Въпреки голямото разнообразие от фактори на околната среда, редица общи модели могат да бъдат идентифицирани в естеството на тяхното въздействие върху организмите и в отговорите на живите същества.
1. Законът за оптимума.
Всеки фактор има определени граници. положително въздействиевърху организмите (фиг. 1). Резултатът от действието на променлив фактор зависи преди всичко от силата на неговото проявление. Както недостатъчното, така и прекомерното действие на фактора се отразява негативно върху живота на индивидите. Благоприятният ефект се нарича зона на оптимален екологичен фактор или просто оптимален за организми от този вид. Колкото по-силно е отклонението от оптимума, толкова по-изразен е инхибиторният ефект на този фактор върху организмите. (песимум зона). Максималните и минималните стойности на преносим фактор са критични точки задотвъд което съществуването вече не е възможно, настъпва смъртта. Границите на издръжливост между критичните точки се наричат валентност на околната среда живи същества във връзка със специфичен фактор на околната среда.
Ориз. един. Схема на действието на факторите на околната среда върху живите организми
Представителите на различните видове се различават значително един от друг както по позицията на оптимума, така и по екологичната валентност. Например, арктическите лисици в тундрата могат да понасят колебания в температурата на въздуха в диапазона от повече от 80 °C (от +30 до -55 °C), докато топловодните ракообразни Copilia mirabilis издържат на промени в температурата на водата в диапазона от над 6 °C (от +23 до +29 °C). Една и съща сила на проявление на даден фактор може да бъде оптимална за един вид, песимална за друг и да надхвърли границите на издръжливост за третия (фиг. 2).
Широката екологична валентност на вида по отношение на a биотични факторисреди се обозначават чрез добавяне на префикса "evry" към името на фактора. евритермалнавидове - издържат на значителни температурни колебания, еврибатен- широк диапазон на налягане, еврихалин- различна степен на засоляване на околната среда.
Ориз. 2. Позицията на оптималните криви в температурната скала за различните видове:
1, 2 - стенотермични видове, криофили;
3-7 - евритермни видове;
8, 9 - стенотермични видове, термофили
Неспособността да се толерират значителни колебания във фактора или тясна екологична валентност се характеризира с префикса "стено" - стенотермичен, стенобатен, стенохалинвидове и пр. В по-широк смисъл се наричат видове, чието съществуване изисква строго определени условия на околната среда стенобионт, и такива, които са в състояние да се адаптират към различни условия на околната среда - еврибионтичен.
Наричат се условия, приближаващи се до критични точки по един или няколко фактора наведнъж екстремни.
Позицията на оптималната и критичната точки на факторния градиент може да бъде изместена в определени граници под действието на условията на околната среда. Това се случва редовно при много видове, тъй като сезоните се сменят. През зимата, например, врабчетата издържат на тежки студове, а през лятото умират от охлаждане при температури малко под нулата. Нарича се феноменът на изместване на оптимума спрямо който и да е фактор аклиматизация. По отношение на температурата това е добре познат процес на термично втвърдяване на тялото. Привикването към температурата изисква значителен период от време. Механизмът е промяната в клетките на ензими, които катализират едни и същи реакции, но при различни температури (т.нар. изоензими).Всеки ензим е кодиран от собствен ген, следователно е необходимо изключване на някои гени и активиране на други, транскрипция, транслация, сглобяване на достатъчно количество нов протеин и т.н. Цялостният процес отнема средно около две седмици и се стимулира от промените в околната среда. Аклиматизацията или закаляването е важна адаптация на организмите, която се случва при постепенно настъпващи неблагоприятни условия или когато те навлизат в територии с различен климат. Тя е в тези случаи интегрална част цялостен процесаклиматизация.
2. Неяснота на действието на фактора върху различни функции.
