Çocuklar almaya başlıyor ilkokul ve anlamında kitle iletişim araçlarıçevre sorunları endişe verici değildir son yer Ekoloji hâlâ genç, karmaşık ve gizemli bir bilimdir. Bilimsel temeli o kadar geniş değil ama karmaşık modeller kafası karışmış. Bununla birlikte, bu alandaki temel yasaların bilgisi ve anlaşılması dünya görüşünün temelidir. modern adam. Bu makalede, ekolojinin ana yasalarından biri olan, bilimin oluşumundan çok önce formüle edilmiş olan minimum yasası ele alınacaktır.

Keşif tarihine

Minimum yasası, 1840 yılında seçkin kimyager, Hesse profesörü Eustace von Liebig tarafından formüle edildi. Bu bilim adamı ve seçkin öğretmen Ayrıca günümüzde hala kullanılan Liebig buzdolabının icadıyla da tanınmaktadır. kimya laboratuvarları fraksiyonel ayırma için kimyasal bileşikler. "Tarıma uygulanan Kimya" adlı kitabı aslında tarım kimyası biliminin doğmasına ve ona baron unvanı ve iki St. Anne Nişanı verilmesine yol açtı. Liebig, bitkilerin hayatta kalmasını ve bunu arttırmada kimyasal katkı maddelerinin rolünü inceledi. Tüm biyolojik sistemler için geçerli olduğu ortaya çıkan minimum veya sınırlayıcı faktör yasasını bu şekilde formüle etti. Ve sadece örneklerle göstereceğimiz biyolojik olanlar için değil.

Küçük bir teori

Konfor bölgesi

Çoğu zaman, çevresel faktörler organizmalar tarafından belirli sınırlar dahilinde tolere edilir; bu sınırlar, organizmanın hayati işlevlerinin engellendiği eşik değerlerle sınırlıdır. Bunlar varoluşun kritik noktalarıdır. Aralarında tolerans bölgeleri (tolerans) ve optimum bölge (konfor) vardır - faktörün faydalı etkisinin aralığı. Çevresel bir faktörün etkisinin minimum ve maksimum noktaları, vücudun belirli bir faktöre tepki verme olanaklarını belirler. Optimum bölgenin ötesine geçmek aşağıdakilere yol açabilir:

• bir türün belirli bir bölgeden uzaklaştırılması (örneğin popülasyon aralığının değişmesi veya tür göçü);
• doğurganlık ve ölüm oranlarındaki değişiklikler (örneğin, ani değişiklikler koşullar çevre);
• adaptasyona (uygunluğa) ve yeni fenotipik ve genetik özelliklere sahip yeni türlerin ortaya çıkmasına.

Asgari kanunun özü

Hayat biyolojik sistemİster bir organizma ister bir popülasyon olsun, biyotik ve abiyotik nitelikteki birçok faktörün etkisine bağlıdır. Minimum yasasının formülasyonu değişebilir, ancak özü sabit kalır: Herhangi bir faktör normdan önemli ölçüde saptığında, sistem için en önemli ve yaşam için en kritik hale gelir. Aynı zamanda vücut için sınırlayıcı faktörler farklı dönemler zaman çeşitli göstergeler olabilir.

Seçenekler mümkündür

Tüm canlı organizmalar karmaşık çevresel faktörlere göre yaşar ve uyum sağlar. Ve bu kompleksin faktörlerinin etkisi her zaman eşitsizdir. Faktör öncü (çok önemli) veya ikincil olabilir. Farklı organizmalar için farklı faktörler rol oynayacaktır ve bir organizmanın yaşamının farklı dönemlerinde, bazı çevresel faktörler onun için temel faktörler olabilir. Ayrıca aynı faktörler bazı organizmalar için sınırlayıcı olabilirken bazıları için sınırlayıcı olmayabilir. Örneğin, güneş ışığı bitkiler için fotosentez süreçlerini sağlamak için gerekli bir unsurdur. Ancak mantarlar, toprak saprotrofları veya derin deniz hayvanları için bu hiç de gerekli değildir. Veya sudaki oksijenin varlığı olacak ama topraktaki varlığı olmayacaktır.

Kullanım koşulları

Asgari kanunun uygulanması iki yardımcı prensiple sınırlıdır:

1. Kanun daha fazla açıklama yapılmaksızın yalnızca denge sistemlerine, yani yalnızca koşullar altında geçerlidir. kararlı hal Sistemdeki enerji ve maddelerin çevre ile değişimi, sızıntıları ile düzenlendiğinde sistemler.
2. Asgari kanunun uygulanmasının ikinci ilkesi, telafi edici yetenekler organizmalar ve sistemler. Belirli koşullar altında, sınırlayıcı faktör, sınırlayıcı olmayan ancak yeterli veya yüksek içerikte mevcut olan bir faktörle değiştirilebilir. Bu, mevcut maddeye olan ihtiyaçta bir değişikliğe yol açacaktır. minimum miktar.

