Les enfants commencent à recevoir école primaire, et dans les moyens médias de masse les questions environnementales ne sont pas une préoccupation dernière place, l’écologie est encore une science jeune, complexe et mystérieuse. Sa base scientifique n'est pas si vaste, mais modèles complexes confus. Néanmoins, la connaissance et la compréhension des lois fondamentales dans ce domaine constituent la base de la vision du monde. l'homme moderne. Cet article examinera l'une des principales lois de l'écologie - la loi du minimum, formulée bien avant la formation de la science elle-même.

Vers l'histoire de la découverte

La loi du minimum a été formulée en 1840 par l'éminent chimiste, professeur de Hesse Eustace von Liebig. Ce scientifique et professeur exceptionnel Il est également connu pour l'invention du réfrigérateur Liebig, encore utilisé aujourd'hui en Allemagne. laboratoires de chimie pour séparation fractionnée composants chimiques. Son livre « Chimie appliquée à l'agriculture » a en fait donné naissance à la science de la chimie agricole, et lui a valu le titre de baron et deux Ordres de Sainte-Anne. Liebig a étudié la survie des plantes et le rôle des additifs chimiques dans son augmentation. C'est ainsi qu'il a formulé la loi du facteur minimum ou limitant, qui s'est avérée vraie pour tous les systèmes biologiques. Et pas seulement pour les biologiques, que nous démontrerons avec des exemples.

Un peu de théorie

Zone de confort

Le plus souvent, les facteurs environnementaux sont tolérés par les organismes dans certaines limites, qui sont limitées par des valeurs seuils au-delà desquelles l'activité vitale de l'organisme est inhibée. Ce sont des points critiques de l’existence. Entre elles se trouvent des zones de tolérance (tolérance) et une zone d'optimum (confort) - la plage d'influence bénéfique du facteur. Les points minimum et maximum d'impact d'un facteur environnemental déterminent les possibilités de réponse du corps à un facteur spécifique. Aller au-delà de la zone optimale peut conduire à ce qui suit :

• retrait d'une espèce d'une aire de répartition particulière (par exemple, déplacement de l'aire de répartition d'une population ou migration d'une espèce) ;
• changements dans la fécondité et la mortalité (par exemple, lorsque changements soudains conditions environnement);
• à l'adaptation (ajustement) et à l'émergence de nouvelles espèces dotées de nouvelles caractéristiques phénotypiques et génétiques.

L'essence de la loi du minimum

Vie système biologique, qu'il s'agisse d'un organisme ou d'une population, dépend de l'action de nombreux facteurs de nature biotique et abiotique. La formulation de la loi du minimum peut varier, mais l'essence reste constante : lorsqu'un facteur s'écarte considérablement de la norme, il devient alors le plus important pour le système et le plus critique pour la vie. Dans le même temps, les facteurs limitants pour l'organisme différentes périodes temps, il peut y avoir divers indicateurs.

Des options sont possibles

Tous les organismes vivants vivent et s'adaptent à un complexe de facteurs environnementaux. Et l’impact des facteurs de ce complexe est toujours inégal. Le facteur peut être principal (très important) ou secondaire. Différents facteurs seront déterminants pour différents organismes, et à différentes périodes de la vie d'un organisme, certains facteurs environnementaux peuvent en être les principaux facteurs. De plus, les mêmes facteurs peuvent être limitants pour certains organismes et non limitatifs pour d’autres. Par exemple, lumière du soleil pour les plantes, c'est un élément nécessaire pour assurer les processus de photosynthèse. Mais pour les champignons, les saprotrophes du sol ou les animaux des grands fonds, cela n'est pas du tout nécessaire. Ou bien la présence d'oxygène dans l'eau le sera, mais pas sa présence dans le sol.

Conditions d'utilisation

La loi du minimum est limitée dans son application par deux principes auxiliaires :

1. La loi n'est applicable sans autre précision qu'aux systèmes d'équilibre, c'est-à-dire uniquement sous conditions état stable systèmes lorsque l'échange d'énergie et de substances du système avec l'environnement est régulé par leurs fuites.
2. Le deuxième principe d'application de la loi du minimum est lié à capacités compensatoires organismes et systèmes. Sous certaines conditions, le facteur limitant peut être remplacé par un facteur non limitant, mais présent en teneur suffisante ou élevée. Cela entraînera une modification du besoin de la substance disponible dans quantité minimum.

