Šiandien, kai vaikai pradeda gauti aplinkosauginį švietimą pradinėje mokykloje, o aplinkosaugos klausimai žiniasklaidoje nėra paskutiniai, ekologija vis dar yra jaunas, sudėtingas ir paslaptingas mokslas. Jo mokslinė bazė nėra tokia didelė, o sudėtingi modeliai yra sudėtingi. Nepaisant to, pagrindinių šios srities dėsnių žinojimas ir supratimas yra šiuolaikinio žmogaus pasaulėžiūros pagrindas. Šiame straipsnyje bus aptariamas vienas pagrindinių ekologijos dėsnių – minimumo dėsnis, suformuluotas dar gerokai prieš susiformuojant pačiam mokslui.
Į atradimų istoriją
Minimumumo dėsnį 1840 m. suformulavo puikus chemikas, Heseno universiteto (Vokietija) profesorius Eustace von Liebig. Šis mokslininkas ir puikus mokytojas taip pat žinomas dėl Liebig šaldytuvo išradimo, kuris ir šiandien naudojamas chemijos laboratorijose frakciniam cheminių junginių atskyrimui. Jo knyga „Chemija, taikoma žemės ūkiui“iš tikrųjų paskatino moksląagrochemija, o jam - barono titulas ir du šv. Onos ordinai. Liebigas tyrinėjo augalų išlikimą ir cheminių priedų vaidmenį jį didinant. Taigi jis suformulavo minimalaus arba ribojančio faktoriaus dėsnį, kuris pasirodė teisingas visoms biologinėms sistemoms. Ir ne tik biologiniams, kuriuos pademonstruosime pavyzdžiais.
Šiek tiek teorijos
Ekologijoje aplinkos veiksniai yra tie, kurie turi kokį nors poveikį organizmui. Fizikiniai ir cheminiai veiksniai (abiotiniai) – tai temperatūra, drėgmė, šviesa, slėgis, aplinkos pH ir kiti negyvosios gamtos rodikliai. Visos įtakos ir santykių tarp gyvų organizmų formos yra susijusios su biotiniais veiksniais. Tai konkurencija dėl išteklių, parazitų buvimo ir tarprūšinė kova dėl išlikimo. Be to, yra ir antropogeniniai veiksniai – žmonių sukurtos sąlygos ir jų ekonominė veikla. Jie taip pat gali būti biotiniai ir abiotiniai. Aplinkos veiksniai yra reguliariai-periodiški, kintantys stiprumas, priklausomai nuo paros laiko, metų sezonų ar potvynių kaitos. Šiuo atveju organizmo adaptacija yra paveldima, susiformavusi per gana ilgą laikotarpį. Jie gali būti nereguliarūs, pavyzdžiui, audros ar tornadai. Ir tada vyksta rūšių įvairovės persiskirstymas.
Komforto zona
Dažniausiai aplinkos veiksnius organizmai toleruoja tam tikrose ribose, kurias riboja ribiniai rodikliai, kuriuos peržengus atsiranda organizmo gyvybinės veiklos slopinimas. Tai yrakritiniai egzistavimo taškai. Tarp jų yra tolerancijos (tolerancijos) ir optimalumo (komforto) zonos - veiksnio naudingos įtakos diapazonas. Mažiausias ir maksimalus aplinkos veiksnio įtakos taškai lemia organizmo reakcijos į konkretų veiksnį galimybes. Peržengus optimalią zoną, gali atsirasti:
- rūšies pašalinimas iš konkretaus arealo (pavyzdžiui, populiacijos arealo perkėlimas arba rūšies migravimas);
- vaisingumo ir mirtingumo pokytis (pavyzdžiui, staigiai pasikeitus aplinkos sąlygoms);
- prie prisitaikymo (adaptacijos) ir naujų rūšių, turinčių naujų fenotipinių ir genetinių savybių, atsiradimo.