Görsel illüstrasyon

Bu yasanın etkisi, bilim adamının adını taşıyan varil tarafından açıkça görülmektedir. Bu kırık varilde sınırlayıcı faktör tahtaların yüksekliğidir. Buna göre çevre hukuku Minimum onarımlar en küçük tahtadan başlamalıdır. En çok uzaklaştırılan faktör odur normal değerler organizmanın hayatta kalması için optimaldir. Bu faktörün etkisini ortadan kaldırmadan namluyu doldurmanın bir anlamı yoktur - diğer faktörlerin bu kadar önemli bir etkisi yoktur. şu anda zaman.

İnce olduğu yer orası kırılır

Ekolojide minimum yasasının özünü ve daha fazlasını aktaran bu atasözüdür. Örneğin, tarım topraktaki mineral madde içeriğine ilişkin göstergeler dikkate alınır. Toprak normun yalnızca% 20'sini fosfor,% 50'sini kalsiyum ve% 95'ini potasyum içeriyorsa, önce fosfor içeren gübreler uygulanmalıdır. İÇİNDE yaban hayatı Geyikler için yazın sınırlayıcı faktör yiyecek miktarı, kışın ise rakım olacaktır. kar örtüsü. Veya gölgeli bir ormanda yetişen bir çam ağacı için sınırlayıcı faktör ışık, kuru kumlu toprakta su ve bataklık bölgelerde yaz aylarında sıcaklık olacaktır.

Ekolojiyle ilgisi olmayan başka bir örnek. Takımdaki sağ savunma oyuncusu en zayıfsa, o zaman düşman büyük olasılıkla onun kanadından geçecektir. Bu sporda, sanatta, iş hayatında böyledir. İş adamlarının sıklıkla yaptığı önemli bir hata, zayıf bir çalışanın ikincil pozisyonlarda bile neden olduğu zararı hafife almaktır. Bir şirketin kalitesinin en kötü çalışanlarının kalitesiyle belirlendiğini söylemeleri boşuna değil. Ve bir zincirin gücü her zaman en zayıf halkasına bağlıdır.

1840 yılında sentetik ortamda bitki yetiştiren Alman kimyager Justus Liebig, belirli sayıda ve miktarda bitki bulunduğunu keşfetti. kimyasal elementler ve bağlantılar. Bunlardan bir kısmının çevrede çok büyük miktarlarda, bir kısmının az miktarda, bir kısmının ise genellikle eser miktarda bulunması gerekir. Ve özellikle önemli olan şey: bazı unsurların yerini başkaları alamaz. Biri hariç tüm elementlerin bol miktarda bulunduğu bir ortam, bitkinin ancak bitki tükeninceye kadar büyümesini sağlar. Bu nedenle büyüme, miktarı gerekli minimumun altında olan tek bir unsurun kıtlığı nedeniyle sınırlıdır. J. Liebig tarafından bitkilerin yaşamındaki kimyasal edafik faktörlerin rolüyle ilgili olarak formüle edilen ve onun tarafından minimum yasası olarak adlandırılan bu yasa, daha sonra ortaya çıktığı gibi, evrensel bir ekolojik karaktere sahiptir ve önemli bir rol oynar. ekoloji.

Minimum Yasası: “ Yeterince tezahür etmeyen (değeri ekolojik minimuma yaklaşan) hariç, tüm çevresel koşullar söz konusu organizma için uygun çıkarsa, bu durumda sınırlayıcı faktör olarak adlandırılan bu son koşul belirleyici hale gelir. söz konusu organizmanın yaşamı veya ölümü ve dolayısıyla belirli bir ekosistemdeki varlığı veya yokluğu için."

2. Shelford'un hoşgörü yasası.

1913'te Amerikalı ekolojist W. Shelford, Liebig'in minimum yasasını genelleştirerek, yoğunluğun alt sınırına ek olarak faktörlerin yoğunluğunun da bir üst sınırı olduğunu keşfetti. dış çevre organizmaların normal yaşam koşullarına karşılık gelen yoğunluk aralığının üst sınırını tanımlar. Bu formülasyonda ekolojik hoşgörü yasası olarak adlandırılan yasa daha genel bir evrensel karaktere sahip olmaya başladı.

