วันนี้เมื่อเด็กๆ เริ่มได้รับการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อมในโรงเรียนประถมศึกษา และปัญหาสิ่งแวดล้อมไม่ใช่ประเด็นสุดท้ายในสื่อ นิเวศวิทยายังคงเป็นวิทยาศาสตร์ที่อายุน้อย ซับซ้อน และลึกลับ ฐานทางวิทยาศาสตร์ของมันไม่ได้ดีนัก และแบบจำลองที่ซับซ้อนก็ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม ความรู้และความเข้าใจกฎหมายพื้นฐานในด้านนี้เป็นพื้นฐานของโลกทัศน์ของมนุษย์สมัยใหม่ บทความนี้จะพิจารณาหนึ่งในกฎหลักของนิเวศวิทยา - กฎหมายขั้นต่ำซึ่งกำหนดไว้นานก่อนการก่อตัวของวิทยาศาสตร์
สู่ประวัติศาสตร์การค้นพบ
กฎเกณฑ์ขั้นต่ำกำหนดขึ้นในปี ค.ศ. 1840 โดยนักเคมีที่โดดเด่น ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยเฮสส์ (เยอรมนี) ยูซตาส ฟอน ลีบิก นักวิทยาศาสตร์และครูที่โดดเด่นคนนี้ยังเป็นที่รู้จักจากการประดิษฐ์ตู้เย็น Liebig ซึ่งยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้ในห้องปฏิบัติการเคมีสำหรับการแยกสารประกอบทางเคมีแบบเศษส่วน หนังสือของเขา "เคมีประยุกต์เกษตร" แท้จริงก่อให้เกิดวิทยาศาสตร์เคมีเกษตรและสำหรับเขา - ชื่อของบารอนและสองคำสั่งของเซนต์แอน Liebig ศึกษาความอยู่รอดของพืชและบทบาทของสารเคมีในการเพิ่มขึ้น ดังนั้นเขาจึงกำหนดกฎของปัจจัยขั้นต่ำหรือปัจจัยจำกัด ซึ่งกลายเป็นจริงสำหรับระบบทางชีววิทยาทั้งหมด และไม่เพียงแต่สำหรับชีววิทยาเท่านั้น ซึ่งเราจะแสดงให้เห็นด้วยตัวอย่าง
ทฤษฎีนิดหน่อย
ในทางนิเวศวิทยา ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมคือสิ่งที่มีผลกระทบต่อร่างกาย ปัจจัยทางกายภาพและเคมี (ไม่มีชีวิต) ได้แก่ อุณหภูมิ ความชื้น แสง ความดัน ค่า pH ของสิ่งแวดล้อม และตัวบ่งชี้อื่นๆ ของธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต อิทธิพลและความสัมพันธ์ทุกรูปแบบระหว่างสิ่งมีชีวิตสัมพันธ์กับปัจจัยทางชีวภาพ นี่คือการแข่งขันแย่งชิงทรัพยากร การปรากฏตัวของปรสิต และการต่อสู้เพื่อความอยู่รอดเฉพาะเจาะจง นอกจากนี้ยังมีปัจจัยมานุษยวิทยา - เงื่อนไขที่สร้างขึ้นโดยผู้คนและกิจกรรมทางเศรษฐกิจของพวกเขา พวกเขายังสามารถเป็นสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเป็นระยะอย่างสม่ำเสมอ ความแรงเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของเวลาของวัน ฤดูกาลของปี หรือกระแสน้ำ ในกรณีนี้ การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตเป็นกรรมพันธุ์ในธรรมชาติ ก่อตัวขึ้นในระยะเวลาค่อนข้างนาน พวกมันอาจไม่สม่ำเสมอ เช่น พายุหรือพายุทอร์นาโด แล้วมีการกระจายพันธุ์ที่หลากหลาย
โซนสบาย
โดยมากแล้ว ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมสามารถยอมรับได้โดยสิ่งมีชีวิตภายในขอบเขตที่กำหนด ซึ่งถูกจำกัดโดยตัวชี้วัดเกณฑ์ ซึ่งเกินกว่าที่การยับยั้งกิจกรรมที่สำคัญของสิ่งมีชีวิตจะเกิดขึ้น นี่คือจุดวิกฤตของการดำรงอยู่ ระหว่างนั้นเป็นโซนความอดทน (ความอดทน) และโซนที่เหมาะสมที่สุด (ความสบาย) - ช่วงของอิทธิพลที่เป็นประโยชน์ของปัจจัย จุดต่ำสุดและสูงสุดของอิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมกำหนดความเป็นไปได้ของปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตต่อปัจจัยเฉพาะ การข้ามโซนที่เหมาะสมที่สุดอาจนำไปสู่สิ่งต่อไปนี้:
- กำจัดสายพันธุ์จากช่วงเฉพาะ (เช่น ย้ายช่วงประชากรหรือย้ายสายพันธุ์);
- การเปลี่ยนแปลงในภาวะเจริญพันธุ์และการตาย (เช่น สภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหัน);
- เพื่อการปรับตัว (adaptation) และการเกิดขึ้นของสายพันธุ์ใหม่ที่มีลักษณะฟีโนไทป์และพันธุกรรมใหม่
สาระสำคัญของกฎหมายขั้นต่ำ
