§ 53. Біотичні, абіотичні та антропогенні екологічні фактори

Пригадайте, що таке паразитизм, мутуалізм, симбіоз. Хто з учених першим визнав, що чинники навколишнього середовища одночасно є й еволюційними факторами? Які закономірності формування адаптацій?

Екологічні фактори та їхня класифікація. Усі складові навколишнього середовища, які впливають на стан і властивості організмів та їхніх угруповань, називають екологічними факторами, або екологічними чинниками. Залежно від природи та особливостей дії їх ділять на абіотичні, біотичні та антропогенні (мал. 53.1).

Мал. 53.1. Класифікація екологічних факторів

Абіотичні фактори - це компоненти та властивості неживої природи (температура, освітленість, вологість, газовий склад повітря, тиск, сольовий склад води, тип ґрунту тощо), які прямо або опосередковано впливають на окремі організми та їхні угруповання.

Біотичні фактори - це різні форми взаємодій між особинами в популяціях (внутрішньовидові зв’язки) і між популяціями різних видів (міжвидові зв’язки) в угрупованнях. Будь-який організм унаслідок процесів своєї життєдіяльності змінює середовище життя як представників інших видів, так і власне: при цьому одні ресурси із середовища життя вилучаються, інші, навпаки, вносяться.

Антропогенні (антропічні) фактори - різні форми господарської діяльності людини, що змінюють стан середовища життя всіх видів живих істот, серед яких і сама людина. За відносно короткий період існування людини як біологічного виду її господарська діяльність докорінно змінила вигляд нашої планети, і щорічно цей вплив на природу зростає. Інколи антропогенний вплив набуває форми катастрофи, як, наприклад, вибух на Чорнобильській атомній електростанції в 1986 р. (мал. 53.2) або на атомній електростанції у Фукусімі (2011 рік, Японія).

Мал. 53.2. 1. Катастрофа на Чорнобильській атомній електростанції 1986 р. 2. Спорудження оновленого саркофага над зруйнованим четвертим блоком 2016 р.

Інтенсивність дії екологічних факторів - це певні їхні кількісні значення (наприклад, показники температури, вологості, освітленості тощо). Інтенсивність дії деяких екологічних факторів може залишатися відносно постійною протягом тривалих історичних періодів розвитку біосфери, наприклад сонячне випромінювання, сила тяжіння, сольовий склад морської води, газовий склад атмосфери. Однак більшість з них має мінливу інтенсивність (температура, вологість тощо). Ступінь цієї мінливості залежить від особливостей середовища життя. Наприклад, температура на поверхні ґрунту може коливатись у значних межах залежно від пори року, часу доби тощо, тоді як на глибині понад 3 м такі перепади температури майже відсутні.

Зміни екологічних факторів можуть бути: періодичними, залежно від часу доби, пори року тощо; неперіодичними, наприклад виверження вулканів, землетруси, урагани, цунамі тощо; спрямованими протягом значних історичних проміжків часу, наприклад зміни клімату.

Одним з основоположних принципів екології є принцип єдності організмів та їхнього середовища життя, який полягає в тому, що особини кожного виду протягом тривалого історичного розвитку пристосовуються до умов певного середовища життя, внаслідок чого у них формуються відповідні адаптації.

Закономірності впливу екологічних факторів на організми. Хоча екологічні фактори дуже різноманітні за своєю природою та характером впливу на живі істоти та їхні угруповання, існують певні закономірності їхнього впливу на біологічні системи, а також реакцій організмів на їхню дію.

Кожний з факторів має лише певні межі позитивного впливу на організми (закон оптимуму). Сприятливі для істот певного виду інтенсивності впливу екологічного фактора мають назву зони оптимуму. Що більше інтенсивність дії певного екологічного фактора відхилятиметься від оптимальної в той чи інший бік, то більше буде виражений його негативний вплив на організми (зони пригнічення). Значення інтенсивності дії екологічного фактора, за якими існування організмів стає неможливим, називають верхньою та нижньою межами витривалості, або толерантності (критичні точки максимуму і мінімуму). Відстань між межами витривалості визначає діапазон інтенсивності дії екологічного фактора, у якому можливе існування особин певного виду (так звані межі витривалості виду) (мал. 53.3).

Мал. 53.3. Схема дії екологічного фактора

Окремі фактори діють на організми не ізольовано, а спільно: унаслідок цього вплив котрогось із них може дещо пом’якшуватись або, навпаки, підсилюватись. Наприклад, у суху безвітряну погоду легше витримувати низькі температури. Це означає, що зона оптимуму та межі витривалості стосовно дії певного фактора можуть зсуватися в певний бік залежно від того, з якою силою і в якому поєднанні діють інші чинники. Ця закономірність дістала назву явище взаємодії екологічних факторів.

Закон взаємокомпенсації екологічних факторів стверджує, що відсутність або нестача деяких екологічних факторів може бути частково компенсована завдяки іншим подібним чинникам. Так, нестача світла в житті рослин може бути частково компенсована надлишком карбон(ІІ) оксиду у повітрі, що оточує рослину. Проте нестача води гальмуватиме процес фотосинтезу навіть за оптимальних освітленості та концентрації СО₂ в атмосфері. Але взаємокомпенсація екологічних факторів має певні межі, і жоден із життєво важливих факторів не може бути повністю замінений іншими: якщо інтенсивність дії хоча б одного з них виходить за межі витривалості, існування виду стає неможливим, незважаючи на оптимальну інтенсивність дії інших. Так, у місцях, де багато стронцію, молюски під час росту їхніх черепашок здатні лише частково замінювати ним сполуки кальцію, якщо його недостатньо у навколишньому середовищі.

Ключові терміни та поняття: екологічні фактори, закон оптимуму.

Перевірте здобуті знання

1. Що таке екологічні фактори? Як їх класифікують? 2. Про що стверджує закон оптимуму? 3. На чому ґрунтується явище взаємодії екологічних факторів?

Поміркуйте. Чому неможлива повна компенсація певних екологічних факторів за рахунок інших, подібних?

Навчальний проект. Виявлення рівня антропогенного впливу на екосистеми своєї місцевості.