Hoşgörü yasası (lat. hoşgörü- sabır): “Her organizma, yaşam aktivitesinin mümkün olduğu her bir çevresel faktörün yoğunluğunun ekolojik bir minimum ve ekolojik maksimumuyla karakterize edilir.”

Bir çevresel faktörün minimum ve maksimum arasındaki aralığına tolerans aralığı veya alanı denir.

Çevresel faktörlerin çok çeşitli olmasına rağmen, etkilerinin doğasında ve canlı organizmaların tepkilerinde bir takım genel modeller tanımlanabilir.

Yaşam için en uygun faktörün niceliksel aralığına denir ekolojik optimum (lat. iyimserlik -

en iyisi).

İnhibisyon bölgesinde bulunan faktör değerlerine denir ekolojik karamsarlık (lat. karamsar- en kötüsü).

Asgari ve maksimum değerlerÖlüme neden olan faktörler buna göre adlandırılır ekolojik minimum ve ekolojik maksimum .

Bu grafiksel olarak gösterilmiştir Şekil.3-1. Şekil 3-1'deki eğri genellikle simetrik değildir.

Örneğin sıcaklık gibi bir faktör için ekolojik maksimum, enzimlerin ve proteinlerin yok edildiği sıcaklıklara (+50 ¸ +60 ° C) karşılık gelir. Ancak bireysel organizmalar daha fazla sayıda organizmayla bile var olabilir. yüksek sıcaklıklar. Böylece Komçatka ve Amerika'nın kaplıcalarında t> +80 °C'de algler bulundu. Yaşamın mümkün olduğu alt sıcaklık sınırı yaklaşık -70 °C'dir, ancak Yakutistan'daki çalılar bu sıcaklıkta bile donmaz. Askıya alınan animasyonda (gr. anabiyoz- hayatta kalma), yani Aktif olmayan bir durumda, bazı organizmalar mutlak sıfırda (-273 °C) hayatta kalır.

Pirinç. 3-1. Yaşam aktivitesinin yoğunluğa bağımlılığı

çevresel faktör.

Hoşgörü yasasını tamamlayan bir dizi hüküm formüle edilebilir:

1. Organizmalar bir çevresel faktöre karşı geniş bir tolerans aralığına sahipken, diğerine karşı dar bir tolerans aralığına sahip olabilir.

2. Çoğu faktöre karşı geniş tolerans aralığına sahip organizmalar genellikle en yaygın olanlardır.

3. Belirli bir tür için bir çevresel faktöre ilişkin koşullar optimal değilse, diğer çevresel faktörlere yönelik tolerans aralığı daralabilir. Örneğin topraktaki azot miktarı minimuma yaklaştığında tahılların kuraklığa dayanıklılığı azalır.

4. Üreme mevsimi boyunca tolerans aralığı daralma eğilimindedir.

Faktörün optimal değerden yalnızca küçük sapmalarıyla var olabilen, dar tolerans aralığına sahip organizmalara veya dar adapte olmuş türlere denir. stenobiyontlar veya stenoecler (gr. stenoz- dar, sıkışık).

Geniş bir tolerans aralığına sahip organizmalara veya çevresel faktör dalgalanmalarının büyük genliklerine dayanabilen geniş çapta adapte olmuş türlere denir. eurybionts veya euryecs (gr. eurys- geniş).

Organizmaların belirli bir dizi çevresel faktöre uyum sağlama özelliğine denir. ekolojik esneklik .

Ekolojik plastisiteye yakın bir kavramdır ekolojik değerlik Bir organizmanın çeşitli ortamlarda yaşayabilme yeteneği olarak tanımlanır.

Bu nedenle stenobiyontlar ekolojik olarak plastik değildir; dayanıklı değildir, ekolojik değeri düşüktür; Aksine, eurybiontlar ekolojik olarak plastiktir, yani. daha dayanıklıdırlar ve yüksek ekolojik değerliliğe sahiptirler.

Organizmaların belirli bir faktörle ilişkisini belirtmek için ismine önekler eklenir: steno- Ve her-. Yani sıcaklıkla ilgili olarak stenotermik (cüce huş ağacı, muz ağacı) ve eurytermik (bitkiler ılıman bölge) türler; tuzlulukla ilgili olarak - stenohalin (turp balığı, pisi balığı) ve örhalin (geri çekilme); ışıkla ilgili olarak - stenofonik (ladin) ve euryphonous (kuşburnu) vb.

