Le thème de l’impact humain sur l’écologie et de l’écologie sur la vie sur la planète est très actuel aujourd’hui. De plus en plus de gens en parlent impact négatif activités humaines sur la nature, le réchauffement climatique, menace d'extinction de certaines espèces animales, pollution des océans du monde, etc. Nous, qui sommes loin d'être indifférents à tout cela, ne pouvons nous empêcher de consacrer un de nos articles au sujet environnemental.

Ci-dessous, nous parlerons de la façon dont ils peuvent influencer facteurs environnementaux sur les organismes vivants, ce qui aidera chacun de nous à tirer certaines conclusions.

Au lieu d'introduire

Malgré le fait que la variété des facteurs environnementaux est tout simplement énorme et que la nature de leur origine peut souvent différer, il existe des modèles et des règles universelles pour l'influence de ces facteurs environnementaux sur les organismes vivants.

Quel que soit le facteur environnemental, il affectera les organismes vivants de la manière suivante :

• Des changements se produisent dans la répartition géographique des espèces
• Des changements dans la fertilité et la mortalité des espèces se produisent
• La migration des espèces se produit
• Les espèces développent des qualités adaptatives et des adaptations

Cependant, un facteur sera plus efficace si sa valeur est optimale pour l’organisme, et non critique. L'impact du facteur affectera absolument tous les organismes vivants, y compris les humains.

Modèles d'impact des facteurs environnementaux sur les organismes

• Règle optimale
• Loi du minimum de Liebig
• La loi de tolérance de Shelford

Règle optimale

Tout d’abord, il faut dire que le résultat d’un facteur environnemental dépend de son intensité. La plage d'exposition la plus favorable est appelée zone optimale, qui garantit une activité vitale normale. Et si l'action du facteur s'écarte de la zone optimale, alors il s'avère impact négatif sur l'activité vitale de la population de l'espèce, c'est-à-dire le facteur entre dans la zone d’oppression.

Minimum et valeurs maximales les facteurs sont appelés points critiques, en dehors duquel l’organisme ne peut plus exister. La plage d’influence d’un facteur environnemental entre des points critiques est la zone de tolérance de l’organisme par rapport à un facteur spécifique.

Si, par exemple, nous affichons graphiquement l’effet d’un facteur, alors le point sur l’axe X qui correspondra le meilleur indicateur l'activité vitale de l'organisme, sera la valeur optimale du facteur ou simplement le point optimal. Cependant, il est très difficile de la déterminer, c'est pourquoi la zone optimale est souvent prise en compte.

Il s'ensuit que les points correspondant aux indicateurs minimum, maximum et optimal sont les points cardinaux qui déterminent options possibles la réponse du corps à un facteur spécifique. Et si l'environnement est caractérisé par des conditions dans lesquelles un ou plusieurs facteurs dépassent la zone optimale et ont un effet déprimant sur le corps, alors ce sera un environnement extrême.

Les modèles présentés sont la règle optimale.

Loi du minimum de Liebig

Pour maintenir les fonctions vitales des organismes vivants, les conditions environnementales doivent être combinées d'une certaine manière. Par exemple, lorsque l'environnement a tout conditions favorables sauf pour une chose, cette seule condition joue rôle décisif dans la vie d'un organisme particulier. Considérant qu’il limite le développement de l’organisme, il faut le qualifier de facteur limitant. Autrement dit, le facteur limitant est un facteur environnemental dont la valeur va au-delà de la survie de l’espèce.

Initialement, les scientifiques ont constaté que le développement des organismes vivants était limité par le manque d'un élément (lumière, humidité, sels minéraux, etc.). Cependant, dans milieu du 19ème siècle, le chimiste organique allemand Eustace Liebig fut le premier à prouver expérimentalement que la croissance des plantes dépend de la composante nutritionnelle initialement présente dans quantité minimale. Ce phénomène appelée loi du minimum de Liebig.

Si nous donnons cette loi formulation moderne, alors cela ressemblera à ceci : l'endurance d'un organisme vivant détermine le maillon le plus faible de sa chaîne besoins environnementaux.

La loi de tolérance de Shelford

70 ans après la découverte de la loi du minimum de Liebig, il a été établi que l'effet limitant n'est pas seulement une carence, mais aussi un excès d'un facteur (les fortes pluies détruisent la récolte, le sol devient infertile à cause d'une sursaturation en engrais, etc. .).

Cette idée a été introduite par le zoologiste américain Victor Shelford, qui a formulé la loi de la tolérance. Cette loi ressemble à ceci : le rôle de facteur limitant dans la prospérité d'un organisme peut être joué à la fois par un minimum et un maximum. impact environnemental, et la plage entre eux indique la limite de tolérance (le montant de l'endurance) ou la valence écologique de l'organisme à un facteur environnemental spécifique.

