Legea tolerantei

Legea tolerantei

Legea tolerantei a fost formulata in deceniul al doilea al veacului nostru de catre Shelford (1931). Intr-o monografie dedicata comunitatilor de animale salbatice din zona temperata a Americii de Nord Shelford releva faptul ca orice proces si sistem din lumea vie poseda un optim al dezvoltarii situat intre pragurile minime si pragurile maxime ale actiunii diversilor factori interni si externi. Nesocotirea pragurilor de toleranta se soldeaza totdeauna cu extinctia procesului sau deteriorarea si moartea sistemului. Legea toleransei poate fi corelata cu legea optimalitatii fiind in acest caz o extindere a acesteia din urma pana la limitele inferioara si superioara de existenta a unui sistem viu intr-o anumita constelatie de factori. Un exemplu clasic de ilustrare a actiunii legii tolerantei in agricultura si in ecologia agricola il constituie nivelulu cantitativ inregistrat in cazul recoltelor in dependenta de conditiile climaterice, in particular de cantitatile de precipitatii anuale, de temperatura si de alti factori.

Un factor fizic sau chimic poate ingradi devoltarea organismelor si cresterea numerica a populatiei, poate impiedica o specie sa obtina succesul in lupta pentru existanta intr-un biotop, atunci cand se afla in concentratii prea mici sau prea mari. Astfel, orice factor al mediului poate deveni factor limitativ, neexistand factori limitativi in sine. De exemplu, calciul este un factor chimic al mediului care favorizeaza viata plantelor si a animalelor. Dar carenta de calciu, ca si excesul de calciu in apa si sol, inhiba dezvoltarea normala a multor plante si a animalelor domestice.

Actiunea factorilor limitativi asupra vietii este exprimata prin trei legi: legea tolerantei, legea minimului si legea interactiunii factorilor limitativi.

Legea tolerantei. O specie vegetala sau animala atinge succesul maxim in ocuparea biotopului, atunci cand valoarea factorilor fizici-chimici de mediu este optima, adica atunci cand nici un factor de mediu nu functioneaza ca un factor limitativ. Este o situatie ideala care probabil nu se realizeaza niciodata intocmai in conditii naturale. Intotdeauna are loc o oarecare abatere a factorilor de mediu de la optim. Succesul speciei depinde de capacitatea sa de a a suporta (tolera) variatiile factorilor limitativi, gradul lor de abatere de la optim. Efectul limitativ al factorilor de mediu este exprimat printr-o curba de toleranta, in forma de clopot, mai mult sau mai putin simetric, caracterizata prin trei puncte cardinale: un optim si doua puncte de pessim. Punctul optim (varful curbei) arata dezvoltarea maxima a organismului, succesul maxim al speciei, iar punctele de pessim indica pragul minim si pragul maxim al factorului limitativ care permite inca existenta speciei in biotopul dat. De fapt, punctele cardinale sunt simplificari, in teorie, ale unei zone de toleranta: o zona optima si doua zone suboptimale.

De exemplu, amfipodul de apa dulce Gammarus lacustris suporta temperaturi de 0-30ºC (puncte de pessim), dar se dezvolta optimal la temperaturi de 7-24ºC.

Legea minimului. Dezvoltarea organismului, cresterea numerica a populatiei, succesul speciei in biotop este controlat de acel factor chimic care se afla in concentratie minima in substrat, respectiv in apa si in hrana. Chiar daca toti ceilalti factori chimici ai mediului se afla in concentratii optime, nivelul minim (insuficient) al unui singur factor chimic va inhiba dezvoltarea normala a plantei sau animalului.

De exemplu, vitele se imbolnavesc, atunci cand furajele nu contin cantitati minime de cobalt, cupru, mangan, desi toate celelalte elemente chimice din care se construieste corpul se afla in cantitati suficiente.

Legea minimului sau a factorilor limitanti se coreleaza si este sinergica in ecosisteme cu legea tolerantei a lui Sheford.

Actiunea continua si de lunga durata a legii minimului determina in final o saracire a sistemelor vii in elemente constructive. Sistemele vii individuale, care datorita actiunii permanente a legii minimului, ajung in situatia nivelelor de organizare si de functionare inferioare nivelului insusi a sistemului, isi pierd cu timpul structura si se dezintegreaza in mediul inconjurator (Hilmi, 1966).

