Aujourd'hui, alors que les enfants commencent à recevoir une éducation environnementale à l'école primaire, et que les questions environnementales ne sont pas les dernières dans les médias, l'écologie est encore une science jeune, complexe et mystérieuse. Sa base scientifique n'est pas si grande et les modèles complexes sont complexes. Néanmoins, la connaissance et la compréhension des lois fondamentales dans ce domaine sont à la base de la vision du monde de 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.
À l'histoire de la découverte
La loi du minimum a été formulée en 1840 par un chimiste hors pair, professeur à l'Université de Hesse (Allemagne) Eustace von Liebig. Ce scientifique et enseignant hors pair est également connu pour l'invention du réfrigérateur Liebig, qui est encore utilisé aujourd'hui dans les laboratoires de chimie pour la séparation fractionnée de composés chimiques. Son livre "La chimie appliquée à l'agriculture" a en fait donné naissance à la scienceagrochimie, et pour lui - 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. Il a donc formulé la loi du facteur minimum ou limitant, qui s'est avérée vraie pour tous les systèmes biologiques. Et pas seulement pour les biologiques, ce que nous allons démontrer avec des exemples.
Un peu de théorie
En écologie, les facteurs environnementaux sont ceux qui ont un effet sur le corps. Les facteurs physiques et chimiques (abiotiques) sont la température, l'humidité, la lumière, la pression, le pH de l'environnement et d'autres indicateurs de la nature inanimée. Toutes les formes d'influence et de relations entre les organismes vivants sont liées à des facteurs biotiques. Il s'agit de la concurrence pour les ressources, de la présence de parasites et de la lutte intraspécifique pour la survie. En outre, il existe également des facteurs anthropiques - les conditions créées par les personnes et leurs activités économiques. Ils peuvent aussi être biotiques et abiotiques. Les facteurs environnementaux sont régulièrement périodiques et changent d'intensité en fonction du changement d'heure de la journée, des saisons de l'année ou des marées. Dans ce cas, l'adaptation de l'organisme est de nature héréditaire, formée sur une période assez longue. Ils peuvent être irréguliers, comme des tempêtes ou des tornades. Et puis il y a une redistribution de la diversité des espèces.
Zone de confort
Le plus souvent, les facteurs environnementaux sont tolérés par les organismes dans certaines limites, qui sont limitées par des indicateurs de seuil, au-delà desquels se produit l'inhibition de l'activité vitale de l'organisme. C'estpoints critiques de l'existence. Entre eux se trouvent des zones de tolérance (tolérance) et la zone d'optimum (confort) - la plage de l'influence bénéfique du facteur. Les points minimum et maximum de l'influence du facteur environnemental déterminent les possibilités de réaction de l'organisme à un facteur spécifique. Aller au-delà de la zone optimale peut conduire à ce qui suit:
- élimination d'une espèce d'une aire de répartition spécifique (par exemple, déplacement de l'aire de répartition de la population ou migration d'une espèce);
- modification de la fécondité et de la mortalité (par exemple, avec des changements soudains des conditions environnementales);
- à l'adaptation (adaptation) et à l'émergence de nouvelles espèces avec de nouvelles caractéristiques phénotypiques et génétiques.
L'essence de la loi du minimum
La vie d'un 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. Le libellé de la loi du minimum peut varier, mais l'essence reste la même: 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, divers indicateurs peuvent agir comme des facteurs limitants pour le corps à différentes périodes de temps.
Des options sont possibles
Tous les organismes vivants vivent et s'adaptent à un ensemble de facteurs environnementaux. Et l'impact des facteurs de ce complexe est toujours inégal. Le facteur peut être précurseur (très important) ou secondaire. Différents facteurs seront déterminants pour différents organismes et à différentes périodes de la vie d'un organisme pourcertains facteurs environnementaux peuvent être les principaux. De plus, les mêmes facteurs peuvent être limitants pour certains organismes et non limitatifs pour d'autres. Par exemple, la lumière du soleil pour les plantes est un élément nécessaire aux processus de photosynthèse. Mais pour les champignons, les saprotrophes du sol ou les animaux des grands fonds, ce n'est pas du tout nécessaire. Ou la présence d'oxygène dans l'eau sera le facteur limitant, mais pas sa présence dans le sol.
Conditions d'utilisation
La Loi du Minimum est limitée dans son application par deux principes subsidiaires:
- La loi est applicable sans clarification uniquement aux systèmes à l'équilibre, c'est-à-dire uniquement dans des conditions d'état stationnaire du système, lorsque l'échange d'énergie et de substances du système avec l'environnement est régulé par leur fuite.
- Le deuxième principe d'application de la loi du minimum est lié aux capacités de compensation des organismes et des systèmes. Dans 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 en quantité minimale.
Illustration illustrative
Le canon, nommé d'après le scientifique, montre clairement le fonctionnement de cette loi. Dans ce tonneau brisé, le facteur limitant est la hauteur des planches. Conformément à la loi écologique du minimum, sa réparation doit commencer par la plus petite planche. C'est elle qui est le facteur qui s'est le plus éloigné des valeurs normales, optimales pour la survie de l'organisme. Sanséliminant l'impact de ce facteur, cela n'a aucun sens de remplir le baril - d'autres facteurs n'ont pas un effet aussi significatif à un moment donné.
Où c'est mince, ça casse là
C'est ce proverbe qui exprime l'essence de la loi du minimum en écologie et pas seulement. Par exemple, en agriculture, des indicateurs de teneur en substances minérales dans les sols sont pris en compte. Si le sol ne contient que 20% de phosphore par rapport à la norme, du calcium - 50% et du potassium -95%, les engrais contenant du phosphore doivent être appliqués en premier. Dans la nature, le facteur limitant pour un cerf en été est la quantité de nourriture et en hiver, la hauteur du manteau neigeux. Ou pour un pin qui pousse dans une forêt ombragée, le facteur limitant sera la lumière, sur un sol sablonneux sec - eau, et dans une zone marécageuse - température en été.
Un autre exemple de ce type, sans rapport avec l'écologie. Si le défenseur droit de l'équipe est le plus faible, c'est de son flanc que l'ennemi est le plus susceptible de percer. C'est vrai dans le sport, dans l'art, dans les affaires. Une erreur importante des hommes d'affaires est souvent la sous-estimation du préjudice causé par un employé faible, même à des postes secondaires. Après tout, ce n'est pas pour rien qu'on dit que la qualité d'une entreprise est déterminée par la qualité de ses pires employés. Et la solidité d'une chaîne dépend toujours de son maillon le plus faible.