Всеки фактор влияе различно на различните функции на тялото (фиг. 3). Оптимумът за някои процеси може да бъде песимумът за други. По този начин температурата на въздуха от +40 до +45 ° C при студенокръвни животни значително увеличава скоростта на метаболитните процеси в тялото, но инхибира двигателната активност и животните изпадат в топлинен ступор. За много риби температурата на водата, която е оптимална за узряването на репродуктивните продукти, е неблагоприятна за хвърляне на хайвера, което се случва при различен температурен диапазон.
Ориз. 3. Схема на зависимостта на фотосинтезата и дишането на растението от температурата (по V. Larcher, 1978): t min, t opt, t max- минимална, оптимална и максимална температура за растеж на растенията (засенчена зона)
Жизненият цикъл, в който в определени периоди организмът изпълнява предимно определени функции (хранене, растеж, размножаване, разселване и др.), винаги е съобразен със сезонните промени в комплекса от фактори на околната среда. Подвижните организми също могат да променят местообитанията за успешното изпълнение на всичките си жизнени функции.
3. Разнообразие от индивидуални реакции към факторите на околната среда.Степента на издръжливост, критичните точки, оптималните и песималните зони на отделните индивиди не съвпадат. Тази вариабилност се определя както от наследствените качества на индивидите, така и от пола, възрастта и физиологичните различия. Например при пеперудата мелничарски молец, един от вредителите по брашното и зърнените продукти, критичната минимална температура за гъсениците е -7 °C, за възрастните форми -22 °C, а за яйцата -27 °C. Замръзване при -10 °C убива гъсениците, но не е опасно за възрастните и яйцата на този вредител. Следователно екологичната валентност на даден вид винаги е по-широка от екологичната валентност на всеки индивид.
4. Относителна независимост на адаптацията на организмите към различни фактори.Степента на толерантност към който и да е фактор не означава съответната екологична валентност на вида спрямо други фактори. Например, видовете, които понасят големи температурни промени, не е необходимо също да бъдат адаптирани към големи колебания във влажността или солеността. Евритермните видове могат да бъдат стенохалинни, стенобатични или обратно. Екологичните валентности на даден вид по отношение на различни фактори могат да бъдат много разнообразни. Това създава изключително разнообразие от адаптации в природата. Съвкупността от екологични валентности по отношение на различни фактори на околната среда е екологичен спектър на вида.
5. Несъвпадение на екологичните спектри на отделните видове.Всеки вид е специфичен по своите екологични възможности. Дори между видовете, близки по отношение на приспособяването към околната среда, има различия по отношение на всякакви индивидуални фактори.
Ориз. 4. Промени в участието на някои растителни видове в ливадни тревни насаждения в зависимост от влажността (по L. G. Ramensky et al., 1956): 1 - ливадна детелина; 2 - обикновен равнец; 3 - Делявината изба; 4 - поляна с блуграс; 5 - типчак; 6 - истинска слама; 7 - ранен острица; 8 - ливада обикновена; 9 - хълм здравец; 10 - полска ракия; 11 - късоноса коза брада
Правилото за екологична индивидуалност на видоветеформулиран от руския ботаник Л. Г. Раменски (1924) във връзка с растенията (фиг. 4), след това е широко потвърден от зоологически изследвания.
6. Взаимодействие на факторите.Оптималната зона и границите на издръжливост на организмите спрямо всеки фактор на околната среда могат да се изместват в зависимост от силата и комбинацията от други фактори, действащи едновременно (фиг. 5). Този модел е наречен взаимодействия на фактори. Например топлината се понася по-лесно в сух, а не във влажен въздух. Заплахата от замръзване е много по-висока при слана със силни ветрове, отколкото при тихо време. Така един и същи фактор в комбинация с други има неравностойно влияние върху околната среда. Напротив, един и същ екологичен резултат може да се получи по различни начини. Например, увяхването на растенията може да бъде спряно както чрез увеличаване на количеството влага в почвата, така и чрез понижаване на температурата на въздуха, което намалява изпарението. Създава се ефектът на частичното взаимно заместване на фактори.