Steno ve eurybiyontizm, kural olarak bir veya birkaç faktöre bağlı olarak kendini gösterir. Eurybiont'lar genellikle yaygındır. Birçok basit eurybiont (bakteri, mantar, alg) kozmopolittir. Stenobiyontların ise tam tersine sınırlı bir dağılım alanı vardır. Organizmaların ekolojik esnekliği ve ekolojik değeri, gelişimin bir aşamasından diğerine geçiş sırasında sıklıkla değişir; Genç bireyler, kural olarak, yetişkinlere göre daha savunmasızdır ve çevresel koşullara daha fazla talep etmektedir.

Aynı zamanda organizmalar çevrenin fiziksel koşullarının kölesi değildir; Sınırlayıcı faktörün etkisini zayıflatmak için kendilerini adapte ederler ve çevre koşullarını değiştirirler. Sınırlayıcı faktörlerin bu şekilde telafi edilmesi özellikle topluluk düzeyinde etkilidir ancak nüfus düzeyinde de mümkündür.

Geniş bir coğrafi dağılıma sahip türler neredeyse her zaman yerel olarak adapte olmuş popülasyonlar oluşturur. ekotipler . Optimum ve tolerans limitleri yerel koşullara uygundur. Ekotiplerin ortaya çıkışına bazen edinilen özelliklerin ve karakteristiklerin genetik olarak konsolidasyonu eşlik eder; ırkların ortaya çıkışına kadar.

Yaşayan organizmalar uzun zaman nispeten istikrarlı koşullarda ekolojik esnekliklerini kaybederler ve faktörde önemli dalgalanmalara maruz kalanlar buna daha toleranslı hale gelir; Çevresel plastisiteyi artırın. Hayvanlarda, uyarlanabilir davranış nedeniyle sınırlayıcı faktörlerin telafisi mümkündür - sınırlayıcı faktörlerin aşırı değerlerinden kaçınırlar.

Aşırı koşullara yaklaşıldığında artar enerji fiyatı adaptasyon. Aşırı ısınmış su bir nehre salınırsa, balıklar ve diğer organizmalar enerjilerinin neredeyse tamamını bu stresle başa çıkmak için harcarlar. Yiyecek elde etmek, kendilerini yırtıcı hayvanlardan korumak ve üremek için enerjiden yoksundurlar ve bu da neslinin tükenmesine neden olur.

Dolayısıyla doğadaki organizmalar şunlara bağlıdır:

Liebig Yasası

Tanım 1

Asgari kurallar, çevresel faktörlerin organizmaların dağılımı ve sayısındaki rolünü belirleyen ilkelerden biridir.

Bazılarının göreceli eylemleri çevresel faktörler ne kadar güçlü olursa, diğerlerine kıyasla eksikliği o kadar fazla hissedilir. G.O. tarafından formüle edilmiştir. Tarımsal ürünlere uygulanan Liebig (1840) yasası - herhangi bir canlı organizmanın yalnızca organik ve mineraller, nem, sıcaklık veya diğer faktörler ve bunların modları.

Organizmaların reaksiyonları bir dizi faktöre bağlıdır. Ayrıca doğal koşullardaki canlılar çeşitli çevresel faktörlere (hem biyotik hem de abiyotik) aynı anda maruz kalmaktadır. Bitkinin ihtiyacı var önemli miktar besinler ve nem (potasyum, nitrojen, fosfor) ve aynı zamanda molibden (bor) gibi bir elementin nispeten "önemsiz" miktarlarında.

Herhangi bir hayvan veya bitki türünün, gıdanın bileşimi konusunda belirgin bir seçiciliği vardır: her bitkinin belirli bir mineral elemente ihtiyacı vardır. Gıda kalitesi söz konusu olduğunda her tür hayvanın kendine göre talepleri vardır. Olumlu bir şekilde var olmak ve normal şekilde gelişmek için organizmaların tüm özelliklere sahip olması gerekir. gerekli faktörler optimum modda ve yeterli miktarda.

Aşağıdakilerden herhangi birinin doz kısıtlamalarının (veya eksikliğinin) olması bitkiler için gerekli Büyümeyi yavaşlatmada aynı sonuçlara yol açan hem mikro hem de makro elementlere ait maddeler, tarım kimyasının kurucusu Alman kimyager Eustace von Liebig tarafından keşfedildi ve incelendi. Formüle ettiği kurallara Liebig'in minimum yasası adı veriliyor: Mahsullerin büyüklüğü, bitkilerin ihtiyaçlarının en az karşılandığı besinlerin topraktaki miktarına göre belirleniyor. Bunu yapmak için Liebig, alt deliğin içindeki sıvı miktarını belirlediğini gösteren delikli bir varil tasvir etti.

