Ngày nay, khi trẻ em bắt đầu được giáo dục về môi trường ở bậc tiểu học, và các vấn đề môi trường không phải là vấn đề cuối cùng trên các phương tiện truyền thông, sinh thái học vẫn là một ngành khoa học non trẻ, phức tạp và bí ẩn. Cơ sở khoa học của nó không quá lớn và các mô hình phức tạp cũng phức tạp. Tuy nhiên, kiến thức và hiểu biết về các quy luật cơ bản trong lĩnh vực này là cơ sở của thế giới quan của con người hiện đại. Bài viết này sẽ xem xét một trong những quy luật chính của sinh thái - quy luật tối thiểu, được hình thành từ rất lâu trước khi chính khoa học hình thành.
Để lịch sử khám phá
Định luật tối thiểu được xây dựng vào năm 1840 bởi một nhà hóa học xuất sắc, giáo sư tại Đại học Hesse (Đức) Eustace von Liebig. Nhà khoa học và nhà giáo lỗi lạc này còn được biết đến với phát minh ra tủ lạnh Liebig, loại tủ lạnh ngày nay vẫn được sử dụng trong các phòng thí nghiệm hóa học để tách phân đoạn các hợp chất hóa học. Cuốn sách "Hóa học ứng dụng vào nông nghiệp" của ông thực sự đã làm nảy sinh ra khoa họchóa chất nông nghiệp, và đối với anh ta - danh hiệu nam tước và hai mệnh lệnh của Thánh Anne. Liebig đã nghiên cứu sự tồn tại của thực vật và vai trò của các chất phụ gia hóa học đối với sự gia tăng của nó. Vì vậy, ông đã xây dựng quy luật của yếu tố giới hạn hoặc tối thiểu, hóa ra nó đúng với tất cả các hệ thống sinh học. Và không chỉ đối với các chất sinh học, mà chúng tôi sẽ chứng minh bằng các ví dụ.
Một chút lý thuyết
Trong sinh thái, các yếu tố môi trường là những yếu tố có ảnh hưởng đến cơ thể. Các yếu tố vật lý và hóa học (phi sinh học) là nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, áp suất, độ pH của môi trường và các chỉ tiêu khác của thiên nhiên vô tri. Tất cả các hình thức ảnh hưởng và mối quan hệ giữa các cơ thể sống đều liên quan đến các yếu tố sinh vật. Đây là sự cạnh tranh về tài nguyên, và sự hiện diện của ký sinh trùng, và cuộc đấu tranh nội bộ để tồn tại. Ngoài ra, còn có yếu tố nhân sinh - điều kiện do con người tạo ra và các hoạt động kinh tế của họ. Chúng cũng có thể là sinh vật và phi sinh học. Các yếu tố môi trường có tính chất thường xuyên theo chu kỳ, cường độ thay đổi theo sự thay đổi của thời gian trong ngày, các mùa trong năm hoặc thủy triều. Trong trường hợp này, sự thích nghi của sinh vật có tính chất di truyền, được hình thành trong một thời gian khá dài. Chúng có thể không đều, giống như bão hoặc lốc xoáy. Và sau đó là sự phân bố lại sự đa dạng của các loài.
Vùng thoải mái
Thông thường, các yếu tố môi trường được sinh vật dung nạp trong một số giới hạn nhất định, được giới hạn bởi các chỉ số ngưỡng, ngoài ra, sự ức chế hoạt động sống của sinh vật sẽ xảy ra. Đây lànhững điểm tồn tại tới hạn. Giữa chúng là vùng khoan dung (khoan dung) và vùng tối ưu (thoải mái) - phạm vi ảnh hưởng có lợi của yếu tố. Điểm tối thiểu và cực đại của ảnh hưởng của yếu tố môi trường xác định khả năng phản ứng của sinh vật đối với một yếu tố cụ thể. Vượt ra khỏi vùng tối ưu có thể dẫn đến những điều sau:
- loại bỏ một loài khỏi một phạm vi cụ thể (ví dụ: chuyển phạm vi quần thể hoặc di cư một loài);
- thay đổi về mức sinh và mức chết (ví dụ: với những thay đổi đột ngột trong điều kiện môi trường);
- để thích nghi (thích nghi) và sự xuất hiện của các loài mới với các đặc điểm kiểu hình và di truyền mới.