Le principe même des facteurs limitants est applicable à tout type d’organisme vivant : animaux et plantes, formes biotiques et abiotiques. Par exemple, la compétition d’une espèce avec une autre est un facteur limitant ; les mauvaises herbes, les ravageurs ou les populations insuffisantes d’une autre espèce sont également des facteurs limitants. Cependant, selon la loi de la tolérance, si une substance ou une énergie est présente en excès dans l’environnement, la pollution de l’environnement commence.

Quant à la limite d'endurance de l'organisme, elle peut être mesurée au stade de transition d'un stade de développement à un autre, car Les jeunes sont souvent plus exigeants envers l’environnement et plus vulnérables que les adultes. La période la plus critique du point de vue de l'influence de tout facteur peut être appelée la période de reproduction, lorsque de nombreux facteurs acquièrent le statut de limitant.

Il convient également de noter que tout ce qui a été dit précédemment concernant l'endurance du corps ne concernait qu'un seul facteur, mais que tous les facteurs environnementaux sont caractéristiques de la nature vivante.

Interaction des facteurs environnementaux

Le déplacement de la zone la plus optimale et des limites de tolérance d'un organisme vivant par rapport à un facteur environnemental dépend de la combinaison des actions d'autres facteurs. Ce phénomène est appelé constellation ou interaction de facteurs environnementaux.

Par exemple, tout le monde sait que les fortes chaleurs sont beaucoup plus supportables lorsque l’air est sec plutôt qu’humide ; Vous pouvez geler plus rapidement à basse température lorsque le vent souffle ; les plantes poussant à l’ombre ont besoin de moins de zinc que les plantes poussant au soleil, etc. En d’autres termes, il existe une compensation pour les effets des facteurs environnementaux.

Mais cette compensation est limitée, car un facteur ne peut pas en remplacer un autre à 100%. S’il n’y a pas d’eau ou d’un des nutriments, les plantes mourront, même si d’autres facteurs sont en parfaite combinaison. Et de là, nous pouvons conclure que chaque condition environnementale qui soutient la vie a même valeur, et tout facteur peut limiter l'existence d'un organisme vivant. Cette loi est appelée loi d'équivalence des conditions de vie.

DANS un nombre énorme lois qui déterminent l'interaction d'un individu ou d'une personne avec l'environnement, on peut également mettre en évidence la règle de conformité des conditions environnementales avec la prédétermination génétique de l'organisme. Selon cette règle, l’existence d’une espèce est déterminée par sa conformité avec son environnement. environnement naturel son potentiel génétique à s’adapter au changement et aux fluctuations.

Épilogue

Tout type d'organisme vivant est apparu dans un environnement spécifique, s'y est adapté dans une certaine mesure, et la poursuite de sa vie n'est possible que dans celui-ci ou au plus près de lui. Des changements rapides et drastiques dans l'environnement peuvent empêcher le corps de s'y adapter, car... son potentiel génétique adaptatif sera insuffisant pour cela.

Et c’est l’une des principales hypothèses expliquant l’extinction des grands reptiles due à changement soudain conditions environnementales sur la planète, car il est beaucoup plus difficile pour les grands organismes de s'adapter que pour les petits, et l'adaptation demande énormément de temps. Sur cette base, de sérieux changements environnement constituent une menace pour toute créature vivante sur la planète, y compris les humains.

Prenez soin de la nature et essayez de maintenir la propreté non seulement à l’intérieur de vous-même, mais aussi à l’extérieur !

les organismes peuvent avoir une large plage de tolérance pour un facteur environnemental et une faible plage pour un autre ;

les organismes présentant un large éventail de tolérances à tous les facteurs environnementaux sont généralement les plus courants ;

la plage de tolérance peut également se rétrécir par rapport à d'autres facteurs environnementaux si les conditions d'un facteur environnemental ne sont pas optimales pour l'organisme ;

de nombreux facteurs environnementaux deviennent limitants (limitants) pendant des périodes particulièrement importantes (critiques) vie des organismes, surtout pendant la saison de reproduction.

les valeurs optimales des facteurs environnementaux pour les organismes dans la nature et en laboratoire (en raison de leur isolement important) s'avèrent souvent différentes (hypothèse de compensation des facteurs environnementaux) ; qui est étroitement liée à la distinction entre fondamental et réalisé niche écologique;

