Shelfordin suvaitsevaisuuslaki muotoiltiin vuonna 1913. Hänestä tuli ekologian tärkein laki. Tarkastellaan tarkemmin sen olemusta ja anna konkreettisia esimerkkejä.
Formulaatiot ja termit
Tällä hetkellä käytössä on seuraava tulkinta: ekosysteemin tai ekologisen lajin olemassaololle on ominaista rajoittavat tekijät, jotka ovat sekä minimissä että maksimissa.
Toleranssi on organismin tai ekosysteemin kykyä kestää jonkin ympäristötekijän haitallisia vaikutuksia.
Shelfordin toleranssilaki laajentaa merkittävästi Liebigin minimilain mahdollisuuksia.
Ominaisuudet
Tarkasteltavana olevan lain vallankumouksellinen luonne piilee siinä, että yksittäisen tekijän (ravinto, valo, vesi) vähäinen vaikutus ei vaikuta negatiivisesti kehoon. Shelford pystyi todistamaan, että myös yksittäisen tekijän ylivoima on haitallista. Hän onnistui saamaan sen selville ekologisestajärjestelmässä, organismi voi olla olemassa vain toleranssin sisällä - minimistä maksimiin.
Jos tekijä laskee indikaattorin alle minimin, ruumista uhkaa kuolema (Liebigin laki). Toleranssin laki selittää, että jopa enimmäismäärillä se myös kuolee.
Ensimmäinen esimerkki
Mieti krokotiilien elinoloja. He tarvitsevat vettä selviytyäkseen. Sen puuttuminen tai tilavuuden väheneminen johtaa kuolemaan. Liiallinen vesi vaikuttaa myös negatiivisesti krokotiilien olemassaoloon.
Mikä on toleranssilain ydin tässä esimerkissä? Yhtä negatiivisella haitalla on sekä veden puute että ylimäärä. Siksi krokotiilit eivät selviä autiomaassa tai maailman v altamerissä.
Laaja soveltamisala
Toleranssia analysoidaan urheilijan harjoitusmäärien esimerkillä. Jos urheilija harjoittelee satunnaisesti, hänen on vaikea luottaa olympialaisten voittoon. Liiallisella harjoittelulla hän on väsynyt ennen kilpailun alkua, mikä ei anna hänelle mahdollisuutta ottaa palkintoa.
Tämä esimerkki osoittaa, että ekologian suvaitsevaisuuden lailla on laaja ulottuvuus. Tässä tapauksessa hän ylittää klassisen tieteen.
Lisätietoja
Toleranssilain mukaan johdettiin ekologinen optimilaki. Se mahdollistaa myös useiden lisäperiaatteiden muotoilun:
- organismeissa voi olla laaja valikoimatoleranssi tietylle tekijälle ja kapea alue toiselle;
- organismit, joilla on laaja toleranssi eri tekijöille, ovat yleisempiä;
- jos olosuhteet jollekin tekijälle eivät ole lajille optimaaliset, myös muiden ympäristötekijöiden sietokyky kaventuu merkittävästi.
Esimerkiksi rajoittava typpipitoisuus johtaa viljan kuivuuden sietokyvyn heikkenemiseen. Toisin sanoen havaittiin, että riittämättömään typpeen pitäisi liittyä lisääntynyt vedenotto.
Luonnossa ei ole harvinaista, että organismit joutuvat olosuhteisiin, jotka jäävät tutkimuslaboratoriossa tunnistettujen fysikaalisten tekijöiden ihanteellisen alueen ulkopuolelle. Tällaisissa tilanteissa toisesta tekijästä tai niiden yhdistelmästä tulee tärkein.
Esimerkiksi jäähdytys lisää trooppisten orkideoiden kasvua. Luonnossa ne kehittyvät vain varjossa, kasvit eivät kestä suoran auringonvalon lämpövaikutuksia.
Suvaitsevaisuuden lain muotoili Shelford, minkä vuoksi häntä pidetään tämän teorian perustajana.
Populaatioiden sisäisistä ja populaatioiden välisistä suhteista johtuen syntyy ongelmia organismien olemassaololle optimaalisten ympäristöolosuhteiden käytössä. Se voi olla esimerkiksi loisia, petoeläimiä, kilpailijoita.
Mielenkiintoisia faktoja
Hyvin usein pesimäkausi on kriittinen. Juuri tähän aikaan monet tulevat rajoittaviksiympäristötekijät. Tämä on suvaitsevaisuuden perusta. Toleranssilaki selventää siementen, yksilöiden, munien, itujen, alkioiden, toukkien rajat.
