اليوم ، عندما يبدأ الأطفال في تلقي التعليم البيئي في المدرسة الابتدائية ، والقضايا البيئية ليست الأخيرة في وسائل الإعلام ، لا تزال البيئة علمًا شابًا ومعقدًا وغامضًا. قاعدتها العلمية ليست كبيرة ، والنماذج المعقدة معقدة. ومع ذلك ، فإن معرفة وفهم القوانين الأساسية في هذا المجال هو أساس النظرة العالمية للإنسان الحديث. ستنظر هذه المقالة في أحد القوانين الرئيسية للبيئة - قانون الحد الأدنى ، الذي تمت صياغته قبل فترة طويلة من تشكيل العلم نفسه.
إلى تاريخ الاكتشاف
تمت صياغة قانون الحد الأدنى في عام 1840 بواسطة كيميائي بارز ، أستاذ في جامعة هيس (ألمانيا) يوستاس فون ليبيج. يُعرف هذا العالم والمعلم المتميز أيضًا باختراع ثلاجة Liebig ، والتي لا تزال تستخدم حتى اليوم في المختبرات الكيميائية للفصل الجزئي للمركبات الكيميائية. كتابه "الكيمياء كما هي مطبقة على الزراعة" أدى في الواقع إلى ظهور العلمالكيمياء الزراعية ، وله - لقب البارون وامرأتين للقديسة آن. درس Liebig بقاء النباتات ودور المضافات الكيميائية في زيادتها. لذلك صاغ قانون العامل الأدنى أو المحدد ، والذي تبين أنه صحيح لجميع النظم البيولوجية. وليس فقط للأحياء البيولوجية ، والتي سنشرحها بالأمثلة.
قليلا من النظرية
في علم البيئة ، العوامل البيئية هي تلك التي لها أي تأثير على الجسم. العوامل الفيزيائية والكيميائية (اللاأحيائية) هي درجة الحرارة والرطوبة والضوء والضغط ودرجة الحموضة في البيئة وغيرها من مؤشرات الطبيعة غير الحية. ترتبط جميع أشكال التأثير والعلاقات بين الكائنات الحية بالعوامل الحيوية. هذا هو التنافس على الموارد ، ووجود الطفيليات ، والنضال غير المحدد من أجل البقاء. بالإضافة إلى ذلك ، هناك أيضًا عوامل بشرية المنشأ - الظروف التي يخلقها الناس وأنشطتهم الاقتصادية. يمكن أن تكون أيضًا حيوية وغير حيوية. تكون العوامل البيئية دورية بشكل منتظم ، وتتغير قوتها وفقًا لتغير الوقت من اليوم أو فصول السنة أو المد والجزر. في هذه الحالة ، يكون تكيف الكائن الحي وراثيًا بطبيعته ، يتشكل على مدى فترة طويلة إلى حد ما. يمكن أن تكون غير منتظمة ، مثل العواصف أو الأعاصير. ثم هناك إعادة توزيع لتنوع الأنواع
منطقة الراحة
في أغلب الأحيان ، تتسامح الكائنات الحية مع العوامل البيئية ضمن حدود معينة ، والتي تكون محدودة بمؤشرات العتبة ، والتي يحدث بعدها تثبيط النشاط الحيوي للكائن الحي. هذا هونقاط الوجود الحرجة. بينهما مناطق التسامح (التسامح) ومنطقة الأمثل (الراحة) - نطاق التأثير المفيد للعامل. تحدد النقاط الدنيا والقصوى لتأثير العامل البيئي احتمالات رد فعل الكائن الحي على عامل معين. يمكن أن يؤدي تجاوز المنطقة المثالية إلى ما يلي:
- استبعاد نوع من نطاق معين (على سبيل المثال ، تغيير نطاق العشائر أو ترحيل أحد الأنواع) ؛
- تغيير في الخصوبة والوفيات (على سبيل المثال ، مع التغيرات المفاجئة في الظروف البيئية) ؛
- للتكيف (التكيف) وظهور أنواع جديدة ذات خصائص مظهرية ووراثية جديدة.
جوهر قانون الدنيا
تعتمد حياة النظام البيولوجي ، سواء أكان كائنًا أو مجموعة سكانية ، على عمل العديد من العوامل ذات الطبيعة الحيوية واللاأحيائية. قد تختلف صياغة قانون الحد الأدنى ، لكن يبقى الجوهر كما هو: عندما ينحرف أي عامل بشكل كبير عن القاعدة ، يصبح عندئذٍ الأكثر أهمية للنظام والأكثر أهمية للحياة. في الوقت نفسه ، يمكن أن تعمل المؤشرات المختلفة كعوامل مقيدة للجسم في فترات زمنية مختلفة.