Ces dispositions sont également adjacentes à la loi de Mitscherlich-Baule, appelée par A. Thienemann la loi de l'action cumulative : la combinaison de facteurs affecte le plus fortement les phases du développement des organismes qui ont le moins de plasticité - la capacité minimale d'adaptation. Tolérance(du grec tolérance - patience) - la capacité des organismes à résister aux changements des conditions de vie (fluctuations de température, d'humidité, de lumière). Par exemple, certains meurent à une température de 50, tandis que d'autres peuvent résister à l'ébullition. Ou bien, dans des conditions différentes, les processus biologiques se produisent à des vitesses différentes. Par exemple, le taux de croissance de nombreuses plantes dépend de la concentration de diverses substances (eau, CO2, ions hydrogène) Plage de tolérance. Pour exprimer le degré relatif de tolérance, en écologie, ils utilisent les préfixes steno- (du grec stenos - étroit, proche) et eury- (du grec eurys - large), poly- (du grec polys - beaucoup, nombreux) et oligo- ( du grec oligos - peu, insignifiant). Ainsi (voir schéma ; Odum, 1975) si l'on prend, par exemple, la température comme facteur, alors le type I est sténothermique et oligothermique, le type II est eurythermique, le type III est sténothermique et polythermique : Les organismes avec une large plage de tolérance sont notés par le préfixe "Eury" . Eurybiont est un organisme qui peut vivre à conditions différentes environnement. Par exemple : eurythermique - tolère de larges fluctuations de température. Avec une plage étroite - désignée par le préfixe "Sten". Un sténobionte est un organisme qui nécessite des conditions environnementales strictement définies. Par exemple : la truite est une espèce sténothermique et la perche est eurythermique. La truite ne peut pas tolérer de grandes fluctuations de température ; si tous les arbres le long des rives d'un ruisseau de montagne disparaissent, cela entraînera une augmentation de la température de plusieurs degrés, à la suite de laquelle la truite mourra, mais la perche survivra. Lorsque le corps est placé dans de nouvelles conditions, après un certain temps, il s'y habitue, s'y adapte, des changements dans la courbe de tolérance se produisent - c'est ce qu'on appelle l'adaptation ou l'acclimatation. Pour le développement normal des organismes, il est nécessaire d'avoir divers facteurs de qualité strictement définie, chacun d'eux doit être en une certaine quantité. Selon la loi de tolérance, un excès d’une substance peut être tout aussi nocif qu’une carence, c’est-à-dire tout est bon avec modération. Par exemple : la récolte peut être détruite aussi bien lors d'un été sec que trop pluvieux. De plus, selon la loi du minimum, la carence d’une substance n’est pas compensée par l’excès de toutes les autres. Si le sol contient beaucoup d'azote, de potassium, etc. nutriments, mais il n'y a pas assez de phosphore (ou vice versa), les plantes ne se développeront normalement que jusqu'à ce qu'elles absorbent tout le phosphore. Les facteurs qui entravent le développement des organismes en raison d'une carence ou d'un excès par rapport aux besoins sont appelés limitant. Les dispositions sur les facteurs limitants faciliteront l'étude situations difficiles dans les relations entre les organismes et leur environnement. Cependant, tous les facteurs n’ont pas la même importance environnementale. Par exemple : l'O2 est un facteur de nécessité physiologique pour tous les organismes, mais il ne devient limitant que dans certains habitats (si des poissons meurent dans une rivière, il faut tout d'abord modifier la concentration d'O2 dans l'eau, car elle est très variable) .

La loi du minimum de Liebig.

Lors de l’étude des facteurs environnementaux, il est nécessaire de se concentrer sur les modèles communs à tous les organismes. De tels modèles incluent la règle de l'optimum, la règle d'interaction des facteurs, la règle des facteurs limitants, les lois de K. Liebig et W. Shelford.

L'un des fondateurs de la chimie agricole, le chimiste allemand Eustace von Liebig, a formulé la loi du minimum en 1840.

La loi du minimum de Liebig est un concept selon lequel l'existence et l'endurance d'un organisme sont déterminées par les facteurs les plus déterminants. maillon faible dans la chaîne de ses besoins environnementaux. Selon la loi du minimum, les capacités vitales des organismes sont limitées par les facteurs environnementaux dont la quantité et la qualité sont proches du minimum requis pour l'organisme.