Not 1

Asgari kanun, belirli koşullar altında vitamin veya mineral kullanmak zorunda olan insanlar da dahil olmak üzere hem hayvanlar hem de bitkiler için geçerlidir. maden suyu Vücuttaki herhangi bir elementin eksikliğini telafi etmek için.

Liebig yasasında yapılan açıklamalar ve değişiklikler

Daha sonra Liebig yasasına bir takım açıklamalar yapıldı. Önemli bir değişiklik ve ekleme, faktörlerin vücudun farklı işlevleri üzerindeki seçici etkileri yasasıdır: herhangi bir çevresel faktör, organizmaların işlevlerini farklı şekilde etkiler; örneğin solunum gibi bir süreç için optimum olan, bir başkası için optimum olmayacaktır. sindirim ve bunun tersi. Liebig yasasının bu iyileştirme grubu biraz farklı bir kural içeriyor faz reaksiyonları“zarar-fayda”: Toksik maddenin küçük bir konsantrasyonu organizmaları fonksiyonlarını artırma yönünde etkilerken, daha belirgin bir konsantrasyon organizmayı baskılar ve hatta ölümüne yol açar. Bu toksikolojik modeller aşağıdakiler için geçerlidir: büyük miktar(yani ünlü tıbbi özellik küçük konsantrasyonlarda yılan zehiri), ancak tüm toksik maddeler için geçerli değildir.

Not 2

Minimum kuralı olan Liebig yasası, organizmaların gelişimi ve dağılımında çevresel faktörlerin rolünü belirleyen ilkelerden biridir. G.O. tarafından formüle edilmiştir. Tarımsal ürünler için Liebig (1840).

Liebig yasasına göre, "Minimum düzeyde olan madde hasatı kontrol eder ve zamanla ikincisinin büyüklüğünü ve stabilitesini oluşturur." Bu, hayati önem taşıyan etkinin sınırlayıcı etkisi anlamına geliyordu. önemli maddeler toprakta küçük ve değişken miktarlarda bulunur. Daha sonra bu genelleme diğer çevresel faktörler (örneğin sıcaklık, zaman vb.) dikkate alınarak daha geniş yorumlanmaya başlandı.

Sınırlayıcı faktörler. Minimum Yasası (J. Liebig Yasası), sınırlayıcı çevresel faktörün tanımı

Sınırlayıcı faktör, vücudun dayanıklılığının sınırlarını aşan çevresel bir faktördür. Sınırlayıcı faktör, vücudun hayati aktivitesinin herhangi bir tezahürünü sınırlar. Sınırlayıcı faktörlerin yardımıyla organizmaların ve ekosistemlerin durumu düzenlenir.

J. Liebig'in minimum yasası - ekolojide - bir organizmanın varlığının ve dayanıklılığının en çok belirlendiği bir kavram zayıf halkaçevresel ihtiyaçlar zincirinde yer almaktadır.

Asgari kanuna göre, organizmaların yaşamsal yetenekleri, miktarı ve kalitesi organizmanın veya ekosistemin gerektirdiği minimuma yakın olan çevresel faktörlerle sınırlıdır.

“Çevresel faktörler” kavramının tanımı

Genel hükümler

Çevre, organizmayı çevreleyen her şeydir, yani. bu, organizmanın doğrudan veya dolaylı etkileşim içinde olduğu doğanın bir parçasıdır.

Çevre derken, organizmaların yaşamını etkileyen çevresel koşullar kompleksini kastediyoruz. Koşulların kompleksi çeşitli unsurlardan oluşur - çevresel faktörler. Hepsi organizmaları aynı kuvvetle etkilemez. Bu yüzden, kuvvetli rüzgar kışın büyük, açıkta yaşayan hayvanlar için elverişsizdir, ancak kar altında veya deliklerde saklanan veya toprakta yaşayan daha küçük hayvanları etkilemez. Organizmalar üzerinde herhangi bir etkisi olan ve onlarda adaptif reaksiyonlara neden olan faktörlere çevresel faktörler denir.

Çevresel faktörlerin etkisi organizmaların tüm yaşam süreçlerini ve her şeyden önce metabolizmalarını etkiler. Organizmaların çevreye adaptasyonlarına adaptasyon denir. Uyum sağlama yeteneği, genel olarak yaşamın temel özelliklerinden biridir, çünkü varoluşunun tam olasılığını, organizmaların hayatta kalma ve üreme yeteneğini sağlar.

Çevresel faktörlerin sınıflandırılması

Çevresel faktörlerin farklı doğaları ve spesifik eylemleri vardır. Doğaları gereği ikiye ayrılırlar büyük gruplar: abiyotik ve biyotik. Faktörleri oluşum nedenlerine göre ayırırsak, bunlar doğal (doğal) ve antropojenik olarak ayrılabilir. Antropojenik faktörler abiyotik ve biyotik de olabilir.

Abiyotik faktörler (veya fizikokimyasal faktörler) – sıcaklık, ışık, pH, tuzluluk, radyoaktif radyasyon, basınç, hava nemi, rüzgar, akıntılar. Bunların hepsi mülk cansız doğa Canlı organizmaları doğrudan veya dolaylı olarak etkileyen.

Biyotik faktörler canlıların birbirleri üzerindeki etki biçimleridir. Ortam organik dünya - bileşen Her canlının çevresi. Karşılıklı bağlantılar organizmalar popülasyonların ve biyosinozların varlığının temelini oluşturur.

Antropojenik faktörler, diğer türlerin yaşam alanı olan doğada değişikliklere yol açan veya onların yaşamlarını doğrudan etkileyen insan eylemi biçimleridir.

Çevresel faktörlerin etkisi aşağıdakilere yol açabilir:

• - türlerin biyotoplardan yok edilmesi (biyotopun, bölgenin değişmesi, popülasyon aralığında değişiklik; örneğin: kuş göçü);
• - doğurganlıktaki (nüfus yoğunluğu, üreme zirveleri) ve ölümlülükteki (çevre koşullarındaki hızlı ve keskin değişikliklerle birlikte ölüm) değişiklikler;
• - fenotipik değişkenlik ve adaptasyona: modifikasyon değişkenliği - adaptif modifikasyonlar, kış ve yaz kış uykusu, fotoperiyodik reaksiyonlar vb.

Sınırlayıcı faktörler. Liebig'in "Minimum Yasası"

İhtiyaçların olduğu açıktır farklı türler her özel ortamda farklıdır. Ancak bununla birlikte canlı bir organizmanın varlığı için gerekli olan minimum faktörler de vardır. Durağan durum olarak adlandırılan durumda (sistemin durumu az çok kararlıdır ve geçişli değildir), sınırlayıcı madde miktarı en yakın olan madde olacaktır. gerekli minimum. İlk kez, gerekli maddenin minimum miktarı konusu, 1840 yılında, bitkilerin mineral beslenmesi üzerine yapılan çalışmalara dayanarak "ekoloji" teriminin ortaya çıkmasından çok önce, J. Liebig tarafından ele alındı. büyümelerinin belirli kimyasal elementlere veya maddelere bağımlılığı. J. Liebig, araştırmasına dayanarak, sözde minimum yasasını türetmiştir: bitki büyümesi, tüm maddelerin varlığına çok fazla değil, bir maddenin minimum miktarına bağlıdır; bu maddenin yokluğu, sırasıyla, büyüme geriliği. Bir unsurun eksikliğini diğeriyle telafi etmek işe yaramıyor. Minimum miktarda bulunan madde, verimi düzenler, zamanla büyüklüğünü ve stabilitesini belirler.

Zamanla bu yasaya bazı eklemeler yapıldı, ancak bunlar yasanın özünü (sıcaklık, zaman vb.) değiştirmedi, ancak yerleşik modelin uygulanmasını önemli ölçüde karmaşıklaştırdı. Ayrıca bu modelin J. Liebig tarafından ortaya konulmasından bu yana bilim adamları, pratikte uygulandığında bunun açıklığa kavuşturulması gerektiğini belirtmişlerdir. Asgari yasayı uygulamak için Yu.Odum, kendisine göre iki olması gereken yardımcı ilkelerin kullanılmasını önerir.

İlk yardımcı ilke sınırlayıcı ilkedir: Liebig yasası, enerji ve madde akışının sızıntıyla düzenlendiği, yani sistemin denge durumunda olduğu yalnızca durağan durum koşullarına açıklama yapılmadan uygulanabilir.

Yu.Odum, sistemin dinamiklerle karakterize edildiğine ve bu nedenle sınırlayıcı bir ilkenin getirilmesinin, ekosistemlerin uzun vadeli çalışmaları sırasında ortaya çıkan hataları sınırlayacağına dikkat çekiyor.

İkinci destekleyici ilke, faktörlerin etkileşimi ile ilgilidir. Belirli koşullar altında yüksek konsantrasyonların veya yeterli belli bir madde veya ikinci bir sınırlayıcı faktörün etkisi, bir maddenin minimum miktarına olan ihtiyacı değiştirebilir.