Ориз. 5. Смъртност на яйцата на боровата копринена буба Dendrolimus pini при различни комбинации от температура и влажност
В същото време взаимното компенсиране на действието на факторите на околната среда има определени граници и е невъзможно напълно да се замени един от тях с друг. Пълната липса на вода или дори един от основните елементи на минералното хранене прави живота на растението невъзможен, въпреки най-благоприятната комбинация от други условия. Изключителната липса на топлина в полярните пустини не може да бъде компенсирана нито с изобилие от влага, нито с денонощно осветление.
Като се вземат предвид моделите на взаимодействие на факторите на околната среда в селскостопанската практика, е възможно умело да се поддържат оптимални условия за жизнената дейност на култивираните растения и домашни животни.
7. Правилото на ограничаващите фактори.Възможностите за съществуване на организмите са предимно ограничени от онези фактори на околната среда, които са най-отдалечени от оптимума. Ако поне един от факторите на околната среда се доближи или надхвърли критичните стойности, тогава, въпреки оптималната комбинация от други условия, индивидите са застрашени от смърт. Всички фактори, които силно се отклоняват от оптимума, придобиват първостепенно значение в живота на даден вид или негови отделни представители в определени периоди от време.
Ограничаващите фактори на околната среда определят географския обхват на даден вид. Естеството на тези фактори може да бъде различно (фиг. 6). По този начин движението на даден вид на север може да бъде ограничено от липса на топлина, а към сухите райони от липса на влага или твърде високи температури. Биотичните отношения, например заемането на територия от по-силен конкурент или липсата на опрашители за растенията, също могат да послужат като фактор, ограничаващ разпространението. По този начин опрашването на смокините зависи изцяло от единственият виднасекоми - оси Blastophaga psenes. Това дърво е родом от Средиземноморието. Внесените смокини в Калифорния не дадоха плод, докато там не бяха въведени опрашители. Разпространението на бобовите растения в Арктика е ограничено от разпространението на пчелите, които ги опрашват. На остров Диксън, където няма земни пчели, не се срещат и бобови растения, въпреки че съществуването на тези растения там все още е допустимо поради температурните условия.
Ориз. 6. Дълбоката снежна покривка е ограничаващ фактор за разпространението на елените (по G. A. Novikov, 1981)
За да се определи дали даден вид може да съществува в даден географски район, първо трябва да се установи дали някакви фактори на околната среда надхвърлят неговата екологична валентност, особено в най-уязвимия период на развитие.
Идентифицирането на ограничаващи фактори е много важно на практика селско стопанство, тъй като чрез насочване на основните усилия за отстраняването им е възможно бързо и ефективно да се увеличи добива на растенията или продуктивността на животните. Така че при силно киселинни почви добивът на пшеница може да се увеличи до известна степен чрез прилагане на различни агротехнически въздействия, но най-добрият ефект ще бъде получен само в резултат на варуване, което ще премахне ограничаващите ефекти на киселинността. Следователно познаването на ограничаващите фактори е ключът към контролирането на живота на организмите. В различни периоди от живота на индивидите различни фактори на околната среда действат като ограничаващи фактори, поради което е необходимо умело и постоянно регулиране на условията на живот на отглежданите растения и животни.
| |
2.2. Адаптации на организма2.4. Принципи на екологичната класификация на организмите
План на урока
Дисциплина: Екология
предмет: Хабитат и фактори на околната среда. Общи закономерности на действието на факторите на околната среда върху тялото.
Цели на урока:
Образователни:
Дайте понятието за средата на живот и местообитанието на живите организми.
Да може да прави разлика между понятията аеробионти, хидробионти, едафобионти и ендобионти.
Стенобионти и еврибионти
Общи закономерности на действието на факторите на околната среда върху тялото.
Разработване: развитие:интелектуални умения: анализират и сравняват, обобщават и правят изводи.Развитиепредметни умения и способности:
Образователни: формиране на научен мироглед за единна картина на органичния свят.възпитаване на умения за работа в екип
Структура и ход на урокаУчителска дейност
Студентски дейности
Организиране на времето
Изучаване на нов материал
Консолидиране на обхванатия материал
Поздравява учениците. Проверки за отсъстващи
1. Хабитат и фактори на околната среда
Местообитанието е пространството, в което се осъществява жизнената дейност на живите организми.