Tout organisme vivant a besoin non seulement d'une certaine température, de la présence d'oxygène, de certains minéraux et matière organique ou certains autres facteurs, mais leur quantité strictement définie (par exemple, la concentration). Chacun de ces facteurs doit être disponible pour les organismes en quantités déterminées par la nature, et sa diminution conduit au fait que ce facteur particulier devient limitant. Par exemple, si un organisme a suffisamment de nourriture dans l’aquarium, mais qu’il n’y a pas d’oxygène dans l’eau, alors le facteur limitant son activité vitale sera la présence d’oxygène. Et vice versa. La réaction du corps dépend de la quantité de facteur : moins elle est importante, plus réaction plus forte. Tout type d'animal ou de plante a une nette sélectivité dans la composition des aliments : par exemple, une plante a besoin de certains éléments minéraux. Tout type d'animal est exigeant à sa manière quant à la qualité de la nourriture. Pour exister et se développer normalement, le corps doit disposer de l'ensemble des facteurs nécessaires dans des conditions optimales et quantités suffisantes. Petite quantité ou absence totale N'importe laquelle des substances nécessaires, liées à la fois aux macro et microéléments, conduit au même résultat : une croissance plus lente ou la mort. Dans le même temps, Liebig dessinait un baril avec des trous, montrant que c'était le trou le plus bas du baril qui déterminait le niveau de liquide qu'il contenait. La loi du minimum est valable pour tous les organismes vivants (poissons, invertébrés, mammifères, plantes, etc.).

Facteurs limitants

Dans la nature, tout organisme est affecté simultanément par de nombreux (des dizaines et des centaines) de facteurs différents. Parmi eux, il y a aussi ceux qui limitent son existence. Il s’agit tout d’abord de ressources limitantes, c’est-à-dire ceux qui ne suffisent pas à tout le monde. Ainsi, le développement des plantes est limité par l’élément le moins abondant dans le sol (généralement l’azote, le phosphore, le potassium). Lorsqu’elle est déficiente, la croissance s’arrête, même si tous les autres éléments sont en excès. Cette « loi du minimum ». Tout facteur présent en trop petites quantités peut être le plus important. Par exemple, dans une petite forêt, le nombre de certaines espèces d'oiseaux est limité par la quantité de nourriture, d'autres par le nombre de lieux propices à la nidification, et d'autres encore par l'abondance des prédateurs. Cependant, la loi de Liebig ne fonctionne pas toujours. Le fait est que différents facteurs interagissent souvent les uns avec les autres et qu’il peut être difficile d’isoler un facteur limitant parmi eux. Par exemple, une faible humidité et un manque de nutriments réduisent la résistance des plantes aux insectes nuisibles et aux mauvaises herbes. Au contraire, l'abondance de nourriture dans les villes permet à de nombreux oiseaux de ne pas voler vers le sud en hiver, malgré le froid et les courtes températures. heures de clarté. Pour chaque facteur environnemental, il existe généralement des valeurs limites (minimales et maximales) qu'un organisme vivant peut tolérer. Si nous parlons non seulement de survie, mais aussi d’existence et de reproduction prospères, alors l’éventail des conditions admissibles sera encore plus restreint. Cette plage est appelée limite de tolérance (endurance) de ce type d’organisme.

La tolérance (du grec tolérance - patience) est la capacité des organismes à résister aux changements des conditions de vie (fluctuations de température, d'humidité, de lumière).

Organisme vivant dans conditions naturelles exposé simultanément non pas à un, mais à plusieurs facteurs environnementaux. De plus, tout facteur est requis par l’organisme en certaines quantités/doses. Liebig a établi que le développement d'une plante ou son état ne dépend pas des éléments chimiques présents en quantité suffisante dans le sol, mais de ceux qui en font défaut. S'il y en a, au moins un des nutriments présents dans le sol est inférieur à ce dont ces plantes ont besoin, alors il se développera anormalement, lentement ou présentera des déviations pathologiques.

La loi du minimum de J. LIBICH est un concept selon lequel l'existence et l'endurance d'un organisme sont déterminées par le maillon le plus faible de la chaîne de ses besoins environnementaux.

Selon la loi du minimum, les capacités vitales des organismes sont limitées par les facteurs environnementaux dont la quantité et la qualité sont proches du minimum requis par l'organisme ou l'écosystème.

Loi de Liebig :

La substance présente dans le minimum contrôle le rendement, détermine sa taille et sa stabilité dans le temps. Au début du XXe siècle, le scientifique américain Shelford a montré qu'une substance ou tout autre facteur présent non seulement en quantité minimale, mais aussi en excès par rapport au niveau requis par l'organisme, peut conduire à conséquences indésirables pour le corps. Exemple : si vous placez une plante/un animal dans une chambre expérimentale et que vous y mesurez la température de l'air, l'état de l'organisme changera.

Dans ce cas, un niveau optimal et optimal pour le corps est révélé. ce facteur, à quelle activité (état physiologique) sera maximale. Si divers facteurs s'écartent de la hausse/descente optimale, l'activité diminuera. En atteignant une certaine valeur max/min, le facteur deviendra incompatible avec processus de la vie, des changements se produiront dans le corps et entraîneront la mort. Des résultats similaires peuvent être obtenus lors d'expériences avec des changements d'humidité, la teneur en divers sels de l'eau, l'acidité, la concentration de diverses substances, etc.

