Shelfordov zákon tolerancie bol sformulovaný v roku 1913. Práve on sa stal najdôležitejším zákonom v ekológii. Poďme sa bližšie pozrieť na jeho podstatu, uviesť konkrétne príklady.
Formulácie a podmienky
V súčasnosti sa používa nasledovný výklad: existenciu ekosystému alebo ekologického druhu charakterizujú limitujúce faktory, ktoré sú minimálne aj maximálne.
Tolerancia je schopnosť organizmu alebo ekosystému znášať nepriaznivé účinky nejakého environmentálneho faktora.
Shelfordov zákon tolerancie výrazne rozširuje možnosti Liebigovho zákona minima.
Funkcie
Revolučný charakter posudzovaného zákona spočíva v tom, že nielen nepatrný vplyv jediného faktora (výživa, svetlo, voda) negatívne ovplyvňuje organizmus. Shelford dokázal, že škodlivý je aj nadmerný vplyv jediného faktora. To sa mu podarilo zistiť v ekologickomorganizmus môže existovať len v rámci tolerancie - od minima po maximum.
Ak faktor dosiahne indikátor pod minimom, potom je telo ohrozené smrťou (Liebigov zákon). Zákon tolerancie vysvetľuje, že aj pri maximálnych sadzbách tiež zomiera.
Prvý príklad
Zvážte životné podmienky krokodílov. Na prežitie potrebujú vodu. Jeho absencia alebo zníženie objemu vedie k smrti. Prebytočná voda tiež negatívne ovplyvní existenciu krokodílov.
Aká je podstata zákona tolerancie v tomto príklade? Rovnako negatívne poškodenie má nedostatok aj prebytok vody. Preto krokodíly neprežijú v púšti ani vo svetových oceánoch.
Široký rozsah zákona
Tolerancia bude analyzovaná na príklade počtu tréningov športovca. Ak športovec príležitostne trénuje, s víťazstvom na olympijských hrách bude počítať len ťažko. Pri nadmernom tréningu bude pred začiatkom súťaže unavený, čo mu nedá príležitosť prevziať cenu.
Tento príklad ukazuje, že zákon tolerancie v ekológii má široký rozsah. V tomto prípade ide nad rámec klasickej vedy.
Dodatočné informácie
Podľa zákona tolerancie bol odvodený ekologický zákon optima. Umožňuje tiež formulovať niekoľko ďalších princípov:
- organizmy môžu mať široký rozsahtolerancia pre konkrétny faktor a úzky rozsah pre iný;
- organizmy so širokou škálou tolerancií voči rôznym faktorom sú rozšírenejšie;
- ak podmienky pre jeden faktor nie sú pre daný druh optimálne, rozsah tolerancie voči iným faktorom prostredia sa tiež výrazne zúži.
Napríklad limitujúci obsah dusíka vedie k zníženiu tolerancie obilnín voči suchu. Inými slovami, zistilo sa, že nedostatok dusíka by mal sprevádzať zvýšený príjem vody.
V prírode nie je nezvyčajné, že sa organizmy ocitnú v podmienkach, ktoré nespadajú do ideálneho rozsahu akéhokoľvek fyzikálneho faktora, ktorý bol identifikovaný vo výskumnom laboratóriu. V takýchto situáciách je najdôležitejší iný faktor alebo ich kombinácia.
Napríklad ochladzovanie zvyšuje rast tropických orchideí. V prírode sa vyvíjajú iba v tieni, rastliny neznášajú tepelné účinky priameho slnečného žiarenia.
Zákon tolerancie sformuloval Shelford, a preto je považovaný za zakladateľa tejto teórie.
Vzhľadom na vnútropopulačné a medzipopulačné vzťahy vznikajú problémy s využívaním optimálnych podmienok prostredia pre existenciu organizmov. Môžu to byť napríklad parazity, predátori, konkurenti.
Zaujímavé fakty
Veľmi často je obdobie rozmnožovania kritické. Práve v tomto období sa mnohí stávajú obmedzujúcimienviromentálne faktory. To je základ tolerancie. Zákon tolerancie objasňuje limity pre semená, jedince, vajíčka, klíčky, embryá, larvy.