Bunun bir örneği, kabuklu deniz hayvanlarının kalsiyum kullanımının stronsiyumla değiştirilmesi veya aşağıdaki model olabilir: Güneşte büyüyen bitkilerin çinkoya daha az ihtiyacı vardır, dolayısıyla çinko sınırlayıcı bir element olmaktan çıkar. İkinci yardımcı

Yu.Odum tarafından ortaya konulan prensip, sistemin durumunu temel alarak analiz etmenin uygunsuzluğunu gösterir. küçük miktar unsurlar. İhtiyaç konusunda ısrar ediyor kapsamlı analiz Herhangi bir çevresel çalışmada.

Çevresel faktörlerin etkileşimi. Shelford'un Hoşgörü Yasası

Liebig'in araştırmasının gösterdiği gibi, canlı bir organizmanın gelişimi yalnızca bir faktörün eksikliğiyle değil, aynı zamanda fazlalığıyla da belirlenir. Yani her organizmanın minimum ile maksimum arasında dalgalanan kendi sınırları, yani organizmanın varlığını sağlayan bir optimum vardır. Her türün kendine has sınırları vardır. Maksimum ve minimumun sınırlayıcı rolü ve bir türün varlığı için en uygun koşullara duyulan ihtiyaç kavramı V. Shelford (1913) tarafından ortaya atılmıştır. Onun ilkesi daha çok hoşgörü yasası olarak bilinir;

Bir organizmanın varlığını belirleyen doğal sınırlayıcı faktör minimum veya maksimum olabilir. çevresel etki, vücudun bu faktöre karşı dayanıklılık derecesini (tolerans) belirleyen aralık.

Yu. Odum (1975), çevresel faktörlerin etkisinin heterojenliğine ve canlı organizmaların bunlara tepkisine ilişkin Shelford yasasına bir dizi ekleme yapar:

Organizmaların her faktöre karşı daha geniş bir tolerans aralığı vardır, diğerlerine karşı ise dar bir tolerans aralığı vardır;

Geniş bir tolerans aralığına sahip organizmalar yaygın olma eğilimindedir;

Bir çevresel faktörün belirlediği varoluş koşulları optimumun ötesinde değişirse, diğer çevresel faktörlere karşı tolerans aralığı da değişir;

Doğada organizmalar sıklıkla kendilerini laboratuvar deneylerinde optimal olarak belirlenmemiş koşullarda bulurlar;

Üreme ve büyüme dönemi kural olarak kritiktir; bu dönemde vücudun toleransının sınırları bir yetişkininkinden çok daha dardır.

Yu.Odum'un yaptığı açıklamalar, çevresel çalışmalar yapılırken elde edilen sonuçların heterojenliğinin nedenlerinin açıklığa kavuşturulmasına büyük ölçüde yardımcı oluyor. Bu nedenle herhangi bir ekolojik çalışmada ihtiyaç duyulan kapsamlı analiz sadece ortamın fiziksel ve kimyasal koşulları veya canlı organizmaların birbirleri üzerindeki etki derecesi değil, aynı zamanda organizmanın varoluş aşamaları da. Optimum koşulların belirli organizmaların büyümesi, üremesi ve varlığı üzerindeki etkisi, sıcaklık parametrelerine bağlı olarak tarımsal ürünlerin gelişme ve meyve verme hızıyla açıkça gösterilebilir. Optimum koşullarda büyüyenler, kritik koşullara yakın koşullarda büyüyenlerden daha hızlı büyüyecek ve daha erken olgunlaşacaktır.

Pirinç. 2.3. Sıcaklığa bağlı olarak bitki büyümesi (Nazaruk, Senchina, 2000)

Ekolojide türlerin toleransının büyüklüğünü karakterize etmek için bir dizi terim kullanılır. Canlı bir organizma üzerindeki etkiyi karakterize eden ekofaktörün ismine iki kelime eklenir: sten (gr. Stenos) - dar ve evry (gr. Euro - geniş) stenothermic - sıcaklığa göre eurythermal

Stenohidrik - euryhidrik - // - sular

Stenophagnia - euryphagnium - // - yiyecek

Stenohalin - Euryhaline - // - tuzluluk

Stenooykny - evrioykny - // - ikamet yerleri

Örnek: Farklı balıkların yumurtalarının gelişimi şu durumlarda meydana gelir: farklı sıcaklıklar. Somon yumurtaları optimum 4 ° C ile 0 ila 14 ° C arasındaki sıcaklıklarda gelişirse, kurbağa yumurtalarının gelişimi için sıcaklık sınırları 0 ° C ila 30 ° C arasında olduğundan kurbağa yumurtalarına göre stenotermik olacaktır. optimum 22 ° C ile.

