Понятие ограничивающего фактора

Что такое ограничивающий фактор

В живой природе некоторые организмы не обитают на конкретной территории только потому, что у них нет благоприятных условий для жизни и размножения. Такие препятствия создаются ограничивающими факторами.

Ограничивающие факторы бывают:

• биотические, которые связаны с жизненными циклами организмов и их межвидовым взаимодействием;
• абиотические, которые предполагают особое влияние физических и химических процессов, происходящих в пределах среды обитания конкретного вида живых организмов.

Биотические факторы предполагают охоту хищников на жертв, а также конкуренцию между хищниками за добычу. Абиотические предполагают неспособность организмов перенести показатели влажности, температуры, давления и прочего на определенной местности. 

Изучением лимитирующих показателей занимается экология.

Закон ограничивающего фактора

Наиболее значимый закон, который касается темы ограничивающих факторов, был открыт в 1840 году ученым Юстусом фон Либихом. Его еще называют Законом минимума Либиха. 

Он гласит, что самым важным для организма является тот фактор, который сильнее всех отходит от оптимальных показателей. Поэтому важно точно определять слабое место живого организма, особенно в процессе прогнозирования экологических характеристик среды.

Яркой демонстрацией Закона минимума выступает схематично изображенная «бочка Либиха». 

Источник: eam.su

Это демонстрирует наглядно, что при заполнении бочки жидкостью, она будет вытекать через самую низкую доску. В этом случае длина оставшихся досок не важна. 

Ограничивающие факторы могут меняться в течение жизни организма. Поэтому важно определить критический показатель в данный момент времени.

Закон минимума Либих советовал активно применять в сельском хозяйстве. Так, если в почве содержание азота 30% от нормы, а фосфора — 70%, то сначала нужно написать землю азотом, иначе растения будут плохо расти из-за его нехватки. Также стоит помнить, что живые организмы будут развиваться до тех пор, пока не будет полностью израсходован запас питательных веществ в почве.

Закон Либиха позже дополнил Виктор Шелфорд, который сформулировал Закон толерантности. 

Он гласит, что жизнедеятельность организмов ограничивается не только минимальными, но и максимальными факторами, которые в совокупности можно назвать лимитирующими. Промежуток между минимумом и максимумом ученый обозначил, как предел толерантности, или выносливости живого организма. 

Выразить описанные законы можно следующей схемой:

Источник: studref.com

Обозначенные законы позволили более точно понять биологические процессы в природе и причины существующего распределения живых организмов. Ученые сформулировали основные закономерности влияния экологических факторов:

1. Относительность влияния показателя на организм. Важно понимать, в совокупности с какими другими факторами действует выбранный и в каком количестве используется. Исключительно вредных или полезных показателей не бывает. Они действуют в совокупности.
2. Частичная заменяемость и полная незаменимость экологических факторов. Так, если какой-либо жизненно важный показатель отсутствует, заменить его возможности нет. Но если его значение снижено или завышено, его влияние можно компенсировать другими. 

Были также выявлены следующие закономерности:

• в природе существует большое количество организмов, у которых широкий диапазон выносливости, что делает их космополитами, к таковым относят бактерии;
• пределы выносливости изменяется по отношению к разным факторам, например, люди могут дольше жить без еды, чем без воды;
• если какой-то показатель выходит за границы оптимального значения, то это может стать причиной изменения диапазона толерантности в отношении других факторов;
• организмы могут приспосабливаться к различным факторам, но увидеть этот потенциальный диапазон выносливости невозможно из-за биотического взаимодействия;
• во время беременности, рождения потомства и заботы о нем значение толерантности уменьшается у самок и малышей, особенно в сравнении с особями мужского пола либо взрослыми особями своего пола;
• критические показатели какого-либо фактора становятся причиной уменьшения диапазона толерантности в отношении остальных факторов.

Некоторые организмы обладают способностью подстраиваться под условия жизни с теми или иными показателями. Это называется эко-пластичностью. Исходя из этой характеристики, выделяют такие два типа организмов:

• стенобиотные, т.е. такие, которые могут существовать только при небольших отклонениях от оптимальных значений среды;
• эврибиотные, т.е. приспособленные к значительным отклонениям от нормы факторов среды.

Примеры

В качестве примера того, как различные виды реагируют на изменения экологических показателей, а также, как действуют описанные закономерности, приведем следующие факты:

1. В брачный период и во время вывода потомства животные хуже переносят отклонения температуры к нижнему пределу. 
2. Форель может жить в воде, показатель кислорода которой в норме составляет 2 мг/л. Если это значение снижается до 1,6 мг/л, рыба гибнет. Таким образом, уровень кислорода в воде является ограничением для указанного вида. 
3. Если влажность воздуха низкая, животные лучше переносят высокую температуру воздуха.
4. Кислород, который необходим живым организмам, невозможно заменить дополнительной пищей. 
5. Теплолюбивые растения погибают при низких температурах, даже если почва насыщена всеми необходимыми питательными веществами.