Има четири типа местообитания на планетата: вода, земя-въздух, почва и самите живи организми.
Живите организми винаги са във взаимодействие с заобикалящите ги природни образувания и явления.
Агрегат природни условияи явления около живите организми, с които тези организми са в постоянно взаимодействие, се нарича местообитание.
Ролята на околната среда е двойна. На първо място, живите организми получават храна от средата, в която живеят. Освен това, различни средиограничава разпространението на организмите по целия свят.
Организмите могат да съществуват в една или повече жизнени среди.
Отделни свойства или елементи на околната среда, които влияят върху организмите, се наричат фактори на околната среда.
Абиотични фактори - температура, светлина, радиация, налягане, влажност на въздуха, солев състав на водата, вятър, течения, терен - всичко това са свойства на неодушевеноприрода, която пряко или косвено засяга живите организми.
Биотичните фактори са форми на влияние на живите същества един върху друг.
Антропогенни факториса форми на дейност човешкото общество, които водят до промяна в природата като местообитание на други видове или пряко засягат техния живот.
2. Общи закономерности на действието на факторите на околната среда върху организма
В комплекса от действие на факторите е възможно да се отделят някои закономерности, които са до голяма степен универсални (общи) по отношение на организмите. Тези модели включват правилото на оптимума, правилото за взаимодействие на факторите, правилото на ограничаващите фактори и някои други.
производителност тестова задача
Работа с контур
Добре дошли учители. Подготовка за урока. Вземете тетрадки.
Запишете материала в тетрадката
Изпълнявайте възложените задачи
Запишете домашното
Местообитанието е тази част от природата, която заобикаля живия организъм и с която той взаимодейства пряко. Компонентите и свойствата на околната среда са разнообразни и променливи. Всяко живо същество живее в сложен и променящ се свят, постоянно се адаптира към него и регулира жизнената си дейност в съответствие с промените си.
Адаптациите на организмите към околната среда се наричат адаптации. Способността за адаптиране е едно от основните свойства на живота като цяло, тъй като осигурява самата възможност за неговото съществуване, способността на организмите да оцеляват и да се възпроизвеждат. Адаптациите се проявяват на различни нива: от биохимията на клетките и поведението на отделните организми до структурата и функционирането на общностите и екологичните системи. Адаптациите възникват и се променят в хода на еволюцията на видовете.
Отделни свойства или елементи на околната среда, които влияят върху организмите, се наричат фактори на околната среда. Факторите на околната среда са разнообразни. Те могат да бъдат необходими или, обратно, вредни за живите същества, да насърчават или възпрепятстват оцеляването и размножаването. Факторите на околната среда имат различен характер и специфика на действие. Факторите на околната среда се делят на абиотични и биотични, антропогенни.
Абиотични фактори - температура, светлина, радиоактивно излъчване, налягане, влажност на въздуха, солев състав на водата, вятър, течения, терен - всичко това са свойства нежива природакоито пряко или косвено засягат живите организми.
Биотичните фактори са форми на влияние на живите същества един върху друг. Всеки организъм постоянно изпитва пряко или косвено влияние на други същества, влиза в контакт с представители на собствения си вид и други видове – растения, животни, микроорганизми, зависи от тях и сам оказва влияние върху тях. Околна среда органичен свят- неразделна част от околната среда на всяко живо същество.
Взаимните връзки на организмите са в основата на съществуването на биоценози и популации; разглеждането им принадлежи към областта на синекологията.
Антропогенните фактори са форми на дейност на човешкото общество, които водят до промяна в природата като местообитание на други видове или пряко засягат техния живот. В хода на човешката история развитието първо на лова, а след това на селското стопанство, индустрията и транспорта значително промени природата на нашата планета. смисъл антропогенни въздействияна целия жив свят на Земята продължава да расте бързо.
