особи не способны выжить в данной местности или при данной температуре), они могут мигрировать в более подходящий климат. Некоторые виды переходят на режим зимовки. Это становится возможным благодаря конкретным свойствам организмов, таким как:
Влажность – важный фактор, влияющий на валентность
Без воды существование становится невозможным. Влажность имеет огромное значение для всех организмов. Нормальная жизнедеятельность любого существа возможна только при получении им из внешней среды достаточного количества влаги.
Гигрофиты, ксерофиты, мезофиты
Особи, в зависимости от свойств организмов и потребности в воде, делятся на группы. Известны водные (иначе называемые гигрофитами) и земноводные особи, живущие в очень влажных средах. Сюда, например, относятся всевозможные водоросли. Гигрофиты живут на земле в условиях повышенной влажности. Большинство известных нам растений, составляющих основу лесов средней полосы, относится к так называемым мезофитам, имеющим умеренную потребность в воде.
Гигрофиты, ксерофиты, мезофиты – это яркие примеры приспособленности организмов к среде обитания. Из-за изменений, происходящих в природе, многим видам приходится учиться выживать не в самых подходящих условиях.
Степень освещенности
Природа создала множество органов, воспринимающих свет. Это и чувствительные стигмы простейших, и такой сложно устроенный орган, как глаз высших животных.
Зоны разной освещенности
По реакции на свет различают следующие категории животных: светолюбивые, тенелюбивые, выносящие широкий и узкий диапазоны освещенности. Растения делятся на:
При прямом свете избыточный поток не воспринимается глазом, а отражается. Глаза некоторых насекомых видят ультрафиолетовую часть спектра. Например, в жизни пчел большое значение имеет способность ориентироваться по солнцу. Этой особенностью они пользуются в полной мере и тогда, когда солнце скрыто облаками, так как ультрафиолетовые лучи проходят сквозь них.
Свет имеет значение и в жизни водных организмов. В воде различают зоны разной освещенности: полифотную (до глубины 100 м), мезофотную (от 100 до 500 м) и афотную (глубже 500 м), где света практически нет. Здесь обитает большое количество организмов, испускающих собственный свет, возникающий за счет протекающих в их организме химических реакций. Этот свет используется для ориентации в пространстве и привлечения добычи.
Экологическая валентность видов и лимитирующие факторы
Амплитуда колебания фактора, при которой могут существовать организмы, называется экологической валентностью вида. Организмы с широкой экологической валентностью называются эврибионтными, с узкой – стенобионтными.
Рисунок 2. Сравнение относительных пределов толерантности стенотермных и эвритермных организмов
У стенотермных видов минимум, оптимум и максимум сближены (рис. 2). Стенобионтность и эврибионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию. Так, по отношению к температуре различают эври- и стенотермные организмы, по отношению к содержанию солей – эври- и стеногалинные, по отношению к свету – эври- и стенофотные, по отношению к пище – эври- и стенофагные.
Экологическая валентность вида тем шире, чем в более разнообразных условиях он обитает. Так, прибрежные формы более эвритермны и эвригалинны, чем морские, где температура и соленость воды более постоянны.
Таким образом, организмы могут характеризоваться как экологическим минимумом,так и экологическим максимумом. Диапазон между этими двумя величинами называют пределом толерантности.
Любое условие, приближающиеся к пределу толерантности или превышающее его, называется лимитирующим условием или лимитирующим фактором. Лимитирующий фактор – фактор среды, выходящий за пределы выносливости организма. Лимитирующий фактор ограничивает любое проявление жизнедеятельности организма. С помощью лимитирующих факторов регулируется состояние организмов и экосистем.
Лимитирующим фактором может быть не только недостаток, но и избыток некоторых факторов, например, таких как тепло, свет и вода.При стационарном состоянии лимитирующим будет то жизненно важное вещество, доступные количества которого наиболее близки к необходимому минимуму. Эта концепция известна как «закон минимума» Либиха.
В 1840 г. немецкий химик Ю.Либих впервые сделал вывод о том, что выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Данный вывод был сделан в результате изучения влияния разнообразных факторов на рост растений. Было установлено, что растения часто лимитируются не теми элементами питания, которые требуются в больших количествах (например, СО2 и вода, которые в избытке), а теми, которые требуются в ничтожных количествах (например, цинк), но которых и в окружающей среде очень мало.
Закон «минимума» Либиха имеет два вспомогательных принципа:
1.Ограничительный– закон строго применим только в условиях стационарного состояния, т.е. когда приток и отток энергии и веществ сбалансированы. При нарушении равновесия изменяется скорость поступления веществ и экосистема начинает зависеть также от других факторов.
2. Взаимодействие факторов – высокая концентрация или доступность одного вещества или фактора может изменять скорость потребления элемента питания, содержащегося в минимальном количестве. Иногда организм способен заменять, хотя бы частично, дефицитный элемент другим, химически близким.
Изучая различное лимитирующее действие экологических факторов (таких как свет, тепло, вода) американский зоолог Виктор Эрнест Шелфорд в 1913 г., пришел к выводу, что лимитирующим фактором может быть не только недостаток, но и избыток факторов. В экологию представление о лимитирующем влиянии максимума наравне с минимумом известно как «закон толерантности» В.Шелфорда.
Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого. Организмы с широким диапазоном толерантности по всем факторам среды обычно наиболее широко распространены.
Важность концепции лимитирующих факторов состоит в том, что она дает экологу отправную точку при исследовании сложных ситуаций. При исследовании экосистем исследователь в первую очередь должен уделять внимание тем факторам, которые функционально наиболее важны.