Tolerancja ekologiczna –zdolność przystosowania organizmów do zmian czynników abiotycznych (temperatura, wilgotność powietrza, natlenienie i zasolenie wód).Każdy organizm wykazuje określony zakres tolerancji względem danego czynnika. Zakres tolerancji ekologicznej – to przedział pomiędzy największą i najmniejszą wartością czynnika środowiska w których organizm funkcjonuje i żyje. Punkty kardynalne – minimum, optimum ,maximum. Punkt kardynalny – zwierzę nie przeżywa w danych warunkach środowiska: górny – temperatura wysoka, dolny –temperatura niska. Zakres tolerancji – może być: eurotermiczny –.szeroki np. człowiek, stenotermiczny –wąski ,oligotermiczny –zimnolubne np. ryba arktyczna, politermiczny – ciepłolubne – np. żółw słoniowy.Jest to klasyfikacja ze względu na temp. Stenotermiczność generatywna – występuje u ryb które żyją w danym zakresie temperatur. Prawo minimum Liebega – decydujące znaczenie ma ten czynnik, który znajduje się w ilości bliskiej minimum. Działa on ograniczająco na organizm bądź populację. Sformułowane w 1840 r przez niemieckiego chemika J.von Liebega .na roślinach które hodował zauważył że jeżeli roślinie dostarczy się optymalną ilość pierwiastków mineralnych z wyjątkiem jednego to ten pierwiastek będzie ograniczał jej wzrost a jego uzupełnienie spowoduje usunięcie czynnika limitującego. Zasada Shelforda – koncepcja mówiąca, że zarówno niedobór, jak i nadmiar różnych czynników wpływa na organizm ograniczająco. Prawo to określa możliwość rozwoju populacji. Możliwość bytowania organizmów określają dwie wartości, tzw. ekstrema działającego czynnika: minimum i maksimum. Zakres między minimum a maksimum nazywamy zakresem tolerancji. Ze względu na tolerancyjność wyróżniamy: Eurobionty – to gatunki (organizmy) cechujące się szeroką sferą tolerancji ekologicznej dla danego czynnika. Mogą żyć w różnych stężeniach danego czynnika. Stenobionty – gatunki ( organizmy) o wąskim zakresie tolerancji ekologicznej dla danego czynnika. Jego możliwości życiowe zamykają się w wąskich zakresach danego czynnika. Stenotermy –organizmy wymagające do przeżycia konkretnych wartości temperatur: oligotermiczne – występują w wąskim zakresie niskich temperatur ,politermiczne – występują w wąskim zakresie wysokich temperatur .Eurotermy – występują w szerokim zakresie temperatury otoczenia. Może występować także tolerancja na wymagania w stosunku do światła. Rośliny wtedy dzielimy na :Światłolubne: heliofity ,cieniolubne –skiofity, kompasowe – dla ochrony przed silnym światłem ustawiają blaszkę liściową płaską powierzchnią ku wschodowi i zachodowi (sałata kompasowa).Tolerancja ze względu na wodę: rośliny wodolubne – hydrofity, rośliny bagienne ,wilgociolubne –hygrofity , rośliny o średnim zapotrzebowaniu na wodę - mezofity , słonorośla – halofity , rośliny sucholubne – kserofity. Czynniki środowiskowe mogą oddziaływać w dwojaki sposób – niezależnie od tego ile ich jest w środowisku ,- przez natężenie i zmienność w jaki docierają do organizmu. Zasada Alleego - zasada ekologiczna sformułowana w roku 1931, według której zarówno przegęszczenie jak i niedogęszczenie populacji może działać na nią ograniczająco.
Twierdzenie ilustruje przykład wielkiego miasta: im większa jest liczba jego mieszkańców, tym większy jest poziom stresu (skutkujący zakłóceniami komunikacji społecznej, rosnącą liczbą aktów agresji i nerwic).
Reguły adaptacji związane z czynnikiem temperatury – Bergmana i Allena.
