Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА
Надорганізмові рівні організації життя
Екологічні фактори
Абіотичні, біотичні, антропогенні екологічні фактори. Еврибіонти і стенобіонти
Середовище — одне з основних екологічних понять, під яким розуміють комплекс навколишніх умов, що впливають на життєдіяльність організмів. У широкому розумінні навколишнє середовище — це сукупність матеріальних тіл, явищ і енергії, що впливають на організм. Можливе і конкретніше, просторове, розуміння середовища як безпосереднього оточення організму — його середовище проживання. Середовище проживання — це все те, серед чого живе організм, це частина природи, яка оточує живі організми і прямо чи опосередковано впливає на них. Ті елементи середовища проживання, які для даного організму чи виду не байдужі й так чи інакше впливають на нього, є щодо нього чинниками.
Складові частини середовища численні й мінливі, тому живі організми постійно пристосовуються і регулюють життєдіяльність відповідно до варіацій параметрів зовнішнього оточення. Такі пристосування організмів називають адаптаціями, вони дають їм змогу виживати і розмножуватись.
Окремі властивості й частини середовища, що впливають на організм (екологічні чинники), мають різні природу та специфіку дії.
До абіотичних належать чинники неживої природи, що прямо чи опосередковано діють на організм, — світло, температура, вологість, хімічний склад повітряного, водного та ґрунтового середовища та ін., тобто властивості середовища, виникнення і вплив яких прямо не залежить від діяльності живих організмів.
До комплексу біотичних чинників відносять усі форми впливу на організм з боку оточуючих живих істот (мікроорганізмів, тварин на рослини і навпаки і т. п.).
Антропогенні чинники — різноманітні форми діяльності людського суспільства, які призводять до зміни природи як середовища проживання інших видів або безпосередньо впливають на їхнє життя.
Екологічні чинники впливають на живі організми як подразники, що викликають пристосувальні зміни фізіологічних та біохімічних функцій; як обмежувачі, що зумовлюють неможливість існування за даних обставин; як модифікатори, що спричиняють структурно-функціональні зміни в організмах; як сигнали, що свідчать про зміни інших чинників середовища.
Звичайно чинник середовища відчувається організмом лише в певних межах, тобто реакція організму залежить від його дози. У разі слабкого або надмірного впливу чинника життєва активність організмів різко падає або помітно пригнічується. У зв’язку з цим діапазон дії екологічного чинника (або область толерантності) графічно обмежують точки мінімуму і максимуму, що відповідають крайнім значенням цього чинника, за яких можливе існування організму. Точка на осі абсцис, яка відповідає найсприятливішим показникам життєдіяльності, означає оптимальну величину дії чинника — це точка оптимуму.
Точки оптимуму, максимуму і мінімуму є трьома кардинальними точками, які визначають параметри можливих реакцій організму на цей чинник. Поблизу крайніх критичних точок лежать сублетальні зони впливу чинника — області песимуму.
Такі умови середовища, що мають пригнічувальний вплив, в екології часто називають крайніми, граничними (екстремальними, обмежувальними). Вони характеризують не лише екологічні параметри (температуру, солоність), а й такі умови в місцях проживання, за яких існування рослин і тварин наближається до межі можливого.
Кожний вид пристосувався до певної інтенсивності дії екологічних чинників і амплітуди її змін з подальшим спадковим закріпленням цих пристосувань. У графічному зображенні вплив на організм інтенсивності (кількісного значення) дії екологічного чинника — симетрична одновершинна крива з більшою чи меншою шириною зони нормальної життєдіяльності.
Діапазон оптимуму не є постійним для різних видів. Розмах кривої, тобто відстань між пороговими точками, є діапазоном дії чинника, а ширина зони оптимуму вказує на стійкість організмів щодо даного елемента середовища, свідчить про їх екологічну амплітуду (екологічну валентність). У зв’язку з цим розрізняють види широкопристосовані (еврибіонтнї) і вузькопристосовані (стенобіонтні, стенотопні).
Стосовно окремих чинників середовища застосовують термін, який починається також із префіксів еври- та стено-. Наприклад, тварин, здатних існувати в широкому діапазоні температур, називають евритермними, а організми, здатні жити лише у вузьких температурних інтервалах, — стенотермними. За цим принципом організми можуть бути еври- чи стеногідридними залежно від їх реакції на вологість субстрату; еври- чи стеногалінними — залежно від здатності переносити різну солоність середовища і т. п.
Кількісні закономірності реакції організмів на вплив екологічного чинника різняться стосовно умов їхнього існування. Стенобіонтність чи еврибіонтність не характеризує специфічність виду щодо будь-якого екологічного чинника. Вид може мати вузьку амплітуду щодо одного чинника і широку — щодо іншого. Наприклад, деякі тварини, адаптовані до вузького діапазону температур (тобто стенотермні), одночасно можуть існувати в широкому діапазоні солоності середовища (тобто є евригалінними).
Чинники зовнішнього середовища впливають на живий організм в сукупності, причому дія одного з них певною мірою залежить від кількісного вираження інших чинників — світла, вологості, температури, оточення організмів і т. п. Цю закономірність називають взаємодією чинників. Іноді нестача одного чинника частково компенсується посиленням діяльності іншого; проявляється часткова замінність дії екологічних чинників. Водночас жоден з необхідних організму чинників не може бути повністю замінений іншим. Фототрофні рослини не можуть зростати без світла за найоптимальніших режимів температури і живлення. Тому, якщо параметр дії хоча б одного з необхідних чинників виходить за межі діапазону толерантності (нижче мінімуму або вище максимуму), існування організму стає неможливим.
Чинники середовища, які за конкретних умов мають песимальне значення, тобто такі, що найбільше віддаляються від оптимуму, особливо утруднюють можливість існування виду за даних умов, незважаючи на оптимальне поєднання решти їх. Такі чинники набувають першочергового значення в житті виду або окремих особин, визначаючи їх географічний ареал. Виявлення обмежувальних чинників дуже важливе в практиці сільського господарства для встановлення екологічної валентності, особливо в найуразливіші (критичні) періоди онтогенезу рослин і тварин.