Закон толерантности Шелфорда был сформулирован в 1913 году. Именно он стал важнейшим законом в экологии. Рассмотрим подробнее его суть, приведем конкретные примеры.
Формулировки и термины
В настоящее время используется следующая трактовка: существование экосистемы или экологического вида характеризуется лимитирующими факторами, которые находятся как в минимуме, так и в максимуме.
Вам будет интересно:Методика проведения экскурсии: виды, особенности педагогической деятельности
Толерантностью называют способность организма либо экосистемы переносить неблагоприятное воздействие какого-то фактора среды.
Закон толерантности Шелфорда существенно расширяет возможности закона минимума, сформулированного Либихом.
Особенности
Революционность рассматриваемого закона состоит в том, что не только незначительное воздействие отдельного фактора (питания, света, воды) негативно воздействует на организм. Шелфорду удалось доказать, что вред представляет и избыток влияния отдельного фактора. Ему удалось выяснить, что в экологической системе существовать организм может лишь в пределах толерантности — от минимума до максимума.
Если фактор принимает показатель ниже минимального, то организму грозит гибель (закон Либиха). Закон толерантности поясняет, что и при максимальных показателях он также гибнет.
Первый пример
Вам будет интересно:«Крипта» – это обозначение для всего тайного
Рассмотрим условия проживания крокодилов. Для нормального существования им нужна вода. Ее отсутствие или уменьшение объема приводит к гибели. Избыток воды также негативно отразится на существовании крокодилов.
В чем суть закона толерантности в данном примере? Одинаково негативный вред оказывает как недостаток, так и переизбыток воды. Следовательно, крокодилы не выживут ни в пустыне, ни в мировом океане.
Широкие рамки закона
Толерантность проанализируем на примере числа тренировок спортсмена. Если легкоатлет будет тренироваться изредка, ему сложно будет рассчитывать на победу в Олимпийских играх. При чрезмерных тренировках он устанет еще до начала проведения соревнований, что не даст ему возможности занять призовое место.
Данный пример демонстрирует, что закон толерантности в экологии имеет широкие рамки. В данном случае он выходит за пределы классической науки.
Дополнительная информация
Согласно закону толерантности был выведен экологический закон оптимума. Также он позволяет формулировать несколько дополнительных принципов:
-
организмы могут обладать широким диапазоном толерантности в отношении конкретного фактора и узким диапазоном в отношении иного;
-
более широко распространены организмы с широким диапазоном толерантности к разным факторам;
-
если по одному фактору условия не оптимальны для вида, существенно сужается и диапазон толерантности к иным экологическим факторам.
К примеру, лимитирующее содержание азота приводит к снижению засухоустойчивости злаков. Иными словами, было обнаружено, что недостаточное содержание азота должно сопровождаться увеличением потребляемой воды.
В живой природе организмы довольно часто оказываются в таких условиях, которые не соответствуют идеальному диапазону какого-либо физического фактора, что был выявлен в научно-исследовательской лаборатории. В подобных ситуациях самым важным становится иной фактор либо их совокупность.
К примеру, при охлаждении повышается рост тропических орхидей. В природе же они развиваются только в тени, растения не способны переносить тепловое воздействие прямого солнечного света.
Закон толерантности сформулировал Шелфорд, поэтому именно его считают основоположником данной теории.
Из-за внутри популяционных и межпопуляционных взаимоотношений возникают проблемы с использованием оптимальных условий среды существования организмов. К примеру, это могут быть паразиты, хищники, конкуренты.
Интересные факты
Очень часто критическим является период размножения. Именно в это время лимитирующими становятся многие факторы среды. На этом основывается толерантность. Закон толерантности проясняет пределы для семян, особей, яиц, ростков, эмбрионов, личинок.
Взрослый кипарис способен размножаться и расти, будучи постоянно погруженным в воду, на сухом нагорье, а размножаться он может лишь при наличии только слегка влажной почвы.
Где еще проявляется толерантность? Закон толерантности можно рассмотреть на примере голубых крабов. Они аналогично иным морским животным переносят пресную и морскую воду, поэтому их можно увидеть в реках. Личинки же крабов не способны выживать в подобных водах, поэтому их размножение в реках не наблюдается, это и есть толерантность. Закон толерантности объясняет географическое распределение промысловых рыб, связь этого фактора с климатом.
Классификация организмов по экологической валентности
Пределы выносливости между критическими точками именуют экологической валентностью живых существ в зависимости от конкретного фактора среды. Представители различных видов существенно отличаются друг от друга и по экологической валентности, и по положению оптимума. К примеру, в тундре песцы способны переносить температурные колебания в диапазоне более 80 градусов.
Тепловодные рачки могут выдерживать температуры воды лишь в интервале около 6 градусов. Одинаковая сила проявления фактора способна для одного вида являться оптимальной, а для другого выходить за пределы выносливости.
Для обозначения широкой экологической валентности вида по взаимоотношению к абиотическим факторам среды принято использовать приставку «эври».
Эвритические виды способны выносить существенные температурные колебания, а эврибатные справляются с широким диапазоном давления. Есть и эвригалинные организмы, для которых не страшна степень засоления среды.
Узкой экологической валентностью считают неспособность организмов выносить большие перепады определенных факторов. В таком случае используется приставка «стено»: стеногалинные, стенобатные, стенотермные.
В более широком смысле подразумевается соблюдение определенных экологических условий, именуемых стенобионтными, при которых возможно приспособление к различной экологической обстановке.
Подведем итоги
Какое значение имеет толерантность? Закон толерантности связывает как максимумы, так и минимумы различных факторов. Он поясняет и выносливость организмов по отношению к конкретным условиям. В XX веке американскому ученому Шелфорду удалось показать, что при избытке либо недостатке определенного условия (температуры, давления, солености) существенно меняется жизнедеятельность организма.
В зависимости от способности приспосабливаться к окружающей среде принято выделять:
-
эврибионты (для них характерен широкий интервал экологических факторов);
-
стенобионты (существуют в узком интервале)
Ко второй группе причисляют растения и животных, которые могут полноценно существовать и развиваться только в постоянных условиях окружающей среды (влажности, температуре, присутствии пищи). К этой группе относятся внутренние паразиты. Для части стенобионтов характерна зависимость только от конкретного фактора.
Например, на жизнь сумчатого медведя коалы влияет только присутствие эвкалипта, листья которого являются его основным кормом.
Эврибионтами являются организмы, которые могут переносить существенные изменения условий окружающей среды. Примером их можно считать морских звезд, которые обитают в приливно-отливном диапазоне. Они способы переносить осушение в процессе отлива, нагревание в летний период, охлаждение в зимнее время.
Важным следствием иерархической организации является тот факт, что при объединении компонентов либо подмножеств в крупные единицы они приобретают новые свойства, которые ранее отсутствовали. Появившиеся новые качества невозможно спрогнозировать, предугадать, пояснить их специфические особенности. Благодаря закону толерантности стало возможным пояснять и предугадывать многие явления, происходящие в живой природе.