Zakon Optimuma (u ekologiji) - svaki faktor okoline ima određena ograničenja pozitivan uticaj na žive organizme.

Rezultati djelovanja varijabilnog faktora zavise prvenstveno od jačine njegove manifestacije, odnosno doze. Faktori imaju pozitivan učinak na organizme samo u određenim granicama. Njihovo nedovoljno ili pretjerano djelovanje negativno djeluje na organizme.

Optimalna zona- ovo je raspon djelovanja faktora koji je najpovoljniji za život. Odstupanja od optimalnog definišu zone pesimuma. U njima organizmi doživljavaju ugnjetavanje.

Minimalne i maksimalne prenosive vrijednosti faktora- to su kritične tačke iza kojih tijelo umire. Blagotvorna sila uticaja se zove optimalna zona faktor životne sredine ili jednostavno optimalno za organizam određene vrste. Što je veće odstupanje od optimalnog, to je izraženije inhibitorno dejstvo ovog faktora na organizme ( pesimum zone).

Zakon optimuma je univerzalan. Određuje granice uslova u kojima je moguće postojanje vrsta, kao i mjeru varijabilnosti ovih uslova. Vrste su izuzetno raznolike u svojoj sposobnosti da podnose promjenjive faktore. U prirodi postoje dvije ekstremne opcije - uska specijalizacija i široka izdržljivost. Kod specijaliziranih vrsta kritične točke vrijednosti faktora su vrlo blizu; takve vrste mogu živjeti samo u relativno konstantnim uvjetima. Dakle, mnogi dubokomorski stanovnici - ribe, bodljikaši, rakovi - ne mogu tolerirati temperaturne fluktuacije čak ni unutar 2-3 °C. Biljke u vlažnim staništima (močvarni neven, impatiens, itd.) momentalno venu ako vazduh oko njih nije zasićen vodenom parom. Vrste sa uskim rasponom izdržljivosti nazivaju se stenobiontima, a one sa širokim rasponom nazivaju se euribiontima. Ako je potrebno naglasiti odnos prema bilo kojem faktoru, koristite kombinacije “steno-” i “eury-” u odnosu na njegovo ime, na primjer, stenotermne vrste - ne toleriraju temperaturne fluktuacije, euryhaline - sposobne živjeti sa velikim fluktuacijama u salinitet vode itd.

Zakon maksimizacije energije(formulisali G i Yu Odum i dopunili M Reimers): u konkurenciji sa drugim sistemima, očuvan je onaj koji više doprinosi protoku energije i informacija i koristi ih maksimalno efikasno.

Sistem formira rezervoare visokokvalitetne energije, čiji se deo troši na obezbeđivanje snabdevanja novom energijom, obezbeđuje normalnu cirkulaciju supstanci i stvara mehanizme za regulaciju, podršku, stabilnost sistema, njegovu sposobnost prilagođavanja promenama, uspostavlja razmjena sa drugim sistemima.Maksimizacija osigurava povećanje šansi za preživljavanje.

Zakon maksimalne biogene energije(Vernadsky-Bauerov zakon): svaki biološki i biološki sistem koji je u stanju stabilne neravnoteže (dinamički nestabilna ravnoteža sa okolinom) povećava, kako se razvija, svoj uticaj na okolinu.

U procesu evolucije vrsta opstaju one koje povećavaju biogenu geohemijsku energiju.Živi sistemi nikada nisu u stanju ravnoteže i na račun svoje slobodne energije obavljaju koristan rad u ravnoteži koju zahtijevaju zakoni fizike i hemije pod postojećih spoljnih uslova Ovaj zakon, zajedno sa ostalima, predstavlja osnovu razvoja strategije upravljanja životnom sredinom.

izražava se u činjenici da svaki faktor sredine ima granice pozitivnog uticaja na žive organizme.

.

Rice. . Šema djelovanja faktora okoline na žive organizme.

