Astăzi, când copiii încep să primească educație ecologică în școala primară, iar problemele de mediu nu sunt ultimele în mass-media, ecologia este încă o știință tânără, complexă și misterioasă. Baza sa științifică nu este atât de mare, iar modelele complexe sunt complicate. Cu toate acestea, cunoașterea și înțelegerea legilor de bază în acest domeniu stă la baza viziunii asupra lumii a omului modern. Acest articol va lua în considerare una dintre principalele legi ale ecologiei - legea minimului, formulată cu mult înainte de formarea științei în sine.
La istoria descoperirii
Legea minimului a fost formulată în 1840 de un chimist remarcabil, profesor la Universitatea din Hesse (Germania) Eustace von Liebig. Acest om de știință și profesor remarcabil este cunoscut și pentru inventarea frigiderului Liebig, care este folosit și astăzi în laboratoarele chimice pentru separarea fracționată a compușilor chimici. Cartea sa „Chimia aplicată agriculturii” a dat naștere de fapt științeiagrochimie, iar lui - titlul de baron și două ordine ale Sfintei Ana. Liebig a studiat supraviețuirea plantelor și rolul aditivilor chimici în creșterea acesteia. Așa că a formulat legea factorului minim sau limitativ, care s-a dovedit a fi adevărată pentru toate sistemele biologice. Și nu numai pentru cele biologice, pe care le vom demonstra cu exemple.
Un pic de teorie
În ecologie, factorii de mediu sunt cei care au vreun efect asupra organismului. Factorii fizici și chimici (abiotici) sunt temperatura, umiditatea, lumina, presiunea, pH-ul mediului și alți indicatori ai naturii neînsuflețite. Toate formele de influență și relațiile dintre organismele vii sunt legate de factorii biotici. Aceasta este competiția pentru resurse și prezența paraziților și lupta intraspecifică pentru supraviețuire. În plus, există și factori antropici - condițiile create de oameni și activitățile lor economice. Ele pot fi, de asemenea, biotice și abiotice. Factorii de mediu sunt regulat-periodici, schimbându-și puterea în funcție de schimbarea orei din zi, a anotimpurilor anului sau a mareelor. În acest caz, adaptarea organismului este de natură ereditară, formată pe o perioadă destul de lungă. Ele pot fi neregulate, precum furtunile sau tornadele. Și apoi are loc o redistribuire a diversității speciilor.
Zonă de confort
De cele mai multe ori, factorii de mediu sunt tolerați de organisme în anumite limite, care sunt limitate de indicatori de prag, dincolo de care are loc inhibarea activității vitale a organismului. Aceasta estepuncte critice ale existenței. Între ele sunt zone de toleranță (toleranță) și zona de optim (confort) - intervalul de influență benefică a factorului. Punctele minime și maxime ale influenței factorului de mediu determină posibilitățile de reacție a organismului la un anumit factor. Depășirea zonei optime poate duce la următoarele:
- eliminarea unei specii dintr-o anumită zonă (de exemplu, schimbarea intervalului populației sau migrarea unei specii);
- schimbarea fertilităţii şi mortalităţii (de exemplu, cu schimbări bruşte ale condiţiilor de mediu);
- la adaptare (adaptare) și apariția de noi specii cu noi caracteristici fenotipice și genetice.
Esența legii minimului
Viața unui sistem biologic, fie el un organism sau o populație, depinde de acțiunea multor factori de natură biotică și abiotică. Formularea legii minimului poate varia, dar esența rămâne aceeași: atunci când orice factor se abate semnificativ de la normă, atunci devine cel mai semnificativ pentru sistem și cel mai critic pentru viață. În același timp, diverși indicatori pot acționa ca factori limitatori pentru organism în diferite perioade de timp.
Opțiuni sunt posibile
Toate organismele vii trăiesc și se adaptează la un complex de factori de mediu. Și impactul factorilor acestui complex este întotdeauna inegal. Factorul poate fi lider (foarte important) sau secundar. Diferiți factori vor conduce pentru diferite organisme și în diferite perioade ale vieții unui singur organismanumiți factori de mediu pot fi principalii. În plus, aceiași factori pot fi limitanți pentru unele organisme și nu limitative pentru altele. De exemplu, lumina soarelui pentru plante este un element necesar pentru procesele de fotosinteză. Dar pentru ciuperci, saprotrofe de sol sau animale de adâncime, nu este deloc necesar. Sau prezența oxigenului în apă va fi factorul limitator, dar prezența acestuia în sol nu va fi.
Termeni de utilizare
Legea minimului este limitată în aplicarea sa de două principii subsidiare:
- Legea se aplică fără clarificări numai sistemelor de echilibru, și anume numai în condițiile unei stări staționare a sistemului, când schimbul de energie și substanțe ale sistemului cu mediul este reglementat de scurgerea acestora.
- Al doilea principiu de aplicare a legii minimului este legat de capacitățile compensatorii ale organismelor și sistemelor. În anumite condiții, factorul limitator poate fi înlocuit cu un factor care nu este limitativ, dar este prezent în conținut suficient sau ridicat. Acest lucru va duce la o schimbare a nevoii de substanță care este disponibilă în cantitate minimă.
Ilustrație ilustrativă
Butoiul, numit după om de știință, arată clar funcționarea acestei legi. În acest butoi spart, factorul limitativ este înălțimea scândurilor. În conformitate cu legea ecologică a minimului, repararea acestuia trebuie să înceapă cu cea mai mică placă. Ea este factorul care s-a îndepărtat cel mai mult de valorile normale, optime pentru supraviețuirea organismului. Fărăeliminând impactul acestui factor, nu are sens să umpleți butoiul - alți factori nu au un efect atât de semnificativ la un moment dat.
Unde este subțire, acolo se sparge
Acest proverb este cel care transmite esența legii minimului în ecologie și nu numai. De exemplu, în agricultură sunt luați în considerare indicatorii conținutului de substanțe minerale din sol. Dacă solul conține doar 20% fosfor din normă, calciu - 50% și potasiu -95%, atunci trebuie aplicate mai întâi îngrășămintele care conțin fosfor. În sălbăticie, factorul limitativ pentru o căprioară vara este cantitatea de hrană, iar iarna, înălțimea stratului de zăpadă. Sau pentru un pin care crește într-o pădure umbrită, factorul limitativ va fi lumina, pe sol nisipos uscat - apă, iar într-o zonă mlaștină - temperatura vara.
Un alt astfel de exemplu, care nu are legătură cu ecologie. Dacă apărătorul drept din echipă este cel mai slab, atunci este cel mai probabil ca inamicul să pătrundă din flancul său. Acest lucru este valabil în sport, în artă, în afaceri. O greșeală semnificativă a oamenilor de afaceri este adesea subestimarea prejudiciului cauzat de un angajat slab, chiar și în poziții secundare. La urma urmei, nu degeaba se spune că calitatea unei companii este determinată de calitatea celor mai răi angajați ai săi. Iar rezistența unui lanț depinde întotdeauna de veriga lui cea mai slabă.
