Закон біологічної стійкості (нелінійної реакції особини на екочинник). Закон лімітуючого чинника (Ю. Лібіха)

3.2. Основні закони аутоекології

До основних законів аутоекології належать такі: І. Закон біологічної стійкості (нелінійної реакції особини на екочинник). ІІ. Закон лімітуючого чинника (Ю. Лібіха). III. Закон рівнозначності чинників середовища. IV. Закон сукупної дії чинників середовища. V. Закон оптимальності.

І. Сутність закону біологічної стійкості можна проілюструвати у вигляді графіка (рис. 5). Якщо на ньому по вертикалі відкладати фізіологічну активність особини (швидкість росту, розмноження тощо), а по горизонталі – значення довільного з важливих чинників (температуру, вологість чи інші), то легко виявити зону оптимуму – інтервал сприятливих (оптимальних) значень цього чинника.

Рис. 5. Графічне зображення закону біологічної стійкості (нелінійна реакція особини на вплив різних значень екологічних чинників довкілля)

Поза зоною нормальної життєдіяльності лежить зона песимуму, де активність більшою або меншою мірою пригнічується (припиняється розмноження, гальмується ріст тощо). Часто зону пригнічення називають зоною екстремальних умов. Рухомі істоти намагаються покинути такі некомфортні умови і знайти сприятливіші. Втім, людина для тренування чи випробування себе може свідомо робити протилежне і підніматися на захмарні вершини або пірнати на сотню метрів. За зоною песимуму розміщується зона смерті. Тривале перебування у цій зоні закінчується загибеллю особини.
Для деяких чинників крива стійкості може бути лише частиною лінії, зображеної на рис. 5. Прикладом є вологість повітря, яка може змінюватися від 100% до нуля. Для багатьох рослин і тварин максимальна вологість є оптимальною, а сухе повітря чи грунт – смертельними. Отож для них крива стійкості буде правою частиною кривої з рис. 5.
Вивчення реакцій особин на всі чинники впливу та вміле використання цієї інформації є важливим завданням аутоекології та інших наук (фізіології рослин, тварин тощо). Не менше значення має закон біостійкості й для людини. Вивчено вплив на людину багатьох чинників довкілля (високих і низьких температур, браку води тощо).
На один з висновків радимо звернути найпильнішу увагу: реакція нашого тіла не пропорційна зміні того чи іншого чинника впливу. Як свідчить крива на рис. 5, спочатку зміна чинника компенсується захисними можливостями особини. Проте рано чи пізно збільшення відхилення чинника від оптимуму викликає непропорційно швидке ослаблення опору організму (нелінійна реакція). Порівняно малі зміни впливу створюють надто великі відхилення від оптимуму. Потрібно уникати умов, які можуть перевищити компенсаційні можливості організму людини.

ІІ. Закон лімітуючого чинника (або закон мінімуму) сформульований у середині XIX ст. німецьким фізіологом і хіміком Ю. Лібіхом, який вивчав вирощування рослин на штучних субстратах. Він встановив, що результуючу витривалість особини визначає найслабша ланка її потреб, тобто той чинник, значення якого потрапляє у зону пригнічення або й смерті. Практичне застосування закон Лібіха має насамперед в агрономії. Фактична врожайність визначається кількістю в грунті того елемента, потреби рослин в якому задовольняються найменшою мірою (де тонко, там і рветься!).
Закон мінімуму добре виконується лише в незмінних умовах перебування особини. Насправді завжди спостерігаються більші чи менші зміни у часі різноманітних чинників середовища, тому слід враховувати можливість їх взаємного впливу (тобто рахуватися з існуванням четвертого закону і висновками з нього).
Правильне і своєчасне визначення лімітуючого чинника надзвичайно важливе для складання точного екологічного прогнозу, для своєчасного уникнення проблем.