Razmotrimo učinak zakona optimuma na konkretnom primjeru: životinje i biljke ne podnose ni ekstremne vrućine ni jake mrazeve; prosječne temperature su za njih optimalne - tzv. optimalna zona. Što je veće odstupanje od optimuma, to više ovaj faktor sredine koči vitalnu aktivnost organizma. Ova zona se zove pesimalne zone. U tome ima kritičnih tačaka - " maksimalna vrijednost faktora" i " minimalna vrijednost faktora"; izvan njihovih granica dolazi do smrti organizama. Razmak između minimalne i maksimalne vrijednosti faktora se naziva ekološka valencija (plastičnost) ili tolerancije telo (slika 3).

Svojstvo organizama da se prilagode postojanju u određenom nizu faktora okoline naziva se ekološka plastičnost.

Što je širi spektar okolišnih faktora unutar kojih određeni organizam može živjeti, to je veća njegova ekološka plastičnost. Prema stepenu plastičnosti razlikuju se dvije vrste organizama: stenobiont(stenoeki) i eurybiont(euryeks).

Stenobiontski i euribiontski organizmi se razlikuju po rasponu faktora okoline u kojima mogu živjeti.

Stenobionts(gr. stenos - uzak, skučen), ili usko prilagođene vrste mogu postojati samo uz mala odstupanja faktora od optimalne vrijednosti.

Eurybiont(gr. eurys - širok) su široko prilagođeni organizmi koji mogu izdržati velike amplitude fluktuacija faktora okoline.

Dakle, stenobioti su ekološki neplastični, tj. nisu otporni, ali su euribionti ekološki plastični, odnosno otporniji. Prvi uključuju, na primjer, tipične stanovnike mora koji žive u uvjetima visokog saliniteta (iverak), i tipične stanovnike svježa voda(karaš). Imaju nisku ekološku plastičnost. Ali trobodnjak može živjeti i u slatkim i u slanim vodama, tj. karakterizira visoka plastičnost

Organizmi koji dugo žive u relativno stabilnim uslovima gube ekološku plastičnost, dok oni koji su bili podložni značajnim fluktuacijama faktora postaju tolerantniji na to, a njihova ekološka plastičnost raste.

Da bi se ukazalo na odnos organizama prema određenom faktoru, njegovom nazivu se dodaju riječi steno- ili eury-. Tako, u odnosu na temperaturu, postoje stenotermne (patuljasta breza, drvo banane) i euritermne (biljke umjerenog pojasa) vrste; u odnosu na salinitet - stenohalin (karaš, iverak) i eurihalin (štapić); u odnosu na svjetlost - stenofotični (smreka) i eurifotični (šipak) itd.

Steno- ili euribiontizam se manifestuje u odnosu na jedan ili nekoliko faktora. Dakle, euritermalna biljka može biti stenohigrobiont (netolerantna na fluktuacije vlažnosti), a stenohalna riba se ispostavlja euritermnom itd.

Euribionti su obično široko rasprostranjeni. Stenobioti imaju ograničeno područje distribucije.

Istorijski gledano, prilagođavajući se faktorima okoline, životinje, biljke i mikroorganizmi su raspoređeni u različitim sredinama, formirajući cjelokupnu raznolikost ekosistema koji čine biosferu Zemlje.

Zakoni J. Liebiga i W. Shelforda pomogli su u razumijevanju mnogih pojava i distribucije organizama u prirodi. Organizmi se ne mogu svuda distribuirati jer populacije imaju određenu granicu tolerancije u odnosu na fluktuacije faktora okoline.

