Адаптация– эволюционно возникшее приспособление организмов к условиям среды.

Пути адаптаций:

• Активный - усиление сопротивляемости, развитие процессов, способных повысить устойчивость к неблагоприятным условиям (например, способность к терморегуляции).

• Пассивный – подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды (например, скрытая жизнь в виде анабиоза, спячки, диапаузы).

• Избегание неблагоприятных воздействий – выработка таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии развития организма завершаются в самые благоприятные по условиям периоды года.

Виды адаптаций:

• Морфологические – наличие особенностей строения, способствующих выживанию (обтекаемая форма тела у жителей водной среды)

• Физиологические – полезные для конкретных условий физиологические особенности (соответствие набора ферментов виду пищи)

• Поведенческие (этологические) - приспособительное поведение (построение жилищ, выслеживание добычи, брачные ритуалы и т.д.)

Характер влияния фактора на организм зависит от:

- природы экологического фактора,

- интенсивности воздействия,

- функционального состояния животного.

В природе невозможно найти животное или растение, которое могло бы переносить все условия, существующие на Земле. Каждый организм живет в относительно узком диапазоне температур, величин влажности, содержания кислорода и других параметров среды.

Для организма или определенной стадии его развития имеется диапазон наиболее благоприятного, оптимального значения фактора (правило оптимума).

Рассмотрим зависимость скорости роста растений от температуры при одинаковых прочих параметрах среды.

Эта зависимость будет иметь вид куполообразной кривой: по мере повышения температуры до некоторой величины скорость роста возрастает, достигая максимального значения, а затем снижается. Весь диапазон температур, при которых возможен рост, ограничен двумя пороговыми точками – минимальной и максимальной величиной температур, за пределами которых растения гибнут. Эти точки соответствуют нижнему и верхнему пределам выносливости. Диапазон температур, которым соответствует наибольшая скорость роста растений, называют зоной оптимума. Недостаток или избыток тепла одинаково снижают рост растений, эти диапазоны температур называют зонами пессимума (угнетения). Пороговые значения температур, вызывающие гибель растений, называют верхним и нижним пределом выносливости, а диапазон значений фактора между ними – экологической валентностью (синонимы термина – пластичность, толерантность).

Приведенная зависимость интенсивности жизнедеятельности организма от дозы воздействия наблюдается для различных экологических факторов.

Экологическая валентность – это способность организмов адаптироваться к тому или иному диапазону колебаний фактора среды.

Пределы выносливости различных организмов неодинаковы. Одни могут жить в широком диапазоне изменчивости условий среды, эти организмы называют эврибионтами (от греч. eurys – широкий). Для существования других организмов необходимы строго определенные, относительно постоянные условия внешней среды. Такие организмы называют стенобионтами (от stenos – узкий). В стабильных по свойствам средах обитания, например, в водной или почвенной, больше стенобионтов, в наземно-воздушной среде, которая является самой динамичной, больше шансов на выживание имеют эврибионты. Экологическая валентность у теплокровных животных обычно шире, чем у холоднокровных. Кроме того, адаптационные возможности организма зависят от его возраста: в то время как особи среднего возраста являются эврибионтами, на ранних и поздних стадиях онтогенеза у них возможно проявление стенобионтности.

Американский эколог Одум сформулировал в 1972 г. несколько положений в отношении экологической валентности (толерантности) организмов.

· Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий – в отношении другого.

· Организмы с широким диапазоном толерантности ко всем экологическим факторам обычно широко распространены.

· Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то диапазон толерантности может сузиться по отношению к другим экологическим факторам.

Фактор, величина которого оказывается близкой или выходит за пределы выносливости (ниже минимума или выше максимума), называется лимитирующим.

Закон лимитирующего фактора был сформулирован впервые в 1840 году Ю.Либихом: От вещества с минимальной концентрацией зависит рост растений, величина и устойчивость их урожайности.

Урожай зерна часто лимитируется не теми питательными веществами, которые требуются в больших количествах (углерод, кислород, водород и др.), так как эти вещества присутствуют в изобилии, а теми, которые необходимы в малых количествах и которых в почве недостаточно (микроэлементы).

Лимитирующим является действие также максимальной интенсивности фактора. Лимитирующим фактором процветания может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми определяет величину толерантности (выносливости) организма к данному фактору (закон толерантности Шелфорда)

Поэтому, если значение хотя бы одного из необходимых экологических факторов приближается или выходит за пределы пороговых величин, то, несмотря на оптимальное сочетание остальных условий, организмы находятся в угнетенном состоянии или им грозит гибель. Изменить ситуацию можно, лишь воздействуя на лимитирующий фактор.

Современная трактовка закона Либиха звучит так: