Šelforda tolerances likums tika formulēts 1913. gadā. Tieši viņš kļuva par vissvarīgāko likumu ekoloģijā. Apskatīsim tuvāk tās būtību, sniedzam konkrētus piemērus.
Formulējumi un termini
Šobrīd tiek izmantota šāda interpretācija: ekosistēmas vai ekoloģiskas sugas esamību raksturo ierobežojoši faktori, kas ir gan minimumā, gan maksimumā.
Tolerance ir organisma vai ekosistēmas spēja izturēt kāda vides faktora nelabvēlīgo ietekmi.
Šelforda pielaides likums būtiski paplašina Lībiga minimuma likuma iespējas.
Funkcijas
Izskatāmā likuma revolucionārais raksturs slēpjas apstāklī, ka ne tikai neliela viena faktora (uzturs, gaisma, ūdens) ietekme negatīvi ietekmē ķermeni. Šelfords spēja pierādīt, ka arī viena faktora ietekmes pārmērība ir kaitīga. To viņam izdevās noskaidrot ekoloģiskajāsistēma, organisms var pastāvēt tikai tolerances robežās – no minimuma līdz maksimumam.
Ja faktors uzņem rādītāju zem minimuma, tad ķermenim draud nāve (Lībiga likums). Pielaides likums paskaidro, ka pat pie maksimālām likmēm tas arī mirst.
Pirmais piemērs
Apsveriet krokodilu dzīves apstākļus. Viņiem ir nepieciešams ūdens, lai izdzīvotu. Tās trūkums vai apjoma samazināšanās izraisa nāvi. Arī ūdens pārpalikums negatīvi ietekmēs krokodilu eksistenci.
Kāda ir pielaides likuma būtība šajā piemērā? Vienlīdz negatīvam kaitējumam ir gan ūdens trūkums, gan pārpalikums. Tāpēc krokodili neizdzīvos ne tuksnesī, ne pasaules okeānos.
Plaša likuma darbības joma
Tolerance tiks analizēta uz sportista treniņu skaita piemēra. Ja sportists ik pa laikam trenējas, viņam būs grūti rēķināties ar uzvaru olimpiskajās spēlēs. Pārmērīgi trenējoties, viņš pirms sacensību sākuma būs noguris, kas nedos iespēju tikt pie balvas.
Šis piemērs parāda, ka tolerances likumam ekoloģijā ir plašs darbības joma. Šajā gadījumā viņš pārsniedz klasisko zinātni.
Papildinformācija
Saskaņā ar tolerances likumu tika atvasināts ekoloģiskais optimāluma likums. Tas arī ļauj formulēt vairākus papildu principus:
- organismiem var būt plašs klāststolerance pret konkrētu faktoru un šaurs diapazons citam;
- organismi ar plašu toleranci pret dažādiem faktoriem ir izplatītāki;
- ja apstākļi vienam faktoram nav sugai optimāli, ievērojami samazinās tolerances diapazons arī pret citiem vides faktoriem.
Piemēram, ierobežojošais slāpekļa saturs samazina graudaugu toleranci pret sausumu. Citiem vārdiem sakot, tika konstatēts, ka nepietiekams slāpekļa daudzums jāpapildina ar palielinātu ūdens uzņemšanu.
Dabā nav nekas neparasts, ka organismi nonāk apstākļos, kas ir ārpus ideālā diapazona jebkuram fizikālam faktoram, kas noteikts pētniecības laboratorijā. Šādās situācijās par vissvarīgāko kļūst cits faktors vai to kombinācija.
Piemēram, dzesēšana palielina tropisko orhideju augšanu. Dabā tie attīstās tikai ēnā, augi nepanes tiešu saules staru termisko ietekmi.
Tolerances likumu formulēja Šelfords, tāpēc viņš tiek uzskatīts par šīs teorijas pamatlicēju.
Iekšpopulāciju un starppopulāciju attiecību dēļ rodas problēmas ar optimālu vides apstākļu izmantošanu organismu pastāvēšanai. Piemēram, tie var būt parazīti, plēsēji, konkurenti.
Interesanti fakti
Ļoti bieži vairošanās sezona ir kritiska. Tieši šajā laikā daudzi kļūst ierobežojošivides faktori. Tas ir tolerances pamats. Pielaides likums precizē ierobežojumus sēklām, īpatņiem, olām, asniem, embrijiem, kāpuriem.
