Законът за толерантността на Шелфорд е формулиран през 1913 г. Именно той стана най-важният закон в екологията. Нека да разгледаме по-отблизо същността му, да дадем конкретни примери.
Формули и условия
В момента се използва следната интерпретация: съществуването на екосистема или екологичен вид се характеризира с ограничаващи фактори, които са както минимум, така и максимум.
Толерантността е способността на даден организъм или екосистема да понася неблагоприятните въздействия на някакъв фактор на околната среда.
Законът за толерантност на Шелфорд значително разширява възможностите на закона на Либих за минимума.
Функции
Революционността на разглеждания закон се крие във факта, че не само лекото въздействие на един фактор (хранене, светлина, вода) се отразява негативно на тялото. Шелфорд успя да докаже, че прекомерното влияние на един фактор също е вредно. Той успя да разбере това в екологичниясистема, един организъм може да съществува само в рамките на толерантност - от минимум до максимум.
Ако факторът вземе индикатор под минимума, тогава тялото е застрашено от смърт (законът на Либих). Законът за толерантността обяснява, че дори при максимални темпове, той също умира.
Първи пример
Помислете за условията на живот на крокодилите. Те се нуждаят от вода, за да оцелеят. Неговото отсъствие или намаляване на обема води до смърт. Излишната вода също ще повлияе негативно на съществуването на крокодили.
Каква е същността на закона за толерантността в този пример? Еднакво отрицателна вреда има както липсата, така и излишъкът на вода. Следователно крокодилите няма да оцелеят в пустинята или в световните океани.
Широк обхват на закона
Толерантността ще бъде анализирана на примера на броя тренировки на един спортист. Ако един спортист тренира от време на време, ще му бъде трудно да разчита на победа на Олимпийските игри. При прекомерни тренировки той ще бъде уморен преди началото на състезанието, което няма да му даде възможност да вземе награда.
Този пример показва, че законът за толерантността в екологията има широк обхват. В този случай той отива отвъд класическата наука.
Допълнителна информация
Според закона за толерантността е изведен екологичният закон за оптимума. Освен това позволява формулирането на няколко допълнителни принципа:
- организмите могат да имат широк диапазонтолерантност за определен фактор и тесен диапазон за друг;
- организмите с широк спектър на толеранси към различни фактори са по-разпространени;
- ако условията за един фактор не са оптимални за вида, обхватът на толерантност към други фактори на околната среда също се стеснява значително.
Например, ограничаващото съдържание на азот води до намаляване на устойчивостта на суша на зърнените култури. С други думи, беше установено, че недостатъчният азот трябва да бъде придружен от увеличаване на приема на вода.
В природата не е необичайно организмите да се намират в условия, които са извън идеалния диапазон на всеки физически фактор, идентифициран в изследователска лаборатория. В такива ситуации друг фактор или комбинация от тях става най-важен.
Например, охлаждането увеличава растежа на тропическите орхидеи. В природата те се развиват само на сянка, растенията не са в състояние да понасят топлинните ефекти на пряката слънчева светлина.
Законът за толерантността е формулиран от Шелфорд, поради което той се смята за основател на тази теория.
Поради вътрешнопопулационни и междупопулационни взаимоотношения възникват проблеми с използването на оптимални условия на околната среда за съществуването на организмите. Например, това могат да бъдат паразити, хищници, конкуренти.
Интересни факти
Много често размножителният сезон е критичен. По това време мнозина стават ограничаващифактори на околната среда. Това е основата на толерантността. Законът за толерантността изяснява границите за семена, индивиди, яйца, кълнове, ембриони, ларви.
Възрастен кипарис е в състояние да се размножава и расте, докато е постоянно потопен във вода, в суха планина, и може да се размножава само в присъствието на леко влажна почва.
Къде другаде се проявява толерантността? Законът за толерантността може да се види на примера на сините раци. Те, подобно на други морски животни, понасят прясна и морска вода, така че могат да се видят в реките. Ларвите на раците не са в състояние да оцелеят в такива води, така че тяхното размножаване в реките не се наблюдава, това е толерантност. Законът за толерантността обяснява географското разпространение на търговските риби, връзката на този фактор с климата.
Класификация на организмите по екологична валентност
Границите на издръжливост между критичните точки се наричат екологична валентност на живите същества, в зависимост от конкретен фактор на околната среда. Представителите на различните видове се различават значително един от друг както по екологична валентност, така и по позицията на оптимума. Например в тундрата арктическите лисици са в състояние да понасят температурни колебания в диапазона от повече от 80 градуса.
Топло-водните ракообразни могат да издържат само на температури на водата в диапазона от около 6 градуса. Една и съща сила на проявлението на фактор е в състояние да бъде оптимална за един вид, а за друг да надхвърли границите на издръжливостта.
За обозначаване на широка екологична валентност на даден вид във връзка сабиотични фактори на околната среда, обичайно е да се използва префиксът "evry".
Евритичните видове са в състояние да понасят значителни температурни колебания, докато видовете eurybat се справят с широк диапазон на налягане. Има и еврихалинни организми, за които степента на соленост на околната среда не е ужасна.
Тесната екологична валентност е неспособността на организмите да издържат на големи колебания в определени фактори. В този случай се използва префиксът "steno": stenohaline, stenobat, stenoterm.
В по-широк смисъл това означава съответствие с определени условия на околната среда, наречени стенобионт, при които е възможно адаптиране към различни условия на околната среда.
Обобщаване
Какво е значението на толерантността? Законът за толерантността свързва както максимумите, така и минимумите на различни фактори. Той също така обяснява издръжливостта на организмите по отношение на специфични условия. През 20-ти век американският учен Шелфорд успява да покаже, че при излишък или дефицит на определено състояние (температура, налягане, соленост) жизнената активност на организма се променя значително..
В зависимост от способността за адаптиране към околната среда е обичайно да се разпределят:
- еврибионти (те се характеризират с широк спектър от фактори на околната среда);
- стенобионти (съществуват в тесен диапазон)
Втората група включва растения и животни, които могат да съществуват пълноценно и да се развиват само при постоянни условия на околната среда(влажност, температура, наличие на храна). Тази група включва вътрешни паразити. Някои стенобионти се характеризират със зависимост само от специфичен фактор.
Например, животът на торбеста мечка коала се влияе само от присъствието на евкалипт, чиито листа са основната му храна.
Еврибионтите са организми, които могат да понасят значителни промени в условията на околната среда. Пример за тях могат да се считат за морски звезди, които живеят в приливния диапазон. Те са начини за издържане на изсушаване при отлив, отопление през лятото, охлаждане през зимата.
Важно следствие от йерархичната организация е фактът, че когато компонентите или подмножествата се комбинират в големи единици, те придобиват нови свойства, които преди са отсъствали. Появилите се нови качества не могат да бъдат предвидени, предвидени и техните специфични особености не могат да бъдат обяснени. Благодарение на закона за толерантността стана възможно да се обяснят и предскажат много явления, случващи се в дивата природа.
