Закономерности:

1. При определенных значениях фактора создаются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности организмов; эти условия называют оптимальными, а область на шкале значений фактора – оптимумом.

1. Чем больше отклоняется значение фактора от оптимальных, тем сильнее угнетается жизнедеятельность особей; в связи с этим выделяется зона их нормальной жизнедеятельности.

1. Значения фактора, за границами которых нормальная жизнедеятельность особей угнетается, определяют зону угнетения.

2. Значения фактора, при которых выживаемость равна нулю, называют пределами выносливости (различают нижний и верхний пределы).

3. Диапазон от нижнего предела выносливости до верхнего называется экологической толерантностью.

4. Нижний предел (экологический минимум) и верхний предел (экологический максимум) определяют лимитирующее (ограничивающее) влияние данного экологического фактора на данный организм (популяцию и т.д.).

Лимитирующие факторы – это факторы окружающей среды, которые действуют в пределах минимальной и максимальной выносливости (устойчивости).

5. Степень способности вида выдерживать изменения какого-либо фактора называется экологической валентностью.

Закон лимитирующих факторов

Д аже один фактор за пределами действия своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма и в пределе – к его гибели.

Н апример, количество годовых осадков является лимитирующим фактором для деревьев, выход за пределы которого (за пределы действия его оптимума) приводит к гибели деревьев.

Другой пример: для расселения лягушек лимитирующим фактором является температура (их нет на севере и в степях).

А как определить степень благополучия вида, если на него действует сразу несколько факторов?

Обычно оказывается достаточным знания пределов выносливости по отношению к 1-2 факторам, чтобы определить реакцию особей на одновременное действие нескольких факторов.

Но какой фактор следует считать главным?

В 1840г Либих высказал идею о том, что выносливость организмов обусловлена самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Например, урожай зерна часто лимитируется не количеством СО₂ и О₂ (которые имеются в изобилии), а теми веществами, которые необходимы в малых количествах (бор) и которых в почве содержится недостаточно. Либих выдвинул принцип: “Урожай определяется веществом, находящимся в минимуме. Именно этим веществом определяется величина и устойчивость урожая во времени”. Это положение называется правилом Либиха (правилом минимума или законом ограничивающего фактора).

Лимитирующий фактор – это фактор среды, который ограничивает жизнедеятельность организма.

Закон: в комплексе факторов сильнее действует тот, который близок к пределу выносливости. То есть урожай прямо пропорционален количеству того удобрения, которого меньше всего;

Пример: в Белом море ограничивающим фактором для моллюсков является t⁰, но может произойти и смена фактора: с Карского моря ветер нагнал лёд, вода стала более пресной, т.е. солёность стала новым лимитирующим фактором.

! Универсальным ЛФ является пища.

В качестве наглядной иллюстрации правила Либиха используют модель бочки, у которой доски, образующие боковую поверхность, имеют разную высоту. Уровень воды, которую можно налить в бочку, определяется длиной самой короткой доски. То есть длина самой короткой доски – это лимитирующий фактор для количества воды, которое можно налить в бочку.

Пример: в почве содержатся все элементы минерального питания, кроме одного – бора. Рост растений на такой почве будет сильно угнетён или вообще невозможен. Если добавить в почву нужное количество бора, то урожай увеличится. Если же вносить любые другие вещества в оптимальных количествах, но бор будет отсутствовать, то растения опять будут угнетены.

Это правило имеет огромное значение для сельского хозяйства.

Min и max – критические точки зоны выносливости. Толерантность – это диапазон выносливости к определённым факторам среды

Эту же проблему Шелфорд сформулировал в виде закона толерантности: «Жизнедеятельность организма ограничивается тем фактором, который может выйти за нижнюю или верхнюю границу его толерантности».

Организмы могут иметь разный диапазон толерантности, это определяется генетически и зависит от нормы реакции генотипа (эврибионты – широкий диапазон выносливости или стенобионты – узкий диапазон выносливости).

Примеры: эврибионты – сосна, брусника, ряска, элодея, камыш, тростник, подорожник, крыса, воробей, таракан, муха, комар. Стенобионты – пальмы, фламинго.

Организмы с более широким диапазоном толерантности могут более широко расселяться, имеют преимущества в выживании и в оставлении потомства.

Разные периоды жизни организма имеют разную чувствительность к лимитирующим факторам:

• период размножения – самый чувствительный;

• период роста – менее чувствительный.

Если условия по одному фактору близки к границе толерантности, то чувствительность к остальным факторам повышается (в почве мало азота  снижается устойчивость к засухе у пшеницы). ! Универсальным ограничительным фактором является пища.

С понятием ограничительного фактора связано явление анабиоза – состояния глубокого покоя, при котором активность всех процессов резко снижается.

Примеры: анабиоз простейших, червей, членистоногих, стадия покоя семян, спор.

У насекомых в неблагоприятных условиях развитие останавливается, например, если температура ниже нормы, то перехода из куколки в бабочку не происходит  такое явление называется диапаузой.