Въпреки че човекът влияе дивата природачрез промяна в абиотичните фактори и биотичните взаимоотношения на видовете, дейността на хората на планетата трябва да бъде обособена като специална сила, която не се вписва в рамките на тази класификация. В момента почти цялата съдба на живата покривка на Земята и всички видове организми е в ръцете на човешкото общество и зависи от антропогенното влияние върху природата.
Един и същ фактор на околната среда има различно значение в живота на съжителстващите организми от различни видове. Например силният вятър през зимата е неблагоприятен за големите, открити животни, но не засяга по-малките, които се крият в дупки или под сняг. Солевият състав на почвата е важен за храненето на растенията, но е безразличен към повечето сухоземни животни и т.н.
Промените на факторите на околната среда във времето могат да бъдат: 1) редовно-периодични, променящи силата на въздействието във връзка с времето на деня или сезона на годината или ритъма на приливите и отливите в океана; 2) нередовни, без ясна периодичност, например промени в метеорологичните условия през различни години, катастрофални явления - бури, валежи, свлачища и др.; 3) насочени през определени, понякога дълги периоди от време, например по време на захлаждане или затопляне на климата, обрастване на водоеми, постоянна паша в една и съща зона и др.
Факторите на околната среда имат различни ефекти върху живите организми, тоест могат да действат като дразнители, които предизвикват адаптивни промени във физиологичните и биохимичните функции; като ограничители, което прави невъзможно съществуването в тези условия; като модификатори, причиняващи анатомични и морфологични промени в организмите; като сигнали, показващи промени в други фактори на околната среда.
Въпреки голямото разнообразие от фактори на околната среда, редица общи модели могат да бъдат идентифицирани в естеството на тяхното въздействие върху организмите и в отговорите на живите същества.
1. Законът за оптимума.Всеки фактор има само определени граници на положително влияние върху организмите. Резултатът от действието на променлив фактор зависи преди всичко от силата на неговото проявление. Както недостатъчното, така и прекомерното действие на фактора се отразява негативно върху живота на индивидите. Благоприятната сила на влияние се нарича зона на оптимум на екологичния фактор или просто оптимум за организмите от даден вид. Колкото по-силни са отклоненията от оптимума, толкова по-изразен е инхибиторният ефект на този фактор върху организмите (зона на песимума). Максималните и минималните допустими стойности на фактора са критични точки, отвъд които съществуването вече не е възможно, настъпва смърт. Границите на издръжливост между критичните точки се наричат екологична валентност на живите същества по отношение на специфичен фактор на околната среда.
Представителите на различни ал-дов се различават значително един от друг както в позицията на оптимума, така и в екологичната валентност. Например, полярните лисици от тундрата могат да понасят колебания в температурата на въздуха в диапазона от около 80°С (от +30 до 29C). Една и съща сила на проявление на даден фактор може да бъде оптимална за един вид, песимална за друг и да надхвърли границите на издръжливост за третия.
Широката екологична валентност на даден вид по отношение на абиотичните фактори на околната среда се посочва чрез добавяне на представката "evry" към името на фактора. Евритермни видове - издържат на значителни температурни колебания, еврибатни видове - широк диапазон на налягане, еврихалинни - различна степен на соленост.
Невъзможността за понасяне на значителни колебания във фактора или тясна екологична валентност се характеризира с представката "стено" - стенотермни, стенобатични, стенохалинни видове и т.н. В по-широк смисъл видове, които изискват строго определени условия на околната среда за своето съществуване са наречени стенобионт, а тези, които са в състояние да се адаптират към различни условия на околната среда - еврибионт.
2. Неяснота на действието на фактора върху различни функции.Всеки фактор влияе на различните функции на тялото по различен начин. Оптимумът за някои процеси може да бъде песимумът за други. Така температурата на въздуха от 40 до 45 ° C при хладнокръвни животни значително увеличава скоростта на метаболитните процеси в тялото, но инхибира двигателната активност и животните изпадат в топлинен ступор. За много риби температурата на водата, която е оптимална за узряването на репродуктивните продукти, е неблагоприятна за хвърляне на хайвера, което се случва при различен температурен диапазон.