Plus l'amplitude des fluctuations des facteurs à laquelle l'organisme peut réduire sa vitalité est grande, plus sa résistance (tolérance) à un facteur particulier est élevée.

La loi de Blackman

L’influence totale des facteurs limitants peut dépasser l’effet supplémentaire total dû à l’influence d’autres facteurs.

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3.1. « La loi du minimum » de J. Liebig

limitant La « loi du minimum » de Liebig.

Limites de tolérance. Parallèlement à la conclusion selon laquelle « la croissance des plantes dépend de l’élément nutritionnel présent en quantité minimale », qui est devenue la base de la « loi du minimum » de Liebig, J. Liebig a souligné l’étendue indicateurs limitants. Il a été constaté que le facteur limitant peut être non seulement un manque, mais aussi un excès de facteurs tels que la lumière, la chaleur et l'eau. Le concept de l'influence limitante d'un maximum écologique, parallèlement à un minimum, a été introduit par V. Shelford (1913), qui a formulé la « loi de tolérance ». L'intervalle entre deux valeurs, le minimum écologique et le maximum écologique, qui caractérise d'une manière ou d'une autre tous les organismes vivants, était communément appelé limite de tolérance(du latin toleratia - patience, tolérance). Si un organisme particulier présente une faible marge de tolérance à l’un des facteurs variables, alors ce facteur mérite d’être étudié. attention particulière, car cela peut s'avérer limitatif. Par exemple, l’oxygène, qui est tout à fait accessible aux organismes vivant dans les parties terrestres des écosystèmes, peut rarement être limitant. Alors que pour les organismes vivant sous l’eau, l’oxygène peut devenir un facteur limitant important. Dans le cas d'un rétrécissement extrême de la plage de tolérance, un organisme vivant peut dépenser toute son énergie métabolique pour surmonter le stress associé à une diminution des limites du facteur limitant, et en raison d'un manque d'énergie pour les activités normales de la vie, il peut mourir. Si un ours polaire, pour quelque raison que ce soit, est déplacé vers régions chaudes, il devra alors dépenser toute son énergie métabolique pour surmonter le stress thermique, et l'animal n'aura pas assez d'énergie pour se nourrir et préserver son espèce dans la nature.

La notion de facteurs limitants dans cas général s'étend largement aux facteurs biologiques et physiques, et présenter tout ce qui est connu sur ce sujet nécessiterait un volume important de travaux imprimés, ce qui dépasse le cadre de ce livre. Toutefois, étant donné qu’un ingénieur en environnement doit plus souvent composer avec des facteurs physiques, nous énumérerons brièvement les principaux facteurs physiques et climatiques.

« La loi du minimum » de J. Liebig

Chaque individu, population, communauté est simultanément affecté par divers facteurs, mais seuls certains d’entre eux sont vitaux. Tellement vital facteurs importants sont appelés limitant. Le plus souvent, au moins un facteur se situe en dehors de l’optimum. Et la possibilité de l'existence d'une espèce dans cet endroit. Dès 1840, J. Liebig établissait que l'endurance d'un organisme est déterminée par le maillon le plus faible de la chaîne de ses besoins environnementaux. Il a pour priorité d'étudier divers facteurs sur la croissance des plantes et d'identifier que le rendement des plantes peut être augmenté de la manière la plus efficace en améliorant le facteur minimum (généralement en augmentant la quantité de N et de P), et non les nutriments nécessaires à la croissance. grandes quantités, comme le dioxyde de carbone ou l'eau. Substances nécessaires en quantités infimes, mais très peu présentes dans le sol, par exemple le zinc, ces substances deviennent limitantes. Le concept de Liebig selon lequel « la croissance d'une plante dépend de l'élément nutritionnel présent en plus petite quantité » est devenu connu sous le nom de La « loi du minimum » de Liebig.

Pour candidature réussie en pratique, la conception de Liebig doit être complétée par deux principes auxiliaires : le premier est restrictif (« la loi de Liebig n’est strictement applicable que dans des conditions état stable, c'est-à-dire lorsque les entrées et sorties d'énergie et de matière sont équilibrées"); le second est le principe d’interaction des facteurs, qui stipule qu’« une concentration ou une disponibilité élevée d’une substance ou l’action d’un autre facteur (non minimal) peut modifier le taux de consommation d’un nutriment contenu en quantité minimale ».

Pour un ingénieur en environnement, la notion de facteurs limitants est précieuse car elle constitue un point de départ pour étudier des situations complexes dans le système « homme – technologie – nature ». Les relations entre les éléments d’un tel système peuvent être très complexes. En train de résoudre des problèmes nouvelle technologie et le spécialiste de la technologie peut identifier les faiblesses et concentrer l'attention, au moins au début, sur les caractéristiques de l'environnement qui peuvent s'avérer critiques ou limitantes.

