Nykyään, kun lapset alkavat saada ympäristökasvatusta peruskoulussa ja ympäristökysymykset eivät ole viimeisiä tiedotusvälineitä, ekologia on vielä nuori, monimutkainen ja salaperäinen tiede. Sen tieteellinen perusta ei ole niin suuri, ja monimutkaiset mallit ovat monimutkaisia. Siitä huolimatta tämän alan peruslakien tuntemus ja ymmärtäminen on nyky-ihmisen maailmankuvan perusta. Tässä artikkelissa tarkastellaan yhtä ekologian päälakeista - minimin lakia, joka on muotoiltu kauan ennen tieteen muodostumista.
Löytöhistoriaan
Minimilain muotoili vuonna 1840 erinomainen kemisti, Hessenin yliopiston (Saksa) professori Eustace von Liebig. Tämä tiedemies ja erinomainen opettaja tunnetaan myös Liebig-jääkaapin keksinnöstä, jota käytetään edelleen kemiallisissa laboratorioissa kemiallisten yhdisteiden fraktioerotukseen. Hänen kirjansa "Kemia sovellettuina maatalouteen" synnytti itse asiassa tieteenagrokemia, ja hänelle - paronin arvonimi ja kaksi Pyhän Annan ritarikuntaa. Liebig tutki kasvien selviytymistä ja kemiallisten lisäaineiden roolia sen lisääntymisessä. Joten hän muotoili minimi- tai rajoittavan tekijän lain, joka osoittautui todeksi kaikille biologisille järjestelmille. Eikä vain biologisille, jotka esittelemme esimerkein.
Hieman teoriaa
Ekologiassa ympäristötekijät ovat niitä, joilla on vaikutusta kehoon. Fysikaalisia ja kemiallisia tekijöitä (abioottisia) ovat lämpötila, kosteus, valo, paine, ympäristön pH ja muut elottoman luonnon indikaattorit. Kaikki elävien organismien väliset vaikutuksen muodot ja suhteet liittyvät bioottisiin tekijöihin. Tämä on kilpailua resursseista ja loisten läsnäolosta ja lajinsisäistä selviytymistaistelua. Lisäksi on olemassa myös ihmisperäisiä tekijöitä - ihmisten ja heidän taloudellisen toimintansa luomia olosuhteita. Ne voivat olla myös bioottisia ja abioottisia. Ympäristötekijät ovat säännöllisin väliajoin, ja niiden voimakkuus muuttuu vuorokaudenajan, vuodenaikojen tai vuoroveden vaihtelun mukaan. Tässä tapauksessa organismin sopeutuminen on luonteeltaan perinnöllistä, muodostunut melko pitkän ajanjakson aikana. Ne voivat olla epäsäännöllisiä, kuten myrskyjä tai tornadot. Ja sitten tapahtuu lajien monimuotoisuuden uudelleenjakautuminen.
mukavuusalue
Useimmiten organismit sietävät ympäristötekijöitä tietyissä rajoissa, joita rajoittavat kynnys-indikaattorit, joiden ylittyessä tapahtuu organismin elintärkeän toiminnan estymistä. Tämä onolemassaolon kriittisiä kohtia. Niiden välissä ovat toleranssivyöhykkeet (toleranssi) ja optimialue (mukavuus) - tekijän hyödyllisen vaikutuksen alue. Ympäristötekijän vaikutuksen minimi- ja maksimipisteet määräävät organismin reaktion mahdollisuudet tiettyyn tekijään. Optimaalisen alueen ylittäminen voi johtaa seuraaviin:
- lajin poistaminen tietystä levinneisyysalueesta (esimerkiksi populaatioalueen siirtäminen tai lajin muuttaminen);
- hedelmällisyyden ja kuolleisuuden muutos (esimerkiksi ympäristöolosuhteiden äkillisten muutosten myötä);
- sopeutumiseen (sopeutumiseen) ja uusien lajien syntymiseen, joilla on uusia fenotyyppisiä ja geneettisiä ominaisuuksia.