Жизненият цикъл, в който в определени периоди организмът изпълнява предимно определени функции (хранене, растеж, размножаване, разселване и др.), винаги е съобразен със сезонните промени в комплекса от фактори на околната среда. Подвижните организми също могат да променят местообитанията за успешното изпълнение на всичките си жизнени функции.
3. Променливост, изменчивост и разнообразие на реакциите на действието на факторите на околната среда при отделните индивиди от вида. Степента на издръжливост, критичните точки, оптималните и песималните зони на отделните индивиди не съвпадат. Тази вариабилност се определя както от наследствените качества на индивидите, така и от пола, възрастта и физиологичните различия. Например, при пеперудата на мелницата, един от вредителите на брашното и зърнените продукти, критичната минимална температура за гъсениците е -7 ° C, за възрастни форми - 22 ° C, а за яйцата -27 ° C. Замръзване при 10 ° C убива гъсениците, но не е опасно за възрастните и яйцата на този вредител. Следователно екологичната валентност на даден вид винаги е по-широка от екологичната валентност на всеки индивид.
4. Към всеки един от факторите на околната среда видовете се адаптират по относително независим начин.Степента на толерантност към който и да е фактор не означава съответната екологична валентност на вида спрямо други фактори. Например, видовете, които понасят големи температурни промени, не е необходимо също да бъдат адаптирани към големи колебания във влажността или солеността. Евритермните видове могат да бъдат стенохалинни, стенобатични или обратно. Екологичните валентности на даден вид по отношение на различни фактори могат да бъдат много разнообразни. Това създава изключително разнообразие от адаптации в природата. Набор от екологични валентности във връзка с различни фактори на околната среда съставлява екологичния спектър на даден вид.
5. Несъвпадение на екологичните спектри на отделните видове.Всеки вид е специфичен по своите екологични възможности. Дори сред близките по начини на приспособяване към околната среда видове има различия в отношението им към всеки отделен фактор.
Правилото за екологична индивидуалност на видовете е формулирано от руския ботаник Л. Г. Раменски (1924) по отношение на растенията и след това е широко потвърдено от зоологически изследвания.
6. Взаимодействие на факторите.Оптималната зона и границите на издръжливост на организмите по отношение на всеки фактор на околната среда могат да бъдат изместени в зависимост от силата и комбинацията от други фактори, действащи едновременно. Този модел се нарича взаимодействие на фактори. Например топлината се понася по-лесно в сух, а не във влажен въздух. Заплахата от замръзване е много по-висока при слана със силни ветрове, отколкото при тихо време. По този начин един и същи фактор в комбинация с други има неравномерно въздействие върху околната среда. Напротив, същият екологичен резултат може да бъде
излъчвани по различни начини. Например, увяхването на растенията може да бъде спряно както чрез увеличаване на количеството влага в почвата, така и чрез понижаване на температурата на въздуха, което намалява изпарението. Създава се ефектът на частичното взаимно заместване на фактори.
В същото време взаимното компенсиране на действието на факторите на околната среда има определени граници и е невъзможно напълно да се замени един от тях с друг. Пълната липса на вода или дори един от основните елементи на минералното хранене прави живота на растението невъзможен, въпреки най-благоприятната комбинация от други условия. Изключителната липса на топлина в полярните пустини не може да бъде компенсирана нито с изобилие от влага, нито с денонощно осветление.
Като се вземат предвид моделите на взаимодействие на факторите на околната среда в селскостопанската практика, е възможно умело да се поддържат оптимални условия за жизнената дейност на култивираните растения и домашни животни.
7. Правилото на ограничаващите фактори.Факторите на околната среда, които са най-отдалечени от оптимума, затрудняват съществуването на вида при дадени условия. Ако поне един от факторите на околната среда се доближи или надхвърли критичните стойности, тогава, въпреки оптималната комбинация от други условия, индивидите са застрашени от смърт. Такива силно отклоняващи се фактори стават от първостепенно значение в живота на един вид или неговите отделни представители през всеки конкретен интервал от време.
