Что понимают под биологическим оптимумом что такое ограничивающий фактор
Оптимум в биологии
Вы будете перенаправлены на Автор24
Биологический оптимум – это максимально благоприятное сочетание факторов окружающей среды, наилучшим способом содействующее развитию и жизнедеятельности организма.
Характеристика зоны оптимума
Оптимум создает лучшее сочетание всех факторов, которые влияют на организм. Как правило, такую реакцию организма изображают в виде графика или так называемой кривой жизнедеятельности, имеющей несколько зон и точек. Среди них выделяют кардинальные точки:
Что касается зон, выражающих оптимальное развитие фактора, то их называют:
Наконец, сущность состояния жизни организма отражает такая зона, как зона жизни.
Зона жизни – это спектр показателей фактора, при котором организм не умирает.
Лимитирующие факторы
Впервые на наличие и значение лимитирующих факторов, которые существуют в природе указал ученый Ю. Либих. Он описал законы минимума и выявил, что урожай или продукция организма зависит от того фактора, который имеет минимальное значение.
Готовые работы на аналогичную тему
Считается также, что фактор может быть лимитирующим, даже при нахождении в состоянии максимума. В связи с этим лимитирующими экологическими факторами следует называть те факторы, которые ограничивают развитие организма из – за собственного недостатка или в пределах конкретного избытка. Внутри созданного отрезка жизнеспособности и лежат пределы оптимальной зоны развития организма.
Стенобионтными называют такие виды, для нормального развития которых необходимы конкретные специфические и определенные условия окружающей среды. Эврибионтными называют те виды, которые могут обладать широкой степенью приспособленности к различным особенностям экологической обстановки.
Таким образом, создание зоны оптимума для организмов зависит от многих факторов. Они имеют абиотический и биотический характер или зависят от деятельности живых организмов, а также от состояния окружающей среды.
Воздействие факторов среды на организм. Ограничивающий фактор
Вопрос 1. Что называют узким и широким диапазоном выносливости организмов?
В естественных условиях «чистого» влияния отдельных факторов не бывает: организм всегда подвержен воздействию сложного их комплекса, в котором каждый из факторов выражен в разной степени относительно своего оптимального значения. Сочетание всех факторов в их оптимальном выражении — явление, в природе практически невозможное.
Для характеристики действия факторов внешней среды на животных и растения существенно, что по отношению к одним факторам организм обладает широким диапазоном выносливости, т.е. выдерживает значительные отклонения интенсивности фактора от оптимальной величины. К другим факторам организмы приспособлены только в узком диапазоне их колебаний и выдерживаю лишь небольшие отклонения от оптимума.
Вопрос 3. Что такое сумма эффективных температур?
Под эффективной температурой понимают разницу между температурой среди и температурным порогом развития. Сумма эффективных температур рассчитывается по формуле:
Вопрос 4. Поясните, каким образом может проявиться ограничивающее действие фактора среды.
Правило Либиха.
Фактор, находящийся в недостатке или избытке по сравнению с оптимальной величиной, называют ограничивающим, поскольку он делает невозможным процветание вида в данных условиях. Например, низкая концентрация кислорода в экваториальных водах делает их безжизненными, хотя по остальным факторам (освещенности, температуре, наличию микроэлементов) показатели удовлетворительны.
Воздействие факторов среды на организм. Ограничивающий фактор
Вопрос 1. Что называют узким и широким диапазоном выносливости организмов?
В естественных условиях «чистого» влияния отдельных факторов не бывает: организм всегда подвержен воздействию сложного их комплекса, в котором каждый из факторов выражен в разной степени относительно своего оптимального значения. Сочетание всех факторов в их оптимальном выражении — явление, в природе практически невозможное.
Для характеристики действия факторов внешней среды на животных и растения существенно, что по отношению к одним факторам организм обладает широким диапазоном выносливости, т.е. выдерживает значительные отклонения интенсивности фактора от оптимальной величины. К другим факторам организмы приспособлены только в узком диапазоне их колебаний и выдерживаю лишь небольшие отклонения от оптимума.
Вопрос 3. Что такое сумма эффективных температур?
Под эффективной температурой понимают разницу между температурой среди и температурным порогом развития. Сумма эффективных температур рассчитывается по формуле:
Вопрос 4. Поясните, каким образом может проявиться ограничивающее действие фактора среды.