Temel çevresel faktörlerin etkileşimi, sistemde meydana gelen değişikliklere, yani abiyotik ve abiyotik etkileşime bağlı olabilir. biyotik faktörler. Güneş radyasyonundaki değişiklikler (bilindiği gibi ışık ana gruba aittir) iklim faktörleri) aydınlatmada bir değişikliğe yol açar dünyanın yüzeyi bu da hayvanların ve bitkilerin yaşamında fotoperiyodizmde değişikliklere yol açabilir. Aydınlatmadaki değişiklikler belirli bir sistemin sıcaklık ve neminde değişikliklere yol açabilir. Nem artışıyla birlikte güneş radyasyonu değişebilir sıcaklık rejimi. Çarpıcı bir örnek Faktörlerin etkileşimi, belirli biyotik ve abiyotik faktörlerdeki katmanlaşma ve değişikliklerin iyi ifade edildiği bir orman olabilir. Transcarpathia, özellikle bölgenin dağlık kısmı, hayvancılığın aşırı otlatılmasıyla karakterize edilir ve bunun sonucunda, dalların ve yaprakların belirli bir yüksekliğe kadar kemirildiği ve orman alanlarının işleyişinde hızlı bir bozulma meydana gelir. yeniden büyüme yok. Çoğu zaman bir kişi ekosistemin ana biyotik unsuru olarak hareket eder ve aktivitesi sayesinde ortaya çıkar. yeni tip sistemler. Açık bir örnek bu bakımdan Karpatlar'ın yüksek dağ çayırları. Uzun zamandır yüksek dağ çayırlarının (Runa dağı, Krasnaya, Tyapish ve diğerleri) olduğuna inanıyordu doğal oluşumlar. Bu görüşün yanlışlığı Profesör S.S.'nin deneyiyle gösterilmiştir. Fodor. Eko-faktörlerin toplamının olduğunu fark ettiler bireysel alanlar yaylalar subalpin çayırlar için tipik değildir. Bu varsayımın doğruluğunu doğrulamak için Runa Vadisi'nde (1.428 m deniz seviyesinde) bir deney kurdu. üst sınır ormanlar. Yapay bitkilendirmeler 35 yıldır takip ediliyor iğne yapraklı ağaçlar. Tüm ağaçlar dikildi burası, harika hissediyorlar, yani bir eko-faktör kompleksi onlara şunları sağlıyor: optimal koşullar varoluş. Sonuç: Karpat vadilerinin büyük çoğunluğu insan tarafından yaratılmış yapaydır. Her tür veya tür grubu, kendisine en uygun varoluşu sağlayan koşulları seçer, yani bir koşullar gradyanı boyunca dağıtılır.

Temel çevresel özellikler Organizmalar çevresel faktörlerin etkisine verdikleri tepkilere dayanır. Bir organizma ancak belirli bir değişkenlik aralığında hayatta kalabilir bu faktör buna genlik de denir. Çevresel faktörlerin hem çok yüksek (maksimum) hem de çok düşük (küçük) değerleri vücuda zarar verebilir. Belirli bir faktörün, organizmanın üzerinde veya altında var olamayacağı sayılarla ifade edilen kritik değerine kritik nokta denir. Bunların arasında kritik değerler ve bir çevresel tolerans bölgesi vardır (Şekil 2.4).

Çevresel tolerans bölgesi içerisinde çevresel faktörlerin yoğunluğu farklılık gösterir. İle birlikte kritik noktalar Pesimal bölgeler, vücudun faaliyetinin eylem nedeniyle önemli ölçüde sınırlandığı yerlerde bulunur dış koşullar. Daha sonra çevre korumasında belirgin bir artışın olduğu konfor bölgeleri geliyor.

vücudun payları. Merkezde vücudun işleyişine uygun optimum bölge vardır.

Çevresel tolerans aralığındaki ilişkiler şeması, 1924 yılında Alman ekolojist ve zoocoğrafyacı R. Hesse tarafından önerildi ve bu şemaya çevresel faktörlerin değeri adı verildi. Tolerans bölgesi içindeki çevresel değeri temsil eden eğrinin, optimal bölgenin merkezde yer aldığı her zaman simetrik bir görünüme sahip olmadığını belirtmekte fayda var. Örneğin, tatlı su organizmaları için optimum, sudaki tuz içeriğinin alt sınırındayken, deniz organizmaları için optimum, tuz içeriğinin yüksek olduğu tolerans bölgesindeki faktör değişkenliğinin karşı ucundadır.