Prawo tolerancji Shelforda zostało sformułowane w 1913 roku. To on stał się najważniejszym prawem w ekologii. Przyjrzyjmy się bliżej jego istocie, podajmy konkretne przykłady.
Sformułowania i terminy
Obecnie stosowana jest następująca interpretacja: istnienie ekosystemu lub gatunku ekologicznego charakteryzuje się czynnikami ograniczającymi, które są zarówno minimalne, jak i maksymalne.
Tolerancja to zdolność organizmu lub ekosystemu do znoszenia niekorzystnych skutków niektórych czynników środowiskowych.
Prawo tolerancji Shelforda znacznie rozszerza możliwości prawa minimum Liebiga.
Funkcje
Rewolucyjny charakter omawianego prawa polega na tym, że nie tylko niewielki wpływ jednego czynnika (odżywianie, światło, woda) negatywnie wpływa na organizm. Shelford był w stanie udowodnić, że nadmiar wpływu jednego czynnika jest również szkodliwy. Udało mu się przekonać, że w ekologicznymorganizm może istnieć tylko w granicach tolerancji - od minimum do maksimum.
Jeżeli współczynnik spadnie poniżej minimum, to organizmowi grozi śmierć (prawo Liebiga). Prawo tolerancji wyjaśnia, że nawet przy maksymalnych stawkach również umiera.
Pierwszy przykład
Rozważ warunki życia krokodyli. Potrzebują wody, aby przeżyć. Jego brak lub zmniejszenie objętości prowadzi do śmierci. Nadmiar wody wpłynie również negatywnie na bytowanie krokodyli.
Jaka jest istota prawa tolerancji w tym przykładzie? Równie negatywne szkody ma zarówno brak, jak i nadmiar wody. Dlatego krokodyle nie przetrwają na pustyni ani w oceanach świata.
Szeroki zakres prawa
Tolerancja zostanie przeanalizowana na przykładzie liczby treningów sportowca. Jeśli sportowiec trenuje okazjonalnie, trudno mu będzie liczyć na wygraną w igrzyskach olimpijskich. Przy nadmiernym treningu będzie zmęczony przed rozpoczęciem zawodów, co nie da mu szansy na zdobycie nagrody.
Ten przykład pokazuje, że prawo tolerancji w ekologii ma szeroki zakres. W tym przypadku wykracza poza klasyczną naukę.
Dodatkowe informacje
Zgodnie z prawem tolerancji wyprowadzono ekologiczne prawo optimum. Pozwala również na sformułowanie kilku dodatkowych zasad:
- organizmy mogą mieć szeroki zakrestolerancja na jeden czynnik i wąski zakres na inny;
- organizmy o szerokim zakresie tolerancji na różne czynniki są bardziej rozpowszechnione;
- jeśli warunki dla jednego czynnika nie są optymalne dla gatunku, zakres tolerancji na inne czynniki środowiskowe jest również znacznie zawężony.
Na przykład ograniczenie zawartości azotu prowadzi do zmniejszenia tolerancji zbóż na suszę. Innymi słowy stwierdzono, że niedoborowi azotu powinien towarzyszyć wzrost poboru wody.
W naturze nierzadko zdarza się, że organizmy znajdują się w warunkach, które wykraczają poza idealny zakres jakiegokolwiek czynnika fizycznego, który został zidentyfikowany w laboratorium badawczym. W takich sytuacjach najważniejszy staje się inny czynnik lub ich kombinacja.
Na przykład chłodzenie przyspiesza wzrost tropikalnych storczyków. W naturze rozwijają się tylko w cieniu, rośliny nie są w stanie tolerować termicznych efektów bezpośredniego światła słonecznego.
Prawo Tolerancji zostało sformułowane przez Shelforda, dlatego uważa się go za twórcę tej teorii.
Ze względu na relacje wewnątrzpopulacyjne i międzypopulacyjne pojawiają się problemy z wykorzystaniem optymalnych warunków środowiskowych dla istnienia organizmów. Na przykład mogą to być pasożyty, drapieżniki, konkurenci.
Ciekawe fakty
Bardzo często sezon lęgowy jest krytyczny. To w tym czasie wielu staje się ograniczającychczynniki środowiskowe. To jest podstawa tolerancji. Prawo tolerancji określa granice dla nasion, osobników, jaj, kiełków, zarodków, larw.