Pronađeno je sljedeće:

Stvarne granice tolerancije uočene u prirodi manje su od potencijalnih sposobnosti organizma da se prilagodi ovom faktoru. Ovo se objašnjava činjenicom da se u prirodi granice tolerancije u odnosu na fizičke uslove životne sredine mogu suziti biotičkim odnosima: konkurencijom, nedostatkom oprašivača, predatora itd. Potencijalna ekološka plastičnost organizma, utvrđena laboratorijski uslovima, veća je od ostvarenih mogućnosti u prirodnim uslovima. Shodno tome, izdvajaju se potencijalne i ostvarene ekološke niše;

Granice tolerancije kod rasplodnih jedinki i potomaka su manje nego kod odraslih jedinki, tj. ženke tokom sezone parenja i njihovo potomstvo su manje otporni od odraslih organizama. dakle, geografska distribucija Ptice divljači se češće određuju uticajem klime na jaja i piliće, a ne na odrasle ptice. Brigu o potomstvu i pažljiv odnos prema majčinstvu diktiraju zakoni prirode. Nažalost, ponekad su društvena „dostignuća“ u suprotnosti sa ovim zakonima;

Ekstremne (stresne) vrijednosti jednog od faktora dovode do smanjenja granice tolerancije za druge faktore. Ako se zagrijana voda ispusti u rijeku, ribe i drugi organizmi troše gotovo svu energiju na suočavanje sa stresom. Nedostaje im energije za dobivanje hrane, zaštitu od grabežljivaca i razmnožavanje, što dovodi do postepenog izumiranja. Psihološki stres može uzrokovati i mnoge somatske (gr. soma - tijelo) bolesti ne samo kod ljudi, već i kod nekih životinja (na primjer, pasa). Sa stresnim vrijednostima faktora, adaptacija na njega postaje sve "skuplja".

Mnogi organizmi su sposobni da promene toleranciju na pojedinačne faktore ako se uslovi postepeno menjaju. Možete se, na primjer, naviknuti na visoku temperaturu vode u kadi ako uđete toplu vodu, a zatim postepeno dodavati vruće. Ova adaptacija na sporu promjenu faktora je korisno zaštitno svojstvo. Ali to može biti i opasno. Neočekivano, bez znakova upozorenja, čak i mala promjena može biti kritična. Pojavljuje se efekat praga: „posljednja slamka“ može biti fatalna. Na primjer, tanka grančica može uzrokovati lomljenje leđa deve, koja je već preopterećena. Ako se vrijednost barem jednog od okolišnih faktora približi minimumu ili maksimumu, postojanje i prosperitet organizma, populacije ili zajednice postaje zavisan od ovog faktora, koji ograničava životnu aktivnost.

Ograničavajući faktor svaki okolišni faktor koji se približava ili prelazi ekstremnim vrijednostima granica tolerancije naziva se. Takvi faktori koji snažno odstupaju od optimalnog postaju od najveće važnosti u životu organizama i biološki sistemi. Oni su ti koji kontrolišu uslove postojanja.

Vrijednost koncepta ograničavajućih faktora je u tome što nam omogućava razumijevanje složenih odnosa u ekosistemima.

Primjeri: Na primjer, sadržaj kiseonika u kopnenim staništima je visok, i toliko je dostupan da gotovo nikada ne služi kao ograničavajući faktor (osim na velikim visinama i antropogenim sistemima). Kiseonik je od malog interesa za ekologe zainteresovane za kopnene ekosisteme. A u vodi je često faktor koji ograničava razvoj živih organizama („ubijanje“ riba, na primjer). Stoga hidrobiolog uvijek mjeri sadržaj kisika u vodi, za razliku od veterinara ili ornitologa, iako kisik nije ništa manje važan za kopnene organizme nego za vodene.

Ograničavajući faktori određuju i geografski raspon vrste. Dakle, kretanje organizama prema sjeveru je u pravilu ograničeno nedostatkom topline. Biotički faktori također često ograničavaju širenje određenih organizama. Na primjer, smokve donesene sa Mediterana u Kaliforniju nisu tamo dale plodove sve dok nisu odlučili da tamo donesu određenu vrstu osa - jedinog oprašivača ove biljke.