خيارات ممكنة
جميع الكائنات الحية تعيش وتتكيف مع مجموعة معقدة من العوامل البيئية. وتأثير عوامل هذا المركب دائمًا غير متكافئ. يمكن أن يكون العامل رائدًا (مهم جدًا) أو ثانويًا. هناك عوامل مختلفة تؤدي إلى كائنات مختلفة ، وفي فترات مختلفة من حياة كائن حي واحدقد تكون بعض العوامل البيئية هي العوامل الرئيسية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكون العوامل نفسها مقيدة لبعض الكائنات الحية ولا تقتصر على البعض الآخر. على سبيل المثال ، يعتبر ضوء الشمس للنباتات عنصرًا ضروريًا لعمليات التمثيل الضوئي. لكن بالنسبة للفطريات ، أو رواسب التربة أو حيوانات أعماق البحار ، فهي ليست ضرورية على الإطلاق. أو وجود الأكسجين في الماء سيكون العامل المحدد لكن وجوده في التربة لن يكون.
شروط الاستخدام
قانون الحد الأدنى محدود في تطبيقه بمبدأين فرعيين:
- القانون قابل للتطبيق دون توضيح إلا على أنظمة التوازن ، أي فقط في ظل ظروف الحالة الثابتة للنظام ، عندما يتم تنظيم تبادل الطاقة والمواد في النظام مع البيئة من خلال تسربها.
- المبدأ الثاني لتطبيق قانون الحد الأدنى يتعلق بالقدرات التعويضية للكائنات والأنظمة. في ظل ظروف معينة ، يمكن استبدال العامل المحدد بعامل غير مقيد ، ولكنه موجود في محتوى كافٍ أو مرتفع. سيؤدي هذا إلى تغيير الحاجة إلى المادة المتوفرة بالحد الأدنى.
توضيح توضيحي
البرميل ، الذي سمي على اسم العالم ، يوضح بوضوح عمل هذا القانون. في هذا البرميل المكسور ، يكون العامل المحدد هو ارتفاع الألواح. وفقًا للقانون البيئي للحد الأدنى ، يجب أن يبدأ إصلاحه بأصغر لوحة. إنها العامل الأكثر ابتعادًا عن القيم الطبيعية ، الأمثل لبقاء الكائن الحي. بدونالقضاء على تأثير هذا العامل ، ليس من المنطقي ملء البرميل - العوامل الأخرى ليس لها مثل هذا التأثير الكبير في وقت معين.
حيث تكون رقيقة ، تنكسر هناك
هذا هو المثل الذي ينقل جوهر قانون الحد الأدنى في علم البيئة وليس فقط. على سبيل المثال ، في الزراعة ، تؤخذ في الاعتبار مؤشرات محتوى المواد المعدنية في التربة. إذا كانت التربة تحتوي على 20٪ فقط من الفوسفور من القاعدة والكالسيوم - 50٪ والبوتاسيوم - 95٪ ، فيجب استخدام الأسمدة التي تحتوي على الفوسفور أولاً. في البرية ، فإن العامل المحدد للغزال في الصيف هو كمية الطعام ، وفي الشتاء ارتفاع الغطاء الثلجي. أو بالنسبة للصنوبر الذي ينمو في غابة مظللة ، سيكون العامل المحدد خفيفًا ، على التربة الرملية الجافة - المياه ، وفي منطقة المستنقعات - درجة الحرارة في الصيف.
مثال آخر من هذا القبيل ، لا علاقة له بالبيئة. إذا كان المدافع الأيمن في الفريق هو الأضعف ، فمن المرجح أن يخترق العدو من جانبه. هذا صحيح في الرياضة والفن والأعمال. غالبًا ما يكون الخطأ الكبير الذي يرتكبه رجال الأعمال هو التقليل من الضرر الناجم عن الموظف الضعيف ، حتى في المناصب الثانوية. بعد كل شيء ، ليس من قبيل الصدفة أنهم يقولون إن جودة الشركة تحددها جودة أسوأ موظفيها. وقوة السلسلة تعتمد دائما على أضعف حلقاتها
