Біялогія
Выдавец: Народная асвета
Памер: 277с.
Мінск 2006
Механізм дзеяння розных экалагічных фактараў на арганізм мае свае асаблівасці. Так, абіятычныя фактары (святло, цяпло, вада, паветра) дзейнічаюць на расліны і жывёл праз абмен рэчываў. Напрыклад, зніжэнне ці павелічэнне тэмпературы асяроддзя прыводзіць да змянення інтэнсіўнасці абмену рэчываў практычна ва ўсіх жывых арганізмаў. Пры гэтым дзеянне абіятычных фактараў аднабаковае, г. зн. арганізм можа да іх адаптавацца, але, як правіла, не ў стане аказваць на іх істотны адваротны ўплыў.
АРГАНІЗМ I АСЯРОДДЗЕ
128
Дзеянне біятычных фактараў прынцыпова іншае, паколькі арганізмы ўплываюць адзін на аднаго. Напрыклад, драпежнік вылучаецца шэрагам прыстасаванняў, якія даюць яму магчымасць хутка і эфектыўна лавіць ахвяру. Але і ахвяра мае шматлікія прыстасаванні, што дапамагаюць ёй пазбегнуць злову. У дадзеным выпадку адбываецца сумесная эвалюцыя
(каэвалюцыя) арганізмаў розных відаў, якія жывуць у пэўных умовах асяроддзя.
Такім чынам, на ўсе жывыя арганізмы ўздзейнічаюць разнастайныя паводде прыроды інтэнсіўнасці і перыядычнасці фактары асяроддзя. Яны жывуць толькі ў тых асяроддзях, да якіх змаглі прыстасавацца ў працэсе эвалюцыі.
01. На якія групы падраздзяляюцца экалагічныя фактары? У чым выяўляецца ўздзеянне кожнай з гэтых груп? 2. Чым тлумачыцца вылучэнне антрапагенных фактараў у асобную групу? 3. Прывядзіце прыклады антрапагенных фактараў, якія паводле ўздзеяння блізкія да прыродных біятычных фактараў. 4. Якая характэрная асаблівасць дзеяння біятычных фактараў? 5. Прывядзіце прыклады адаптацый у раслін і жывёл. Прыстасаваннямі да якіх фактараў яны з’яўляюцца?
30. Заканамернасці ўздзеяння фактараў асяроддзя на арганізм
Рэакцыя арганізмаў на ўплыў абіятычных фактараў. Уздзеянне фактараў асяроддзя на жывы арганізм даволі разнастайнае. Адны фактары аказваюць моцны ўплыў, другія дзейнічаюць слабей; адны ўплываюць на ўсе бакі жыцця, іншыя — на пэўны жыццёвы працэс. Тым не менш у характары іх уздзеяння на арганізм і ў рэакцыях жывых істот у адказ можна выявіць шэраг агульных заканамернасцей, якія ўкладваюцца ў нейкую агульную схему дзеяння фактараў асяроддзя на жыццядзейнасць арганізма.
На малюнку 74 па восі абсцыс адкладзена інтэнсіўнасць (ці «доза») фактару (напрыклад, тэмпература, асветленасць, pH ці вільготнасць глебы, канцэнтрацыя солей у глебавым растворы і г. д.), а па восі ардынат — рэакцыя арганізма на ўздзеянне экалагічнага фактару ў яго колькасным выражэнні (напрыклад, хуткасць росту, інтэнсіўнасць фотасінтэзу ці дыхання, прадукцыйнасць і г. д.), г. зн. ступень спрыяльнасці фактару. Пры дзеянні практычна любога фактару на арганізм (напрыклад, тэмпературы на хуткасць росту раслін) атрымліваецца
Заканамернасці ўздзеяння фактараў асяроддзя на арганізм
129
купалападобная крывая: па меры павелічэння тэмпературы да нейкай велічыні хуткасць росту раслін узрастае, дасягаючы максімальнага значэння, a затым зніжаецца (мал. 75).
Дыяпазон дзеяння экалагічнага фактару абмежаваны двума парогавымі пунктамі, што адпавядаюць яго мінімальнай і максімальнай велічыням, за межамі якіх арганізмы гінуць. Гэтыя пункты называюцца ніжняй і верхняй межамі трываласці (талерантнасці) жывых арганізмаў у адносінах да канкрэтнага фактару асяроддзя.