Prepoznavanje ograničavajućih faktora je veoma važno za mnoge aktivnosti, posebno Poljoprivreda. 1. Dakle, kod uzgoja pšenice na kiselim zemljištima nikakve agronomske mjere neće biti efikasne osim ako se ne koristi kalciranje, što će smanjiti ograničavajuće djelovanje kiselina. 2. Ili, ako uzgajate kukuruz na zemljištu sa veoma niskim sadržajem fosfora, onda čak i sa dovoljno vode, azota, kalijuma i drugih hranljivih materija, prestaje da raste. Fosfor je u ovom slučaju ograničavajući faktor. I samo fosforna đubriva mogu spasiti žetvu. Biljke mogu umrijeti i od prevelike količine vode ili viška gnojiva, što je u ovom slučaju također ograničavajući faktor.

Ekološka niša

Pod ekološkom nišom obično se podrazumijeva mjesto organizma u prirodi i cjelokupni obrazac njegove životne aktivnosti ili, kako se kaže, životni status, uključujući odnos prema faktorima okoline, vrsti hrane, vremenu i načinu hranjenja, mjestima razmnožavanja. , skloništa itd.

Ovaj koncept je mnogo širi i značajniji od koncepta „staništa“. Američki ekolog Odum figurativno je nazvao stanište „adresom“ organizma (vrste), a ekološku nišu „profesijom“. U pravilu, veliki broj organizama živi u jednom staništu različite vrste. Na primjer, mješovita šuma je stanište za stotine vrsta biljaka i životinja, ali svaka od njih ima svoju i samo jednu "profesiju" - ekološku nišu. Dakle, slično stanište, kao što je gore navedeno, u šumi zauzimaju los i vjeverica. Ali njihove niše su potpuno različite: vjeverica živi uglavnom u krošnjama drveća, hrani se sjemenkama i plodovima, tamo se razmnožava itd. Cijeli životni ciklus losa povezan je s prostorom pod krošnjama: hrani se zelenim biljkama ili njihovim dijelovima, razmnožavanje i sklonište u šikarama, itd. P.

Ako organizmi zauzimaju različite ekološke niše, obično ne ulaze u kompetitivne odnose, njihove sfere djelovanja i utjecaja su razdvojene. U ovom slučaju, odnos se smatra neutralnim.

Istovremeno, u svakom ekosistemu postoje vrste koje zauzimaju istu nišu ili njene elemente (hrana, sklonište, itd.). U ovom slučaju, konkurencija je neizbježna, borba za posjedovanje niše. Evolucijski odnosi su se razvili na takav način da vrste sa sličnim ekološkim zahtjevima ne mogu dugo postojati zajedno. Ovaj obrazac nije bez izuzetaka, ali je toliko objektivan da je formuliran u obliku stava pod nazivom „ pravilo konkurentskog isključenja" Autor ovog pravila je ekolog G. F. Gause. Zvuči ovako: ako dvije vrste sa sličnim zahtjevima za okoliš (ishrana, ponašanje, mjesta za razmnožavanje, itd.) uđu u konkurentski odnos, onda jedna od njih mora umrijeti ili promijeniti način života i zauzeti novu ekološku nišu. Ponekad je, na primjer, da bi se ublažili akutni kompetitivni odnosi, dovoljno da jedan organizam (životinja) promijeni vrijeme hranjenja bez promjene same vrste hrane (ako se konkurencija javlja u bubrezima). odnosi sa hranom), ili pronaći novo stanište (ako zbog ovog faktora dođe do konkurencije) itd.

Od ostalih svojstava ekoloških niša napominjemo da ih organizam (vrsta) može mijenjati tokom svog životnog ciklusa. Najupečatljiviji primjer u tom pogledu su insekti. Dakle, ekološka niša larvi kokošara povezana je sa tlom i hranjenjem korijenskim sustavom biljaka. U isto vrijeme, ekološka niša buba povezana je sa kopnenim okolišem, hraneći se zelenim dijelovima biljaka.

