I dag, när barn börjar få miljöundervisning i grundskolan, och miljöfrågorna inte är de sista i media, är ekologi fortfarande en ung, komplex och mystisk vetenskap. Dess vetenskapliga bas är inte så stor, och komplexa modeller är invecklade. Ändå är kunskap och förståelse för de grundläggande lagarna inom detta område grunden för den moderna människans världsbild. Den här artikeln kommer att behandla en av ekologins huvudlagar - minimumlagen, formulerad långt innan själva vetenskapen bildades.
Till upptäcktens historia
Lagen om minimum formulerades 1840 av en framstående kemist, professor vid universitetet i Hessen (Tyskland) Eustace von Liebig. Denna vetenskapsman och enastående lärare är också känd för uppfinningen av Liebig-kylskåpet, som fortfarande används idag i kemiska laboratorier för fraktionerad separation av kemiska föreningar. Hans bok "Chemistry as applyed to agriculture" gav faktiskt upphov till vetenskapagrokemi, och för honom - titeln baron och två order av St. Anne. Liebig studerade växternas överlevnad och kemiska tillsatsers roll i dess ökning. Så han formulerade lagen om den minsta eller begränsande faktorn, vilket visade sig vara sant för alla biologiska system. Och inte bara för biologiska, vilket vi kommer att visa med exempel.
Lite teori
Inom ekologi är miljöfaktorer de som har någon effekt på kroppen. Fysiska och kemiska faktorer (abiotiska) är temperatur, luftfuktighet, ljus, tryck, miljöns pH och andra indikatorer på livlös natur. Alla former av påverkan och relationer mellan levande organismer är relaterade till biotiska faktorer. Detta är konkurrens om resurser, och närvaron av parasiter, och intraspecifik kamp för överlevnad. Dessutom finns det också antropogena faktorer - de villkor som skapas av människor och deras ekonomiska aktiviteter. De kan också vara biotiska och abiotiska. Miljöfaktorer är regelbundet periodiska och ändrar styrka i enlighet med förändringar av tid på dygnet, årstider eller tidvatten. I det här fallet är anpassningen av organismen ärftlig till sin natur, bildad under en ganska lång period. De kan vara oregelbundna, som stormar eller tornados. Och så sker en omfördelning av arternas mångfald.
Comfort zone
Oftast tolereras miljöfaktorer av organismer inom vissa gränser, som begränsas av tröskelindikatorer, bortom vilka hämningen av organismens vitala aktivitet sker. Detta ärkritiska punkter i tillvaron. Mellan dem finns toleranszoner (tolerans) och zonen för optimal (komfort) - området för faktorns gynnsamma inflytande. Minimi- och maximipunkterna för påverkan av miljöfaktorn bestämmer möjligheterna för organismens reaktion på en specifik faktor. Att gå bortom den optimala zonen kan leda till följande:
- eliminering av en art från ett specifikt område (till exempel förskjutning av populationsutbredning eller migrering av en art);
- förändring i fertilitet och dödlighet (till exempel med plötsliga förändringar i miljöförhållanden);
- till anpassning (anpassning) och uppkomsten av nya arter med nya fenotypiska och genetiska egenskaper.
Kärnan i lagen om minimum
Livet i ett biologiskt system, oavsett om det är en organism eller en population, beror på verkan av många faktorer av biotisk och abiotisk natur. Formuleringen av minimilagen kan variera, men kärnan förblir densamma: när någon faktor väsentligt avviker från normen, blir den den mest betydelsefulla för systemet och den mest kritiska för livet. Samtidigt kan olika indikatorer fungera som begränsande faktorer för kroppen under olika tidsperioder.
Alternativ är möjliga
Alla levande organismer lever och anpassar sig till ett komplex av miljöfaktorer. Och inverkan av faktorerna i detta komplex är alltid ojämlik. Faktorn kan vara ledande (mycket viktig) eller sekundär. Olika faktorer kommer att vara ledande för olika organismer, och under olika perioder av en organisms liv förvissa miljöfaktorer kan vara de viktigaste. Dessutom kan samma faktorer vara begränsande för vissa organismer och inte begränsande för andra. Till exempel är solljus för växter ett nödvändigt element för fotosyntesprocesser. Men för svampar, jordsaprotrofer eller djuphavsdjur är det inte alls nödvändigt. Eller närvaron av syre i vattnet kommer att vara den begränsande faktorn, men dess närvaro i jorden kommer inte att göra det.
Användarvillkor
Lagen om minimum är begränsad i sin tillämpning av två underordnade principer:
- Lagen är tillämplig utan förtydligande endast på jämviktssystem, nämligen endast under förhållanden med ett stationärt tillstånd av systemet, när utbytet av energi och ämnen i systemet med miljön regleras av deras läckage.
- Den andra principen för att tillämpa minimilagen är relaterad till organismers och systems kompenserande förmåga. Under vissa förutsättningar kan den begränsande faktorn ersättas med en faktor som inte är begränsande, men som finns i tillräckligt eller högt innehåll. Detta kommer att leda till en förändring av behovet av ämnet som är tillgängligt i minimibeloppet.
Illustrativ illustration
Tunnan, uppkallad efter vetenskapsmannen, visar tydligt hur denna lag fungerar. I denna trasiga pipa är den begränsande faktorn höjden på plankorna. I enlighet med den ekologiska lagen om minimum måste reparationen börja med den minsta brädan. Det är hon som är den faktor som mest har gått bort från normala värden, optim alt för organismens överlevnad. Utaneliminerar effekten av denna faktor, är det ingen mening att fylla tunnan - andra faktorer har inte så betydande effekt vid en given tidpunkt.
Där det är tunt går det sönder där
Det är detta ordspråk som förmedlar kärnan i lagen om minimum inom ekologi och inte bara. Till exempel, inom jordbruket, beaktas indikatorer på innehållet av mineralämnen i jordar. Om jorden endast innehåller 20% fosfor från normen, kalcium - 50% och kalium -95%, måste gödselmedel som innehåller fosfor appliceras först. I det vilda är den begränsande faktorn för ett rådjur på sommaren mängden mat och på vintern snötäckets höjd. Eller för en tall som växer i en skuggig skog kommer den begränsande faktorn att vara lätt, på torr sandjord - vatten, och i ett sumpigt område - temperatur på sommaren.
Ännu ett sådant exempel, inte relaterat till ekologi. Om den högra försvararen i laget är den svagaste, så är det från hans flank som det är mest troligt att fienden slår igenom. Detta är sant i sport, i konst, i affärer. Ett betydande misstag för affärsmän är ofta underskattningen av skadan som orsakas av en svag anställd, även i sekundära positioner. Det är trots allt inte för inte som de säger att kvaliteten på ett företag bestäms av kvaliteten på dess sämsta anställda. Och styrkan hos en kedja beror alltid på dess svagaste länk.