Bản chất của luật tối thiểu
Sự sống của một hệ sinh vật, có thể là một sinh vật hay một quần thể, phụ thuộc vào tác động của nhiều yếu tố có bản chất sinh học và phi sinh học. Cách diễn đạt của quy luật về mức tối thiểu có thể khác nhau, nhưng bản chất vẫn giống nhau: khi bất kỳ yếu tố nào đi chệch khỏi tiêu chuẩn một cách đáng kể, thì yếu tố đó trở thành quan trọng nhất đối với hệ thống và là yếu tố quan trọng nhất đối với cuộc sống. Đồng thời, các chỉ số khác nhau có thể hoạt động như những yếu tố hạn chế đối với cơ thể trong những khoảng thời gian khác nhau.
Có thể lựa chọn
Tất cả các sinh vật sống và thích nghi với sự phức tạp của các yếu tố môi trường. Và tác động của các yếu tố của phức hợp này luôn luôn không đồng đều. Yếu tố có thể đứng đầu (rất quan trọng) hoặc thứ yếu. Các yếu tố khác nhau sẽ dẫn đến các sinh vật khác nhau, và trong các giai đoạn khác nhau của vòng đời của một sinh vật đối vớicác yếu tố môi trường nhất định có thể là những yếu tố chính. Ngoài ra, các yếu tố tương tự có thể hạn chế đối với một số sinh vật và không hạn chế đối với những sinh vật khác. Ví dụ, ánh sáng mặt trời đối với thực vật là yếu tố cần thiết cho quá trình quang hợp. Nhưng đối với nấm, sinh vật sinh dưỡng trong đất hoặc động vật biển sâu, điều đó hoàn toàn không cần thiết. Hoặc sự hiện diện của oxy trong nước sẽ là yếu tố hạn chế, nhưng sự hiện diện của nó trong đất thì không.
Điều khoản sử dụng
Luật Tối thiểu được áp dụng bởi hai nguyên tắc phụ:
- Định luật chỉ áp dụng được mà không cần giải thích rõ ràng đối với các hệ cân bằng, cụ thể là chỉ trong điều kiện của hệ là trạng thái đứng yên, khi sự trao đổi năng lượng và các chất của hệ với môi trường được điều chỉnh bởi sự rò rỉ của chúng.
- Nguyên tắc thứ hai của việc áp dụng quy luật tối thiểu liên quan đến khả năng bù đắp của các sinh vật và hệ thống. Trong những điều kiện nhất định, nhân tố hạn chế có thể được thay thế bằng nhân tố không hạn chế nhưng có đủ hoặc hàm lượng cao. Điều này sẽ dẫn đến sự thay đổi về nhu cầu đối với chất có sẵn với số lượng tối thiểu.
Hình minh họa
Cái thùng, được đặt theo tên của nhà khoa học, thể hiện rõ ràng sự vận hành của định luật này. Trong thùng bị vỡ này, yếu tố hạn chế là chiều cao của các tấm ván. Theo quy luật sinh thái của cái tối thiểu, việc sửa chữa nó phải bắt đầu bằng tấm ván nhỏ nhất. Chính cô ấy là nhân tố đã xa rời giá trị bình thường, tối ưu nhất cho sự tồn tại của sinh vật. Không cóloại bỏ tác động của yếu tố này, không có ý nghĩa gì để làm đầy thùng - các yếu tố khác không có tác động đáng kể như vậy tại một thời điểm nhất định.
Mỏng ở đâu thì gãy ở đó
Chính câu tục ngữ này đã truyền tải bản chất của quy luật tối thiểu trong sinh thái và không chỉ. Ví dụ, trong nông nghiệp, các chỉ số về hàm lượng các chất khoáng trong đất được tính đến. Nếu đất chỉ chứa 20% phốt pho so với định mức, canxi - 50% và kali -95%, thì trước tiên phải bón phân có chứa phốt pho. Trong môi trường hoang dã, yếu tố hạn chế đối với hươu vào mùa hè là lượng thức ăn, và vào mùa đông, độ cao của lớp tuyết phủ. Hoặc đối với thông mọc trong rừng râm mát, yếu tố hạn chế sẽ là ánh sáng, trên đất cát khô - nước, và ở vùng đầm lầy - nhiệt độ vào mùa hè.
Một ví dụ khác như vậy, không liên quan đến sinh thái. Nếu hậu vệ phải của đội yếu nhất, thì đối phương có khả năng đột phá được từ bên cánh của anh ta nhất. Điều này đúng trong thể thao, nghệ thuật, kinh doanh. Một sai lầm đáng kể của các nhà kinh doanh thường là đánh giá thấp tác hại gây ra bởi một nhân viên yếu kém, kể cả ở những vị trí thứ yếu. Sau tất cả, không phải là không có gì khi họ nói rằng chất lượng của một công ty được xác định bởi chất lượng của những nhân viên tồi tệ nhất của nó. Và sức mạnh của một chuỗi luôn phụ thuộc vào mắt xích yếu nhất của nó.