Illustration visuelle

L'effet de cette loi est clairement démontré par le baril nommé d'après le scientifique. Dans ce tonneau cassé, le facteur limitant est la hauteur des planches. Conformément à loi environnementale Les réparations minimales doivent commencer par la plus petite planche. C'est elle qui est le facteur le plus éloigné de valeurs normales, optimal pour la survie de l’organisme. Sans éliminer l'impact de ce facteur, cela n'a aucun sens de remplir le baril - d'autres facteurs n'ont pas un effet aussi significatif sur ce moment temps.

Là où c'est mince, c'est là que ça casse

C'est ce proverbe qui véhicule l'essence de la loi du minimum en écologie et bien plus encore. Par exemple, dans agriculture des indicateurs de la teneur en substances minérales des sols sont pris en compte. Si le sol ne contient que 20 % de phosphore de la norme, du calcium - 50 % et du potassium -95 %, alors les engrais contenant du phosphore doivent être appliqués en premier. DANS faune pour les cerfs en été, le facteur limitant sera la quantité de nourriture, et en hiver - l'altitude la couverture de neige. Ou pour un pin qui pousse dans une forêt ombragée, le facteur limitant sera la lumière, sur un sol sableux sec - l'eau, et dans les zones marécageuses - la température en été.

Encore un exemple sans rapport avec l'écologie. Si le défenseur droit de l'équipe est le plus faible, alors c'est depuis son flanc que l'ennemi est le plus susceptible de percer. Cela est vrai dans le sport, dans l’art, dans les affaires. Une erreur importante que commettent souvent les hommes d’affaires est de sous-estimer le préjudice causé par un employé faible, même dans des postes secondaires. Ce n’est pas sans raison qu’on dit que la qualité d’une entreprise est déterminée par la qualité de ses pires employés. Et la force d’une chaîne dépend toujours de son maillon le plus faible.

En 1840, le chimiste allemand Justus Liebig, cultivant des plantes dans des milieux synthétiques, découvrit qu'un certain nombre et quantité de 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 inférieure au 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 un rôle important dans écologie.

Loi du minimum : « Si toutes les conditions environnementales s'avèrent favorables à l'organisme en question, à l'exception d'une qui n'est pas suffisamment manifestée (dont la valeur se rapproche du minimum écologique), alors dans ce cas cette dernière condition, appelée facteur limitant, devient déterminante. 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 une limite supérieure à l'intensité des facteurs environnement externe, qui définit la limite supérieure de la plage d'intensité correspondant aux conditions de vie normale des organismes. Dans cette formulation, la loi, appelée loi écologique de tolérance, commença à avoir 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 -

le meilleur).

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

Minimum et valeurs maximales les facteurs qui causent la mort sont appelés en conséquence 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 hautes températures. 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 à l'état inactif, certains organismes survivent au zéro absolu (-273 °C).

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

facteur environnemental.

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 sténobiotes 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 valence écologique élevée.

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) types ; par rapport à la salinité - sténohaline (carassin, flet) et euryhaline (épinoche); par rapport à la lumière - sténophonique (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.

Dans le même temps, les organismes ne sont pas esclaves des conditions physiques de l’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.

Les espèces ayant une large répartition géographique forment presque toujours des populations adaptées localement 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 au comportement adaptatif - ils évitent les valeurs extrêmes des facteurs limitants.

À l'approche de conditions extrêmes, cela 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 :

la loi de Liebig

Définition 1

Les règles minimales sont l'un des principes qui déterminent le rôle des facteurs environnementaux dans la répartition et le nombre d'organismes.

Actions relatives de certains facteurs environnementaux plus elle est forte, plus sa déficience se fait sentir par rapport aux autres. Formulé par G.O. Loi de Liebig (1840) appliquée aux cultures agricoles - tout organisme vivant n'a pas seulement besoin d'être biologique et minéraux, l'humidité, la température ou tout autre facteur, ainsi que leur mode.