Loi du minimum de Liebig en écologie (avec exemples)

Dans cet article, nous comprendrons brièvement ce qu'est la loi du minimum de Liebig, l'une des lois fondamentales de l'écologie. Un autre nom pour cette loi est loi du facteur limitant (limitant).À la fin de l'article se trouvent également plusieurs exemples illustratifs, illustrant la loi du minimum.

La loi du minimum de Liebig. Un peu d'histoire

La loi du minimum a été formulée par le chimiste allemand Justus von Liebig en 1840.

Le scientifique s’est principalement occupé de l’étude des conditions de survie des plantes en agriculture. Il a tenté de comprendre à quel moment il était nécessaire d'appliquer certains ajouts chimiques pour améliorer la survie des plantes.

À la suite de ses recherches, von Liebig a formulé une loi qui s'est avérée plus tard vraie non seulement pour agriculture, mais aussi pour tout le monde systèmes écologiques et les organismes vivants.

Loi du facteur limitant (limitant).

L'essence de la loi du minimum de Liebig

Il existe différentes formulations de cette loi. Mais l'essence de la loi du minimum (ou loi du facteur limitant) peut être formulée comme suit :

• La vie d'un organisme dépend de nombreux facteurs. Mais le facteur le plus important à un moment donné est le facteur le plus vulnérable.

• En d’autres termes, si un facteur dans le corps s’écarte considérablement de la norme, alors c’est ce facteur qui à l'heure actuelle le temps est le plus important, le plus critique pour la survie de l’organisme.

Il est important de comprendre que pour le même organisme des moments différents Ces facteurs critiques (ou autrement limitants) peuvent être des facteurs complètement différents.

Les mêmes jugements s’appliquent à des écosystèmes entiers. À un moment donné, un facteur limitant peut être par exemple le manque de nourriture. À un autre moment, la quantité de nourriture sera normale, mais la température ambiante (trop élevée ou trop basse) sera le facteur limitant.

Si nous généralisons ce qui précède, nous pouvons formuler la loi comme suit.

La loi du minimum de Liebig ressemble à ceci :

Pour la survie d’un organisme (ou d’un écosystème), le facteur environnemental est le plus important.

qui est le plus éloigné (s'écarte) de son valeur optimale.

Baril Liebig

Avant de passer aux exemples, il convient de considérer un dessin du canon dit Liebig.

Dans ce tonneau à moitié cassé - le facteur limitant est la hauteur de la planche. Évidemment, l’eau s’écoulera sur la plus petite planche du baril. Dans ce cas, nous ne pourrons plus hauteur importante le reste des planches - il sera toujours impossible de remplir le baril.

La plus petite planche est précisément le facteur qui s’écarte le plus de la valeur normale.

Selon la loi du minimum de Liebig, la réparation du canon doit commencer par cette planche.

La loi du minimum de Liebig. Exemples

Il y a un proverbe : « Là où c'est fin, ça casse » - selon en gros elle transmet le point principal La loi de Liebig. Mais donnons quelques exemples provenant de domaines complètement différents.

Un exemple de l'agriculture

Il y a des sols où il n'y a pas assez de phosphore, ce qui signifie qu'ils doivent être nourris avec des engrais contenant du phosphore. Mais à d’autres moments, des engrais contenant du calcium sont nécessaires. Et ainsi de suite

Un exemple sauvage

En hiver, le facteur limitant pour le lièvre est la nourriture. En été, il faut échapper au loup, même s'il y a beaucoup de nourriture.

Exemple sportif de la loi du minimum

En football : si l'arrière gauche de l'équipe est le plus faible, alors c'est par son flanc gauche que l'équipe a le plus de chances d'encaisser un but.

Ainsi, la loi du minimum de Liebig est une loi écologique et vitale universelle.

Informations Complémentaires:

• Lois écologiques de Commoner - Découvrez les quatre lois fondamentales de l'écologie de Commoner.

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1. Loi du minimum yu. Liebig.

En 1840, le chimiste allemand Justus Liebig, cultivant des plantes dans des milieux synthétiques, a découvert que pour une croissance normale des plantes, il est nécessaire certain nombre et la quantité éléments chimiques et les connexions. Certains d'entre eux doivent être présents dans l'environnement en très grande quantité, d'autres en faible quantité, et d'autres encore généralement sous forme de traces. Et ce qui est particulièrement important : certains éléments ne peuvent pas être remplacés par d’autres. Un environnement contenant tous les éléments en abondance, sauf un, assure la croissance de la plante seulement jusqu’à épuisement de celle-ci. La croissance est ainsi limitée par la pénurie d'un seul élément, dont la quantité était moindre le minimum requis. Cette loi, formulée par J. Liebig en relation avec le rôle des facteurs chimiques édaphiques dans la vie des plantes et appelée par lui la loi du minimum, a, comme il s'est avéré plus tard, un caractère écologique universel et joue rôle important en écologie.

