Кількісний діапазон фактора, найбільш сприятливий для життєдіяльності, називається екологічним оптимумом (лат. Optimus- найкращий). Значення фактора, що лежать в зоні гноблення, називаються екологіческімпессімумом (лат. Pessimum - найгірший). Мінімальна і максимальна значення фактора, яри яких нас-тупает загибель, називаються відповідно екологічним мінімумом і екологічним максимумом.
Будь-які види організмів, популяцій або спільнот приспособ-лени, наприклад, для існування в певному інтервалі температур.
Властивість організмів адаптуватися до існування в тому чи іншому діапазоні екологічного чинника називаються ється екологічною пластичністю.
Чим ширше діапазон екологічного чинника, в межах якого даний організм може жити, тим більше його екологи-чна пластичність. За ступенем пластичності виділяють два типи організмів: стенобіонтних (стеноекі) і Еврібіонтность (евріекі).
Стенобіонтних і Еврібіонтность організми розрізняються діапазоном екологічного чинника, в якому вони можуть жити.
Стенобіонтних (гр. Stenos- вузький, тісний), або узкопріспособленние, види здатні існувати лише при невеликих відхиленнях фактора від оптимального значення.
Еврібіонтность (гр. Eurys - широкий) називаються шірокопріспособленние організми, що витримують велику амплітуду коливань екологічного чинника.
Таким чином, Стенобіонти екологічно непластичною, т. Е. Маловиносліви, а Еврибіонти екологічно пластичні, т. Е. Болеевиносліви. До перших відносяться, наприклад, типові мешканці морів, які живуть в умовах високої солоності (камбала), і типові мешканці прісних вод (карась). Вони мають невисо-кою екологічною пластичністю. А ось трьохголкова колючка, може жити як в прісних, так і в солоних водах, т. Е. Характери-зуется високою пластичністю.
Організми, що живуть тривалий час у відносно стабільних умовах, втрачають екологічну пластичність, а ті, які були схильні до значних коливань фактора, стають більш витривалими до нього, т. Е. Збільшують екологічну пластичність.
Для позначення відношення організмів до конкретного фак-тору до його назви додають приставки: стіно і еврі-. Так, по відношенню до температури бувають стенотермні (Карл-ковая береза, бананове дерево) і евритермні (рослини помірного пояса) види; по відношенню до солоності - стеіогалнн-кие (карась, камбала) і евригалінні (колючка); по відношенню до світла - стенофотние (ялина) і евріфотние (шипшина) і т. д.
Стіна або Еврібіонтность проявляються, як правило, по відношенню до одного або трохи факторів. Так, Еврітермние рослина може бути стеногігробіонтним (невинослівость до коливань вологості), а стеногалінние риба виявляється Еврітермние і т. П. Еврибіонти зазвичай широко поширені. Багато найпростіші Еврибіонти (бактерії, гриби, водорості) є космополіт-тами. Стенобіонти мають обмежений ареал распростране-ня. Виборче відношення видів до факторів обумовлює і вибірковість їх до заселення тієї чи іншої території.
Історично, пристосовуючись до екологічних факторів, тварини, рослини, мікроорганізми розподіляються по різних середовищ, формуючи все різноманіття екосистем, що утворюють в підсумку біосферу Землі.
Подання про лімітують факторах ґрунтується на двох законах екології: законі мінімуму ізаконе толерантності.
Закон мінімуму. В середині минулого століття німецький хімік Ю. Лібіх (1840), вивчаючи вплив різноманітних живильник-них речовин на ріст рослин, виявив, що урожай, залежить не від тих елементів живлення, які потрібні у великих колі-чествах і присутні в достатку (наприклад, СО2 і Н2 О), а від тих, які, хоча і потрібні рослині в менших кількостях, але практично відсутні в грунті або недоступні (наприклад, фосфор, цинк, бор). Цю закономірність Лібіх сформулював так: «Зростання рослини залежить від того елемента живлення, которийпрісутствует в мінімальній кількості». Пізніше цей висновок став відомий як закон мінімуму Лібіха і був поширений також і на багато інших екологічні фактори. Обмежувати, або лімітувати розвиток організмів можуть і тепло, і світло, і вода, і кисень, і інші чинники, якщо їх значення відповідає екологічному мінімуму.
Закон мінімуму Лібіха в загальному вигляді можна сформу-лювати так: зростання і розвиток організмів залежать в пер-шу чергу від тих факторів природного середовища, зна-ня яких наближається до екологічної мінімуму.
Подальші дослідження показали, що закон мінімуму має два обмеження, які слід враховувати при практи-зації застосуванні.
