Tolerancja organizmów na czynniki środowiskowe
* możliwość realizowania czynności życiowych organizmu zależy od jego wymagań życiowych i od warunków panujących w danym środowisku
* każdy organizm ma swoiste wymagania, zależne od gatunku, wieku, płci czy kondycji zdrowotnej
* dany organizm może mieć szeroki zakres tolerancji względem jednego czynnika a wąski względem drugiego (np. MORSZCZUK czy ŻARŁACZ BŁĘKITNY są jednocześnie stenohalinowe i eurytermiczne)
* wymagania życiowe zmieniają się wraz z wiekiem (np. młode świerki są cieniolubne a dojrzałe okazy są światłolubne)
* eurybionty – organizmy, które wykazują szeroką skalę ekologiczną wobec większości czynników środowiskowych (mniej podatne na działanie czynników ograniczających, dlatego większe jest ich rozprzestrzenienie na Ziemi)
* stenobionty – gatunki charakteryzujące się wąskim zakresem tolerancji (występują często na ograniczonych obszarach, mogą być nawet endemitami, występującymi w danym ekosystemie)
* synergizm – jednoczesne oddziaływanie kilku czynników, może zmieniać zakres tolerancji danego organizmu (np. trawy rosnące na glebach ubogich w azot są mało odporne na przesuszanie, zbyt duże stężenie jonów wodorowych na torfowisku ogranicza zdolność roślin do pobierania soli mineralnych i zaburza gospodarkę wodną)
* w pewnych sytuacjach możliwe jest kompensowanie niedoboru jednego czynnika dużą ilością innego (np. rozwój roślin wysokogórskich ograniczony jest niskimi temperaturami otoczenia, ale za to mają do dyspozycji dużo wody i światła)
TEMPERARURA
* organizmy eurytermiczne – mają szeroki zakres tolerancji, np. człowiek ŚWIATŁO
(jeszcze szerszy zakres mają np.: PUMA, ŻMIJA ZYGZAKOWATA, PAPROĆ
ORLICA)
* heliofity – rośliny światłolubne (KAKTUSY,
* organizmy stenotermiczne – mają wąski zakres tolerancji ( Trematomnus, AGAWY, KUKURYDZA, PROSO)
KORAL MADREPOROWY, ryby głębinowe, KERGULENA, ZAJĄC BIELAK, wiele
* skiofity – rośliny cieniolubne (większość
ssaków płetwonogich)
MSZAKÓW i PAPROTNIKÓW)
* organizmy politermiczne – występują głównie w strefach ciepłych (SŁONIE, MAŁPY Nowego Świata, GORYLE, PALMY KOKOSOWE, BANANY)
ZASOLENIE
CZŁOWIEK
* organizmy euryhalinowe – mają szeroki zakres tolerancji
* optimum termiczne (strefa komfortu termicznego) – najkorzystniejszy
- nieliczne rośliny (MORSZCZYN-BRUNATNICA występująca w
zakres temperatur (22-24°C)
Bałtyku i Morzu Północnym)
* strefa tolerowana
- nieliczne zwierzęta (CHEŁBIA, OMUŁEK, dwuśrodowiskowy
– poza wrażeniem chłodu lub gorąca dana osoba nie powinna odczuć żadnych WĘGORZ)
ograniczeń (spadek do 18°C lub podniesienie do 28°C)
* organizmy stenohalinowe – mają wąski zakres tolerancji
- dalszy spadek utrudni np. czytanie czy zapamiętywanie ale nie zagrozi
- formy tolerujące jedynie zasolenie oceanów (GŁOWONOGI,
podstawowym czynnościom życiowym (spadek do 10°C lub wzrost do 34°C) SZKARŁUPNIE, OSŁONICE, BEZCZASZKOWCE)
GATUNKI WSKAŹNIKOWE/BIOIDENTYFIKATORY
* zakres tolerancji ekologicznej człowieka na temperaturę (0-45°C)
– spadek do 0°C lub wzrost do 45°C po dłuższym czasie spowoduje wyziębienie * niektóre gatunki mające wąską skalę ekologiczną, albo przegrzanie, które doprowadzą do śmierci
pomocne w określaniu stanu środowiska
* minimum życiowe (dolna granica tolerancji czynnika) - 0°C
WILGOTNOŚĆ
- PROTISTY są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenia
* maksimum życiowe (górna granica tolerancji czynnika) - 45°C
atmosferyczne, m.in. związkami azotu, siarki
* temperatury letalne (następuje śmierć) – poniżej 0°C i powyżej 45°C
* hydrofity – mają największe wymagania, rośliny wodne
- największą wrażliwość wykazują gatunki krzaczkowate,
A
NTARKTYCZNA RYBA T
rematomnus bernacchi
zanurzone całkowicie albo z pływającymi liśćmi (GRĄŻEL
najmniejszą skorupiaste
* tolerancja ekologiczna wynosi około 4°C (-1,8 do +2°C)
ŻÓŁTY)
- analiza składu gatunkowego i stosunków ilościowych
* normalna temperatura wody w okolicach Antarktydy wynosi -1,8°C
* helofity – druga grupa o wysokich wymaganiach, rośliny porostów danego obszaru umożliwia szybkie określenie
* po podwyższeniu temperatury do 0°C ryby wykazują nadmierny poziom bagienne o korzeniu i nasadach pędów zanurzonych w
względnego stopnia skażenia środowiska
metabolizmu
wodzie, ale liściach wyniesionych ponad wodę (TATARAK)
* do analiz zanieczyszczeń wód wykorzystuje się m.in.