Les réactions des organismes dépendent de plusieurs facteurs. De plus, les organismes vivants dans des conditions naturelles sont exposés simultanément à divers facteurs environnementaux (à la fois biotiques et abiotiques). La plante a besoin un montant significatif nutriments et de l'humidité (potassium, azote, phosphore) et en même temps en quantités relativement « insignifiantes » d'un élément tel que le molybdène (bore).

Toute espèce animale ou végétale a une sélectivité distincte dans la composition de la nourriture : chaque plante a besoin d’un certain élément minéral. Tous les types d’animaux sont exigeants à leur manière en matière de qualité alimentaire. Pour exister favorablement et se développer normalement, les organismes doivent disposer de l'ensemble des facteurs nécessaires en mode optimal et en quantité suffisante.

Le fait que les restrictions de dose (ou leur absence) de l'un des nécessaire aux plantes des substances appartenant à la fois aux micro et aux macroéléments, conduisant aux mêmes résultats en termes de ralentissement de la croissance, ont été découvertes et étudiées par le chimiste allemand, fondateur de la chimie agricole, Eustace von Liebig. Les règles qu'il a formulées sont appelées la loi du minimum de Liebig : la taille des cultures est déterminée par la quantité dans le sol des éléments nutritifs pour lesquels les besoins des plantes sont le moins satisfaits. Pour ce faire, Liebig a représenté un baril percé de trous, montrant que le trou inférieur détermine la quantité de liquide qu'il contient.

Note 1

La loi du minimum s'applique aussi bien aux animaux qu'aux plantes, y compris les humains, qui, sous certaines conditions, doivent utiliser des vitamines ou des vitamines. eau minérale pour compenser la carence de n’importe quel élément du corps.

Clarifications et modifications apportées à la loi de Liebig

Par la suite, un certain nombre de précisions ont été apportées à la loi de Liebig. Un amendement et un ajout important est la loi des actions sélectives de facteurs sur différentes fonctions du corps : tout facteur environnemental influence différemment les fonctions des organismes, l'optimum pour un processus, par exemple la respiration, ne sera pas l'optimum pour un autre, par exemple ; digestion, et vice versa. Ce groupe de raffinements de la loi de Liebig comprend une règle légèrement différente réactions de phase« préjudice-bénéfice » : une faible concentration d'un toxique affecte les organismes dans le sens d'une augmentation de ses fonctions, tandis qu'une concentration plus importante déprime voire conduit à la mort de l'organisme. Ces profils toxicologiques sont valables pour grande quantité(si célèbre propriété médicinale petites concentrations de venin de serpent), mais pas pour toutes les substances toxiques.

Note 2

La loi de Liebig, la règle du minimum, est l'un des principes qui déterminent le rôle des facteurs environnementaux dans le développement et la répartition des organismes. Formulé par G.O. Liebig (1840) pour les cultures agricoles.

Selon la loi de Liebig, « la substance qui est au minimum contrôle la récolte et fixe la taille et la stabilité de cette dernière dans le temps. Cela signifiait l'effet limitant de la vitalité ». substances importantes, présent dans le sol en quantités faibles et variables. Plus tard, cette généralisation a commencé à être interprétée plus largement, en tenant compte d'autres facteurs environnementaux (par exemple, la température, le temps, etc.).

Des facteurs limitants. Loi du minimum (loi de J. Liebig), détermination du facteur environnemental limitant

Un facteur limitant est un facteur environnemental qui dépasse les limites de l’endurance de l’organisme. Le facteur limitant limite toute manifestation de l'activité vitale de l'organisme. A l'aide de facteurs limitants, l'état des organismes et des écosystèmes est régulé.

La loi du minimum de J. Liebig - en écologie - un concept selon lequel l'existence et l'endurance d'un organisme sont déterminées par le plus lien 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 par l'organisme ou l'écosystème.

Définition de la notion de « facteurs environnementaux »

Dispositions générales

L'environnement est tout ce qui entoure l'organisme, c'est-à-dire c'est cette partie de la nature avec laquelle l'organisme est en interaction directe ou indirecte.

