物种的耐受性范围

生命几乎在地球上的任何地方都能找到，但它在地球上的分布并不均匀。不同的物种分布在不同的地区；有些物种有重叠的范围，有些则没有。每个物种都有一套最适合生存和繁殖的环境条件。不足为奇的是，这些条件是最适合每个物种的。许多不同的物理、非生物因素影响着物种的生存环境，包括温度、湿度、土壤化学、pH值、盐度和氧气水平。

正如物种具有地理范围一样，它们也具有对非生物环境条件的耐受性范围。换句话说，他们可以忍受（或生存在）特定因素的一定范围内，但如果因素太多或太少，他们就无法生存。以温度为例，北极熊在低温下生存得很好，但在热带地区会因过热而死亡。

另一方面，长颈鹿在炎热的非洲大草原上生活得很好，但在北极很快就会冻死。这个例子指出了耐受性范围的一个重要方面——不同类型的生物体对同一因子有不同的耐受性范围。事实上，单个个体的耐受性范围可能会随着时间而改变；例如，某一种三文鱼的个体开始在淡水溪流中生活，然后迁移到开阔的海洋，然后回到它们的家乡溪流繁殖。鲑鱼能忍受旅途中所经过的各种水的盐度（含盐量）的巨大变化，还能经历水温的许多变化。

另一个重要的方面是所有生物体都有耐受性范围——微生物、真菌、植物和动物，包括人类。尽管人类科技使我们能够在更极端的环境中生活和工作，但人类仍然会冻死、中暑、溺水、窒息，以及死于接触酸性物质或缺乏淡水。我们的保护技术和我们对这些因素过多或过少的耐受性只能做到如此——超出耐受性范围，我们不能也不会生存。

生物学家经常对研究和理解不同物种对不同环境因素的耐受性范围感兴趣。如果你画一个图表来表示一个群体中有多少个体生活在任意给定因素范围内的哪个部分，你几乎总是得到一个钟形曲线。看看下面两条公差范围曲线。横轴可以是任何非生物因素（环境条件），但现在我们假设它是淡水湖泊中的氧气水平。如果你正在研究一种特殊的鱼类，比如说黑条顶鲦鱼（学名为Fundulus notatus），你可以到你发现顶鲦鱼的地方去测量每个湖泊的氧气含量，并计算每个湖泊中有多少顶鲦鱼。当你将数据绘制成图表时，它可能类似图1。这个图表告诉你，大多数的小鱼生活在氧气范围的中间；这是曲线的最高点。当你从中间移动到低氧水平（向左）或高氧水平（向右）时，曲线就不那么高了——生活在含氧量较低或较高的湖泊中的个体就更少了。如果氧气含量非常低或非常高，这就超出了物种的耐受性范围，而且这些湖泊中没有小型鱼类生存。

现在看一看图2，它代表了一种不同种类的鱼的氧耐受性范围曲线，在这个例子中是黑尾鲷（学名为Cyprinella venusta）。

图2告诉了我们关于黑尾鲷和鲦鱼的什么信息？黑尾鲷对氧气的耐受性范围比鲦鱼小得多。它只能在氧气含量较低的环境中生存和繁衍，所以你会认为它的地理范围会受到更大的限制；它不会像鲦鱼那样广泛分布，因为它在含氧量较低的死水池塘中表现不好。如果你仔细观察，你还会注意到，表示黑尾鲷的曲线的峰值比鲦鱼曲线的峰值靠右一点。这告诉我们，与鲦鱼相比，黑尾鲷在含氧量稍高的水中表现最佳。

图1和图2都是钟形曲线。这是绘制公差范围时得到的正态或典型曲线，有趣的是，这样的曲线说明了所谓的正态分布。在某种程度上，你可以说这是“金凤花姑娘曲线”——它显示了适合一个物种的环境：不太热，不太冷；不太咸，或者不够咸；不要太湿，也不要太干。这些对特定类型条件的偏好和需求极大地影响着物种在地球上的分布，当你考虑到多种非生物因素同时影响着任何特定的个体和物种时，情况就会变得相当复杂。