|
|
|||
|
БІОСИСТЕМИ. БІОСФЕРА
ЕКОСИСТЕМИ. ПОПУЛЯЦІЇ
ОРГАНІЗМИ У ДОВКІЛЛІ
ЛЮДСТВО ТА ЙОГО ДОЛЯ
|
|||
|
V-09. «Взаємодія факторів» і ніша за Хатчинсоном |
|||
V-09. «Взаємодія факторів» та ніша за Хатчинсоном
Як ми вже зазначали, екологічне середовище є єдиним цілим, і на будь-який організм одночасно діє вся сукупність факторів. Подібним чином, і реакція організму на середовище є єдиним цілим. Природно, у реакції організму можна назвати найважливіші та менш важливі складові. Наприклад, людина, що мерзне, значну частину своєї енергії витрачатиме на розігрів свого тіла (тремтітиме, інтенсивно рухатиметься, шукатиме тепле місце), а голодна людина прагнутиме добути їжу. Той із факторів, який на цей час виявиться найнесприятливішим, викличе найвиразнішу реакцію організму.
А якщо людина одночасно відчуває і холод, і нестачу їжі? Їй буде важче боротися з кожним із цих факторів! За наявності достатньої кількості висококалорійної їжі простіше протистояти холоду; змерзла людина набагато швидше знесилюється від голоду, ніж та, яка перебуває в комфортних температурних умовах. Отже, реакції організму на ці два чинники впливають одна на одну. Кажуть, що в цьому випадку спостерігається взаємодія двох факторів.
Зверніть увагу: у розглянутому прикладі йшлося не про взаємодію двох факторів у їхньому фізичному сенсі, а про взаємодію реакцій організму на їх вплив. На рівні мовних конструкцій ми ще раз підтверджуємо, що для екології важливі не фактори самі по собі, поза зв'язком з організмом, а їхня дія на ту істоту, з точки зору якої ми оцінюємо екологічне середовище.
Чи знаєте ви, що в сауні (фінській лазні) з сухим повітрям людина легко витримує суттєво вищу температуру, ніж у російській вологій лазні? Це пов'язано з тим, що в сухому повітрі відбувається охолодження поверхні шкіри, слизових оболонок дихальних шляхів та легень завдяки випаровуванню води з їхньої поверхні.
Характеризуючи силу морозу, можна використовувати його не лише значенням температури. Мороз характеризують жорсткістю, враховуючи при цьому і температуру, і вологість, силу вітру. Навіть не звертаючись до таких екстремальних прикладів, ми можемо переконатися у взаємодії таких факторів, як температура та вологість (рис. 5.9.1).
Рис. 5.9.1. Реакція легко одягненої людини на різні значення температури та вологості повітря у закритому приміщенні
Взаємодіяти можуть фактори дуже різні за своєю біологічною природою. У ботанічних садах у відкритому ґрунті часто ростуть рослини з інших кліматичних зон. Значить, місцевий клімат може підходити для чужоземних рослин! Однак у диких умовах ті самі види рослин прижитися не зможуть. Річ у тому, що в ботанічних садах садівники прополюють грядки, усуваючи конкурентів вирощених видів рослин. Отже, здатність протистояти конкурентам залежить від клімату!
Результат взаємодії факторів залежить від їхньої специфіки та механізмів пристосування до їх несприятливої дії (рис. 5.9.2), але все-таки одне загальне правило, що описує таку взаємодію, ми можемо назвати. Несприятливі значення одного фактора звужують діапазони толерантності до інших факторів.
Рис. 5.9.2. Вплив pH (кислотності) ґрунтового розчину на доступність для рослин різних елементів мінерального живлення
Реакції на взаємодіючі чинники можуть бути пов'язані в тому чи іншому фізіологічному балансі організму: водному, тепловому, енергетичному тощо.
Взаємодію чинників можна відобразити за допомогою поняття екологічної ніші за Хатчинсоном, запропонованого 1957 р. До цього часу поняття «екологічна ніша», введене у вжиток Дж. Гринеллом і Ч. Ельтоном, трактувалося як таке, що стосується екології угруповань. Американський еколог та гідробіолог Джордж Хатчінсон переосмислив його.
Логіка Хатчинсона була така: уявіть собі, що в якості першого кроку ми відкладаємо на лінійній осі діапазон толерантності виду, що цікавить нас, відповідний якомусь фактору. Другим кроком ми додаємо ще одну вісь, що відповідає якомусь іншому важливому для цього організму фактору, і відкладаємо на цій осі відповідний діапазон толерантності. Після того, як ми охарактеризували межі толерантності для двох факторів, додамо до них третій, четвертий… – стільки, скільки потрібно, щоб охарактеризувати основні запити цього виду.
В результаті описаних дій ми отримуємо гіпероб'єм (багатомірний обсяг) у просторі факторів, що включає такі їх значення, за яких можливе існування розглянутого виду. Назвемо його екологічною нішею за Хатчінсоном (рис. 5.9.3). Двовимірну нішу можна було б уявити як прямокутник на площині двох ознак, а тривимірну — як паралелепіпед. Але організм навряд чи зможе винести одночасну несприятливу дію всіх трьох факторів (випадок, що відповідає куту паралелепіпеда). Найсприятливіші умови для організму складаються десь усередині ніші, а несприятливі – по краях (рис. 5.9.4). Якщо фактори (точніше, реакції на них) взаємодіятимуть, дійсна форма ніші за Хатчинсоном буде іншою. Те, що несприятливе значення одного чинника звужує діапазон толерантності до інших факторів, виявляється у «округленні» кутів багатовимірної ніші.
Рис. 5.9.3. Екологічна ніша за Хатчинсоном, визначена за трьома факторами (температура, концентрація кисню та солоність) для омара
Рис. 5.9.4. Простір усередині ніші неоднорідний. Тут показано відмінність рівнів пристосованості для двовимірної екологічної ніші за Хатчинсоном