Aikuinen sypressi pystyy lisääntymään ja kasvamaan jatkuvasti veteen upotettuna kuivalla ylängöllä, ja se voi lisääntyä vain hieman kosteassa maaperässä.
Missä muualla suvaitsevaisuus ilmenee? Toleranssin laki voidaan nähdä sinisen rapujen esimerkissä. Ne, kuten muutkin merieläimet, sietävät makeaa ja merivettä, joten niitä voidaan nähdä joissa. Ravun toukat eivät pysty selviytymään tällaisissa vesissä, joten niiden lisääntymistä joissa ei havaita, tämä on suvaitsevaisuutta. Toleranssilaki selittää kaupallisten kalojen maantieteellisen jakautumisen, tämän tekijän suhteen ilmastoon.
Organismien luokitus ekologisen valenssin mukaan
Kestävyyden rajoja kriittisten pisteiden välillä kutsutaan elävien olentojen ekologiseksi valenssiksi tietyn ympäristötekijän mukaan. Eri lajien edustajat eroavat merkittävästi toisistaan sekä ekologisen valenssin että optimiaseman suhteen. Esimerkiksi tundralla arktiset ketut kestävät yli 80 asteen lämpötilanvaihteluita.
Lämpöveden äyriäiset kestävät vain noin 6 asteen lämpötilan. Sama tekijän ilmentymisen voimakkuus voi olla optimaalinen yhdelle lajille ja toiselle ylittää kestävyyden rajat.
Määrittää lajin laajan ekologisen valenssin suhteessaympäristön abioottiset tekijät, on tapana käyttää etuliitettä "evry".
Euryyttilajit kestävät merkittäviä lämpötilanvaihteluita, kun taas eurybaattilajit kestävät monenlaisia paineita. On myös euryhaliiniorganismeja, joille ympäristön suolapitoisuus ei ole kauhea.
Kapea ekologinen valenssi tarkoittaa organismien kyvyttömyyttä kestää suuria vaihteluja tietyissä tekijöissä. Tässä tapauksessa käytetään etuliitettä "steno": stenohaline, stenobat, stenoterm.
Laajemmassa merkityksessä se tarkoittaa tiettyjen ympäristöolosuhteiden noudattamista, joita kutsutaan stenobiontiksi ja joissa sopeutuminen erilaisiin ympäristöolosuhteisiin on mahdollista.
Yhteenveto
Mikä on suvaitsevaisuuden merkitys? Toleranssilaki yhdistää eri tekijöiden maksimit ja minimit. Se selittää myös organismien kestävyyden suhteessa erityisiin olosuhteisiin. 1900-luvulla amerikkalainen tiedemies Shelford onnistui osoittamaan, että tietyn tilan (lämpötila, paine, suolaisuus) liiallisella tai puutteella organismin elintärkeä toiminta muuttuu merkittävästi.
Riippuen kyvystä sopeutua ympäristöön, on tapana jakaa:
- eurybiontit (niille on ominaista monenlaiset ympäristötekijät);
- stenobionts (olemassa kapealla alueella)
Toiseen ryhmään kuuluvat kasvit ja eläimet, jotka voivat olla täysin olemassa ja kehittyä vain jatkuvissa ympäristöolosuhteissa(kosteus, lämpötila, ruoan läsnäolo). Tähän ryhmään kuuluvat sisäiset loiset. Joillekin stenobionteille on ominaista riippuvuus vain tietystä tekijästä.
Esimerkiksi pussieläinten koalakarhun elämään vaikuttaa vain eukalyptus, jonka lehdet ovat sen pääravinto.
Eurybiontit ovat organismeja, jotka sietävät merkittäviä ympäristöolosuhteiden muutoksia. Esimerkkinä niistä voidaan pitää meritähtiä, jotka elävät vuorovesialueella. Ne ovat tapoja kestää kosteudenpoisto laskuveden aikaan, lämmitys kesällä ja jäähdytys talvella.
Hierarkisen organisaation tärkeä seuraus on se, että kun komponentit tai osajoukot yhdistetään suuriksi yksiköiksi, ne hankkivat uusia ominaisuuksia, joita aiemmin puuttui. Uusia ilmestyneitä ominaisuuksia ei voida ennustaa, ennustaa, eikä niiden erityispiirteitä voida selittää. Toleranssilain ansiosta on mahdollista selittää ja ennustaa monia villieläimissä esiintyviä ilmiöitä.
