Vandag, wanneer kinders omgewingsopvoeding in laerskool begin ontvang, en omgewingskwessies nie die laaste in die media is nie, is ekologie steeds 'n jong, komplekse en geheimsinnige wetenskap. Die wetenskaplike basis daarvan is nie so groot nie, en komplekse modelle is ingewikkeld. Nietemin is kennis en begrip van die basiese wette op hierdie gebied die basis van die wêreldbeskouing van die moderne mens. Hierdie artikel sal een van die hoofwette van ekologie oorweeg - die wet van die minimum, geformuleer lank voor die vorming van die wetenskap self.
Na die geskiedenis van ontdekking
Die wet van die minimum is in 1840 geformuleer deur 'n uitstaande chemikus, professor aan die Universiteit van Hesse (Duitsland) Eustace von Liebig. Hierdie wetenskaplike en uitstaande onderwyser is ook bekend vir die uitvinding van die Liebig-yskas, wat vandag nog in chemiese laboratoriums gebruik word vir die fraksionele skeiding van chemiese verbindings. Sy boek "Chemie soos toegepas op landbou" het eintlik aanleiding gegee tot wetenskaplandbouchemie, en vir hom - die titel van baron en twee ordes van St. Anne. Liebig het die oorlewing van plante en die rol van chemiese bymiddels in die toename daarvan bestudeer. So het hy die wet van die minimum of beperkende faktor geformuleer, wat vir alle biologiese sisteme waar geblyk het te wees. En nie net vir biologieses nie, wat ons met voorbeelde sal demonstreer.
'n bietjie teorie
In ekologie is omgewingsfaktore dié wat enige effek op die liggaam het. Fisiese en chemiese faktore (abiotiese) is temperatuur, humiditeit, lig, druk, pH van die omgewing en ander aanwysers van lewelose natuur. Alle vorme van invloed en verwantskappe tussen lewende organismes hou verband met biotiese faktore. Dit is mededinging om hulpbronne, en die teenwoordigheid van parasiete, en intraspesifieke stryd om oorlewing. Daarbenewens is daar ook antropogeniese faktore – die toestande wat deur mense geskep word en hul ekonomiese aktiwiteite. Hulle kan ook bioties en abioties wees. Omgewingsfaktore is gereeld-periodiek, en verander sterkte in ooreenstemming met die verandering van tyd van die dag, seisoene van die jaar of getye. In hierdie geval is die aanpassing van die organisme oorerflik van aard, wat oor 'n taamlike lang tydperk gevorm word. Hulle kan onreëlmatig wees, soos storms of tornado's. En dan is daar 'n herverspreiding van spesiediversiteit.
geriefsone
Dikwels word omgewingsfaktore binne sekere perke deur organismes verdra, wat beperk word deur drempel-aanwysers, waarbuite die inhibisie van die organisme se lewensbelangrike aktiwiteit plaasvind. Dit iskritieke punte van bestaan. Tussen hulle is sones van verdraagsaamheid (verdraagsaamheid) en die sone van optimum (gerief) - die omvang van die voordelige invloed van die faktor. Die minimum en maksimum punte van die invloed van die omgewingsfaktor bepaal die moontlikhede van die organisme se reaksie op 'n spesifieke faktor. Om verder as die optimale sone te gaan, kan tot die volgende lei:
- uitskakeling van 'n spesie uit 'n spesifieke reeks (byvoorbeeld, verskuiwing van die bevolkingsreeks of migreer van 'n spesie);
- verandering in vrugbaarheid en mortaliteit (byvoorbeeld met skielike veranderinge in omgewingstoestande);
- tot aanpassing (aanpassing) en die opkoms van nuwe spesies met nuwe fenotipiese en genetiese eienskappe.
