חוק הסובלנות של שלפורד נוסח ב-1913. הוא זה שהפך לחוק החשוב ביותר באקולוגיה. בואו נסתכל מקרוב על המהות שלו, נותנים דוגמאות ספציפיות.
ניסוחים ותנאים
כיום, נעשה שימוש בפירוש הבא: קיומו של מערכת אקולוגית או מין אקולוגי מאופיין בגורמים מגבילים שהם גם במינימום וגם במקסימום.
סובלנות היא היכולת של אורגניזם או מערכת אקולוגית לסבול את ההשפעות השליליות של גורם סביבתי כלשהו.
חוק הסובלנות של שלפורד מרחיב באופן משמעותי את האפשרויות של חוק המינימום של ליביג.
תכונות
הטבע המהפכני של החוק הנדון נעוץ בעובדה שלא רק ההשפעה הקלה של גורם בודד (תזונה, אור, מים) משפיעה לרעה על הגוף. שלפורד הצליח להוכיח שגם עודף ההשפעה של גורם בודד מזיק. הוא הצליח לגלות את זה באקולוגימערכת, אורגניזם יכול להתקיים רק בתוך סובלנות - ממינימום למקסימום.
אם הגורם לוקח אינדיקטור מתחת למינימום, אז הגוף מאוים במוות (חוק ליביג). חוק הסובלנות מסביר שגם בשיעורים מקסימליים הוא גם מת.
דוגמה ראשונה
שקול את תנאי החיים של תנינים. הם צריכים מים כדי לשרוד. היעדר או ירידה בנפח שלו מובילים למוות. עודף מים ישפיע לרעה גם על קיומם של תנינים.
מהי המהות של חוק הסובלנות בדוגמה זו? גם לפגיעה שלילית יש גם מחסור וגם עודף מים. לכן, תנינים לא ישרדו במדבר או באוקיינוסים בעולם.
היקף רחב של החוק
הסובלנות תינתח לפי הדוגמה של מספר האימונים של ספורטאי. אם ספורטאי מתאמן מדי פעם, יהיה לו קשה לסמוך על הזכייה במשחקים האולימפיים. באימונים מוגזמים הוא יהיה עייף לפני תחילת התחרות, מה שלא ייתן לו את האפשרות לקחת פרס.
דוגמה זו מוכיחה שלחוק הסובלנות באקולוגיה יש היקף רחב. במקרה זה, הוא חורג מהמדע הקלאסי.
מידע נוסף
לפי חוק הסובלנות, נגזר החוק האקולוגי של אופטימום. זה גם מאפשר ניסוח של מספר עקרונות נוספים:
- לאורגניזמים יכולים להיות מגוון רחבסובלנות עבור גורם מסוים וטווח צר עבור אחר;
- אורגניזמים עם מגוון רחב של סובלנות לגורמים שונים נפוצים יותר;
- אם התנאים עבור גורם אחד אינם אופטימליים עבור המין, גם טווח הסבילות לגורמים סביבתיים אחרים מצטמצם באופן משמעותי.
לדוגמה, התכולה המגבילה של חנקן מובילה לירידה בסבילות לבצורת של דגנים. במילים אחרות, נמצא שחוסר חנקן צריך להיות מלווה בעלייה בצריכת המים.
בטבע, זה לא נדיר שאורגניזמים מוצאים את עצמם בתנאים הנופלים מחוץ לטווח האידיאלי של כל גורם פיזיקלי שזוהה במעבדת מחקר. במצבים כאלה, גורם אחר או שילוב שלהם הופך להיות החשוב ביותר.
לדוגמה, קירור מגביר את הצמיחה של סחלבים טרופיים. בטבע הם מתפתחים רק בצל, צמחים אינם מסוגלים לסבול את ההשפעות התרמיות של אור שמש ישיר.
חוק הסובלנות נוסח על ידי שלפורד, וזו הסיבה שהוא נחשב למייסד התיאוריה הזו.
עקב יחסים בין אוכלוסיות ובין אוכלוסיות, נוצרות בעיות בשימוש בתנאים סביבתיים אופטימליים לקיומם של אורגניזמים. לדוגמה, זה יכול להיות טפילים, טורפים, מתחרים.
עובדות מעניינות
לעתים קרובות מאוד עונת הרבייה היא קריטית. זה הזמן שרבים הופכים למגביליםגורמים סביבתיים. זה הבסיס לסובלנות. חוק הסובלנות מבהיר את הגבולות לזרעים, פרטים, ביצים, נבטים, עוברים, זחלים.