REGUŁA BERGMANA - stwierdza że rozmiary ciała zwierząt stałocieplnych żyjących w klimatach chłodnych są większe niż spokrewnionych z nimi zwierząt żyjących w klimatach cieplejszych
REGUŁA ALLENA - mówi o wyraźnej tendencji zmniejszania się wystających części ciała u zwierząt stałocieplnych w klimatach chłodniejszych. Temperatura jako czynnik ekologiczny - znaczenie dla organizmów.
ZNACZENIE TEMP. DLA ORGANIZMÓW ŻYWYCH stanowi czynnik ekologiczny warunkujący wszystkie procesy życiowe np. u roślin asymilacja, oddychanie, trenspiracja i wzrost, a u zwierząt metabolizm ma wpływ na aktywność enzymatyczna, zjawiska fizykodeniczne, itd
Zależność metabolizmu od temperatury - prawo Van't Hoffa
PRAWA VAN HOTFA
Przy podnoszeniu temp. do 10C następuje 2-3 krotne przyspeiszenie procesów
chemicznych. Zgodnie z poprawkami wprowadzonymi przez Arrcheniusa reguła ta jest
słuszna tylko przy podwyższeniu temp. w kierunku optymalnym dla danego organizmu,
natomiast zmniejsza się jej słuszność wtedy, gdy temp. dąży do minimum.
Reguluje rozmnażanie, aktywność, ruchowość, przeżywalność
Warunkuje strefowe występowanie roślin i zwierząt na zgodzie oraz stratyfikację w
zbiornikach wodnych
Wahanie temp. wywołuje dobowe i sezonowe zmiany liczebności czy aktywności roślin
i zwierząt.
Wpływ wysokich temperatur na organizmy 1) zaburzenia poziomu i aktywności hormonów
2) denaturacja protoplazmy oraz enzymów
3) spadek intensywności fotosyntezy i wzrist intensywności oddychania
4) straty wody w wyniku transpiracji roślin
transpiracja - wyparowywanie wody z rośliny powoduje więdnięcie
SPOSOBY ADAPTACJI ORGANIZMÓW DO WYSOKICH TEMP.
1) wzrost tempa transpiracji (przy dostatecznych zasobach wody)
2) redukcja powierzchni w stosunku do objętości
3) ograniczenie liczby aparatów szparkowych (kserotermiczne = kseros -suchy,
termiczny - gorący —z greckiego
4) pokrycie powierzchni rośliny (włoski lub powłoka woskowa)
5) ograniczenie zawartości wody w strukturach przetwarzalnikowych Biorąc pod uwagę związek między temp, otoczenia a temp. ciała możliwe jest wyróżnienie organizmów (jest to reguła tylko dla organizmów zwierzęcych)
HEMOTERMICZNE -stałocieplne poikilotermiczne -zmiennocieplne
HOMOTERMY - utrzymują stosunkowo stała temp. ciała, nawet wobec zmieniającej się temp. otoczenia, natomiast temp. ciała POIKILOTERMÓW zmienia się wraz ze zmiana temp. otoczenia.
ENDOTERMAMI -nazywamy takie organizmy które same wytwarzają ciepło do ogrzania ich ciała.
Wpływ niskich temperatur i sposoby adaptacji
SKUTKI DZIAŁANIA SKRAJNIE NISKICH TEMP. NA ORGANIZMY
1) niszczenie struktur protoplazmy przez tworzące się kryształki lodu
2) wzrost stężenia roztworów komórkowych (osmoza - przenikanie rozpuszczalnika przez błonę półprzepuszczalną)
3) zahamowanie syntezy chlorofilu , skrobii i innych metabolików
4) spadek intensywności fotosyntezy oraz oddychania w wyniku ograniczenia aktywności enzymów okrydoredukcyjnych (biorących udział w procesie oddychania i fotosyntezie)
5) denaturacja enzymatycznych białek
SPOSOBY ADAPTACJI ORGANIZMÓW DO NISKICH TEMP.
1) Ograniczenie zawartości wody w strukturach przetważalnikowych (nasiona, bulwy, jaja owadów)
2) wzrost zawartości substancji obniżających temp. zamarzania oraz wzrost koncentracji roztworów
3) roztwory soli powodują obniżenie temp. krzepnięcia
4) alkohol np. glikol też powoduje obniżenie temp. krzepnięcia
5) utrata części organów nadziemnych u roślin