Правило Либиха.
Фактор, находящийся в недостатке или избытке по сравнению с оптимальной величиной, называют ограничивающим, поскольку он делает невозможным процветание вида в данных условиях. Например, низкая концентрация кислорода в экваториальных водах делает их безжизненными, хотя по остальным факторам (освещенности, температуре, наличию микроэлементов) показатели удовлетворительны.
Взаимодействие факторов среды. Ограничивающий фактор.
Закон оптимума, экологическая валентность. ограничивающий фактор..
Просмотр содержимого документа
«Взаимодействие факторов среды. Ограничивающий фактор.»
Взаимодействие факторов среды. Ограничивающий фактор
Балдина Марина Николаевна
Экологические факторы среды оказывают на живые организмы различные воздействия, т.е. могут влиять как:
-сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.
Конкретный фактор среды может воздействовать на организм с той или иной интенсивностью.
Интенсивность действия факторов среды на организм:
2. Максимальная и минимальная (неблагоприятная) – торможение процесса роста, прекращение размножения, общее угнетение организма, гибель.
НИЖНИЙ ПР ЕДЕЛ ВЫНОСЛИВОСТИ
ВЕРХНИЙ ПРЕДЕЛ ВЫНОСЛИВОСТИ
Границы, за которыми существование организма невозможно
Он отражает то, как переносят живые организмы разную силу действия экологических факторов. Сила воздействия каждого из них постоянно меняется.
Закон оптимума выражается в том, что любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живые организмы.
любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно.
Рассмотрите график зависимости численности семиточечной божьей коровки
от температуры окружающей среды
Укажите следующие параметры:
Факторы, выходящие за границы максимума или минимума называются ОГРАНИЧИВАЮЩИМИ.
Организмы с большим диапазоном выносливости ко всем факторам среды распространены более широко.
Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора
гласит, что наиболее значим для организма тот фактор,
который более всего отклоняется от оптимального его значения .
Так, фактором (абиотическим), ограничивающим распространение оленей, является глубина снежного покрова.
Распространение бобовых в Арктике ограничивается (биотическим фактором) распределением опыляющих их шмелей. На острове Диксон, где нет шмелей, не встречаются и бобовые, хотя по температурным условиям существование там этих растений еще допустимо.
Представьте себе бочку, в которой деревянные рейки по бокам разной высоты, как это показано на рисунке. Понятно, какой бы высоты ни были остальные рейки, но налить воды в бочку вы сможете ровно столько, какова длина самой короткой рейки.
Остается только «подменить» некоторые термины: высота налитой воды пусть будет какой-либо биологической или экологической функцией (например, урожайностью), а высота реек будет указывать на степень отклонения дозы того или иного фактора от оптимума.
Взаимосвязано ли действие факторов на организм?
Изменение одного фактора среды (отклонение от оптимума) снижает пределы выносливости к другим факторам среды
Снижение азота в почве
Снижение засухоустойчивости злаков
Температурный порог развития
Минимальные и максимальные значения температуры, выход за пределы которых тормозит развитие организма.
Пример: для развития икры форели температурный порог развития – 0 ºC
Зависимость развития икры форели от температуры
Сумма эффективных температур = температура среды х число дней развития
Чему равна сумма эффективных температур для развития икры форели?
Сумма эффективных температур
Сумма эффективных температур
Ограничивающий фактор на практике
Понятие ограничивающего фактора имеет большое значение для практики сельского хозяйства
Кислотность почв – ограничивающий фактор для пшеницы (снижает урожай)
В почву необходимо внесение извести: пшеница лучше развивается
Многие факторы становятся ограничивающими в период размножения.
Пределы выносливости для семян, яиц, эмбрионов, личинок обычно уже, чем для взрослых растений и животных.
Крабы могут заходить в реки далеко вверх по течению, но их личинки в речной воде развиваться не могут – это и ограничивает пределы распространения вида.
Ареал промысловых птиц часто определяется влиянием климата на яйца или птенцов, а не на взрослых особей.
Совместное действие факторов среды.
Закон взаимодействия экологических факторов
оптимальная зона и пределы выносливости организмов по
отношению к какому-либо фактору могут смещаться в зависимости от того, в сочетании с какими другими факторами осуществляется воздействие .