Par environnement, nous entendons un ensemble de conditions environnementales qui affectent la vie des organismes. L'ensemble des conditions se compose de divers éléments - facteurs environnementaux. Tous n’affectent pas les organismes avec la même force. Donc, vent fort en hiver, elle est défavorable aux grands animaux vivant à l'air libre, mais elle n'affecte pas les plus petits qui se cachent sous la neige ou dans des trous, ou vivent dans le sol. Les facteurs qui ont un effet sur les organismes et provoquent des réactions adaptatives sont appelés facteurs environnementaux.

L'influence des facteurs environnementaux affecte tous les processus vitaux des organismes et surtout leur métabolisme. Les adaptations des organismes à l'environnement sont appelées adaptations. La capacité d'adaptation est l'une des principales propriétés de la vie en général, puisqu'elle offre la possibilité même de son existence, la capacité des organismes à survivre et à se reproduire.

Classification des facteurs environnementaux

Les facteurs environnementaux ont des natures différentes et des actions spécifiques. De par leur nature, ils sont divisés en deux Grands groupes: abiotique et biotique. Si nous divisons les facteurs selon les raisons de leur apparition, ils peuvent alors être divisés en naturels (naturels) et anthropiques. Facteurs anthropiques peut également être abiotique et biotique.

Facteurs abiotiques (ou facteurs physicochimiques) - température, lumière, pH, salinité, rayonnement radioactif, pression, humidité de l'air, vent, courants. Ce sont toutes des propriétés nature inanimée qui affectent directement ou indirectement les organismes vivants.

Les facteurs biotiques sont des formes d'influence des êtres vivants les uns sur les autres. Ambiant monde organique - composant environnement de tout être vivant. Connexions mutuelles les organismes sont à la base de l'existence des populations et des biocénoses.

Les facteurs anthropiques sont des formes d'action humaine qui entraînent des changements dans la nature comme dans l'habitat d'autres espèces ou affectent directement leur vie.

L’action de facteurs environnementaux peut conduire à :

• - à l'élimination d'espèces des biotopes (changement de biotope, de territoire, déplacement de l'aire de répartition des populations ; exemple : migration des oiseaux) ;
• - les changements de fécondité (densité de population, pics de reproduction) et de mortalité (décès avec changements rapides et brusques des conditions environnementales) ;
• - à la variabilité phénotypique et à l'adaptation : variabilité des modifications - modifications adaptatives, hibernation hivernale et estivale, réactions photopériodiques, etc.

Des facteurs limitants. La « loi du minimum » de Liebig

Il est clair que les besoins différents types différent dans chaque environnement spécifique. Cependant, parallèlement à cela, il existe un minimum de facteurs nécessaires à l'existence d'un organisme vivant. Dans l'état dit stationnaire (l'état du système est plus ou moins stable et n'est pas transitoire), la substance limitante sera la substance dont la quantité est la plus proche de le minimum nécessaire. Pour la première fois, la question de la quantité minimale de substance nécessaire a été abordée par J. Liebig qui, en 1840, bien avant l'apparition du terme « écologie », sur la base de l'étude de la nutrition minérale des plantes, a étudié la dépendance de leur croissance à l'égard de certains éléments ou substances chimiques. Sur la base de ses recherches, J. Liebig a dérivé ce qu'on appelle la loi du minimum : la croissance des plantes ne dépend pas tant de la présence de toutes les substances, mais de la quantité minimale d'une substance, dont l'absence, à son tour, conduit à retard de croissance. Compenser le manque d’un élément par un autre ne fonctionne pas. Cette substance, présente en quantités minimes, régule le rendement et détermine sa taille et sa stabilité dans le temps.

Au fil du temps, certains ajouts ont été apportés à cette loi, mais ils n'ont pas modifié l'essence de la loi elle-même (température, temps, etc.), mais ont considérablement compliqué l'application du modèle établi. De plus, depuis l'établissement de ce modèle par J. Liebig, les scientifiques ont constaté qu'il nécessitait d'être clarifié lorsqu'il était appliqué dans la pratique. Pour appliquer la loi du minimum, Yu. Odum propose d'utiliser des principes auxiliaires, qui, à son avis, devraient être au nombre de deux.

Le premier principe auxiliaire est le principe limitant : la loi de Liebig ne peut être appliquée sans clarification qu'aux conditions d'état stationnaire, lorsque l'afflux d'énergie et de substances est régulé par des fuites, c'est-à-dire que le système est dans un état d'équilibre.