Zajednice (biocenoze, ekosistemi) se formiraju po principu popunjavanja ekoloških niša. U prirodno uspostavljenoj zajednici, obično su sve niše zauzete. Upravo u takvim zajednicama, na primjer u dugotrajnim (autohtonim) šumama, vjerovatnoća unošenja novih vrsta je vrlo mala. Istovremeno, treba imati na umu da je zauzimanje ekoloških niša u određenoj mjeri relativan pojam. Sve niše obično zauzimaju oni organizmi koji su karakteristični za datu regiju. Ali ako organizam dolazi izvana (na primjer, sjeme ili druge klice se unose) slučajno ili namjerno, na primjer, kao rezultat unošenja novih vrsta od strane ljudi (uvođenje, aklimatizacija), tada može pronaći slobodnu nišu za sama zbog činjenice da za nju nije bilo kandidata iz skupa postojećih vrsta. Na primjer, uzgoj zečeva uveden u Australiju; kretanje muzgava iz Azije u evropski dio; intenzivna promocija koloradske zlatice na nova područja.

Veze organizama u ekosistemima (za 36 sati predavanja)

Odnosi između organizama. Odnosi se obično klasifikuju prema „interesima“ na kojima organizmi zasnivaju svoje odnose.

Najčešći tip povezivanja zasnovan je na interesima u vezi sa ishranom. Takve veze se nazivaju hranu ili trofiku(grčki trofo - hrana). Ova vrsta veza uključuje hranjenje jednog organizma drugim ili proizvodima njegove vitalne aktivnosti (na primjer, izmet), hranjenje sličnom hranom (npr. organska materija). Ova vrsta veze ujedinjuje biljke i insekte koji oprašuju svoje cvijeće. Lanci ishrane nastaju na osnovu trofičkih veza.

Svaki faktor ima određene granice pozitivnog uticaja na organizme (slika 1). Rezultat promjenljivog faktora prvenstveno ovisi o jačini njegove manifestacije. I nedovoljno i prekomjerno djelovanje faktora negativno utječe na životnu aktivnost pojedinca. Povoljna sila uticaja naziva se zona optimuma faktora sredine ili jednostavno optimum za organizme date vrste. Što je veće odstupanje od optimuma, to je izraženije inhibitorno dejstvo ovog faktora na organizme (zona pesimuma). Maksimalne i minimalne prenosive vrijednosti faktora su kritične tačke, izvan kojih postojanje više nije moguće i dolazi do smrti. Granice izdržljivosti između kritičnih tačaka nazivaju se ekološkom valentnošću živih bića u odnosu na određeni faktor sredine.


Predstavnici različitih vrsta uvelike se razlikuju jedni od drugih kako po položaju optimuma tako i po ekološkoj valentnosti. Na primjer, arktičke lisice u tundri mogu tolerirati fluktuacije temperature zraka u rasponu od više od 80 °C (od +30 do -55 °C), dok toplovodni rakovi Copilia mirabilis mogu izdržati promjene temperature vode u rasponu ne više od 6 °C (od +23 do +29 °C). Ista snaga ispoljavanja nekog faktora može biti optimalna za jednu vrstu, pesimalna za drugu, a za treću prelazi granice izdržljivosti (slika 2).
Široka ekološka valencija vrste u odnosu na abiotičke faktore životne sredine ukazuje se dodavanjem prefiksa “eury” imenu faktora. Euritermalne vrste - tolerišu značajne temperaturne fluktuacije, euribati - širok raspon pritisaka, eurihaline - različite stepene saliniteta životne sredine.