Loi du minimum : « Si toutes les conditions environnementales s'avèrent favorables à l'organisme en question, à l'exception d'une insuffisamment manifestée (dont la valeur se rapproche du minimum écologique), alors dans ce cas cette dernière condition, appelée facteur limitant, acquiert crucial pour la vie ou la mort de l’organisme en question, et donc sa présence ou son absence dans un écosystème donné.

2. La loi de tolérance de Shelford.

En 1913 Écologiste américain W. Shelford a généralisé la loi du minimum de Liebig, découvrant qu'en plus de la limite inférieure d'intensité, il existe également limite supérieure intensité du facteur environnement externe, définissant limite supérieure gamme d'intensités correspondant aux conditions de vie normale des organismes. Dans cette formulation, la loi appelée droit de l'environnement la tolérance commença à revêtir un caractère universel plus général.

Loi de tolérance (lat. tolérance- patience): "Chaque organisme est caractérisé par un minimum écologique et un maximum écologique de l'intensité de chaque facteur environnemental, à l'intérieur desquels l'activité vitale est possible."

La plage d'un facteur environnemental entre le minimum et le maximum est appelée plage ou zone de tolérance.

Malgré la grande diversité des facteurs environnementaux, un certain nombre de tendances générales peuvent être identifiées dans la nature de leur impact et dans les réponses des organismes vivants.

La plage quantitative du facteur le plus favorable à la vie est appelée optimal écologique (lat. optimal -

Les valeurs des facteurs situées dans la zone d'inhibition sont appelées pessimisme environnemental (lat. pessimisme- le pire).

Les valeurs minimales et maximales du facteur auquel survient le décès sont appelées respectivement minimum écologique et maximum écologique .

Ceci est illustré graphiquement dans Figure 3-1. La courbe de la figure 3-1 n'est généralement pas symétrique.

Par exemple, pour un facteur tel que la température, le maximum écologique correspond aux températures auxquelles les enzymes et les protéines sont détruites (+50 ¸ +60°C). Cependant, des organismes individuels peuvent exister même avec plus températures élevées. Ainsi, dans les sources chaudes du Komchatka et d’Amérique, des algues ont été trouvées à des températures > +80 °C. La limite inférieure de température à laquelle la vie est possible est d'environ -70 °C, bien que les arbustes de Yakoutie ne gèlent pas même à cette température. En animation suspendue (gr. anabiose- survie), c'est-à-dire V état inactif, certains organismes survivent zéro absolu(-273 °C).

Riz. 3-1. Dépendance de l'activité vitale à l'intensité

Un certain nombre de dispositions peuvent être formulées pour compléter la loi de tolérance :

1. Les organismes peuvent avoir une large plage de tolérance pour un facteur environnemental et une plage étroite pour un autre.

2. Les organismes présentant un large éventail de tolérances pour la plupart des facteurs sont généralement les plus répandus.

3. Si les conditions liées à un facteur environnemental ne sont pas optimales pour une espèce donnée, la plage de tolérance à l'égard d'autres facteurs environnementaux peut se rétrécir. Par exemple, lorsque la teneur en azote du sol est proche du minimum, la résistance des céréales à la sécheresse diminue.

4. Pendant la saison de reproduction, la plage de tolérance a tendance à se rétrécir.

Les organismes avec une plage de tolérance étroite ou des espèces étroitement adaptées, capables d'exister uniquement avec de petits écarts du facteur par rapport à la valeur optimale, sont appelés sténobiontes, ou sténoecs (gr. sténoses- étroit, exigu).

Les organismes ayant une large gamme de tolérance, ou les espèces largement adaptées qui peuvent résister à de grandes amplitudes de fluctuations des facteurs environnementaux, sont appelés eurybiontes, ou euryecs (gr. eurys- large).

La propriété des organismes de s'adapter à l'existence dans une gamme particulière de facteurs environnementaux est appelée plasticité écologique .

Le concept est proche de la plasticité écologique valence écologique , qui est définie comme la capacité d’un organisme à habiter une variété d’environnements.

Ainsi, les sténobiontes sont écologiquement non plastiques, c'est-à-dire ne sont pas rustiques, ont une faible valence écologique; Au contraire, les eurybiontes sont écologiquement plastiques, c'est-à-dire sont plus rustiques et ont une haute valence écologique.