ברוש בוגר מסוגל להתרבות ולגדול כשהוא שקוע כל הזמן במים, על רמה יבשה, והוא יכול להתרבות רק בנוכחות אדמה לחה מעט.
היכן עוד מתבטאת הסובלנות? ניתן לראות את חוק הסובלנות בדוגמה של סרטנים כחולים. הם, כמו חיות ימיות אחרות, סובלים מים מתוקים וים, כך שניתן לראותם בנהרות. זחלי סרטנים אינם מסוגלים לשרוד במים כאלה, ולכן לא נצפה רבייה שלהם בנהרות, זו סובלנות. חוק הסובלנות מסביר את התפוצה הגיאוגרפית של דגים מסחריים, את הקשר של גורם זה עם האקלים.
סיווג של אורגניזמים לפי ערכיות אקולוגית
גבולות הסיבולת בין נקודות קריטיות נקראות הערכיות האקולוגית של יצורים חיים, בהתאם לגורם סביבתי ספציפי. נציגים של מינים שונים שונים זה מזה באופן משמעותי הן בערכיות האקולוגית והן במיקום האופטימום. לדוגמה, בטונדרה, שועלים ארקטיים מסוגלים לסבול תנודות טמפרטורה בטווח של יותר מ-80 מעלות.
סרטני מי חום יכולים לעמוד רק בטמפרטורות מים בטווח של כ-6 מעלות. אותו כוח של ביטוי של גורם מסוגל להיות אופטימלי עבור מין אחד, ועבור אחר לחרוג מגבולות הסיבולת.
לציין ערכיות אקולוגית רחבה של מין ביחס לגורמים אביוטיים של הסביבה, נהוג להשתמש בקידומת "evry".
מינים אוריתיים מסוגלים לסבול תנודות טמפרטורה משמעותיות, בעוד שמינים של eurybat מתמודדים עם מגוון רחב של לחצים. ישנם גם אורגניזמים euryhaline שמידת המליחות של הסביבה אינה נוראה עבורם.
ערכיות אקולוגית צרה היא חוסר היכולת של אורגניזמים לסבול תנודות גדולות בגורמים מסוימים. במקרה זה, נעשה שימוש בקידומת "סטנו": stenohaline, stenobat, stenoterm.
במובן הרחב יותר, זה מרמז על עמידה בתנאי סביבה מסוימים, הנקראים סטנוביונט, שבהם מתאפשרת התאמה לתנאי סביבה שונים.
סיכום
מהי המשמעות של סובלנות? חוק הסובלנות מקשר בין המקסימום והמינימום של גורמים שונים. זה גם מסביר את הסיבולת של אורגניזמים ביחס לתנאים ספציפיים. במאה ה-20 הצליח המדען האמריקאי שלפורד להראות שעם עודף או מחסור במצב מסוים (טמפרטורה, לחץ, מליחות), הפעילות החיונית של האורגניזם משתנה באופן משמעותי.
בהתאם ליכולת ההתאמה לסביבה, נהוג להקצות:
- eurybionts (הם מאופיינים במגוון רחב של גורמים סביבתיים);
- סטנוביונטים (קיימים בטווח צר)
הקבוצה השנייה כוללת צמחים ובעלי חיים שיכולים להתקיים ולהתפתח רק בתנאים סביבתיים קבועים(לחות, טמפרטורה, נוכחות מזון). קבוצה זו כוללת טפילים פנימיים. חלק מהסטנוביונטים מאופיינים בתלות רק בגורם ספציפי.
לדוגמה, חייו של דוב קואלה חיית כיס מושפעים רק מנוכחותם של אקליפטוס, שעליו הם המזון העיקרי שלו.
Eurybions הם אורגניזמים שיכולים לסבול שינויים משמעותיים בתנאי הסביבה. דוגמה מהם יכולה להיחשב ככוכבי ים שחיים בטווח הגאות והשפל. הן דרכים לסבול הסרת לחות בשפל, חימום בקיץ, קירור בחורף.
השלכה חשובה של הארגון ההיררכי היא העובדה שכאשר מרכיבים או תת-קבוצות משולבים ליחידות גדולות, הם רוכשים נכסים חדשים שבעבר נעדרו. איכויות חדשות שהופיעו לא ניתנות לניבוי, לחזות, ולא ניתן להסביר את התכונות הספציפיות שלהן. הודות לחוק הסובלנות, ניתן היה להסביר ולחזות תופעות רבות המתרחשות בחיות בר.