Rice. 2. Položaj optimalnih krivih na temperaturna skala za različite vrste:
1, 2 - stenotermne vrste, kriofili;
3–7– euritermalne vrste;
8, 9 - stenotermne vrste, termofili

Nemogućnost da se tolerišu značajne fluktuacije faktora, odnosno uska ekološka valenca, karakteriše prefiks “steno” – stenotermna, stenobatna, stenohalna vrsta itd. u širem smislu Riječju, vrste za čije postojanje zahtijevaju striktno definirane uvjete okoline nazivaju se stenobiontima, a one koje su u stanju da se prilagode različitim uvjetima okoline nazivaju se euribiontima.
Uslovi koji se istovremeno približavaju kritičnim tačkama zbog jednog ili više faktora nazivaju se ekstremnim.
Optimalna pozicija i kritične tačke na faktorski gradijent može se pomjeriti u određenim granicama djelovanjem uslova okoline. To se redovno dešava kod mnogih vrsta kako se godišnja doba mijenjaju. Zimi, na primjer, vrapci podnose jake mrazeve, a ljeti umiru od hlađenja na temperaturama ispod nule. Fenomen pomaka optimuma u odnosu na bilo koji faktor naziva se aklimatizacija. Što se tiče temperature, ovo je dobro poznat proces termičkog očvršćavanja tijela. Privikavanje na temperaturu zahtijeva značajan vremenski period. Mehanizam je promjena enzima u stanicama koji kataliziraju iste reakcije, ali na različitim temperaturama (tzv. izoenzimi). Svaki enzim je kodiran svojim genom, stoga je potrebno isključiti neke gene i aktivirati druge, transkripciju, translaciju, sklapanje dovoljne količine novog proteina itd. Ukupan proces u prosjeku traje oko dvije sedmice i stimuliše se promjenama u okruženje. Aklimatizacija, odnosno stvrdnjavanje, važna je adaptacija organizama koja nastaje u postupnim približavanju nepovoljnih uvjeta ili pri ulasku na područja s drugačijom klimom. Ona se pojavljuje u ovim slučajevima sastavni dio opšti proces aklimatizacije.

Osnovni zakoni (4 pravila faktorske ekologije)

Zakon Optimuma

Faktori okoline su izuzetno raznoliki, a svaka vrsta, doživljavajući njihov utjecaj, na njega različito reagira. Međutim, postoje neki opći zakoni koji upravljaju odgovorom organizama na bilo koji okolišni faktor.

Glavni je zakon optimuma. Ona odražava kako živi organizmi tolerišu različite jačine faktora okoline. Zakon optimuma ukazuje na opseg svakog faktora za održivost organizama. Na grafikonu je izražena simetričnom krivom koja pokazuje kako se vitalna aktivnost vrste mijenja s postepenim povećanjem mjere faktora. Rezultati djelovanja varijabilnog faktora zavise prvenstveno od jačine njegove manifestacije, odnosno doze. Faktori imaju pozitivan učinak na organizme samo u određenim granicama. Njihovo nedovoljno ili pretjerano djelovanje negativno djeluje na organizme.

Optimalna zona je raspon djelovanja faktora koji je najpovoljniji za život. Odstupanja od optimalnog definišu zone pesimuma. U njima organizmi doživljavaju ugnjetavanje.

Minimalne i maksimalne podnošljive vrijednosti faktora su kritične tačke iznad kojih organizam umire.

Zakon optimuma je univerzalan. Određuje granice uslova u kojima je moguće postojanje vrsta, kao i mjeru varijabilnosti ovih uslova. Vrste su izuzetno raznolike u svojoj sposobnosti da podnose promjenjive faktore. U prirodi postoje dvije ekstremne opcije - uska specijalizacija i široka izdržljivost. Kod specijaliziranih vrsta kritične točke vrijednosti faktora su vrlo blizu; takve vrste mogu živjeti samo u relativno konstantnim uvjetima. Dakle, mnogi dubokomorski stanovnici - ribe, bodljikaši, rakovi - ne mogu tolerirati temperaturne fluktuacije čak ni unutar 2-3 °C. Biljke u vlažnim staništima (močvarni neven, impatiens, itd.) momentalno venu ako vazduh oko njih nije zasićen vodenom parom. Vrste sa uskim rasponom izdržljivosti nazivaju se stenobiontima, a one sa širokim rasponom nazivaju se euribiontima. Ako je potrebno naglasiti odnos prema bilo kojem faktoru, koristite kombinacije “steno-” i “eury-” u odnosu na njegovo ime, na primjer, stenotermne vrste - netolerantne na temperaturne fluktuacije, euryhaline - sposobne živjeti sa velikim fluktuacijama u salinitet vode, itd. P.

