Біологія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

Поняття про лімітуючий фактор. Закон оптимуму

Межі витривалості організму відносно одного чинника середовища можуть змінюватись у разі взаємодії різних чинників. Наприклад, якщо організм одержує достатню кількість їжі, він легше переносить надлишок або нестачу інших чинників (низьку температуру повітря та ін.).

Жоден чинник не може бути повністю замінений іншим. Якщо хоча б один із чинників досягає критичної величини, організм може загинути. Таке значення чинника називають обмежувальним, або лімітуючим. Наприклад, у пустелі обмежувальним чинником є нестача вологи, у тундрі — низька температура повітря, в горах — нестача кисню. Лімітуючі чинники — ті, що виходять за межі максимуму або мінімуму.

У зв’язку з цим німецький хімік Ю. Лібіх сформулював закон мінімуму: витривалість організму визначається найслабішою ланкою в ланцюзі екологічних потреб. Як показав Лібіх, лімітуючим фактором може бути не лише нестача, але й надлишок таких факторів, як тепло, світло, вода, поживні речовини. Таким чином, життєвість організмів характеризується екологічним мінімумом і максимумом. Діапазон між цими двома величинами називають межею екологічної толерантності (закон толерантності Шелфорда).

Діапазон дії екологічного чинника являє собою область толерантності виду. Інтенсивність чинника, що відповідає найкращій життєдіяльності організму, називають точкою оптимуму, або оптимальною.

Точки оптимуму, мінімуму і максимуму визначають норми реакції організму на цей чинник. Крайні точки кривої (мінімум і максимум), що виражають стан пригнічення організмів при нестачі або надлишку чинника середовища, називають областями песимуму. За межами цих точок, тобто за межами зони толерантності, значення чинника середовища є летальними (смертельними) для живих організмів.

Результати дії перемінного фактора залежать, передусім, від сили його прояву, або дозування. Фактори позитивно впливають на організми лише в певних межах. Недостатній або надлишковий їх вплив позначається на організмах негативно.

Відносини в діапазоні екологічної толерантності

Зона оптимуму — це той діапазон дії фактора, який найбільш сприятливий для життєдіяльності. Відхилення від оптимуму визначають зони пессимуму. У них організми відчувають пригнічення.

Закон оптимуму універсальний. Він визначає межі умов, у яких можливе існування видів, а також міру мінливості цих умов. Види надзвичайно різноманітні за здатністю переносити зміни факторів. У природі виділяють два крайні варіанти — вузьку спеціалізацію та широку витривалість. У спеціалізованних видів критичні точки значення фактора сильно зближені, такі види можуть жити лише у відносно постійних умовах. Так, багато глибоководних мешканців — риби, голкошкірі, ракоподібні не переносять коливань температури навіть у межах 2-3 °С. Рослини вологих місцезростань (калюжниця болотна) моментально в’януть, якщо повітря навколо них не насичене водяними парами.