Minimilain lain ydin
Biologisen järjestelmän, olipa kyseessä organismi tai populaatio, elämä riippuu monien bioottisten ja abioottisten tekijöiden vaikutuksesta. Vähimmäislain sanamuoto voi vaihdella, mutta olemus pysyy samana: kun mikä tahansa tekijä poikkeaa merkittävästi normista, siitä tulee järjestelmän kann alta merkittävin ja elämän kann alta kriittisin. Samalla erilaiset indikaattorit voivat toimia kehoa rajoittavina tekijöinä eri ajanjaksoina.
Vaihtoehdot ovat mahdollisia
Kaikki elävät organismit elävät ja sopeutuvat moniin ympäristötekijöihin. Ja tämän kompleksin tekijöiden vaikutus on aina epätasainen. Tekijä voi olla johtava (erittäin tärkeä) tai toissijainen. Eri tekijät johtavat eri organismeihin ja yhden organismin eri elämänjaksoissatietyt ympäristötekijät voivat olla tärkeimpiä. Lisäksi samat tekijät voivat olla rajoittavia joillekin organismeille ja eivät rajoittaa toisille. Esimerkiksi auringonvalo kasveille on välttämätön elementti fotosynteesiprosesseissa. Mutta sienille, maaperän saprotrofeille tai syvänmeren eläimille se ei ole ollenkaan välttämätöntä. Tai hapen läsnäolo vedessä on rajoittava tekijä, mutta sen läsnäolo maaperässä ei.
Käyttöehdot
Vähimmäislain soveltamista rajoittaa kaksi toissijaista periaatetta:
- Lakia sovelletaan selventämättä vain tasapainojärjestelmiin, nimittäin vain järjestelmän stationaaritilan olosuhteissa, jolloin järjestelmän energian ja aineiden vaihtoa ympäristön kanssa säätelee niiden vuotaminen.
- Toinen vähimmäislain soveltamisen periaate liittyy organismien ja järjestelmien kompensaatiokykyyn. Tietyissä olosuhteissa rajoittava tekijä voidaan korvata tekijällä, joka ei ole rajoittava, mutta joka on läsnä riittävänä tai suurena pitoisuutena. Tämä johtaa muutokseen vähimmäismääränä saatavilla olevan aineen tarpeessa.
Havainnollistava kuva
Tieteilijan mukaan nimetty piippu osoittaa selvästi tämän lain toiminnan. Tässä rikkinäisessä tynnyrissä rajoittava tekijä on lankojen korkeus. Ekologisen minimilain mukaan sen korjaaminen on aloitettava pienimmästä levystä. Hän on se tekijä, joka on eniten siirtynyt pois normaaliarvoista, elimistön selviytymisen kann alta optimaalisista arvoista. Ilmankun tämän tekijän vaikutus eliminoidaan, tynnyrin täyttäminen ei ole järkevää - muilla tekijöillä ei ole niin merkittävää vaikutusta tiettynä aikana.
Missä se on ohut, siellä se katkeaa
Tämä sananlasku välittää ekologian minimilain olemuksen, ei vain. Esimerkiksi maataloudessa otetaan huomioon maaperän kivennäisainepitoisuuden indikaattorit. Jos maaperä sisältää vain 20% fosforia normaalista, kalsiumia - 50% ja kaliumia -95%, on ensin levitettävä fosforia sisältävät lannoitteet. Luonnossa peuraa rajoittava tekijä kesällä on ravinnon määrä ja talvella lumipeiteen korkeus. Tai varjoisessa metsässä kasvavalle männylle rajoittava tekijä on valo, kuivalla hiekkamaalla - vesi ja soisella alueella - lämpötila kesällä.
Toinen esimerkki, joka ei liity ekologiaan. Jos joukkueen oikea puolustaja on heikoin, niin vihollinen murtautuu todennäköisimmin hänen kyljestään. Tämä pätee urheilussa, taiteessa ja liiketoiminnassa. Liikemiesten merkittävä virhe on usein heikon työntekijän aiheuttamien haittojen aliarvioiminen myös sivutehtävissä. Eihän turhaan sanota, että yrityksen laadun määrää sen huonoimpien työntekijöiden laatu. Ja ketjun vahvuus riippuu aina sen heikoimmasta lenkestä.
