Закон минимума и закон независимости факторов

Юстус Либих (1803г. – 1873г.) - немецкий ученый, сформулировал теорию минерального питания растений. Он установил, что развитие растения или его состояние зависят не от тех химических элементов, которые присутствуют в почве в достаточном количестве, а от тех, которых не хватает, что поэволили емуу сформулировать закон минимума:

Веществом, присутствующим в минимуме, управляется урожай, определяется его величина и стабильность во времени.

Закон минимума справедлив не только для растений, но и для всех живых организмов, включая человека, поэтому в общем виде он гласит:

Выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, т.е. жизненные возможности организма лимитируются (ограничиваются) экологическими факторами, количество и качество которых близки к необходимому для данного организма или экосистемы минимуму; дальнейшее их снижение ведет к гибели организма или деструкции экосистемы.

К числу наиболее важных лимитирующих факторов на суше относятся: свет, температура и вода, в море – это также свет, температура и соленость. Важным лимитирующим фактором для человечества в современных условиях являются загрязнение природной среды в результате роста населения и его потребностей, использования новых технологий, а также ограниченность жизненного пространства и само качество жизни.

закон минимума, несмотря на свою универсальность, имеет определенные ограничения. Первое из них связано с условиями стационарности; второе – с правилом взаимодействия факторов, суть которого состоит в том, что организм в определенной мере способен заменить дефицитное вещество или действующий фактор другим функционально близким веществом или фактором, поскольку все факторы среды зависят друг от друга и действуют согласованно.

И тем не менее, несмотря на взаимодействие факторов, все-таки они не могут полностью заменить друг друга. Например, нельзя действие влажности заменить действием углекислого газа или температуры.

Данное обстоятельство нашло свое отражение в законе независимости факторов, который гласит:

«Условия жизни равнозначны, ни один фактор не может быть заменен другим».

Закон толерантности.

Наиболее полно и в наиболее общем виде всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности, или закон Шелфорда, который формулируется так:

Процветание организма ограничено зонами максимума и минимума определенных экологических факторов; между ними располагается зона экологического оптимума, в пределах которой организм нормально реагирует на условия среды.

Иными словами, как следует из данного закона, слишком много хорошего для организма тоже плохо. Каждый вид характеризуется своей способностью переносить отклонения экологических факторов от оптимальных, которая называется толерантностью (от лат. терпение). Чем шире диапазон колебаний фактора, при котором организм сохраняет жизнеспособность, тем выше его толерантность (рис. 3.1.).

Организмы, имеющие узкий диапазон толерантности, называются стенобионтами, в отличие от эврибионтов имеющих широкий диапазон толерантности.

Организмы с широким диапазоном толерантности ко всем факторам имеют обычно и наиболее широкое географическое распространение.

Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то может сузиться диапазон толерантности к другим экологическим факторам.