Экологиялық факторлар. Экологиялық валенттілік |
Табиғи орта — ағзаға және оның мекен ететін орнына әсер етуші факторлар мен элементтер жинағы. Кез келген тірі ағза күрделі, үнемі өзгерістегі әлемде өмір сүреді, соның өзгерісіне сәйкес өз тіршілігін реттейді және оған үнемі бейімделеді. Тірі ағзалар ашық, жылжымалы жүйеде өмір сүргендіктен қоршаған ортаның энергия мен ақпарат ағысы тұрақты жүріп тұрады.
Біздің планетада тірі ағзалар негізінен төрт сфераны мекендейді, әр сфера ағзаға әсер етуші арнаулы факторлар мен элементтер жинағымен ерекшеленеді. Өмір алғаш рет суда пайда болған және таралған. Фотосинтез нәтижесінде, бос оттектің пайда болуынан тіршілік алғашында су, соңынан атмосфера мен «құрғаққа» шығып, ауаны игеріп, тіпті топыраққа да ауысқан.
Тірі ағзалар жайлаған Жер қабатының бөлігі — биосфера, ағзаларға әсер етуші белгілі биотикалық факторлары бар тағы бір ортаға айналды. Ағзалардың қоршаған орта факторларының әсеріне бейімделуін адаптация деп атайды. Тіршілік иелерінің ең маңызды қасиеттерінің бірі — адаптацияға бейімділігі. Тіршілік үшін эволюция үдерісінде пайдалы белгілерге ие болған, бейімделген ағзалар ғана тірі қалады.
Табиғи ортаның факторларына адаптация әр түрлі дәрежеде: жасуша, ұлпа, мүше, ағза, қауымдастық, қауымдас-түр, биоценотика және жаһандық, яғни тұтасынан биосфера дәрежесінде байқалады.
Әйтеуір жеке бір сатыда, тірі ағзаның дамуына тікелей әсер ету қабілеті бар тіршілік ортасының элементі — экологиялық фактор деп аталады. Барлық экологиялық факторлар шартты түрде биотикалық, абиотикалық және антропогендік болып бөлінеді.
Биотикалық факторлар — ағзаға өзін қоршаған басқа тіршілік иелерінен мүмкіндігінше түсетін әр түрлі әсерлер.
Биотикалық факторларға жататындар: фитогендік (өсімдіктер), зоогендік (жануарлар), микробиогендік (вирустар, жай бактериялар, риккетсиялар) және антропогендік (адам қызметінен). Әр ағза басқа тіршілік иелерінің тікелей немесе жанама әсерін үнемі сезінеді, өз түрімен және өсімдіктердің, жануарлардың, микроағзалардың басқа түрлерімен байланыста болады, оларға тәуелді және оларға әсер етеді. Мысалы, өсімдіктер фотосинез үдерісінде жануарлардың дем алуына қажет оттек бөлсе, жануарлар атмосфераны көмір қышқылымен қамтамасыз етеді, ал онсыз өсімдікте фотосинтез жүре алмайды. Биотикалық факторлардың әсері тікелей немесе жанама түрде қоршаған ортаны өзгертеді, мысалы бактериялардың әсерінен топырақ құрамы немесе орманның микроклиматы өзгереді. Органикалық қоршаған әлем — әрбір тіршілік иелері үшін мекен ортасының құрамдас бөлігі.
Ағзалардың жеке түрлерінің арасындағы өзара байланыс тұтасынан алғанда қауымдастықтың, биоценоздар мен биосфера тіршілігінің негізінде құрылған.
Абиотикалық факторлар — ағзаға әсер етуші барлық өлі табиғаттың элементтері (температура, жарық, ылғал, ауа, су, топырақ құрамдары, Жердің табиғи радиациясы, жер бедері және т.б.). Абиотикалық факторларға жататындар: климаттық -жарық, температура, ылғал, ауа қозғалысы, қысым; эдафогендік — топырақтың механикалық құрамы, ылғал сыйымдылығы, ауа өткізгіштігі, тығыздығы; орографикалық — рельеф, теңіз деңгейінен биіктігі, баурай экспозициясы; химиялық — ауаның газ құрамы, ортаның тұз құрамы, топырақ ерітіндісінің құрамы, концентрациясы мен қышқылдығы.
Абиотикалық факторлардың маңыздысы күннің сәулесі, фотосинтез үдерісі, өсімдіктер биомассасының құрылуы, тіпті Жер бетінде тіршіліктің болуы Күн сәулесіне тәуелді.
Су да маңызды абиотикалық фактор. Өсімдіктер мен жануарлардың қалыпты тіршілік етуі үшін судың қолданылуы мен булануы арасында үнемі теңдестік сақталуы қажет. Абиотикалық факторлардың химиялық компоненттерінің тірі ағзаларға әсері кейбір жеке факторлардың (температура, тұздылық, рН, газ құрамы және басқа) мүмкін болатын жоғары және төменгі ауытқу шекарасымен, яғни белгілі өмір сүру режимімен беріледі.
Антропогендік факторлар — адамның табиғатқа әсерінен туындайтын факторлар.
Адам қызметін табиғатқа тікелей немесе жанама әсер етуші ерекше күш ретінде қарау керек. Тікелей әсерге адамның жануарлар мен өсімдіктердің жеке түрлерін қолдануы, көбейтуі мен таратуын, сол сияқты тұтас биоценоздардың құрылуын жатқызуға болады.