Друге обмеження пов'язане з взаємодією кількох чинників. Іноді організм здатний замінити (хоча б частково) дефіцитний елемент іншим, хімічно близьким. Так, в місцях, де багато стронцію, в раковинах молюсків він може замінювати кальцій при нестачі останнього. Або, наприклад, потреба в цинку у деяких рослин знижується, якщо вони ростуть в тіні. Отже, низька концентрація цинку менше буде лімітувати зростання рослин в тіні, ніж на яскравому світлі. У цих випадках лимитирующее дію навіть недостатню кількість того чи іншого елемента може не проявлятися.
Закон толерантності (лат. Tolerantia - терпіння) був відкритий англійським біологом В. Шелфорд (1913), який звернув увагу на те, що обмежувати розвиток живих організмів можуть не тільки ті екологічні фактори, значення яких мінімальні, але і ті, які характеризуються екологічним максимумом . Надлишок тепла, світла, води і навіть поживних речовин може виявитися настільки ж згубним, як і їх недолік. Діапазон екологічного чинника між мінімумом і максиму-мом В. Шелфорд назвав межею толерантності.
Пізніше були проведені численні дослідження, кото-які дозволили встановити межі толерантності, т. Е. Можливого існування, для багатьох рослин і тварин. Закони Ю. Лібіха і В. Шелфорда допомогли зрозуміти багато явищ і розподіл організмів в природі.
Закон толерантності В. Шелфорда в загальному вигляді формулюється так; ріст і розвиток організмів завісятв першу чергу від тих факторів середовища, значеніякоторих наближаються до екологічному мінімумуілі екологічному максимуму.
Було встановлено наступне:
організми з широким діапазоном толерантності до всіх факторів широко поширені в природі і часто бувають космополітами. Наприклад, багато патогенні бактерії;
організми можуть мати широкий діапазон толерантності по відношенню до одного фактора і вузький діапазон щодо іншого. Наприклад, люди більш витривалі до відсутності їжі, ніж до відсутності води, т. Е. Межа толерантності щодо води більш вузький, ніж щодо їжі;
якщо умови по одному з екологічних факторів стають неоптимальними, то може змінитися і межа толерантності по іншим факторам. Наприклад, при нестачі азоту в грунті злаків потрібно набагато більше води;
спостерігаються в природі реальні межі толерантності менше, ніж потенційні можливості організму адаптуватися до даного фактору. Це пояснюється тим, що в природі користуватися оптимальними фізичними умовами середовища часто заважають біотичні відносини (конкуренція, відсутність запилювачів, хижаки) та інші взаємодії факторів. Будь-яка людина краще реалізує свої потенційні можливості в сприятливих умовах (збори спортсменів для спеціальних тренувань перед відповідальними змаганнями, наприклад). Потенційна екологічна пластич-ність організму, певна в ізольованих або лабораторних умовах, як правило, більше реалізованих можливостей в природних умовах. Відповідно розрізняють потенційну і реалізовану екологічні ніші;
екстремальні (стресові) значення одного з чинників ведуть до зниження межі толерантності по іншим факторам. Якщо в річку скидається підігріта вода, то риби та інші організми витрачають майже всю свою енергію на подолання цього стресу. Їм не вистачає енергії на добування їжі, захист від хижаків, розмноження, що призводить до поступового вимирання. Психологічний стрес також може викликати багато соматичні (гр. Soma - тіло) захворювання не тільки у людини, але і у деяких тварин (наприклад, у собак). При стресових значеннях фактора адаптації до нього стають все більш і більш «дорогими».
Якщо значення хоча б одного з екологічних факторів наближається до мінімуму або максимуму, існування і процвітання організму, популяції або спільноти стано-вится залежним саме від цього, лімітує життє-діяльність фактора.
Лімітуючим фактором називається будь-екологіч-кий фактор, що наближається до крайніх значень меж толерантності або перевищує їх. Такі сильно відхиляються від оптимуму фактори набувають першорядного значення в житті організмів і біологічних систем. Саме вони контролі-ють умови існування.
Лімітуючим чинником визначають і географічний ареал виду. Так, просування організмів на північ лімітується, як правило, недоліком тепла. Біотичні фактори також часто обмежують поширення тих чи інших організмів. Напри-заходів, завезений із Середземномор'я до Каліфорнії інжир не плодоносять там до тих пір, поки не здогадалися завезти туди і певний вид оси - єдиного запилювачі цієї рослини. Виявлення факторів, що лімітують дуже важливо в багатьох видах діяльності, особливо в сільському господарстві. Якщо цілеспрямовано впливати на лімітуючі умови, можна швидко і ефективно підвищувати врожайність рослин і продуктивність тварин. Так, при розведенні пшениці на кислих грунтах ніякі агрономи-етичні заходи не дадуть ефекту, якщо не застосовувати вапнякових-вання, яке знизить обмежує дію кислот.
Знання факторів, що лімітують дає ключ до управ-лення екосистемами. Однак в залежності від періодів життя організму і в різних ситуаціях в якості лімітують виступають різні чинники. Тому тільки вміле регулювання умов існування може дати ефективні результати управління.