Legea interactiunii factorilor limitativi. Efectul unui factor limitativ asupra organismului depinde nu numai de natura sa, dar si de influenta exercitata asupra sa de alti factori limitativi. Unul si acelasi factor chimic al mediului poate avea un efect diferit, in functie de constelatia de factori fizico-chimici pe fondul careia actioneaza.

De exemplu, molibdenul stimuleaza asimilatia dioxidului de carbon la vita de vie. Midia (Mytilus edulis) suporta presiuni hidrostatice mai mari, atunci cand temperatura apei creste de la 10ºC la 20ºC.

Principiul fundamental al ecologiei, premisa insasi a gandirii ecologice este ideea unitatii vietii cu mediul, unitate manifestata pe toate nivelurile lumii vii, de la individul biologic pana la biosfera. Viata este de neconceput izolata de mediu, deoarece organismul individual este functional numai atunci cand este conectat la fluxul de materie si fluxul de energie.

Manifestarea exterioara a unitatii vietii cu mediul este exprimata morfologic prin definite constructii anatomo-fiziologice ale plantelor si animalelor, altfel spus prin adaptari la mediu.De aceea, in botanica si in zoologie, dupa anumite caracteristici morfologice se poate recunoaste biotopul din care provine specia, se poate deduce modul sau de viata. Astfel, formele biotice reunesc mai multe specii de plante si de animale, filogenetic departate intre ele, dar cu caracteristici morfologice comune, reflectand adaptari convergente.

De exemplu, forma corpului la pesti este un indiciu al modului lor de viata, mai ales al modului de locomotie, corpul hidrodinamic arata un bun inotator, corpul turtit arata vietuirea pe fundul marii.

Sub aspect geografic, biosfera se intinde in spatiu pana in biotopurile extreme in care mai pot dainui vietuitoarele. Se numesc extreme, biotopurile in care conditiile de existenta coincid cu sau sunt foarte aproape de pessim, deci biotopurile cu cele mai rele conditii de existenta. Astfel sunt izvoarele supratermale din adancul oceanelor sau din anumite locuri de pe uscat, solfatarele (emanatii de dioxid de sulf) si fumarolele (emanatii de dioxid de carbon), vaile uscate din Antarctica, ghetarii alpini si continentali. Locurile abiotice din biosfera sunt "vaile mortii", vai dominate de o atmosfera de CO , precum si craterele vulcanilor activi. In geografia biosferei se ia in considerare si densitatea vietii. Unele regiuni sunt dens populate de organisme, fiind adevarate centre de actiune ale vietii, de unde organismele s-au extins in alte zone. Astfel sunt: padurile ecuatoriale, selful (platoul continental submarin), recifii de coralieri s.a.Densitatea vietii este redusa pe platourile montane, in deserturi subtropicale, pe banchiza antarctica.

Obiectul prioritar al investigatiilor ecologicie contemporane il constituie ecosistemul, unitatea functionala a biosferei.

Ecosistemul natural constituie un sistem complex format dintr-o parte nevie (abiota, cadrul natural cu conditiile sale fizice, biotopul) si una vie (populatiile diferitelor specii alcatuitoare, comunitatea vie, biocenoza, biota). Aceste doua parti in realitatea obiectiva din natura nu sunt separate fizic intre ele, ci, prin elementele (subsistemele) lor vii si nevii in permanenta interactiune constituie un sistem deschis, o unitate functionala a biosferei care foloseste constructiv, sub raport dinamic si structural, curentul de energie care se scurge prin el.

Odum (1971) defineste biotopul ca locul de trai al unui organism sau al unei comunitati.

Biotopul considerat o inmanunchere (congruenta) spatiala si temporala a mai multor factori fizici si chimici, intr-o conditie unitara si complexa, constituie unul din determinantii esentiali ai structurii si existentei ecosistemelor. Biotopul terestru, de pilda, in functie de geomorfologia terenului, macro si microclimat, va determina o anumita structura a ecosistemului, desigur diferita de cea indusa de o ambianta monotona acvatica ori de una subterana. Biotopul, prin particularitatile sale fizice si chimice, exercita o actiune de slectie a speciilor ce urmeaza sa compuna o biocenoza, oferindu-le sanse variate de supravietuire. Sansele minime sau tinzand spre zero pentru anumite specii constituie ceea ce putem numi filtru de biotop.