Правило оптимума и

закон толерантности – выносливости В. Шелфорда

Правило оптимума: для каждого организма имеется диапазон наиболее благоприятного (оптимального) значения фактора. По обе стороны этого оптимума биологическая активность постепенно снижается, пока условия не станут такими, в которых организм вообще не сможет существовать (рис. 6).

Минимальный Градиент среды Максимальный

Рис. 6. Зависимость результата действия экологического фактора от его интенсивности или общий закон биологической стойкости (зависимость уровня биологической активности от изменения условий среды)

Например, существование жизни на Земле возможно в относительно узких температурных границах, при которых вода находится в жидкой фазе. Для многих организмов температура ниже точки замерзания и выше 50 ^оС летальна. Когда температура приближается к этим пределам, животные испытывают либо холод, либо жару и активность падает. В среде, где температура держится близко к этим пределам, животные встречаются редко. Они все более распространяются по мере того, как температура приближается к среднему значению, которое будет оптимумом для данного животного. Оптимальный для основной массы земных существ температурный интервал расположен примерно между +10 и +20 °С. Эта закономерность может быть перенесена на любой другой фактор.

В общем, взаимоотношения организма со средой можно представить на графике зависимости уровня биологической активности (измеряемой в любых выбранных единицах) от изменений условий среды (рис. 5).

Согласно закону толерантности В. Шелфорда – лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору. Все факторы, уровень которых приближается к пределу выносливости организма, называются лимитирующими.

Недостаточное или избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности особей. Благоприятная сила воздействия называется зоной оптимума экологического фактора или просто оптимумом для организма данного вида. Чем сильнее отклонение от оптимума, тем больше угнетает данный фактор жизнедеятельность организма – зона пессимума (или зона угнетения). Максимально и минимально переносимые значения фактора – это критические точки, за пределами которых существование уже невозможно, наступает смерть. Критические точки ограничивают степень выносливости (толерантности), называемую также экологической ( от лат. valentia – сила ) валентностью живых существ по отношению к конкретному фактору среды. Другими словами, экологическая валентность – это диапазон переносимого организмом внешнего фактора.

Смысл закона очевиден: образно говоря, плохо не докормить и перекормить, все хорошо в меру. Его применение необходимо при оценке успешности культивирования растений, выращивания сельскохозяйственных животных, оценке возможности акклиматизации диких видов и в др. случаях. Этот закон определяет и положение, по которому любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим среду. Так, избыток воды вреден даже в засушливых регионах, и вода может рассматриваться как обычный загрязнитель, хотя в оптимальных количествах она тут весьма полезна.