Yu. Odum attire l'attention sur le fait que le système est caractérisé par une dynamique, et donc l'introduction d'un principe limitant limitera les erreurs qui surviennent lors des études à long terme des écosystèmes.

Le deuxième principe sous-jacent concerne l’interaction des facteurs. Il a été constaté que, dans certaines conditions, des concentrations élevées ou suffisantes une certaine substance, ou l'action d'un deuxième facteur limitant peut modifier le besoin d'une quantité minimale d'une substance.

Un exemple pourrait être le remplacement de l'utilisation du calcium par les coquillages par du strontium, ou le schéma suivant : les plantes qui poussent au soleil ont moins besoin de zinc, le zinc cesse donc d'être un élément limitant. Deuxième auxiliaire

Le principe, introduit par Yu. Odum, indique l'inopportunité d'analyser l'état du système sur la base de petite quantitééléments. Il insiste sur la nécessité Analyse complète dans toute étude environnementale.

Interaction des facteurs environnementaux. La loi de tolérance de Shelford

Comme l'ont montré les recherches de Liebig, le développement d'un organisme vivant est déterminé non seulement par la carence de l'un ou l'autre facteur, mais aussi par leur excès. Ainsi, chaque organisme a ses propres limites, qui oscillent entre un minimum et un maximum, c'est-à-dire un optimum qui assure l'existence de l'organisme. Chaque espèce a ses propres limites. Le concept du rôle limitant du maximum et du minimum et de la nécessité de conditions optimales pour l'existence d'une espèce a été introduit par V. Shelford (1913). Son principe est mieux connu sous le nom de loi de tolérance ;

Le facteur limitant naturel de l'existence d'un organisme peut être soit minimum, soit maximum. impact environnemental, dont la plage détermine le degré d'endurance (tolérance) du corps à ce facteur.

Yu. Odum (1975) introduit un certain nombre d'ajouts à la loi de Shelford concernant l'hétérogénéité de l'impact des facteurs environnementaux et la réponse des organismes vivants à ceux-ci :

Les organismes ont une plage de tolérance plus large à chaque facteur et une plage plus étroite à un autre ;

Les organismes présentant une large plage de tolérance ont tendance à être largement répandus ;

Si les conditions d'existence déterminées par un facteur environnemental changent au-delà de l'optimum, alors la marge de tolérance envers d'autres facteurs environnementaux change également ;

Dans la nature, les organismes se trouvent souvent dans des conditions qui sont loin d’être établies de manière optimale lors d’expériences en laboratoire ;

En règle générale, la période de reproduction et de croissance est critique ; les limites de tolérance du corps à cette époque sont beaucoup plus étroites que celles d’un adulte.

Les explications fournies par Yu. Odum aident grandement à clarifier les raisons de l'hétérogénéité des résultats obtenus lors de la réalisation d'études environnementales. Par conséquent, dans toute étude écologique, il est nécessaire Analyse approfondie non seulement les conditions physiques et chimiques de l'environnement ou le degré d'influence des organismes vivants les uns sur les autres, mais aussi les phases d'existence de l'organisme. L'influence des conditions optimales sur la croissance, la reproduction et l'existence de certains organismes peut être clairement démontrée par le taux de développement et de fructification des cultures en fonction des paramètres de température. Ceux qui poussent dans des conditions optimales pousseront plus vite et mûriront plus tôt que ceux qui poussent dans des conditions proches du critique.

Riz. 2.3. Croissance des plantes en fonction de la température (Nazaruk, Senchina, 2000)

Pour caractériser l'amplitude de tolérance des espèces en écologie, un certain nombre de termes sont utilisés. Au nom de l'écofacteur, qui caractérise l'effet sur un organisme vivant, s'ajoutent deux mots : sten (gr. Stenos) - étroit et evry (gr. Euros - large) sténothermique - eurythermal par rapport à la température

Sténohydrique - euryhydrique - // - eaux

Sténophagnie - euryphagnium - // - alimentation

Sténohaline - Euryhaline - // - salinité

Stenooykny - evrioykny - // - lieux de résidence

Exemple : le développement des œufs de différents poissons se produit lorsque différentes températures. Si les œufs de saumon se développent à des températures de 0 à 14°C avec un optimum de 4°C, alors par rapport aux œufs de grenouille, ils seront sténothermiques, puisque les limites de température pour le développement des œufs de grenouille sont de 0°C à 30°C. avec un optimum de 22°C.