Dospelý cyprus je schopný rozmnožovať sa a rásť, kým je neustále ponorený vo vode na suchej vysočine a môže sa rozmnožovať iba v prítomnosti len mierne vlhkej pôdy.
Kde inde sa prejavuje tolerancia? Zákon tolerancie možno vidieť na príklade modrých krabov. Rovnako ako iné morské živočíchy tolerujú sladkú a morskú vodu, takže ich možno vidieť v riekach. Larvy krabov nie sú schopné prežiť v takýchto vodách, takže ich rozmnožovanie v riekach nie je pozorované, to je tolerancia. Zákon tolerancie vysvetľuje geografické rozšírenie komerčných rýb, vzťah tohto faktora s podnebím.
Klasifikácia organizmov podľa ekologickej valencie
Hranice odolnosti medzi kritickými bodmi sa nazývajú ekologická valencia živých bytostí v závislosti od konkrétneho faktora prostredia. Zástupcovia rôznych druhov sa navzájom výrazne líšia tak v ekologickej valencii, ako aj v polohe optima. Napríklad v tundre sú arktické líšky schopné tolerovať teplotné výkyvy v rozsahu viac ako 80 stupňov.
Teplovodné kôrovce znesú iba teplotu vody v rozmedzí asi 6 stupňov. Rovnaká sila prejavu faktora môže byť optimálna pre jeden druh a pre iný ísť za hranice únosnosti.
Na označenie širokej ekologickej valencie druhu vo vzťahu kabiotické faktory prostredia, je zvykom používať predponu „evry“.
Eurytické druhy sú schopné tolerovať výrazné teplotné výkyvy, kým eurybaté druhy sa vyrovnávajú so širokým rozsahom tlaku. Existujú aj euryhalínové organizmy, pre ktoré stupeň slanosti prostredia nie je hrozný.
Úzka ekologická valencia je neschopnosť organizmov znášať veľké výkyvy určitých faktorov. V tomto prípade sa používa predpona „steno“: stenohalín, stenobat, stenoterm.
V širšom zmysle to znamená súlad s určitými podmienkami prostredia, nazývanými stenobiont, za ktorých je možná adaptácia na rôzne podmienky prostredia.
Summarize
Aký význam má tolerancia? Zákon tolerancie spája maximá a minimá rôznych faktorov. Vysvetľuje tiež odolnosť organizmov vo vzťahu k špecifickým podmienkam. V 20. storočí sa americkému vedcovi Shelfordovi podarilo ukázať, že pri nadbytku alebo nedostatku určitého stavu (teplota, tlak, slanosť) sa výrazne mení životná aktivita organizmu.
V závislosti od schopnosti prispôsobiť sa prostrediu je zvykom prideľovať:
- eurybionty (vyznačujú sa širokou škálou environmentálnych faktorov);
- stenobionty (existujú v úzkom rozsahu)
Do druhej skupiny patria rastliny a živočíchy, ktoré môžu plne existovať a rozvíjať sa iba v stálych podmienkach prostredia(vlhkosť, teplota, prítomnosť potravy). Do tejto skupiny patria vnútorné parazity. Niektorí stenobionti sa vyznačujú závislosťou len od konkrétneho faktora.
Napríklad život vačnatého medvedíka koaly ovplyvňuje iba prítomnosť eukalyptu, ktorého listy sú jeho hlavnou potravou.
Eurybionty sú organizmy, ktoré dokážu tolerovať významné zmeny v podmienkach prostredia. Za príklad z nich možno považovať hviezdice, ktoré žijú v oblasti prílivu a odlivu. Sú to spôsoby, ako vydržať odvlhčovanie pri odlive, kúrenie počas leta, chladenie počas zimy.
Dôležitým dôsledkom hierarchickej organizácie je skutočnosť, že keď sú komponenty alebo podmnožiny spojené do veľkých celkov, získavajú nové vlastnosti, ktoré predtým chýbali. Nové vlastnosti, ktoré sa objavili, sa nedajú predvídať, predpovedať a nemožno vysvetliť ich špecifické črty. Vďaka zákonu tolerancie bolo možné vysvetliť a predpovedať mnohé javy vyskytujúce sa vo voľnej prírode.
