Бүгінгі таңда балалар бастауыш сыныпта экологиялық білім ала бастағанда, экология мәселесі бұқаралық ақпарат құралдарында соңғы орында тұрмағанда, экология әлі де жас, күрделі де жұмбақ ғылым. Оның ғылыми базасы соншалықты үлкен емес, ал күрделі модельдері күрделі. Соған қарамастан, осы саладағы негізгі заңдылықтарды білу және түсіну қазіргі адамның дүниетанымының негізі болып табылады. Бұл мақалада экологияның негізгі заңдарының бірі – ғылымның өзі қалыптасудан көп бұрын тұжырымдалған минимум заңы қарастырылады.
Танылу тарихына
Мимум заңын 1840 жылы көрнекті химик, Гессен университетінің (Германия) профессоры Юстас фон Либиг тұжырымдаған. Бұл ғалым және көрнекті педагог Либиг тоңазытқышын ойлап табуымен де танымал, ол әлі күнге дейін химиялық қосылыстарды фракциялық бөлу үшін химиялық зертханаларда қолданылады. Оның «Ауыл шаруашылығына қолданылатын химия» атты кітабы шын мәнінде ғылымның пайда болуына себепші болдыагрохимия, ал оған - барон атағы және Әулие Аннаның екі ордені. Либих өсімдіктердің тіршілігін және оны көбейтудегі химиялық қоспалардың рөлін зерттеді. Сондықтан ол барлық биологиялық жүйелер үшін дұрыс болып шыққан минимум немесе шектеуші фактор заңын тұжырымдады. Тек биологиялық емес, біз мысалдармен көрсетеміз.
Біраз теория
Экологияда қоршаған орта факторлары - бұл организмге қандай да бір әсер ететін факторлар. Физикалық және химиялық факторларға (абиотикалық) температура, ылғалдылық, жарық, қысым, қоршаған ортаның рН және жансыз табиғаттың басқа да көрсеткіштері жатады. Тірі организмдер арасындағы әсер етудің барлық формалары мен қарым-қатынастары биотикалық факторлармен байланысты. Бұл ресурстар үшін бәсекелестік, паразиттердің болуы және тіршілік ету үшін түр ішілік күрес. Сонымен қатар, антропогендік факторлар да бар - адамдар жасаған жағдайлар және олардың шаруашылық қызметі. Олар биотикалық және абиотикалық болуы мүмкін. Қоршаған орта факторлары тұрақты-периодты болып табылады, күн уақытының, жыл мезгілдерінің немесе толқындардың өзгеруіне сәйкес күші өзгереді. Бұл жағдайда организмнің бейімделуі тұқым қуалайтын сипатта болады, біршама ұзақ уақыт бойы қалыптасады. Олар дауыл немесе торнадо сияқты тұрақты емес болуы мүмкін. Содан кейін түрлердің әртүрлілігінің қайта бөлінуі орын алады.
Жайлылық аймағы
Көбінесе қоршаған орта факторларын ағзалар шекті көрсеткіштермен шектелетін белгілі бір шектерде көтереді, одан тыс организмнің тіршілік әрекетінің тежелуі орын алады. Бұлөмір сүрудің маңызды нүктелері. Олардың арасында толеранттылық (толеранттылық) аймақтары және оптимум аймағы (комфорт) – фактордың пайдалы әсер ету диапазоны болады. Қоршаған орта факторының әсер етуінің минималды және максималды нүктелері организмнің белгілі бір факторға реакциясының мүмкіндіктерін анықтайды. Оңтайлы аймақтан шығу мыналарға әкелуі мүмкін:
- түрді белгілі бір аумақтан жою (мысалы, популяциялар ареалын ауыстыру немесе түрді көшіру);
- құнарлылық пен өлім-жітімнің өзгеруі (мысалы, қоршаған орта жағдайларының кенет өзгеруі);
- бейімделуге (бейімделуге) және жаңа фенотиптік және генетикалық сипаттамалары бар жаңа түрлердің пайда болуы.