Pieauguša ciprese spēj vairoties un augt, pastāvīgi iegremdēta ūdenī, sausā augstienē, un tā var vairoties tikai nedaudz mitras augsnes klātbūtnē.
Kur vēl izpaužas tolerance? Tolerances likumu var redzēt zilo krabju piemērā. Viņi, tāpat kā citi jūras dzīvnieki, pacieš saldūdeni un jūras ūdeni, tāpēc tos var redzēt upēs. Krabju kāpuri šādos ūdeņos nespēj izdzīvot, tāpēc to vairošanās upēs netiek novērota, tā ir tolerance. Tolerances likums izskaidro komerciālo zivju ģeogrāfisko izplatību, šī faktora saistību ar klimatu.
Organismu klasifikācija pēc ekoloģiskās valences
Izturības robežas starp kritiskajiem punktiem sauc par dzīvo būtņu ekoloģisko valenci atkarībā no konkrēta vides faktora. Dažādu sugu pārstāvji būtiski atšķiras viens no otra gan pēc ekoloģiskās valences, gan pēc optimālā stāvokļa. Piemēram, tundrā arktiskās lapsas spēj izturēt temperatūras svārstības, kas pārsniedz 80 grādus.
Siltuma ūdens vēžveidīgie var izturēt tikai aptuveni 6 grādu ūdens temperatūru. Tāds pats faktora izpausmes stiprums var būt optimāls vienai sugai, bet citai - pārsniegt izturības robežas.
Lai apzīmētu sugas plašu ekoloģisko valenci attiecībā pretvides abiotiskie faktori, ir ierasts lietot priedēkli "evry".
Eirītiskās sugas spēj izturēt ievērojamas temperatūras svārstības, savukārt eiribātu sugas iztur plašu spiediena diapazonu. Ir arī eirihalīni organismi, kuriem vides sāļuma pakāpe nav briesmīga.
Šaura ekoloģiskā valence ir organismu nespēja izturēt lielas noteiktu faktoru svārstības. Šajā gadījumā tiek lietots prefikss "steno": stenohaline, stenobat, stenoterm.
Plašākā nozīmē tas nozīmē atbilstību noteiktiem vides apstākļiem, ko sauc par stenobiontu, pie kuriem ir iespējama pielāgošanās dažādiem vides apstākļiem.
Apkopojiet
Kāda ir tolerances nozīme? Pielaides likums savieno gan dažādu faktoru maksimumus, gan minimumus. Tas arī izskaidro organismu izturību saistībā ar konkrētiem apstākļiem. 20. gadsimtā amerikāņu zinātniekam Šelfordam izdevās pierādīt, ka ar noteikta stāvokļa (temperatūras, spiediena, sāļuma) pārpalikumu vai deficītu organisma vitālā aktivitāte būtiski mainās.
Atkarībā no spējas pielāgoties videi ierasts piešķirt:
- euribionti (tiem raksturīgs plašs vides faktoru klāsts);
- stenobionts (pastāv šaurā diapazonā)
Otrajā grupā ietilpst augi un dzīvnieki, kas var pilnībā pastāvēt un attīstīties tikai pastāvīgos vides apstākļos(mitrums, temperatūra, pārtikas klātbūtne). Šajā grupā ietilpst iekšējie parazīti. Dažiem stenobiontiem raksturīga atkarība tikai no konkrēta faktora.
Piemēram, purva koala lāča dzīvi ietekmē tikai eikalipta klātbūtne, kura lapas ir tā galvenā barība.
Euribionti ir organismi, kas var izturēt būtiskas vides apstākļu izmaiņas. To piemēru var uzskatīt par jūras zvaigznēm, kas dzīvo plūdmaiņu diapazonā. Tie ir veidi, kā izturēt sausināšanu bēguma laikā, sildīšanu vasarā un dzesēšanu ziemā.
Svarīgas hierarhiskās organizācijas sekas ir fakts, ka, apvienojot komponentus vai apakškopas lielās vienībās, tās iegūst jaunas īpašības, kuru iepriekš nebija. Parādījušās jaunas īpašības nevar paredzēt, paredzēt, un to specifiskās iezīmes nav izskaidrojamas. Pateicoties tolerances likumam, kļuva iespējams izskaidrot un paredzēt daudzas savvaļas dabā notiekošas parādības.
