Täna, kui lapsed hakkavad keskkonnaharidust saama algkoolis ja keskkonnateemalised küsimused ei ole meedias viimastel aastatel, on ökoloogia veel noor, keeruline ja salapärane teadus. Selle teaduslik baas ei ole nii suur ja keerulised mudelid on keerulised. Sellegipoolest on selle valdkonna põhiseaduste tundmine ja mõistmine tänapäeva inimese maailmapildi aluseks. Selles artiklis käsitletakse üht peamist ökoloogiaseadust – miinimumi seadust, mis on sõnastatud ammu enne teaduse kujunemist.
Avastuste ajaloo juurde
Miinimumseaduse sõnastas 1840. aastal silmapaistev keemik, Hesseni ülikooli (Saksamaa) professor Eustace von Liebig. See teadlane ja silmapaistev õpetaja on tuntud ka Liebigi külmiku leiutamise poolest, mida kasutatakse tänapäevalgi keemialaborites keemiliste ühendite fraktsioneerivaks eraldamiseks. Tema raamat "Põllumajanduses rakendatav keemia" andis tegelikult aluse teaduseleagrokeemia ning talle - parunitiitel ja kaks Püha Anna ordenit. Liebig uuris taimede ellujäämist ja keemiliste lisandite rolli selle suurenemisel. Nii sõnastas ta minimaalse ehk piirava teguri seaduse, mis osutus tõeseks kõigi bioloogiliste süsteemide puhul. Ja mitte ainult bioloogiliste puhul, mida me näidetega demonstreerime.
Natuke teooriat
Ökoloogias on keskkonnategurid need, mis avaldavad kehale mingit mõju. Füüsikalised ja keemilised tegurid (abiootilised) on temperatuur, niiskus, valgus, rõhk, keskkonna pH ja muud eluta looduse näitajad. Kõik elusorganismide mõju ja seosed on seotud biootiliste teguritega. See on konkurents ressursside pärast, parasiitide olemasolu ja liigisisene võitlus ellujäämise nimel. Lisaks on ka inimtekkelised tegurid – inimeste ja nende majandustegevuse loodud tingimused. Need võivad olla ka biootilised ja abiootilised. Keskkonnategurid on korrapäraselt perioodilised, muutudes vastav alt kellaaja, aastaaegade või loodete muutumisele. Sel juhul on organismi kohanemine oma olemuselt pärilik, kujunenud üsna pika perioodi jooksul. Need võivad olla ebaregulaarsed, nagu tormid või tornaadod. Ja siis toimub liigilise mitmekesisuse ümberjaotumine.
Mugavustsoon
Kõige sagedamini taluvad organismid keskkonnategureid teatud piirides, mis on piiritletud lävenäitajatega, mille ületamisel toimub organismi elutegevuse pärssimine. See oneksisteerimise kriitilised punktid. Nende vahel on taluvuse (tolerantsi) ja optimaalse (mugavuse) tsoonid - teguri kasuliku mõju vahemik. Keskkonnateguri mõju miinimum- ja maksimumpunktid määravad ära organismi reaktsioonivõimalused konkreetsele tegurile. Optimaalsest tsoonist kaugemale jõudmine võib põhjustada järgmist:
- liigi kõrvaldamine kindlast levialast (näiteks populatsiooni levila nihutamine või liigi ränne);
- sündimuse ja suremuse muutus (näiteks keskkonnatingimuste äkiliste muutustega);
- kohanemine (kohanemine) ja uute fenotüübiliste ja geneetiliste omadustega uute liikide tekkega.
Miiniumiseaduse olemus
Bioloogilise süsteemi eluiga, olgu see siis organism või populatsioon, sõltub paljude biootilist ja abiootilist laadi tegurite toimest. Miinimumseaduse sõnastus võib varieeruda, kuid olemus jääb samaks: kui mõni tegur normist oluliselt kõrvale kaldub, muutub see süsteemi jaoks kõige olulisemaks ja eluks kõige kriitilisemaks. Samal ajal võivad erinevad näitajad toimida kehale erinevatel ajaperioodidel piiravate teguritena.
Valikud on võimalikud
Kõik elusorganismid elavad ja kohanevad keskkonnategurite kompleksiga. Ja selle kompleksi tegurite mõju on alati ebavõrdne. Tegur võib olla juhtiv (väga oluline) või teisene. Erinevate organismide jaoks ja ühe organismi erinevatel eluperioodidel juhivad erinevad teguridteatud keskkonnategurid võivad olla peamised. Lisaks võivad samad tegurid olla mõne organismi puhul piiravad ja teiste jaoks mitte. Näiteks päikesevalgus taimede jaoks on fotosünteesiprotsesside jaoks vajalik element. Kuid seente, mulla saprotroofide või süvamereloomade jaoks pole see üldse vajalik. Või on piiravaks teguriks hapniku olemasolu vees, kuid selle olemasolu pinnases mitte.
Kasutustingimused
Miinimumseaduse kohaldamine on piiratud kahe kõrvalpõhimõttega:
- Seadus on ilma selgitusteta kohaldatav ainult tasakaalusüsteemidele, nimelt ainult süsteemi statsionaarse oleku tingimustes, kui süsteemi energia ja ainete vahetust keskkonnaga reguleerib nende leke.
- Teine miinimumseaduse rakendamise põhimõte on seotud organismide ja süsteemide kompenseerivate võimetega. Teatud tingimustel võib piirava teguri asendada mitte piirava, kuid piisava või suure sisaldusega teguriga. See toob kaasa muutuse vajaduses minimaalses koguses saadaoleva aine järele.
Illustreeriv illustratsioon
Teadlase järgi nime saanud tünn näitab selgelt selle seaduse toimimist. Selles purunenud tünnis on piiravaks teguriks plankude kõrgus. Kooskõlas miinimumi ökoloogilise seadusega tuleb selle parandamist alustada väikseimast tahvlist. Just tema on see tegur, mis on kõige enam eemaldunud normaalväärtustest, mis on organismi ellujäämiseks optimaalne. Ilmaelimineerides selle teguri mõju, pole mõtet tünni täita – muud tegurid ei oma antud ajahetkel nii olulist mõju.
Kus on õhuke, seal läheb katki
Just see vanasõna annab edasi ökoloogia miinimumseaduse olemust ja mitte ainult. Näiteks põllumajanduses võetakse arvesse muldade mineraalainete sisalduse näitajaid. Kui muld sisaldab ainult 20% fosforit normist, k altsiumi - 50% ja kaaliumi -95%, siis tuleb kõigepe alt anda fosforit sisaldavaid väetisi. Looduses on hirve jaoks suvel piiravaks teguriks toidukogus, talvel aga lumikatte kõrgus. Või varjulises metsas kasvava männi puhul on piiravaks teguriks valgus, kuival liivasel pinnasel - vesi ja soisel alal - suvel temperatuur.
Veel üks selline näide, mis pole ökoloogiaga seotud. Kui meeskonna parem kaitsja on kõige nõrgem, siis vaenlane murrab kõige tõenäolisem alt läbi just tema äärest. See kehtib spordis, kunstis, äris. Ärimeeste oluliseks veaks on sageli nõrga töötaja tekitatud kahju alahindamine ka teisejärgulistel ametikohtadel. Lõppude lõpuks ei öelda asjata, et ettevõtte kvaliteedi määrab selle halvimate töötajate kvaliteet. Ja keti tugevus sõltub alati selle nõrgimast lülist.
