Dnes, kdy se dětem začíná dostávat environmentální výchovy na základní škole a environmentální témata nejsou v médiích poslední, je ekologie stále mladou, složitou a tajemnou vědou. Jeho vědecká základna není tak velká a složité modely jsou složité. Přesto znalost a pochopení základních zákonitostí v této oblasti je základem světonázoru moderního člověka. Tento článek se bude zabývat jedním z hlavních ekologických zákonů - zákonem minima, který byl formulován dlouho před vytvořením samotné vědy.
Do historie objevů
Zákon minima formuloval v roce 1840 vynikající chemik, profesor na univerzitě v Hesensku (Německo) Eustace von Liebig. Tento vědec a vynikající učitel je známý také vynálezem Liebigovy lednice, která se dodnes používá v chemických laboratořích pro frakční separaci chemických sloučenin. Jeho kniha „Chemie aplikovaná na zemědělství“ve skutečnosti dala vzniknout věděagrochemii, a jemu - titul barona a dva řády svaté Anny. Liebig studoval přežití rostlin a roli chemických přísad v jeho růstu. Zformuloval tedy zákon minimálního neboli limitujícího faktoru, který se ukázal jako pravdivý pro všechny biologické systémy. A to nejen pro biologické, což si ukážeme na příkladech.
Trocha teorie
V ekologii jsou environmentální faktory takové, které mají jakýkoli vliv na tělo. Fyzikální a chemické faktory (abiotické) jsou teplota, vlhkost, světlo, tlak, pH prostředí a další ukazatele neživé přírody. Všechny formy vlivu a vztahů mezi živými organismy souvisí s biotickými faktory. Je to soutěž o zdroje, přítomnost parazitů a vnitrodruhový boj o přežití. Kromě toho existují také antropogenní faktory - podmínky vytvářené lidmi a jejich ekonomickými aktivitami. Mohou být také biotické a abiotické. Faktory prostředí jsou pravidelně periodické, mění se síla v souladu se změnou denní doby, ročních období nebo přílivu a odlivu. V tomto případě je adaptace organismu dědičná, vytvořená po poměrně dlouhou dobu. Mohou být nepravidelné, jako bouře nebo tornáda. A pak dochází k přerozdělení druhové diverzity.
Komfortní zóna
Faktory prostředí jsou organismy nejčastěji tolerovány v určitých mezích, které jsou limitovány prahovými ukazateli, za kterými dochází k inhibici vitální aktivity organismu. Tohle jekritické body existence. Mezi nimi jsou zóny tolerance (tolerance) a zóna optima (komfort) - rozsah příznivého vlivu faktoru. Minimální a maximální body vlivu faktoru prostředí určují možnosti reakce organismu na konkrétní faktor. Překročení optimální zóny může vést k následujícímu:
- eliminace druhu z konkrétní oblasti (například přesunutí rozsahu populace nebo migrace druhu);
- změna plodnosti a úmrtnosti (například s náhlými změnami podmínek prostředí);
- adaptace (adaptace) a vznik nových druhů s novými fenotypovými a genetickými vlastnostmi.
Podstata zákona minima
Život biologického systému, ať už organismu nebo populace, závisí na působení mnoha faktorů biotické i abiotické povahy. Znění zákona minima se může lišit, ale podstata zůstává stejná: když se jakýkoli faktor výrazně odchyluje od normy, stává se pro systém tím nejvýznamnějším a pro život nejkritičtějším. Současně mohou různé indikátory působit jako limitující faktory pro tělo v různých časových obdobích.
Možnosti jsou možné
Všechny živé organismy žijí a přizpůsobují se komplexu faktorů prostředí. A dopad faktorů tohoto komplexu je vždy nestejný. Faktor může být vedoucí (velmi důležitý) nebo sekundární. Pro různé organismy a v různých obdobích života jednoho organismu povedou různé faktoryněkteré faktory životního prostředí mohou být hlavními. Navíc stejné faktory mohou být pro některé organismy limitující a pro jiné neomezující. Například sluneční světlo je pro rostliny nezbytným prvkem pro procesy fotosyntézy. Ale u hub, půdních saprotrofů nebo hlubokomořských živočichů to není vůbec nutné. Nebo přítomnost kyslíku ve vodě bude limitujícím faktorem, ale jeho přítomnost v půdě nikoliv.
Podmínky použití
Zákon minima je omezen ve své aplikaci dvěma vedlejšími principy:
- Zákon platí bez upřesnění pouze pro rovnovážné systémy, a to pouze za podmínek stacionárního stavu systému, kdy je výměna energie a látek systému s okolím regulována jejich únikem.
- Druhá zásada aplikace zákona minima souvisí s kompenzačními schopnostmi organismů a systémů. Za určitých podmínek může být limitující faktor nahrazen faktorem, který není limitující, ale je přítomen v dostatečném nebo vysokém obsahu. To povede ke změně potřeby látky, která je dostupná v minimálním množství.
Ilustrační ilustrace
Seleň, pojmenovaná po vědci, jasně ukazuje fungování tohoto zákona. V tomto rozbitém sudu je limitujícím faktorem výška prken. V souladu s ekologickým zákonem minima musí jeho oprava začít od nejmenší desky. Právě ona je faktorem, který se nejvíce vzdálil normálním hodnotám, optimálním pro přežití organismu. Bezpři eliminaci vlivu tohoto faktoru nemá smysl sud plnit - ostatní faktory nemají v danou chvíli tak výrazný vliv.
Kde je tenký, tam se zlomí
Právě toto přísloví vyjadřuje podstatu zákona minima nejen v ekologii. Například v zemědělství se zohledňují ukazatele obsahu minerálních látek v půdách. Pokud půda obsahuje pouze 20% fosforu oproti normě, vápníku - 50% a draslíku -95%, musí být nejprve aplikována hnojiva obsahující fosfor. Ve volné přírodě je pro jelena v létě limitujícím faktorem množství potravy, v zimě pak výška sněhové pokrývky. Nebo pro borovici, která roste ve stinném lese, bude limitujícím faktorem světlo, na suché písčité půdě - voda a v bažinaté oblasti - teplota v létě.
Další takový příklad, který se netýká ekologie. Pokud je pravý obránce v týmu nejslabší, pak je to z jeho boku, kde se nepřítel s největší pravděpodobností probije. To platí ve sportu, v umění, v podnikání. Významnou chybou podnikatelů je často podcenění škod způsobených slabým zaměstnancem, a to i na vedlejších pozicích. Ostatně ne nadarmo se říká, že kvalitu firmy určuje kvalita jejích nejhorších zaměstnanců. A síla řetězu vždy závisí na jeho nejslabším článku.