Экологиялық факторлар уақыт және кеңістік бойынша өзгермелі болады. Көптеген экологиялық факторлар — ауа температурасы, ылғалдық, ауаның орын ауыстыру жылдамдығы -кеңістік бойынша да, уақыт бойынша да өзгермелі. Экологиялық факторлардың өзіндік сұрыптауларын А.С. Мончадский ұсынды (1962), оның түсінігі бойынша, ағзалардың сол немесе басқа орта факторларына бейімділік реакциясы осы факторлардың тұрақтылық дәрежесі. Бұл:
— Жер айналымының ырғақтылығы мен жыл мерзімінің ауысуына тәуелді біріншілік периодты факторлар (температура, жарық);
— біріншілік ырғақты факторлар салдарынан болатын екіншілік периодты факторлар (ылғал, жауын, өсімдік қорының динамикасы, судағы еріген газдардың мөлшері, тұраралық әрекеттесу);
— дұрыс ырғақтылығы жоқ ырғақсыз факторлар (эдафизикалық факторлар, әр түрлер арасындағы әрекеттесу, антропогендік әсер, топырақ қабатының факторлары).
Ортаның экологиялық факторлары тірі организмдердің әр түрлеріне әрқалай әсер етеді:
1) түршіктіргіштер физиологиялық және биохимиялық функциялар өзгерістерінің бейімделуін туындатушылар (мысалы, ауа температурасының жогарылауы сүтқоректілерде терінің бөлінуіне және дененің сууына әкеледі);
2) шектеушілер — бұл жагдай өмір сүруге болмайтынын көрсетеді (мысалы, құрғақ аудандарда ылғалдың жетіспеуі көптеген ағзалардың пайда болуына кедергі);
3) модификаторлар — организмдерде анатомиялық және морфологиялық өзгерістер туындатушылар (мысалы, кейбір елдердің индустриялық аудандарында қоршаган ортаны шаң-тозаң басуы қайың ағаштарында болатын қара көбелектердің түзілуіне әкеледі, ал ауылдық жерлерде олар өз түстерін сақтаған);
4) дабыл қағушылар — ортаның басқа факторларының өзгерісін айғақтаушылар.
Экологиялық факторлардың ағзаларға әсер ету сипатында ортақ заңдылықтар қатары байқалады.
Кейбір факторлардың неғүрлым көлемі кең болған сайын, оның тұрақтылығы жоғары болады және ол ағзаның толеранттылығы деп аталады.
Экологиялық факторлардың кейбірі ғана өмірде маңызды. Оларды лимитті немесе шектеуші факторлар деп атайды.
Концентрациясы минимум элемент өсімдік дамуының лимитті факторы болып табылады. Ол заңдылық Либихтің минимум заңымен анықталады. Либих химик-органик, агрохимияның негізін қалаушылардың бірі, өсімдіктердің минералдармен қоректену теориясын ұсынған ғалым. Дақылдар өнімі құрамында С02 және Н20 артық мөлшерде болатындығынан емес, өте аз мөлшерде қажет болатын элементтермен шектелуі (қалыпты өлшемімен). Мысалы: бор — өсімдік қорегі үшін қажет элемент, бірақ оның мөлшері топырақта өте аз болады. Егер бір өсімдікті бір жерде өсіре бергеннен оның қоры таусылса, басқа элементтер артығымен болғанның өзінде, өсімдік өсуін тоқтатады. Либих заңын қозғалыссыз жағдайда ғана қолдануға болады. Мұнда факторлардың өзара әрекеттесуін де есте ұстау қажет. Бір заттың жоғары концентрациясы мен жеткілікті мөлшері немесе басқа фактордың (минималды емес) әсері аз мөлшердегі элементтің тұтыну жылдамдығын өзгерте алады. Кейде ағза тапшы элементті (жартылай) басқа қолайлы және химиялық өзіне жақын элементпен алмастыруға қабілетті. Кейбір өсімдіктер жарықта өссе мырышқа мұқтаждығы аз болады, ал моллюскалар стронций мол жерде өмір сүрсе сыртқы қабығын түзгенде жартылай кальцийді алмастыра алады.
Бұл факторлардың болмауы немесе олардың мөлшерінің аумалы жоғары немесе төмен жағдайда болуы белгілі бір жеке түрдің ортаны игеруіне мүмкіндік бермейді. Бұл факторлардың табиғаты да әр түрлі болады. Мысалы, өсімдіктердің солтүстікке жайылып өсуін жылудың, ал оңтүстікте көптеп өсуін ылғалдың жетіспеушілігі шектейді. Шектеуші болып биотикалық факторлар да саналады, мысалы, кеңістікті күш жағынан теңсіздердің жайлауы немесе өсімдіктерді тозаңдатушылардың болмауы.
Осыған сәйкес әрбір экологиялық түр үшін экологиялық факторлардың оптимумы және шыдамдылық шегі болады. Түрдің өмір сүруі мен дамуына қолайлы экологиялық фактор мөлшері оптимум деп аталады.
Фактор мәнінің жетіспеушілігі де, сол сияқты шамадан тыс артық болуы да жеке түр тіршілігіне теріс әсерін береді. Оптимумнан ауытқу жоғарылаған сайын, сол фактордың ағзаға көрсететін қысымы да көбірек байқалады. Ағзалардың басынан өткізетін максимал және минимал факторларының мәні — бұл аумалы нүкте, одан әрі түр өмір сүре алмайды.
Фактордың оптимал мөлшерінен едәуір ауытқуына төзімді ағзалардың түрі кеңінен бейімделушілер немесе эврибионттар деп аталады.
Фактордың оптимал мөлшерінен сәл ғана ауытқуына төзімді ағзалар түрі тар бейімделушілер немесе стенобионттар деп аталады.
Аумалы нүктелер арасындағы төзімділік шегі экологиялық валенттілік деп аталады. Басқа сөзбен айтқанда, экологиялық валенттілік түрдің әр түрлі мекен ортасын игеру қабілетін сипаттайды.
