Danas, kada djeca počinju dobivati ekološki odgoj u osnovnoj školi, a ekološka pitanja nisu zadnja u medijima, ekologija je još uvijek mlada, složena i tajanstvena znanost. Njegova znanstvena baza nije tako velika, a složeni modeli su zamršeni. Ipak, poznavanje i razumijevanje osnovnih zakonitosti na ovom području temelj je svjetonazora suvremenog čovjeka. Ovaj članak će razmotriti jedan od glavnih zakona ekologije - zakon minimuma, formuliran mnogo prije nastanka same znanosti.
U povijest otkrića
Zakon minimuma formulirao je 1840. izvanredni kemičar, profesor na Sveučilištu Hesse (Njemačka) Eustace von Liebig. Ovaj znanstvenik i izvanredni učitelj poznat je i po izumu Liebigovog hladnjaka, koji se i danas koristi u kemijskim laboratorijima za frakcijsko odvajanje kemijskih spojeva. Njegova knjiga "Kemija u primjeni na poljoprivredu" zapravo je iznjedrila znanostagrokemije, a njemu - titula baruna i dva reda svete Ane. Liebig je proučavao preživljavanje biljaka i ulogu kemijskih dodataka u njegovom povećanju. Tako je formulirao zakon minimalnog ili ograničavajućeg faktora, što se pokazalo istinitim za sve biološke sustave. I ne samo za biološke, što ćemo pokazati primjerima.
Malo teorije
U ekologiji, okolišni čimbenici su oni koji imaju bilo kakav učinak na tijelo. Fizikalni i kemijski čimbenici (abiotički) su temperatura, vlažnost, svjetlost, tlak, pH okoliša i drugi pokazatelji nežive prirode. Svi oblici utjecaja i odnosi među živim organizmima povezani su s biotičkim čimbenicima. To je natjecanje za resurse, i prisutnost parazita, i unutarspecifična borba za opstanak. Osim toga, postoje i antropogeni čimbenici – uvjeti koje stvaraju ljudi i njihove gospodarske aktivnosti. Također mogu biti biotički i abiotički. Čimbenici okoliša su redovito-periodični, mijenjaju snagu u skladu s promjenom doba dana, godišnjih doba ili plima. U ovom slučaju, prilagodba organizma je nasljedne prirode, formirana tijekom prilično dugog razdoblja. Mogu biti nepravilni, poput oluja ili tornada. A onda dolazi do preraspodjele raznolikosti vrsta.
Udobna zona
Čimbenike okoliša organizmi najčešće toleriraju u određenim granicama, koje su ograničene graničnim pokazateljima, iznad kojih dolazi do inhibicije vitalne aktivnosti organizma. Ovo jekritične točke postojanja. Između njih su zone tolerancije (tolerancije) i zona optimala (komfora) - raspon blagotvornog utjecaja faktora. Minimalne i maksimalne točke utjecaja čimbenika okoliša određuju mogućnosti reakcije organizma na određeni čimbenik. Prelazak izvan optimalne zone može dovesti do sljedećeg:
- eliminiranje vrste iz određenog raspona (na primjer, pomicanje raspona populacije ili migracija vrste);
- promjena plodnosti i mortaliteta (na primjer, s iznenadnim promjenama okolišnih uvjeta);
- na prilagodbu (prilagodbu) i pojavu novih vrsta s novim fenotipskim i genetskim karakteristikama.
Suština zakona minimuma
Život biološkog sustava, bilo da se radi o organizmu ili populaciji, ovisi o djelovanju mnogih čimbenika biotičke i abiotičke prirode. Tekst zakona o minimumu može varirati, ali bit ostaje ista: kada bilo koji čimbenik značajno odstupi od norme, tada postaje najznačajniji za sustav i najkritičniji za život. U isto vrijeme, različiti pokazatelji mogu djelovati kao ograničavajući čimbenici za tijelo u različitim vremenskim razdobljima.
Opcije su moguće
Svi živi organizmi žive i prilagođavaju se kompleksu okolišnih čimbenika. A utjecaj čimbenika ovog kompleksa uvijek je nejednak. Faktor može biti vodeći (vrlo važan) ili sporedni. Različiti čimbenici bit će vodeći za različite organizme, a u različitim razdobljima života jednog organizma zaodređeni čimbenici okoliša mogu biti glavni. Osim toga, isti čimbenici mogu biti ograničavajući za neke organizme, a ne ograničavajući za druge. Na primjer, sunčeva svjetlost za biljke je neophodan element za procese fotosinteze. Ali za gljive, saprotrofe tla ili dubokomorske životinje to uopće nije potrebno. Ili će prisutnost kisika u vodi biti ograničavajući faktor, ali njegova prisutnost u tlu neće.
Uvjeti korištenja
Zakon minimuma ograničen je u svojoj primjeni s dva pomoćna načela:
- Zakon je bez pojašnjenja primjenjiv samo na ravnotežne sustave, odnosno samo u uvjetima stacionarnog stanja sustava, kada je izmjena energije i tvari sustava s okolinom regulirana njihovim curenjem.
- Drugi princip primjene zakona minimuma odnosi se na kompenzacijske sposobnosti organizama i sustava. Pod određenim uvjetima ograničavajući faktor može se zamijeniti čimbenikom koji nije ograničavajući, ali je prisutan u dovoljnom ili velikom sadržaju. To će dovesti do promjene potrebe za tvari koja je dostupna u minimalnoj količini.
Ilustrativna ilustracija
Bačva, nazvana po znanstveniku, jasno pokazuje djelovanje ovog zakona. U ovoj slomljenoj bačvi ograničavajući faktor je visina dasaka. U skladu s ekološkim zakonom minimuma, popravak mora početi s najmanjom daskom. Upravo je ona faktor koji se najviše udaljio od normalnih vrijednosti, optimalnih za opstanak organizma. Bezeliminirajući utjecaj ovog faktora, nema smisla puniti bačvu - drugi čimbenici nemaju tako značajan učinak u danom trenutku.
Gdje je tanko, tamo se lomi
Upravo ova poslovica prenosi bit zakona minimuma u ekologiji i ne samo. Primjerice, u poljoprivredi se uzimaju u obzir pokazatelji sadržaja mineralnih tvari u tlima. Ako tlo sadrži samo 20% fosfora od norme, kalcij - 50%, a kalij -95%, tada se najprije moraju primijeniti gnojiva koja sadrže fosfor. U divljini je ljeti ograničavajući faktor za jelena količina hrane, a zimi visina snježnog pokrivača. Ili za bor koji raste u sjenovitoj šumi ograničavajući faktor bit će svjetlost, na suhom pjeskovitom tlu - voda, a u močvarnom području - temperatura ljeti.
Još jedan takav primjer, koji nije povezan s ekologijom. Ako je desni branič u momčadi najslabiji, tada će se neprijatelj najvjerojatnije probiti s njegovog boka. To vrijedi u sportu, u umjetnosti, u biznisu. Značajna pogreška gospodarstvenika često je podcjenjivanje štete koju uzrokuje slab zaposlenik, čak i na sporednim pozicijama. Uostalom, ne kažu uzalud da kvalitetu tvrtke određuje kvaliteta njezinih najlošijih zaposlenika. A snaga lanca uvijek ovisi o njegovoj najslabijoj karici.