Zakon tolerancije, jedan od temeljnih principa ekologije, prema kojem prisustvo ili prosperitet populacije k.-l. organizama u datom staništu zavisi od kompleksa ekologije. faktori, za svaki od kojih tijelo ima definiciju. raspon tolerancije (izdržljivosti). Raspon tolerancije za svaki faktor je ograničen njegovim minimumom. i max, vrijednosti unutar kojih samo organizam može postojati. Stepen blagostanja populacije (ili vrste), u zavisnosti od intenziteta faktora koji na nju utiče, predstavlja se u obliku tzv. kriva tolerancije, koja obično ima oblik zvona sa maksimumom koji odgovara optimalnoj vrijednosti datog faktora. Sh. p. iznio je 1913. W. Shelford na osnovu eksperimenata. Zajedno sa Liebigovim zakonom, on je kombinovan u princip ograničavajućih faktora. Svaka ekologija može biti ograničavajuća. faktora (na primjer, broj mjesta pogodnih za pravljenje gnijezda), ali najvažniji su često temperatura, voda, hrana (za biljke – prisustvo hranjivih tvari u tlu). Predloženo je nekoliko odredbi za dopunu zakona: rasponi tolerancije na zap. faktori i njihove kombinacije su različiti; organizmi sa širokim rasponom tolerancije (euribionti) su široko rasprostranjeni; ako nivo jednog faktora prelazi granice tolerancije, opseg izdržljivosti na druge faktore se sužava itd.

Zakon ograničavajućeg faktora ili Liebigov zakon minimuma jedan je od temeljnih zakona u ekologiji, koji kaže da je najznačajniji faktor za organizam onaj koji najviše odstupa od njegove optimalne vrijednosti. Stoga je pri predviđanju uslova okoline ili vršenju ispitivanja veoma važno utvrditi slabu kariku u životu organizama.

Upravo od ovog minimalno (ili maksimalno) zastupljenog faktora sredine u datom trenutku zavisi opstanak organizma. U drugim slučajevima, drugi faktori mogu biti ograničavajući. Tokom svog života, pojedinci vrste susreću se sa raznim ograničenjima u svojim životnim aktivnostima. Dakle, faktor koji ograničava širenje jelena je dubina snježnog pokrivača; moljci zimske gliste (štetočina povrća i žitarica) - zimska temperatura itd.

Ovaj zakon se uzima u obzir u poljoprivrednoj praksi. Njemački hemičar Justus Liebig ustanovio je da produktivnost gajenih biljaka, prije svega, ovisi o nutrijent(mineralni element), koji je najslabije zastupljen u tlu. Na primjer, ako je fosfor u tlu samo 20% potrebne norme, a kalcij 50% norme, tada će ograničavajući faktor biti nedostatak fosfora; Prije svega, u tlo je potrebno dodati gnojiva koja sadrže fosfor. Figurativni prikaz ovog zakona nazvan je po naučniku - takozvano „Liebigovo bure“. Suština modela je da kada se bure napuni, voda počinje da teče preko najmanje daske u buretu i dužina preostalih dasaka više nije bitna.