* w 2°C przestają się ruszać, ponieważ znajdują się w górnym pessimum
* higrofity – preferują siedliska wilgotne (MARSZANCJA, zielenice (PIERWOTEK, SKORUPIAK ROZWIELITKA) i
termicznym, w stanie szoku cieplnego
NIECIERPEK)
rośliny wyższe (PAŁKA WĄSKOLISTNA)
* temperatura 4-5°C powoduje śmierć w wyniku przegrzania
* mezofity – mają średnie wymagania (większość
* o dobrym bilansie tlenowym i braku zanieczyszczeń
GADY
okrytonasiennych)
informuje obecność gatunków ksenosapobicznych
* mają znaczne wymagania termiczne
* kserofity – zasiedlają siedliska suche
(PSTRĄG POTOKOWY)
* ŻÓŁW SŁONIOWY – minimum życiowe to 21°C
- sukulenty (gromadzą wodę na okres suszy, jak AGAWY,
* o małej zawartości tlenu i silnych
SKORUPIAKI
KAKTUSY)
zanieczyszczeniach zbiornika wodnego świadczy
* niewielki skorupiak z rodzaju Triops żyjący w Sudanie jest rekordzistą
- sklerofity (silnie ograniczają transpirację w porze suchej, obecność licznych larw z rodziny OCHOTKOWATYCH i
* w porze suchej jego jaja zagrzebane są w wyschniętym mule o temperaturze jak WRZOS)
KLEJNOTEK
dochodzącej 80°C
* obniżenie temperatury do 50°C powoduje, że zarodki się nie rozwijają
OPTIMUM FIZJOLOGICZNE
WYNIKI
OPTIMUM
SIEDLISKOWE/EKOLOGICZNE
* wymagania danego gatunku w
* są skutkiem konkurencji międzygatunkowej
warunkach laboratoryjnych
* w naszych warunkach klimatycznych na średnio zasobnych * wymagania danego gatunku w
* np. SOSNA ZWYCZAJNA ma według
glebach sosna jest wypierana przez różne gatunki drzew warunkach naturalnych
badań laboratoryjnych najlepiej czujel iściastych (BUK, DĄB)
* SOSNA ZWYCZAJNA rośnie
się warunkach o średniej wilgotności- ich skala ekologiczna jest węższa, ale w okolicach optimum zazwyczaj na suchych piaskach lub na wykazują większą sprawność adaptacyjną
nieco zabagnionych glebach
* sośnie pozostają więc siedliska, które zasadniczo są
torfowiskowych (czyli ma dwa
niedostępne dla większości drzew liściastych (tam osiąga
optimum ekologiczne)
optimum ekologiczne)
* dzisiejsza dominacja sosny w lasach polskich jest
wynikiem sztucznego nasadzania przez służby leśne
ZASADA TOLERANCJI EKOLOGICZNEJ/ZASADA TOLERANCJI SHELFORDA
* Joachim Liebig – prowadził badania nad oddziaływaniem czynników środowiska na organizmy
- badał wpływ różnych pierwiastków na organizmy
- odkrył, że nawet niedobór jednego pierwiastka hamował wzrost i czynności życiowe
- sformułował prawo minimum
* prawo minimum – każdy czynnik, którego jest najmniej (czyli to minimum) działa ograniczająco na dany organizm
* przykładów ograniczającego działania niedoboru różnych czynników jest wiele:
- ziemniaki trzymane w ciepłych piwnicach kiełkują wiosną bez dostępu światła (ich wzrost jest jednak ograniczony, łodygi są wiotkie i nie ma w nich chlorofilu – jest to skutek etiolacji, czyli niedoboru światła)
- zmniejszenie zawartości tlenu w powietrzu do około 17% wywołuje u większości ludzi problemy z oddychaniem i zmniejsza ich odporność fizyczną
- jesienne obniżenie temperatury zmusza wszystkie płazy i gady do ograniczenia aktywności życiowej i przejścia w stan letargu zimowego
* wpływ nadmiaru czynników środowiskowych (CO2, O2, zasolenie, temperatura, wilgotność) również działa ograniczająco na czynności życiowe organizmów
- kiełki ziemniaków trzymanych w piwnicy oświetlamy bardzo silnym światłem, powoduje to uszkodzenia aparatu fotosyntetycznego i całe fragmenty liści zaczynają obumierać (zjawisko to nazywamy solaryzacją – nadmiar światła)
- człowiek przebywający w atmosferze czysto tlenowej również ma kłopoty z oddychaniem i może stracić przytomność (szczególnie przy podniesionym ciśnieniu)
* zasada tolerancji Shelforda – limitujący wpływ niedoboru i nadmiaru różnych czynników na organizmy
- V.E. Shelford wykazał to jako pierwszy na początku 20 wieku