L'interaction des facteurs environnementaux fondamentaux peut dépendre des changements qui se produisent dans le système, c'est-à-dire de l'interaction des facteurs abiotiques et facteurs biotiques. Modifications du rayonnement solaire (la lumière, comme on le sait, appartient au principal facteurs climatiques) entraîne un changement d'éclairage la surface de la terre, ce qui, à son tour, peut entraîner des changements dans le photopériodisme dans la vie des animaux et des plantes. Les changements d'éclairage peuvent entraîner des changements dans la température et l'humidité d'un système donné. Augmentation de l'humidité accompagnée radiation solaire Peut changer régime de température. Un exemple frappant l'interaction des facteurs peut être une forêt, où la stratification et les changements de certains facteurs biotiques et abiotiques sont bien exprimés. La Transcarpatie, en particulier la partie montagneuse de la région, est caractérisée par le surpâturage du bétail et, par conséquent, il y a une perturbation rapide du fonctionnement des zones forestières, où les branches et les feuilles sont rongées jusqu'à une certaine hauteur, et il y a pas de repousse. Souvent, l'homme agit comme le principal élément biotique d'un écosystème et, grâce à son activité, apparaît nouveau genre systèmes. Un exemple clairà cet égard, il s'agit des prairies de haute montagne des Carpates. Pendant longtemps croyait que les prairies de haute montagne (montagne Runa, Krasnaya, Tyapish et autres) sont formations naturelles. L'erreur de cette opinion est démontrée par l'expérience du professeur S.S. Fodor. Ils ont remarqué que l'ensemble des écofacteurs zones individuelles les hautes terres ne sont pas typiques des prairies subalpines. Pour vérifier l'exactitude de cette hypothèse, il fonda une expérience dans la vallée de Runa (1 428 m d'altitude) pour restaurer limite supérieure les forêts. Les plantations artificielles sont surveillées depuis 35 ans Arbres de conifères. Tous les arbres plantés dans cet endroit, se sentent bien, c'est-à-dire qu'un complexe d'écofacteurs leur fournit conditions optimales existence. Conclusion : la grande majorité des vallées des Carpates sont artificielles, créées par l'homme. Chaque espèce ou groupe d'espèces choisit les conditions qui lui assurent une existence optimale, c'est-à-dire qu'elle est répartie selon un gradient de conditions.

La base caractéristiques environnementales les organismes sont basés sur leur réaction à l'influence de facteurs environnementaux. Un organisme ne peut survivre que dans une plage de variabilité ce facteur, également appelée amplitude. Des valeurs très élevées (maximales) et très faibles (faibles) de facteurs environnementaux peuvent être préjudiciables à l'organisme. La valeur critique d'un facteur donné, exprimée en nombres, au-dessus ou en dessous de laquelle l'organisme ne peut exister, est appelée le point critique. Entre ceux-ci valeurs critiques et il existe une zone de tolérance environnementale (Fig. 2.4).

Au sein de la zone de tolérance environnementale, l'intensité des facteurs environnementaux varie. Avec points critiques Les zones pésimales sont situées dans lesquelles l'activité du corps est considérablement limitée par l'action conditions extérieures. Viennent ensuite les zones de confort, dans lesquelles on constate une nette augmentation de la protection de l'environnement.

parts du corps. Au centre se trouve une zone optimale, favorable au fonctionnement de l'organisme.

Un schéma de relations dans le domaine de la tolérance environnementale a été proposé en 1924 par l'écologiste et zoogéographe allemand R. Hesse, qui l'a appelé la valence des facteurs environnementaux. Il est à noter que la courbe qui représente la valence environnementale dans la zone de tolérance n'a pas toujours un aspect symétrique avec la zone optimale située au centre. Par exemple, pour les organismes d’eau douce, l’optimum se situe à la limite inférieure de la teneur en sel de l’eau, tandis que pour les organismes marins, il se situe à l’extrémité opposée de la variabilité du facteur dans la zone de tolérance, là où la teneur en sel est élevée.