Dorosły cyprys jest w stanie rozmnażać się i rosnąć, gdy jest stale zanurzony w wodzie, na suchej wyżynie i może rozmnażać się tylko w obecności tylko lekko wilgotnej gleby.
Gdzie jeszcze przejawia się tolerancja? Prawo tolerancji widać na przykładzie niebieskich krabów. Podobnie jak inne zwierzęta morskie tolerują wodę słodką i morską, więc można je zobaczyć w rzekach. Larwy krabów nie są w stanie przetrwać w takich wodach, więc ich rozmnażanie w rzekach nie jest obserwowane, jest to tolerancja. Prawo tolerancji wyjaśnia geograficzne rozmieszczenie ryb handlowych, związek tego czynnika z klimatem.
Klasyfikacja organizmów według wartościowości ekologicznej
Granice wytrzymałości między punktami krytycznymi nazywane są wartościowością ekologiczną istot żywych, w zależności od konkretnego czynnika środowiskowego. Przedstawiciele różnych gatunków różnią się znacznie od siebie zarówno w wartościowości ekologicznej, jak i w pozycji optimum. Na przykład w tundrze lisy polarne są w stanie tolerować wahania temperatury w zakresie ponad 80 stopni.
Skorupiaki ciepłowodne mogą wytrzymać temperaturę wody tylko w zakresie około 6 stopni. Ta sama siła manifestacji czynnika może być optymalna dla jednego gatunku, a dla innego wykraczać poza granice wytrzymałości.
Oznaczyć szeroką walencję ekologiczną gatunku w odniesieniu doabiotyczne czynniki środowiska, zwyczajowo używa się przedrostka „evry”.
Gatunki eurytyczne są w stanie tolerować znaczne wahania temperatury, podczas gdy gatunki eurybat radzą sobie z szerokim zakresem ciśnienia. Są też organizmy euryhalinowe, dla których stopień zasolenia środowiska nie jest straszny.
Wąska wartość ekologiczna to niezdolność organizmów do znoszenia dużych wahań pewnych czynników. W tym przypadku używany jest przedrostek „steno”: stenohaline, stenobat, stenoterm.
W szerszym znaczeniu oznacza przestrzeganie pewnych warunków środowiskowych, zwanych stenobiontem, w których możliwa jest adaptacja do różnych warunków środowiskowych.
Podsumuj
Jakie znaczenie ma tolerancja? Prawo tolerancji łączy maksima i minima różnych czynników. Wyjaśnia również wytrzymałość organizmów w odniesieniu do określonych warunków. W XX wieku amerykański naukowiec Shelford zdołał wykazać, że wraz z nadmiarem lub niedoborem określonego stanu (temperatury, ciśnienia, zasolenia) aktywność życiowa organizmu zmienia się znacząco.
W zależności od zdolności przystosowania się do środowiska, zwyczajowo przydziela się:
- eurybionty (charakteryzują się szerokim zakresem czynników środowiskowych);
- stenobionty (istnieją w wąskim zakresie)
Druga grupa obejmuje rośliny i zwierzęta, które mogą w pełni istnieć i rozwijać się tylko w stałych warunkach środowiskowych(wilgotność, temperatura, obecność pokarmu). Ta grupa obejmuje pasożyty wewnętrzne. Niektóre stenobionty charakteryzują się uzależnieniem tylko od określonego czynnika.
Na przykład, na życie torbacza koala wpływa tylko obecność eukaliptusa, którego liście są głównym pokarmem.
Eurybionty to organizmy, które tolerują znaczne zmiany warunków środowiskowych. Przykładem mogą być rozgwiazdy żyjące w zakresie pływów. Są to sposoby na osuszanie w czasie odpływu, ogrzewanie latem i chłodzenie zimą.
Ważną konsekwencją hierarchicznej organizacji jest fakt, że gdy komponenty lub podzbiory są łączone w duże jednostki, zyskują one nowe właściwości, których wcześniej nie było. Nowych jakości, które się pojawiły, nie można przewidzieć, przewidzieć, a ich specyfiki nie da się wyjaśnić. Dzięki prawu tolerancji stało się możliwe wyjaśnienie i przewidzenie wielu zjawisk zachodzących w dzikiej przyrodzie.