Die essensie van die wet van die minimum
Die lewe van 'n biologiese sisteem, of dit nou 'n organisme of 'n bevolking is, hang af van die werking van baie faktore van 'n biotiese en abiotiese aard. Die bewoording van die wet van die minimum kan verskil, maar die essensie bly dieselfde: wanneer enige faktor aansienlik van die norm afwyk, dan word dit die belangrikste vir die sisteem en die mees kritieke vir die lewe. Terselfdertyd kan verskeie aanwysers as beperkende faktore vir die liggaam in verskillende tydperke optree.
Opsies is moontlik
Alle lewende organismes leef en pas by 'n kompleks van omgewingsfaktore aan. En die impak van die faktore van hierdie kompleks is altyd ongelyk. Die faktor kan leidend (baie belangrik) of sekondêr wees. Verskillende faktore sal lei tot verskillende organismes, en in verskillende tydperke van die lewe van een organisme virsekere omgewingsfaktore kan die belangrikstes wees. Daarbenewens kan dieselfde faktore beperkend wees vir sommige organismes en nie beperkend vir ander nie. Sonlig vir plante is byvoorbeeld 'n noodsaaklike element vir fotosinteseprosesse. Maar vir swamme, grondsaprotrofe of diepseediere is dit glad nie nodig nie. Of die teenwoordigheid van suurstof in die water sal die beperkende faktor wees, maar die teenwoordigheid daarvan in die grond sal nie.
Gebruiksbepalings
Die wet van die minimum word in sy toepassing beperk deur twee bykomende beginsels:
- Die wet is sonder verduideliking slegs van toepassing op ewewigstelsels, naamlik slegs onder toestande van 'n stilstaande toestand van die stelsel, wanneer die uitruil van energie en stowwe van die stelsel met die omgewing gereguleer word deur hul lekkasie.
- Die tweede beginsel van die toepassing van die wet van die minimum hou verband met die kompenserende vermoëns van organismes en stelsels. Onder sekere omstandighede kan die beperkende faktor vervang word deur 'n faktor wat nie beperkend is nie, maar in voldoende of hoë inhoud teenwoordig is. Dit sal lei tot 'n verandering in die behoefte aan die stof wat in die minimum hoeveelheid beskikbaar is.
Illustratiewe illustrasie
Die vat, vernoem na die wetenskaplike, toon duidelik die werking van hierdie wet. In hierdie gebreekte vat is die beperkende faktor die hoogte van die planke. In ooreenstemming met die ekologiese wet van die minimum, moet die herstel daarvan met die kleinste bord begin. Dit is sy wat die faktor is wat die meeste wegbeweeg het van normale waardes, optimaal vir die oorlewing van die organisme. Sonderom die impak van hierdie faktor uit te skakel, maak dit geen sin om die vat vol te maak nie - ander faktore het nie so 'n beduidende effek op 'n gegewe tyd nie.
Waar dit dun is, breek dit daar
Dit is hierdie spreekwoord wat die essensie van die wet van die minimum in ekologie oordra en nie net nie. Byvoorbeeld, in die landbou word aanwysers van die inhoud van minerale stowwe in gronde in ag geneem. As die grond slegs 20% fosfor van die norm bevat, kalsium - 50% en kalium -95%, moet kunsmis wat fosfor bevat eers toegedien word. In die natuur is die beperkende faktor vir 'n takbok in die somer die hoeveelheid kos, en in die winter, die hoogte van die sneeubedekking. Of vir 'n denne wat in 'n skaduryke woud groei, sal die beperkende faktor lig wees, op droë sandgrond - water, en in 'n moerasagtige area - temperatuur in die somer.
Nog so 'n voorbeeld wat nie met ekologie verband hou nie. As die regter verdediger in die span die swakste is, dan is dit van sy flank dat die vyand heel waarskynlik sal deurbreek. Dit is waar in sport, in kuns, in besigheid. 'n Beduidende fout van sakemanne is dikwels die onderskatting van die skade wat 'n swak werknemer veroorsaak, selfs in sekondêre posisies. Dit is immers nie verniet dat hulle sê dat die kwaliteit van 'n maatskappy bepaal word deur die kwaliteit van sy swakste werknemers nie. En die sterkte van 'n ketting hang altyd af van sy swakste skakel.