ชีวิตของระบบชีวภาพ ไม่ว่าจะเป็นสิ่งมีชีวิตหรือประชากร ขึ้นอยู่กับการกระทำของปัจจัยหลายประการของธรรมชาติที่มีชีวิตและไม่มีชีวิต ถ้อยคำของกฎหมายขั้นต่ำอาจแตกต่างกันไป แต่สาระสำคัญยังคงเหมือนเดิม: เมื่อปัจจัยใดเบี่ยงเบนไปจากบรรทัดฐานอย่างมีนัยสำคัญ มันจะกลายเป็นสิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับระบบและสำคัญที่สุดสำหรับชีวิต ในขณะเดียวกัน ตัวชี้วัดต่างๆ ก็สามารถทำหน้าที่เป็นปัจจัยจำกัดร่างกายในช่วงเวลาต่างๆ ได้
ตัวเลือกเป็นไปได้
สิ่งมีชีวิตทั้งหมดอาศัยและปรับตัวเข้ากับปัจจัยแวดล้อมที่ซับซ้อน และผลกระทบของปัจจัยที่ซับซ้อนนี้มักจะไม่เท่ากัน ปัจจัยสามารถเป็นผู้นำ (สำคัญมาก) หรือรอง ปัจจัยต่าง ๆ จะนำไปสู่สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน และในช่วงเวลาต่าง ๆ ของชีวิตของสิ่งมีชีวิตหนึ่งสำหรับปัจจัยแวดล้อมบางอย่างอาจเป็นปัจจัยหลัก นอกจากนี้ ปัจจัยเดียวกันนี้สามารถจำกัดสิ่งมีชีวิตบางชนิดและไม่จำกัดสำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ตัวอย่างเช่น แสงแดดสำหรับพืชเป็นองค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับกระบวนการสังเคราะห์แสง แต่สำหรับเชื้อรา สาหร่ายในดิน หรือสัตว์ทะเลน้ำลึก ไม่จำเป็นเลย หรือการปรากฏตัวของออกซิเจนในน้ำจะเป็นปัจจัยจำกัด แต่การมีอยู่ของออกซิเจนในดินจะไม่เกิดขึ้น
เงื่อนไขการใช้งาน
กฎขั้นต่ำถูกจำกัดในการใช้งานโดยหลักการย่อยสองประการ:
- กฎหมายนี้มีผลบังคับใช้โดยไม่มีการชี้แจงเฉพาะกับระบบสมดุล กล่าวคือ เฉพาะภายใต้สภาวะที่ระบบหยุดนิ่งเท่านั้น เมื่อการแลกเปลี่ยนพลังงานและสารของระบบกับสิ่งแวดล้อมถูกควบคุมโดยการรั่วไหลของพวกมัน
- หลักการที่สองของการใช้กฎหมายขั้นต่ำนั้นเกี่ยวข้องกับความสามารถในการชดเชยของสิ่งมีชีวิตและระบบ ภายใต้เงื่อนไขบางประการ ปัจจัยจำกัดสามารถแทนที่ด้วยปัจจัยที่ไม่จำกัด แต่มีอยู่ในเนื้อหาที่เพียงพอหรือสูง ซึ่งจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความต้องการสารที่มีอยู่ในปริมาณขั้นต่ำ
ภาพประกอบ
ถังที่ตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ แสดงให้เห็นการทำงานของกฎหมายนี้อย่างชัดเจน ในลำกล้องที่หักนี้ ปัจจัยจำกัดคือความสูงของแผ่นไม้ ตามกฎหมายนิเวศวิทยาขั้นต่ำการซ่อมแซมต้องเริ่มต้นด้วยกระดานที่เล็กที่สุด เธอคือผู้เป็นปัจจัยที่เคลื่อนห่างจากค่าปกติมากที่สุด เหมาะสมที่สุดสำหรับการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิต ปราศจากการกำจัดผลกระทบของปัจจัยนี้ทำให้ไม่มีเหตุผลที่จะเติมถัง - ปัจจัยอื่น ๆ ไม่ได้มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในช่วงเวลาที่กำหนด
ผอมตรงไหนแตกตรงนั้น
เป็นสุภาษิตนี้ที่สื่อถึงแก่นแท้ของกฎหมายขั้นต่ำในด้านนิเวศวิทยาและไม่เพียงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ในการเกษตร ตัวชี้วัดของเนื้อหาของแร่ธาตุในดินจะถูกนำมาพิจารณา หากดินมีฟอสฟอรัสเพียง 20% จากค่าปกติแคลเซียม - 50% และโพแทสเซียม -95% จะต้องใส่ปุ๋ยที่มีฟอสฟอรัสก่อน ในป่า ปัจจัยจำกัดของกวางในฤดูร้อนคือปริมาณอาหารและในฤดูหนาว ความสูงของหิมะปกคลุม หรือต้นสนที่เติบโตในป่าที่มีร่มเงาปัจจัยจำกัดคือแสงบนดินทรายแห้ง - น้ำ และในพื้นที่แอ่งน้ำ - อุณหภูมิในฤดูร้อน
อีกตัวอย่างหนึ่งที่ไม่เกี่ยวกับนิเวศวิทยา หากกองหลังขวาในทีมอ่อนแอที่สุด ก็มาจากปีกข้างของเขาที่ศัตรูน่าจะบุกเข้าไปได้มากที่สุด นี่เป็นเรื่องจริงในกีฬา ในงานศิลปะ ในธุรกิจ ข้อผิดพลาดที่สำคัญของนักธุรกิจมักเป็นการประเมินความเสียหายที่เกิดจากพนักงานที่อ่อนแอต่ำไป แม้จะอยู่ในตำแหน่งรองก็ตาม ท้ายที่สุด ไม่ใช่เรื่องไร้สาระที่พวกเขากล่าวว่าคุณภาพของบริษัทถูกกำหนดโดยคุณภาพของพนักงานที่แย่ที่สุด และความแข็งแกร่งของโซ่ก็ขึ้นอยู่กับจุดอ่อนของมันเสมอ