Так, жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе; мороз хуже переносится в сочетании с ветреной погодой и т. п.
Данную закономерность учитывают в сельскохозяйственной практике для поддержания оптимальных условий жизнедеятельности культурных растений. Например, при угрозе заморозков на почве, которые случаются в средней полосе даже в мае, растения на ночь обильно поливают.
температура в сухой сауне до 110°- 125 0 С
при низкой влажности – всего 5-15 %,
На самой верхней ступеньке парной температура 45-65 °С, но влажность увеличивается до 40-65 %
Экологические факторы. Биологический оптимум. Оптимальные значения и пределы выносливости (границы терпимости факторов). Лимитирующие факторы. Эврибионты и стенобионты.
По своей природе экологические факторы делят, по крайней мере, на три группы:
Возможные типы комбинаций и отражают различные виды взаимоотношений:
Биологический оптимум, максимально благоприятная область действия экологического фактора, в которой вид имеет наибольшую жизненность;
Графически подобная реакция организма на изменение значений фактора изображается в виде кривой жизнедеятельности (экологической кривой), при анализе которой можно выделить некоторые точки и зоны:
Кардинальные точки:
Точки минимума и максимума — крайние значения фактора, при которых возможна жизнедеятельность организма
Точка оптимума — наиболее благоприятное значение фактора
Зоны:
Зона оптимума — ограничивает диапазон наиболее благоприятных значений фактора
Зоны пессимума (верхнего и нижнего) — диапазоны значений фактора, в которых организм испытывает сильное угнетение
Зона жизнедеятельности — диапазон значений фактора, в котором он активно проявляет свои жизненные функции
Зоны покоя (верхнего и нижнего) — крайне неблагоприятные значения фактора, при которых организм остаётся живым, но переходит в состояние покоя
Зона жизни — диапазон значений фактора, в котором организм остаётся живым
Впервые на значение лимитирующих факторов указал немецкий агрохимик Ю.Либих в середине XIX в. Он установил закон минимума: урожай (продукция) зависит от фактора, находящегося в минимуме. Если в почве полезные компоненты в целом представляют собой уравновешенную систему и только какое-то вещество, например фосфор, содержится в количествах, близких к минимуму, то это может снизить урожай. Но оказалось, что даже те же самые минеральные вещества, очень полезные при оптимальном содержании их в почве, снижают урожай, если они в избытке. Значит, факторы могут быть лимитирующими, находясь и в максимуме.
Таким образом, лимитирующими экологическими факторами следует называть такие факторы, которые ограничивают развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностью (оптимальным содержанием). Их иногда называют ограничивающими факторами.
Абиотические факторы. Фотопериодизм, пойкилотермные и гомойотермные животные, анабиоз, оцепенение, спячка. Охарактеризовать солнечный свет, температуру, влажность, соленость воды, барометрическое давление, состав атмосферного воздуха как абиотические факторы.
Пойкилотермные животные (от греч. poikílos — различный, переменчивый и thérme — тепло), холоднокровные животные с непостоянной температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды. К П. ж. относятся все беспозвоночные, а из позвоночных — рыбы, земноводные и пресмыкающиеся. Температура тела П. ж. обычно всего на 1—2 °С выше температуры окружающей среды или равна ей.
Гомойотермные животные(от греч. hómoios — сходный, одинаковый и thérmë— тепло), животные с постоянной, устойчивой температурой тела, почти не зависящей от температуры окружающей среды. К Г. ж. относятся птицы и млекопитающие.
Анабио́з (aна— нет, биос- жизнь «состояние мнимой смерти») — состояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.
Оцепенение— это состояние резко пониженной жизнедеятельности, наступающее у пойкилотермных животных как приспособление к переживанию неблагоприятных условий внеш. среды, особенно к недостатку тепла, влаги и пищи. При О. животное становится неподвижным, прекращает питаться; газообмен и др. физиол. процессы резко замедляются. Зимнее О. свойственно животным сев. и умеренных широт, в т. ч. мн. наземным и водным беспозвоночным, рыбам, земноводным, пресмыкающимся.
Спя́чка (зимняя — гибернация, летняя — эстивация) — период замедления жизненных процессов и метаболизма у гомойотермных животных в периоды малодоступности пищи, когда невозможно сохранять активность и высокий уровень метаболизма.