Мимум заңының мәні
Биологиялық жүйенің тіршілігі, мейлі ол организм болсын, мейлі популяция болсын, биотикалық және абиотикалық сипаттағы көптеген факторлардың әрекетіне байланысты. Минимум заңының тұжырымы әртүрлі болуы мүмкін, бірақ мәні өзгеріссіз қалады: кез келген фактор нормадан айтарлықтай ауытқып кетсе, ол жүйе үшін ең маңызды және өмір үшін ең маңызды болады. Сонымен бірге әртүрлі индикаторлар әртүрлі уақыт кезеңдерінде организм үшін шектеуші факторлар ретінде әрекет етуі мүмкін.
Опциялар мүмкін
Барлық тірі организмдер тіршілік етеді және қоршаған орта факторларының кешеніне бейімделеді. Ал бұл кешен факторларының әсері әрқашан тең емес. Фактор жетекші (өте маңызды) немесе қосалқы болуы мүмкін. Әр түрлі организмдер үшін әртүрлі факторлар, ал бір организмнің өмірінің әртүрлі кезеңдерінде әртүрлі факторлар әсер етедікейбір экологиялық факторлар негізгі болуы мүмкін. Сонымен қатар, бірдей факторлар кейбір организмдер үшін шектеуші болуы мүмкін, ал басқалары үшін шектемейді. Мысалы, өсімдіктер үшін күн сәулесі фотосинтез процестеріне қажетті элемент болып табылады. Бірақ саңырауқұлақтар, топырақ сапротрофтары немесе терең теңіз жануарлары үшін бұл мүлдем қажет емес. Немесе суда оттегінің болуы шектеуші фактор болады, бірақ оның топырақта болуы болмайды.
Қолдану шарттары
Мимум туралы заңның қолданылуы екі қосалқы қағидатпен шектелген:
- Заң тек тепе-теңдік жүйелеріне, атап айтқанда жүйенің энергиясы мен заттарының қоршаған ортамен алмасуы олардың ағып кетуімен реттелетін жүйенің стационарлық күйі жағдайында ғана түсініктемесіз қолданылады.
- Мимум заңын қолданудың екінші принципі организмдер мен жүйелердің компенсаторлық мүмкіндіктерімен байланысты. Белгілі бір жағдайларда шектеуші факторды шектемейтін, бірақ жеткілікті немесе жоғары мазмұнда болатын фактормен ауыстыруға болады. Бұл ең аз мөлшерде қолжетімді затқа деген қажеттіліктің өзгеруіне әкеледі.
Иллюстрациялық иллюстрация
Ғалымның атымен аталған бөшке бұл заңның әрекетін анық көрсетеді. Бұл сынған бөшкеде шектеуші фактор тақталардың биіктігі болып табылады. Минималды экологиялық заңға сәйкес оны жөндеу ең кішкентай тақтадан басталуы керек. Дәл осы фактор организмнің тіршілігі үшін оңтайлы қалыпты құндылықтардан алшақтады. Онсызбұл фактордың әсерін жойып, баррельді толтырудың мағынасы жоқ - басқа факторлар белгілі бір уақытта мұндай маңызды әсер етпейді.
Жіңішке жерде бұзылады
Тек қана емес экологиядағы минимум заңының мәнін беретін де осы мақал. Мысалы, ауыл шаруашылығында топырақтағы минералды заттардың мөлшерінің көрсеткіштері есепке алынады. Топырақта нормадан тек 20% фосфор, кальцийде - 50%, калийде -95% болса, онда алдымен фосфоры бар тыңайтқыштарды беру керек. Жабайы табиғатта жазда бұғы үшін шектеуші фактор - азық мөлшері, ал қыста - қар жамылғысының биіктігі. Немесе көлеңкелі орманда өсетін қарағай үшін шектеуші фактор жеңіл, құрғақ құмды топырақта - су, ал батпақты жерде - жазда температура болады.
Экологияға қатысы жоқ тағы бір мысал. Командадағы оң жақтағы қорғаушы ең әлсіз болса, қарсылас оның қапталынан еніп кетуі әбден мүмкін. Бұл спортта да, өнерде де, бизнесте де бар. Кәсіпкерлердің елеулі қателігі көбінесе әлсіз қызметкердің, тіпті қосалқы лауазымдарда да келтірген зиянын жете бағаламау болып табылады. Өйткені, компанияның сапасы оның ең нашар қызметкерлерінің сапасымен анықталады деп бекер айтпаған. Ал тізбектің беріктігі әрқашан оның ең әлсіз буынына байланысты.