Пункт на восі абсцыс, які адпавядае найлепшым паказчыкам жыццядзейнасці арганізма, называецца аптымальным ці оптымумам. Для большасці арганізмаў вызначыць аптымальнае значэнне фактару з дастатковай дакладнасцю бывае цяжка, таму прынята гаварыць пра зону оптымуму. Справа і злева ад яе знаходзіцца вобласць тэмператур, пры якіх расліны растуць даволі добра. Таму яна называецца зонай нармальнай жыццядзейнасці. Крайнія ўчасткі крывой, якія выражаюць стан прыгнечання арганізма пры недахопе (злева) ці лішку (справа) фактару, называюць зонамі (абласцямі) песімуму ці стрэсу.
Падобная заканамернасць рэакцыі арганізмаў на ўздзеянне экалагічных фактараў дае магчымасць разглядаць яе як фундаментальны біялагічны прынцып: для кожнага віду раслін і
жывёл існуе оптымум, зона нармальнай жыццядзейнасці, песімум і межы трываласці ў адносінах да кожнага фактару асяродцзя.
Розныя віды жывых арганізмаў прыметна адрозніваюцца адзін ад аднаго як паводле становішча оптыму
Мал. 74. Дзеянне фактараў асяроддзя на жыццядзейнасць арганізмаў: 1,3 — зоны прыгнятання (песімум); 2 — зона нармальнай жыццядзейнасці
Оптымум
10 20 30 40 t,°c
Мал. 75. Залежнасць хуткасці росту расліны ад тэмпературы
5. Зак. 345.
АРГАНІЗМ I АСЯРОДДЗЕ
130
му, так і паводле меж трываласці. Напрыклад, пясцы ў тундры могуць пераносіць ваганні тэмпературы паветра ў дыяпазоне каля 80 °C (ад +30 да — +55 °C). Наадварот, некаторыя рачкі з трапічных мораў вытрымліваюць змяненні тэмпературы вады ў інтэрвале не больш за 6 °C (ад +23 да +29 °C). Адны лугавыя травы аддаюць перавагу глебе з вузкім дыяпазонам кіслотнасці pH = 3,5 — 4,5 (напрыклад, верас звычайны, шчаўе малое — яны служаць індыкатарамі кіслых глеб), другія добра растуць пры шырокім дыяпазоне pH (напрыклад, сасна звычайная). У сувязі з гэтым арганізмы, для існавання якіх неабходны строга вызначаныя, адносна пастаянныя ўмовы асяроддзя, называюцца стэнабіёнтнымі (грэч. stenos — вузкі, Ыдп — які жыве), а тыя, якія жывуць у шырокім дыяпазоне зменлівасці ўмоў асяроддзя, — эўрыбіёнтнымі (грэч. eurys — шырокі, Ыдп) (мал. 76).
Арганізмы аднаго і таго ж віду могуць мець вузкую амплітуду ў ад
носінах да аднаго фактару і шырокую — да другога (напрыклад, прыстасаванасць некаторых відаў раслін да шырокага дыяпазону асветленасці і вузкага дыяпазону кіслотнасці глебы). Акрамя таго, адна і тая ж доза фактару можа быць аптымальнай для аднаго віду раслін ці жывёл, песімальнай для другога і выходзіць за межы трываласці для трэцяга.
Здольнасць арганізмаў прыстасоўвацца да пэўнага дыяпазону зменлівасці фактараў асяроддзя называецца экалагічнай пластычнасцю. Гэта асаблівасць з’яўляецца адной з важнейшых уласцівасцей усяго жывога: рэгулюючы сваю жыццядзейнасць у адпаведнасці са змяненнямі ўмоў асяроддзя, арганізмы набываюць магчымасць выжываць і пакідаць патомства. Значыць, эўрыбіёнтныя арганізмы з’яўляюцца экалагічна больш пластычнымі, вынослівымі, што садзейнічае іх шырокаму распаўсюджванню. Стэнабіёнтныя арганізмы, наадварот, адрозніваюцца слабай экала
Мал. 76. Экалагічная пластычнасць відаў
Заканамернасці ўздзеяння фактараў асяроддзя на арганізм
131
гічнай пластычнасцю і, як вынік, звычайна маюць абмежаваныя зоны распаўсюджвання.