Ограничаващите фактори на околната среда определят географския обхват на даден вид. Естеството на тези фактори може да бъде различно. По този начин движението на даден вид на север може да бъде ограничено от липса на топлина, а към сухите райони от липса на влага или твърде високи температури. Биотичните отношения, например заемането на територия от по-силен конкурент или липсата на опрашители за растенията, също могат да послужат като фактор, ограничаващ разпространението. И така, опрашването на смокини зависи изцяло от един вид насекоми - осата Blastophaga psenes. Това дърво е родом от Средиземноморието. Въведени в Калифорния, смокините не дават плод, докато там не са донесени оси-опрашители. Разпространението на бобовите растения в Арктика е ограничено от разпространението на пчелите, които ги опрашват. На остров Диксън, където няма земни пчели, не се срещат и бобови растения, въпреки че съществуването на тези растения там все още е допустимо поради температурните условия.
За да се определи дали даден вид може да съществува в даден географски район, първо трябва да се установи дали някакви фактори на околната среда надхвърлят неговата екологична валентност, особено в най-уязвимия период на развитие.
Идентифицирането на ограничаващи фактори е много важно в практиката на селското стопанство, тъй като чрез насочване на основните усилия за отстраняването им може бързо и ефективно да се увеличи добивът на култури или продуктивността на животните. По този начин при силно кисели почви добивът на пшеница може да се увеличи до известна степен чрез прилагане на различни агротехнически въздействия, но най-добър ефект ще се получи само в резултат на варуване, което ще премахне ограничаващите ефекти на киселинността. Следователно познаването на ограничаващите фактори е ключът към контролирането на живота на организмите. В различни периоди от живота на индивидите различни фактори на околната среда действат като ограничаващи фактори, поради което е необходимо умело и постоянно регулиране на условията на живот на отглежданите растения и животни.
В комплекса от действие на факторите е възможно да се отделят някои закономерности, които са до голяма степен универсални (общи) по отношение на организмите. Тези модели включват правилото на оптимума, правилото за взаимодействие на факторите, правилото на ограничаващите фактори и някои други.
Оптимално правило . В съответствие с това правило за даден организъм или определен етап от неговото развитие съществува диапазон от най-благоприятната (оптимална) стойност на фактора. Колкото по-значително е отклонението на действието на фактора от оптимума, толкова повече този фактор инхибира жизнената дейност на организма. Този диапазон се нарича зона на потисничество. Максималните и минималните поносими стойности на фактора са критични точки, отвъд които съществуването на организма вече не е възможно.
Максималната гъстота на населението обикновено е ограничена до оптималната зона. Оптималните зони за различните организми не са еднакви. Колкото по-широка е амплитудата на флуктуациите на фактора, при които организмът може да остане жизнеспособен, толкова по-висока е неговата стабилност, т.е. толерантност на един или друг фактор (от лат. толерантност- търпение). Към групата принадлежат организми с широка амплитуда на съпротивление еврибионти (гр. eury- широк, биос- живот). Организмите с тесен диапазон на адаптация към фактори се наричат стенобионти (гр. стенози- тесен). Важно е да се подчертае, че зоните на оптимум по отношение на различните фактори се различават и следователно организмите напълно проявяват потенциалните си възможности, ако съществуват при условия на целия спектър от фактори с оптимални стойности.
Правило за взаимодействие на факторите . Същността му се крие във факта, че някои фактори могат да засилят или смекчат силата на други фактори. Например, излишъкът от топлина може да бъде донякъде смекчен от ниската влажност на въздуха, липсата на светлина за фотосинтеза на растенията може да бъде компенсирана с повишено съдържание на въглероден диоксид във въздуха и т.н. От това обаче не следва, че факторите могат да бъдат взаимозаменяеми. Те не са взаимозаменяеми.
