Heutzutage, wo Kinder beginnen, Umwelterziehung in der Grundschule zu erh alten, und Umweltthemen nicht die letzten in den Medien sind, ist Ökologie immer noch eine junge, komplexe und mysteriöse Wissenschaft. Seine wissenschaftliche Basis ist nicht so groß und komplexe Modelle sind kompliziert. Dennoch ist die Kenntnis und das Verständnis der Grundgesetze in diesem Bereich die Grundlage des Weltbildes des modernen Menschen. Dieser Artikel wird eines der Hauptgesetze der Ökologie betrachten – das Gesetz des Minimums, das lange vor der Entstehung der Wissenschaft selbst formuliert wurde.
Zur Entdeckungsgeschichte
Das Gesetz des Minimums wurde 1840 von einem herausragenden Chemiker, Professor an der hessischen Universität, Eustace von Liebig, formuliert. Dieser Wissenschaftler und herausragende Lehrer ist auch bekannt für die Erfindung des Liebig-Kühlschranks, der noch heute in chemischen Laboratorien zur fraktionierten Trennung chemischer Verbindungen eingesetzt wird. Aus seinem Buch „Chemistry as Applied to Agriculture“entstand tatsächlich WissenschaftAgrochemie und für ihn - den Titel eines Barons und zwei Orden von St. Anne. Liebig untersuchte das Überleben von Pflanzen und die Rolle chemischer Zusätze bei ihrer Vermehrung. Also formulierte er das Gesetz des minimalen oder begrenzenden Faktors, das sich für alle biologischen Systeme als wahr herausstellte. Und das nicht nur für biologische, was wir an Beispielen demonstrieren werden.
Ein bisschen Theorie
In der Ökologie sind Umweltfaktoren solche, die irgendwelche Auswirkungen auf den Körper haben. Physikalische und chemische Faktoren (abiotisch) sind Temperatur, Feuchtigkeit, Licht, Druck, pH-Wert der Umgebung und andere Indikatoren der unbelebten Natur. Alle Formen der Beeinflussung und Beziehungen zwischen lebenden Organismen hängen mit biotischen Faktoren zusammen. Dies ist ein Wettbewerb um Ressourcen und das Vorhandensein von Parasiten und ein intraspezifischer Kampf ums Überleben. Hinzu kommen anthropogene Faktoren – die vom Menschen geschaffenen Bedingungen und seine wirtschaftlichen Aktivitäten. Sie können auch biotisch und abiotisch sein. Umweltfaktoren sind regelmäßig periodisch und ändern ihre Stärke entsprechend dem Wechsel der Tageszeit, der Jahreszeiten oder der Gezeiten. In diesem Fall ist die Anpassung des Organismus erblicher Natur und wird über einen ziemlich langen Zeitraum gebildet. Sie können unregelmäßig sein, wie Stürme oder Tornados. Und dann gibt es eine Umverteilung der Artenvielf alt.
Komfortzone
Am häufigsten werden Umweltfaktoren von Organismen innerhalb bestimmter Grenzen toleriert, die durch Schwellenindikatoren begrenzt sind, jenseits derer die Hemmung der Vitalaktivität des Organismus auftritt. Daskritische Existenzpunkte. Dazwischen liegen Toleranzzonen (Toleranz) und die Zone des Optimums (Komfort) - der Bereich des positiven Einflusses des Faktors. Die minimalen und maximalen Punkte des Einflusses des Umweltfaktors bestimmen die Möglichkeiten der Reaktion des Organismus auf einen bestimmten Faktor. Das Überschreiten der optimalen Zone kann zu Folgendem führen:
- Vernichtung einer Art aus einem bestimmten Verbreitungsgebiet (z. B. Verschiebung des Populationsgebiets oder Migration einer Art);
- Änderung der Fruchtbarkeit und Sterblichkeit (z. B. bei plötzlichen Änderungen der Umweltbedingungen);
- an Anpassung (Anpassung) und die Entstehung neuer Arten mit neuen phänotypischen und genetischen Merkmalen.
Das Wesen des Gesetzes des Minimums
Das Leben eines biologischen Systems, sei es eines Organismus oder einer Population, hängt von der Wirkung vieler Faktoren biotischer und abiotischer Natur ab. Der Wortlaut des Gesetzes des Minimums kann variieren, aber das Wesentliche bleibt gleich: Wenn ein Faktor erheblich von der Norm abweicht, wird er für das System am wichtigsten und für das Leben am kritischsten. Gleichzeitig können verschiedene Indikatoren in unterschiedlichen Zeiträumen als limitierende Faktoren für den Körper wirken.