Узаемадзеянне экалагічных фактараў. Лімітуючы фактар. Экалагічныя фактары ўздзейнічаюць на жывы арганізм сумесна і адначасова. Пры гэтым дзеянне аднаго фактару залежыць ад таго, з якой сілай і ў якім спалучэнні дзейнічаюць у гэты ж час іншыя фактары. Гэта заканамернасць атрымала назву ўзаемадзеяння фактараў. Напрыклад, спякота ці мароз лягчэй пераносяцца людзьмі пры сухім, а не пры вільготным паветры. Хуткасць выпарвання вады лісцем раслін —транспірацыя — значна вышэйшая пры высокай тэмпературы паветра і ветры, чым у бязветранае халаднаватае надвор’е.
У некаторых выпадках недахоп аднаго фактару часткова кампенсуецца ўзмацненнем іншага. Напрыклад, адна і тая ж інтэнсіўнасць фотасінтэзу можа быць дасягнута павелічэннем асветленасці (пры нізкай канцэнтрацыі СО2) ці — пры слабай асветленасці — павышэннем канцэнтрацыі СО2. У Арктыцы працяглы светлавы дзень летам кампенсуе недахоп цяпла.
Разам з тым ніводзін з неабходных арганізму экалагічных фактараў не можа быць цалкам заменены іншым. Напрыклад, адсутнасць святла робіць жыццё раслін немагчымым, нягледзячы на самыя спрыяльныя спалучэнні іншых умоў. Вось чаму, калі значэнне
хаця б аднаго з жыццёва неабходных фактараў асяроддзя набліжаецца да парогавай велічыні ці выходзіць за яго межы (ніжэй за мінімум ці вышэй за максімум), то, нягледзячы на аптымальнае спалучэнне астатніх умоў, арганізму пагражае гібель. Такія фактары называюцца лімітуючымі ці абмежавальнымі.
*Паняцце аб лімітуючых фактарах было ўведзена ў 1840 г. нямецкім аграхімікам і фізіёлагам Ю. Л і б іха м. Ен вывучаў уплыў хімічных элементаў глебы на рост і развіццё раслін. На падставе атрыманых даных вучоны сфармуляваў прынцып: «Рэчывам, якое знаходзіцца ў мінімуме, кіруецца ўраджай і вызначаецца велічыня і ўстойлівасць апошняга ў часе». Гэты прынцып вядомы пад назвай правіла мінімуму Лібіха. У якасці ілюстрацыі гэтага правіла часта паказваюць бочку, у якой дошкі, што ўтвараюць ба
АРГАНІЗМ I АСЯРОДДЗЕ
132
кавую паверхню, маюць розную вышыню (мал. 77). Даўжыня самай кароткай дошкі вызначае ўзровень, да якога можна напоўніць бочку вадой. Можна сказаць, што даўжыня гэтай дошкі — лімітуючы фактар для колькасці вады, якую можна наліць у бочку. Даўжыня іншых дошак ужо не мае значэння.
Растлумачым правіла мінімуму прыкладам. Няхай у глебе змяшчаюцца ўсе элементы мінеральнага жыўлення, неабходныя для дадзенага віду расліны, акрамя аднаго з іх, напрыклад калію. Рост раслін на такой глебе будзе моцна прыгнечаны ці ўвогуле немагчымы. Калі ж унесці ў глебу патрэбную колькасць калію, то гэта прывядзе да інтэнсіўнага росту раслін і павелічэння ўраджаю. Але калі мы будзем уносіць любыя іншыя рэчывы ў аптымальнай колькасці, а калій будзе адсутнічаць у глебе, то гэта не дасць ніякага эфекту.
У сучасным уяўленні правіла мінімуму гаворыць: набліжаючыся да свайго мінімальнага значэння, неабходнага для падтрымання жыццядзейнасці арганізма, экалагічны фактар становіцца лімітуючым, г. зн. абмяжоўвае магчымасці выжывання арганізма.
Лімітаваць жыццядзейнасць арганізма можа не толькі недахоп, але і лішак якоганебудзь фактару. Меркаванне аб лімітуючым уплыве максімальнага значэння фактару было
выказана ў 1914 г. амерыканскім заолагам В. Шэлфардам, які сфармуляваў закон талерантнасці (лац. tolerantia — цярпенне). Згодна з гэтым законам існаванне арганізма (віду) вызначаецца як недахопам, так і лішкам любога фактару, які мае ўзровень, блізкі да парогавага.
3 закону талерантнасці вынікае некалькі вывадаў, што маюць важнае значэнне для тлумачэння прычын распаўсюджвання і выжывання арганізмаў:
1)арганізмы могуць мець шырокі дыяпазон талерантнасці ў адносінах да аднаго экалагічнага фактару і нізкі ў дачыненні да другога;
КНІГІ ОНЛАЙН
