Нарисовать график закона минимума Ю.Либиха и закона толерантности В.Шелфорда. Проанализировать и привести примеры.

 Закономерности воздействия экологических факторов В 1840 году немецкий химик Юстус Либих, выращивая растения на синтетических средах, обнаружил, что для нормального роста растения необходимо определенное число и количество химических элементов и соединений. Одни из них должны находится в среде в очень больших количествах, другие в малых, а третьи вообще в виде следов. И, что особенно важно: одни элементы не могут быть заменены другими. Среда, содержащая все элементы в изобилии, кроме одного, обеспечивает рост растения лишь до того момента, пока количество последнего не будет исчерпано. Рост ограничивается, таким образом, нехваткой единственного элемента, количество которого было ниже необходимого минимума. Практическое применение закон Либиха имеет, прежде всего, в агрономии. Фактическая урожайность определяется количеством в почве того элемента, потребности растений в котором удовлетворяются в наименьшей степени (где тонко, там и рвется).

Закон минимума: “Если все условия окружающей среды оказываются благоприятными для рассматриваемого организма за исключением одного, проявленного недостаточно (значение которого приближается к экологическому минимуму), то в этом случае это последнее условие, называемое лимитирующим фактором, приобретает решающее значение для жизни или смерти рассматриваемого организма, а следовательно, его присутствия или отсутствия в данной экосистеме”.

В 1913 году американский эколог В. Шелфорд обобщил закон минимума Либиха, открыв, что кроме нижнего предела интенсивности существует также и верхний предел интенсивности факторов внешней среды, определяющий верхнюю границу диапазона интенсивностей, соответствующего условиям нормальной жизнедеятельности организмов. В этой формулировке закон, названный экологическим законом толерантности, стал иметь более общий универсальный характер.

Закон толерантности (лат. tolerantia – терпение): ” Каждый организм характеризуется экологическим минимумом и экологическим максимумом интенсивности каждого фактора внешней среды, в пределах которых возможна жизнедеятельность“. Диапазон экологического фактора между минимумом и максимумом называется диапазоном или областью толерантности.

Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия и в ответных реакциях живых организмов можно выявить ряд общих закономерностей.

Количественный диапазон фактора, наиболее благоприятный для жизнедеятельности, называется экологическим оптимумом (лат. оptimus – наилучший).Значения фактора, лежащие в зоне угнетения, называются экологическим пессимумом (лат. pessimum – наихудший).

Минимальные и максимальные значения фактора, при которых наступает гибель, называются соответственно экологическим минимумом и экологическим максимумом.

Антарктическая рыба Trematomus bernacchii и карпозубая рыба Cyprinodon macularis, обитающая в водоемах пустыни, представляют экстремальные формы в отношении пределов толерантности, что связано с очень резкими различиями в их местообитаниях. Диапазон переносимых температур составляет для Т. bernacchii менее 4°С (от —2 до +2°С); она, таким образом, крайне стенотермна и адаптирована к холоду. С повышением температуры до 0°С интенсивность метаболизма у этой рыбы возрастает, но после того, как температура превысит 1,9 сС, интенсивность метаболизма вновь снижается. При этом рыба утрачивает способность к движению, впадая в тепловое оцепенение.