Optionen sind möglich
Alle lebenden Organismen leben und passen sich an einen Komplex von Umweltfaktoren an. Und die Wirkung der Faktoren dieses Komplexes ist immer ungleich. Der Faktor kann führend (sehr wichtig) oder sekundär sein. Verschiedene Faktoren werden für verschiedene Organismen und in verschiedenen Perioden des Lebens eines Organismus für führenbestimmte Umweltfaktoren können die wichtigsten sein. Außerdem können dieselben Faktoren für einige Organismen einschränkend und für andere nicht einschränkend sein. Beispielsweise ist Sonnenlicht für Pflanzen ein notwendiges Element für Photosyntheseprozesse. Aber für Pilze, Bodensaprotrophe oder Tiefseetiere ist es überhaupt nicht notwendig. Oder das Vorhandensein von Sauerstoff im Wasser wird der limitierende Faktor sein, aber sein Vorhandensein im Boden nicht.
Nutzungsbedingungen
Das Gesetz des Minimums wird in seiner Anwendung durch zwei untergeordnete Prinzipien eingeschränkt:
- Das Gesetz ist ohne Klärung nur auf Gleichgewichtssysteme anwendbar, nämlich nur unter Bedingungen eines stationären Zustands des Systems, wenn der Austausch von Energie und Stoffen des Systems mit der Umgebung durch deren Leckage geregelt wird.
- Das zweite Prinzip der Anwendung des Gesetzes des Minimums bezieht sich auf die kompensatorischen Fähigkeiten von Organismen und Systemen. Unter bestimmten Bedingungen kann der limitierende Faktor durch einen Faktor ersetzt werden, der nicht limitierend, aber in ausreichendem oder hohem Anteil vorhanden ist. Dadurch ändert sich der Bedarf an dem Stoff, der in der Mindestmenge vorhanden ist.
Illustrative Darstellung
Das Fass, benannt nach dem Wissenschaftler, zeigt deutlich die Wirkungsweise dieses Gesetzes. Bei diesem kaputten Fass ist der begrenzende Faktor die Höhe der Planken. Nach dem ökologischen Gesetz des Minimums muss die Reparatur bei der kleinsten Diele beginnen. Sie ist der Faktor, der sich am meisten von normalen Werten entfernt hat, die für das Überleben des Organismus optimal sind. OhneWenn man den Einfluss dieses Faktors eliminiert, macht es keinen Sinn, das Fass zu füllen – andere Faktoren haben zu einem bestimmten Zeitpunkt keinen so signifikanten Einfluss.
Wo es dünn ist, bricht es dort
Es ist dieses Sprichwort, das die Essenz des Gesetzes des Minimums in der Ökologie und nicht nur vermittelt. In der Landwirtschaft werden beispielsweise Indikatoren für den Geh alt an Mineralstoffen in Böden berücksichtigt. Wenn der Boden nur 20% Phosphor von der Norm, Kalzium - 50% und Kalium -95% enthält, müssen zuerst phosphorh altige Düngemittel ausgebracht werden. In freier Wildbahn ist der limitierende Faktor für einen Hirsch im Sommer die Futtermenge und im Winter die Höhe der Schneedecke. Oder für eine Kiefer, die in einem schattigen Wald wächst, ist der begrenzende Faktor Licht, auf trockenem Sandboden - Wasser und in einem sumpfigen Gebiet - Temperatur im Sommer.
Noch so ein Beispiel, das nichts mit Ökologie zu tun hat. Wenn der rechte Verteidiger im Team der schwächste ist, dann bricht der Gegner am ehesten von seiner Flanke aus durch. Das gilt im Sport, in der Kunst, im Business. Ein wesentlicher Fehler von Unternehmern ist oft die Unterschätzung des Schadens, den ein schwacher Mitarbeiter auch in Nebenpositionen verursacht. Schließlich heißt es nicht umsonst, dass die Qualität eines Unternehmens durch die Qualität seiner schlechtesten Mitarbeiter bestimmt wird. Und die Stärke einer Kette hängt immer von ihrem schwächsten Glied ab.