Naziv parametra	Značenje
Tema članka:	Zakon Optimuma.
Rubrika (tematska kategorija)	Ekologija

Svaki faktor ima određene granice pozitivnog uticaja na organizme (slika 1). Rezultat djelovanja promjenljivog faktora prvenstveno ovisi o jačini njegove manifestacije. I nedovoljno i prekomjerno djelovanje faktora negativno utječe na životnu aktivnost pojedinca. Blagotvorna sila uticaja se zove zona optimalnog faktora sredine ili jednostavno optimalno za organizme ove vrste. Što je veće odstupanje od optimalnog, to je izraženije inhibitorno dejstvo ovog faktora na organizme. (zona pesimuma). Maksimalne i minimalne prenosive vrijednosti faktora su kritične tačke, iza iza koje postojanje više nije moguće, nastupa smrt. Zovu se granice izdržljivosti između kritičnih tačaka ekološka valencija živih bića u odnosu na određeni faktor životne sredine.

Rice. 1.Šema djelovanja faktora okoline na žive organizme

Predstavnici različitih vrsta uvelike se razlikuju jedni od drugih kako po položaju optimuma tako i po ekološkoj valentnosti. Na primjer, arktičke lisice u tundri mogu tolerirati fluktuacije temperature zraka u rasponu od više od 80 °C (od +30 do -55 °C), dok toplovodni rakovi Copilia mirabilis mogu izdržati promjene temperature vode u rasponu ne više od 6 °C (od +23 do +29 °C). Ista snaga manifestacije faktora treba da bude optimalna za jednu vrstu, pesimalna za drugu, a za treći prelazi granice izdržljivosti (slika 2).

Široka ekološka valencija vrste u odnosu na abiotske faktore životne sredine ukazuje se dodavanjem prefiksa “eury” imenu faktora. Euritermna vrste koje tolerišu značajne temperaturne fluktuacije, euribati– širok raspon pritiska, euryhaline– različiti stepen saliniteta životne sredine.

Rice. 2. Položaj optimalnih krivulja na temperaturnoj skali za različite vrste˸

1, 2 - stenotermne vrste, kriofili;

3–7 – euritermalne vrste;

8, 9 - stenotermne vrste, termofili

Nemogućnost da se tolerišu značajne fluktuacije faktora, ili uska valencija životne sredine, karakteriše prefiks "steno" - stenotermni, stenobatni, stenohalin vrste itd. U širem smislu nazivaju se vrste za čije postojanje su potrebni strogo definisani uslovi životne sredine stenobiotski, i oni koji su u stanju da se prilagode različitim uslovima sredine - eurybiont.

Zovu se uslovi koji se približavaju kritičnim tačkama zbog jednog ili više faktora odjednom ekstremno.

Položaj optimalnih i kritičnih tačaka na faktorskom gradijentu mora biti pomeren u određenim granicama pod dejstvom uslova sredine. To se redovno dešava kod mnogih vrsta kako se godišnja doba mijenjaju. Zimi, na primjer, vrapci podnose jake mrazeve, a ljeti umiru od hlađenja na temperaturama ispod nule. Fenomen pomaka optimuma u odnosu na bilo koji faktor naziva se aklimatizacija. Što se tiče temperature, ovo je dobro poznat proces termičkog očvršćavanja tijela. Privikavanje na temperaturu zahtijeva značajan vremenski period. Mehanizam je promjena enzima u stanicama koji kataliziraju iste reakcije, ali na različitim temperaturama (tzv. izozimi). Svaki enzim je kodiran svojim genom, stoga je potrebno isključiti neke gene i aktivirati druge, transkripciju, translaciju, sklapanje dovoljne količine novog proteina itd. Ukupan proces u prosjeku traje oko dvije sedmice i stimuliše se promjenama u okruženju. Aklimatizacija, odnosno stvrdnjavanje, važna je adaptacija organizama koja nastaje u postupnim približavanju nepovoljnih uvjeta ili pri ulasku na područja s drugačijom klimom. U tim slučajevima je sastavni dio općeg procesa aklimatizacije.