Minimalumo dėsnio esmė
Biologinės sistemos gyvybė, nesvarbu, ar tai būtų organizmas, ar populiacija, priklauso nuo daugelio biotinio ir abiotinio pobūdžio veiksnių. Minimalumo dėsnio formuluotė gali skirtis, tačiau esmė išlieka ta pati: kai kuris nors veiksnys ženkliai nukrypsta nuo normos, tada jis tampa reikšmingiausias sistemai ir kritiškiausias gyvybei. Tuo pačiu metu įvairūs rodikliai gali veikti kaip organizmą ribojantys veiksniai skirtingais laikotarpiais.
Galimi variantai
Visi gyvi organizmai gyvena ir prisitaiko prie aplinkos veiksnių komplekso. Ir šio komplekso veiksnių įtaka visada nevienoda. Veiksnys gali būti pagrindinis (labai svarbus) arba antraeilis. Skirtingiems organizmams lems skirtingi veiksniai, o skirtingais vieno organizmo gyvenimo laikotarpiaistam tikri aplinkos veiksniai gali būti pagrindiniai. Be to, tie patys veiksniai gali apriboti kai kuriuos organizmus, o neriboti kitų. Pavyzdžiui, saulės šviesa augalams yra būtinas fotosintezės procesų elementas. Tačiau grybams, dirvožemio saprotrofams ar giliavandeniams gyvūnams tai visai nereikalinga. Arba deguonies buvimas vandenyje bus ribojantis veiksnys, bet jo buvimas dirvožemyje ne.
Naudojimo sąlygos
Minimumumo įstatymo taikymą riboja du papildomi principai:
- Įstatymas be išaiškinimo taikomas tik pusiausvyrinėms sistemoms, būtent tik stacionarios sistemos būsenos sąlygomis, kai sistemos energijos ir medžiagų mainus su aplinka reguliuoja jų nutekėjimas.
- Antrasis minimumo dėsnio taikymo principas yra susijęs su organizmų ir sistemų kompensacinėmis galimybėmis. Tam tikromis sąlygomis ribojantis veiksnys gali būti pakeistas veiksniu, kuris nėra ribojantis, bet kurio kiekis yra pakankamas arba didelis. Dėl to pasikeis mažiausiu kiekiu prieinamos medžiagos poreikis.
Iliustracinė iliustracija
Mokslininko vardu pavadinta statinė aiškiai parodo šio dėsnio veikimą. Šioje sulūžusioje statinėje ribojantis veiksnys yra lentų aukštis. Pagal ekologinį minimumo dėsnį, jo remontas turi prasidėti nuo mažiausios lentos. Būtent ji yra labiausiai nutolęs nuo normalių verčių, optimalių organizmo išlikimui. Bepašalinus šio veiksnio poveikį, nėra prasmės pildyti statinę – kiti veiksniai tam tikru metu tokio reikšmingo poveikio neturi.
Kur plona, ten ir lūžta
Būtent ši patarlė perteikia ekologijos ir ne tik minimumo dėsnio esmę. Pavyzdžiui, žemės ūkyje atsižvelgiama į mineralinių medžiagų kiekio dirvožemyje rodiklius. Jei dirvožemyje yra tik 20% fosforo nuo normos, kalcio - 50%, o kalio - 95%, tada pirmiausia reikia tręšti fosforo turinčiomis trąšomis. Laukinėje gamtoje elnią ribojantis veiksnys vasarą yra maisto kiekis, o žiemą – sniego dangos aukštis. Arba pušiai, kuri auga pavėsingame miške, ribojantis veiksnys bus šviesa, sausoje smėlėtoje dirvoje – vanduo, o pelkėtoje vietoje – temperatūra vasarą.
Kitas toks pavyzdys, nesusijęs su ekologija. Jei dešinysis gynėjas komandoje yra silpniausias, tada greičiausiai priešas prasibraus iš jo flango. Tai galioja sporte, mene, versle. Didelė verslininkų klaida dažnai yra silpno darbuotojo daromos žalos neįvertinimas net ir antraeilėse pareigose. Juk ne veltui sakoma, kad įmonės kokybę lemia prasčiausių darbuotojų kokybė. Ir grandinės stiprumas visada priklauso nuo jos silpniausios grandies.