Правило на ограничаващите фактори . Същността на това правило се крие във факта, че фактор, който е в дефицит или излишък (близо до критичните точки) влияе негативно върху организмите и освен това ограничава възможността за проява на силата на други фактори, включително тези в оптимума. Ограничаващите фактори обикновено определят границите на разпространението на видовете, техните ареали. Продуктивността на организмите зависи от тях.
Човек със своята дейност често нарушава почти всички изброени модели на фактори. Това важи особено за ограничаващите фактори (унищожаване на местообитания, нарушаване на режима на водно-минерално хранене и др.).
Местообитанието на организма е съвкупност от абиотични и биотични условия на неговия живот. Свойствата на околната среда непрекъснато се променят и всяко същество, за да оцелее, се адаптира към тези промени.
Въздействието на околната среда се възприема от организмите чрез фактори на околната среда, наречени околната среда.
Фактори на околната среда- това са определени състояния и елементи на околната среда, които оказват специфично въздействие върху организма. Те се делят на абиотични, биотични и антропогенни.
Абиотични факторинарича се цялата съвкупност от фактори на неорганичната среда, които влияят върху живота и разпространението на животните и растенията. Сред тях са физически, химически и едафични.
Физически фактори - това са факторите, чийто източник е физическото състояние или явление (механично, вълново и др.). Например температурата, ако е висока, ще причини изгаряне, ако е много ниска, измръзване. Други фактори също могат да повлияят на ефекта на температурата: във водата - течение, на сушата - вятър и влажност и т.н.
Химични факториса факторите, които идват от химичен съставзаобикаляща среда. Например, ако солеността на водата е висока, животът в резервоара може напълно да липсва (Мъртво море), но в същото време в прясна водаповечето морски организми не могат да живеят. Животът на животните на сушата и във водата зависи от достатъчното съдържание на кислород и др.
Едафични фактори , т.е. почва, е съвкупност от химични, физични и механични свойства на почвите и скалите, които влияят както на организмите, живеещи в тях, т.е. тези, за които те са местообитание и нататък кореновата системарастения. Ефектът на химичните компоненти е добре известен ( хранителни вещества), температура, влажност, структура на почвата, съдържание на хумус и др. върху растежа и развитието на растенията.
Биотични фактори- съвкупност от влияния на жизнената дейност на едни организми върху жизнената дейност на други, както и върху неживата среда. В последния случай говорим сиза способността на самите организми до известна степен да влияят на условията на живот. Например, в гората, под въздействието на растителната покривка, се създава специален микроклимат или микросреда, където в сравнение с открито местообитание се създава собствен температурен и влажен режим: през зимата е с няколко градуса по-топло, през лятото е по-хладно и по-влажно. Създава се специална микросреда и в хралупи на дървета, дупки, пещери и др.
Биотичните фактори включват вътрешновидова конкуренция и междувидови взаимоотношения.
Вътрешновидовата конкуренция е борбата за едни и същи ресурси между индивиди от един и същи вид. Това е важен фактор за саморегулацията на популациите.
Междувидовите взаимоотношения са много по-разнообразни. Два вида, живеещи един до друг, може изобщо да не си влияят един на друг, те могат да влияят благоприятно или неблагоприятно. Възможни видове комбинации и отразяват различни видовевръзка:
Антропогенни фактори- фактори, генерирани от човека и въздействащи върху околната среда (замърсяване, ерозия на почвата, обезлесяване и др.).
Сред абиотичните фактори доста често се разграничават климатичните (температура, влажност на въздуха, вятър и др.) и хидрографските фактори на водната среда (вода, течение, соленост и др.).
Повечето фактори се променят качествено и количествено с течение на времето. Например климатични - през деня, сезона, по година (температура, осветеност и др.).
Факторите, които се променят редовно във времето, се наричат периодични. Те включват не само климатични, но и някои хидрографски - приливи и отливи, някои океански течения. Факторите, които възникват неочаквано (изригване на вулкан, атака на хищник и др.), се наричат непериодични.
Разделянето на факторите на периодични и непериодични е много важно при изследване на приспособимостта на организмите към условията на живот.