Pour indiquer la relation des organismes avec un facteur spécifique, des préfixes sont ajoutés à son nom : sténo- Et chaque-. Ainsi, par rapport à la température, il y a sténothermique (bouleau nain, bananier) et eurythermique (plantes zone tempérée) espèces; par rapport à la salinité - sténohaline (carassin, flet) et euryhaline (épinoche); par rapport à la lumière - sténophon (épicéa) et euryphonique (églantier), etc.

Le sténo- et l'eurybiontisme se manifestent généralement en relation avec un ou plusieurs facteurs. Les Eurybiontes sont généralement répandus. De nombreux eurybiontes simples (bactéries, champignons, algues) sont cosmopolites. Les sténobiontes, au contraire, ont une aire de répartition limitée. La plasticité écologique et la valence écologique des organismes changent souvent lors du passage d'un stade de développement à un autre ; En règle générale, les jeunes sont plus vulnérables et plus exigeants envers les conditions environnementales que les adultes.

Cependant, les organismes ne sont pas des esclaves conditions physiques environnement; ils s'adaptent et modifient les conditions environnementales de manière à affaiblir l'influence du facteur limitant. Une telle compensation des facteurs limitants est particulièrement efficace au niveau communautaire, mais est également possible au niveau de la population.

Vues larges répartition géographique forment presque toujours des populations adaptées aux conditions locales, appelées écotypes . Leurs limites optimales et de tolérance correspondent aux conditions locales. L'apparition d'écotypes s'accompagne parfois d'une consolidation génétique des propriétés et caractéristiques acquises, c'est-à-dire à l'émergence des races.

Organismes vivant longue durée dans des conditions relativement stables, ils perdent leur plasticité écologique, et ceux qui ont été soumis à des fluctuations importantes du facteur y deviennent plus tolérants, c'est-à-dire augmenter la plasticité environnementale. Chez les animaux, la compensation des facteurs limitants est possible grâce à un comportement adaptatif : ils évitent valeurs extrêmes facteurs limitants.

En approchant conditions extrêmes augmente prix de l'énergie adaptation. Si de l’eau surchauffée est déversée dans une rivière, les poissons et autres organismes dépensent presque toute leur énergie pour faire face à ce stress. Ils manquent d’énergie pour se nourrir, se protéger des prédateurs et se reproduire, ce qui conduit à l’extinction.

Ainsi, les organismes dans la nature dépendent :

Loi du minimum de Liebig

Un organisme vivant dans des conditions naturelles est simultanément exposé non pas à un, mais à de nombreux facteurs environnementaux. De plus, tout facteur est requis par l’organisme en certaines quantités/doses. Liebig a établi que le développement d'une plante ou son état ne dépend pas des éléments chimiques présents en quantité suffisante dans le sol, mais de ceux qui en font défaut. Si

N'importe lequel, au moins un des nutriments présents dans le sol est inférieur à ce dont ces plantes ont besoin, il se développera alors anormalement, lentement ou présentera des déviations pathologiques.

Loi du minimum de J. LIBICH- le concept selon lequel l'existence et l'endurance d'un organisme sont déterminées par le maillon le plus faible de la chaîne de ses besoins environnementaux.
Selon la loi du minimum, les capacités vitales des organismes sont limitées par les facteurs environnementaux dont la quantité et la qualité sont proches de ce dont l'organisme a besoin ou écosystème au minimum.

la loi de Liebig:

La substance présente dans le minimum contrôle le rendement, détermine sa taille et sa stabilité dans le temps. Au début du XXe siècle, un scientifique américain Shelby a montré que la chose ou tout autre facteur, présent non seulement en minimum, mais aussi en excès par rapport au niveau requis par l'organisme, peut entraîner des conséquences indésirables pour l'organisme. Exemple : si vous placez une plante/un animal dans une chambre expérimentale et que vous y mesurez la température de l'air, l'état de l'organisme changera.

Dans ce cas, un niveau optimal et optimal de ce facteur pour le corps est identifié, auquel l'activité (état physiologique) sera maximale. Si divers facteurs s'écartent de la hausse/descente optimale, l'activité diminuera. Lorsqu'une certaine valeur max/min est atteinte, le facteur deviendra incompatible avec les processus vitaux, des changements se produiront dans le corps conduisant à la mort. Des résultats similaires peuvent être obtenus lors d'expériences avec des changements d'humidité, la teneur en divers sels de l'eau, l'acidité, la concentration de diverses substances, etc.

Plus l'amplitude des fluctuations des facteurs avec laquelle l'organisme peut réduire sa vitalité est grande, plus sa stabilité est élevée ( tolérance) à un facteur ou à un autre. De tout ce qui précède, il résulte :

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Il n’y a qu’une seule règle : tout système hétérogène est constitué de parties individuelles homogènes, physiquement ou chimiquement différentes, mécaniquement séparables, appelées phases. Par exemple, solution saturée chlorure de sodium avec […]