Ma, amikor a gyerekek az általános iskolában kezdenek környezeti nevelésben részesülni, és a környezetvédelmi kérdések nem az utolsók a médiában, az ökológia még mindig fiatal, összetett és titokzatos tudomány. Tudományos alapja nem olyan nagy, és az összetett modellek bonyolultak. Ennek ellenére ezen a területen az alapvető törvényszerűségek ismerete és megértése a modern ember világképének alapja. Ez a cikk az ökológia egyik fő törvényét tárgyalja – a minimum törvényét, amely már jóval a tudomány kialakulása előtt megfogalmazódott.
A felfedezés történetéhez
A minimum törvényét 1840-ben fogalmazta meg egy kiváló vegyész, a Hesse-i Egyetem (Németország) professzora, Eustace von Liebig. Ez a tudós és kiváló tanár a Liebig hűtőszekrény feltalálásáról is ismert, amelyet ma is használnak kémiai laboratóriumokban kémiai vegyületek frakcionált szétválasztására. A "Kémia a mezőgazdaságban" című könyve tulajdonképpen a tudományt eredményezteagrokémia, és neki - a bárói cím és két Szent Anna rend. Liebig a növények túlélését és a kémiai adalékanyagok szerepét vizsgálta annak növekedésében. Megfogalmazta tehát a minimum vagy korlátozó tényező törvényét, amiről kiderült, hogy minden biológiai rendszerre igaz. És nem csak a biológiaiakra, amelyeket példákkal mutatunk be.
Egy kis elmélet
Az ökológiában a környezeti tényezők azok, amelyek bármilyen hatással vannak a szervezetre. Fizikai és kémiai tényezők (abiotikus) a hőmérséklet, a páratartalom, a fény, a nyomás, a környezet pH-ja és az élettelen természet egyéb mutatói. Az élő szervezetek közötti befolyás és kapcsolat minden formája biotikus tényezőkhöz kapcsolódik. Ez az erőforrásokért folytatott versengés, a paraziták jelenléte és a túlélésért folytatott fajokon belüli küzdelem. Ezen kívül vannak antropogén tényezők is - az emberek által teremtett feltételek és gazdasági tevékenységeik. Lehetnek biotikusak és abiotikusak is. A környezeti tényezők rendszeresen-periodikusok, erőssége a napszakok, az évszakok vagy az árapály változásának megfelelően változik. Ebben az esetben a szervezet alkalmazkodása örökletes természetű, meglehetősen hosszú idő alatt alakul ki. Lehetnek szabálytalanok, például viharok vagy tornádók. Aztán ott van a fajok sokféleségének újraeloszlása.
Komfortzóna
Leggyakrabban a környezeti tényezőket az élőlények bizonyos határokon belül tolerálják, melyeket küszöbindikátorok korlátoznak, amelyen túl a szervezet élettevékenységének gátlása következik be. Eza létezés kritikus pontjai. Közöttük vannak a tolerancia (tolerancia) és az optimum (komfort) zónák - a faktor jótékony hatásának tartománya. A környezeti tényező hatásának minimum és maximum pontja határozza meg a szervezet reakciójának lehetőségeit egy adott tényezőre. Az optimális zónán túllépés a következőkhöz vezethet:
- egy faj eltávolítása egy adott elterjedési területről (például a populáció elterjedésének eltolása vagy egy faj vándorlása);
- a termékenység és a mortalitás változása (például a környezeti feltételek hirtelen megváltozásával);
- alkalmazkodáshoz (adaptációhoz) és új fenotípusos és genetikai jellemzőkkel rendelkező új fajok megjelenéséhez.
A minimum törvényének lényege
Egy biológiai rendszer élete, legyen az élőlény vagy populáció, számos biotikus és abiotikus természetű tényező hatásától függ. A minimum törvényének megfogalmazása változhat, de a lényeg ugyanaz marad: ha bármely tényező jelentősen eltér a normától, akkor a rendszer szempontjából a legjelentősebb, az élet szempontjából pedig a legkritikusabb. Ugyanakkor különböző mutatók korlátozó tényezőkként hathatnak a szervezet számára különböző időszakokban.
Lehetséges opciók
Minden élő szervezet a környezeti tényezők komplexumában él és alkalmazkodik hozzá. És e komplexum tényezőinek hatása mindig egyenlőtlen. A tényező lehet vezető (nagyon fontos) vagy másodlagos. Különböző tényezők vezetnek a különböző szervezetekhez, és egy szervezet életének különböző időszakaibanbizonyos környezeti tényezők lehetnek a főbbek. Ezen túlmenően, ugyanazok a tényezők korlátozhatnak bizonyos szervezeteket, és nem korlátoznak más szervezeteket. Például a napfény a növények számára szükséges eleme a fotoszintézis folyamatainak. De gombák, talajszaprotrófok vagy mélytengeri állatok esetében ez egyáltalán nem szükséges. Vagy az oxigén jelenléte a vízben lesz a korlátozó tényező, de a jelenléte a talajban nem.
Felhasználási feltételek
A minimumtörvény alkalmazását két másodlagos elv korlátozza:
- A törvény pontosítás nélkül csak egyensúlyi rendszerekre vonatkozik, nevezetesen csak a rendszer stacionárius állapota esetén, amikor a rendszer energia- és anyagcseréjét a környezettel ezek szivárgása szabályozza.
- A minimum törvényének alkalmazásának második elve az organizmusok és rendszerek kompenzációs képességeivel kapcsolatos. Bizonyos feltételek mellett a korlátozó faktor helyettesíthető olyan faktorral, amely nem korlátozó, de elegendő vagy magas tartalomban van jelen. Ez a minimális mennyiségben rendelkezésre álló anyag iránti igény megváltozásához vezet.
Szemléltető illusztráció
A tudósról elnevezett hordó világosan mutatja ennek a törvénynek a működését. Ebben a törött hordóban a korlátozó tényező a deszkák magassága. A minimum ökológiai törvényének megfelelően a javítást a legkisebb táblával kell kezdeni. Ő az, aki leginkább eltávolodott a normál értékektől, amelyek optimálisak a szervezet túlélése szempontjából. Nélkülennek a tényezőnek a hatását kiküszöbölve nincs értelme a hordót megtölteni - más tényezők adott időpontban nem gyakorolnak ilyen jelentős hatást.
Ahol vékony, ott törik
Ez a közmondás közvetíti a minimum törvényének lényegét az ökológiában, és nem csak. Például a mezőgazdaságban figyelembe veszik a talaj ásványianyag-tartalmának mutatóit. Ha a talaj csak 20% foszfort tartalmaz a normától, kalciumot - 50%, káliumot - 95%, akkor először foszfort tartalmazó műtrágyákat kell alkalmazni. A vadon élő állatok számára nyáron a táplálék mennyisége, télen pedig a hótakaró magassága a korlátozó tényező. Vagy egy árnyékos erdőben növő fenyő esetében a korlátozó tényező a fény, száraz homokos talajon - víz, mocsaras területen - nyáron a hőmérséklet.
Még egy ilyen példa, amely nem kapcsolódik az ökológiához. Ha a csapatban a jobb védő a leggyengébb, akkor az ő széléről a legvalószínűbb az ellenség áttörése. Ez igaz a sportban, a művészetben, az üzleti életben. Az üzletemberek jelentős hibája gyakran a gyenge munkavállaló által okozott károk alábecsülése, még másodlagos beosztásban is. Hiszen nem hiába mondják, hogy egy cég minőségét a legrosszabb alkalmazottak minősége határozza meg. És a lánc erőssége mindig a leggyengébb láncszemétől függ.
