Z pewnością każdy z nas zauważył, jak rośliny tego samego gatunku dobrze rozwijają się w lesie, ale źle się czują na otwartej przestrzeni. Lub, na przykład, niektóre gatunki ssaków mają duże populacje, podczas gdy inne są bardziej ograniczone w pozornie tych samych warunkach. Wszystkie żywe istoty na Ziemi w taki czy inny sposób przestrzegają własnych praw i zasad. Ekologia zajmuje się ich badaniem. Jednym z podstawowych stwierdzeń jest prawo minimum Liebiga (czynnik ograniczający).
Ograniczający czynnik środowiskowy: co to jest?
Niemiecki chemik i twórca chemii rolniczej, profesor Justus von Liebig, dokonał wielu odkryć. Jednym z najbardziej znanych i uznanych jest odkrycie fundamentalnego prawa ekologii: czynnika ograniczającego. Został sformułowany w 1840 roku, a później uzupełniony i uogólniony przez Shelforda. Prawo mówi, że dla każdego żywego organizmu najważniejszym czynnikiem jest ten, który w większym stopniu odbiega od swojej optymalnej wartości. Innymi słowy, istnienie zwierzęcia lub rośliny zależy od stopnia ekspresji (minimum lub maksimum) określonego stanu. Przez całe życie ludzie napotykają różne czynniki ograniczające.
Beczka Liebiga
Czynnik ograniczający żywotną aktywność organizmów może być inny. Sformułowane prawo jest nadal aktywnie wykorzystywane w rolnictwie. J. Liebig stwierdził, że produktywność roślin zależy przede wszystkim od substancji mineralnej (odżywczej), która jest najmniej wyrażona w glebie. Na przykład, jeśli azot w glebie to tylko 10% wymaganej normy, a fosfor - 20%, to czynnikiem ograniczającym normalny rozwój jest brak pierwszego pierwiastka. Dlatego nawozy zawierające azot powinny być początkowo aplikowane na glebę. Znaczenie prawa zostało określone tak jasno i wyraźnie, jak to możliwe w tak zwanej „beczce Liebiga” (na zdjęciu powyżej). Jego istotą jest to, że gdy naczynie jest napełnione, woda zaczyna się przelewać tam, gdzie jest najkrótsza deska, a długość reszty nie ma tak naprawdę znaczenia.
Woda
Ten czynnik jest najtrudniejszy i najważniejszy w porównaniu z innymi. Woda jest podstawą życia, ponieważ odgrywa ważną rolę w życiu pojedynczej komórki i całego organizmu. Utrzymanie jego ilości na odpowiednim poziomie jest jedną z głównych funkcji fizjologicznych każdej rośliny lubzwierzę. Woda jako czynnik ograniczający aktywność życiową wynika z nierównomiernego rozmieszczenia wilgoci na powierzchni Ziemi w ciągu roku. W procesie ewolucji wiele organizmów przystosowało się do ekonomicznego wykorzystywania wilgoci, doświadczając okresu suchego w stanie hibernacji lub spoczynku. Ten czynnik jest najbardziej widoczny na pustyniach i półpustyniach, gdzie występuje bardzo nieliczna i osobliwa flora i fauna.
Światło
Światło w postaci promieniowania słonecznego zapewnia wszystkie procesy życiowe na planecie. Dla organizmów ważna jest długość fali, czas ekspozycji i intensywność promieniowania. W zależności od tych wskaźników organizm przystosowuje się do warunków środowiskowych. Jako czynnik ograniczający byt jest szczególnie wyraźny na dużych głębokościach morskich. Na przykład nie znaleziono już roślin na głębokości 200 m. W połączeniu z oświetleniem „działają” jeszcze co najmniej dwa czynniki ograniczające: ciśnienie i stężenie tlenu. Można to skontrastować z tropikalnymi lasami deszczowymi Ameryki Południowej, jako obszarem najbardziej sprzyjającym życiu.
Temperatura otoczenia
Nie jest tajemnicą, że wszystkie procesy fizjologiczne w ciele zależą od temperatury zewnętrznej i wewnętrznej. Co więcej, większość gatunków jest przystosowana do raczej wąskiego zakresu (15-30 °C). Zależność jest szczególnie wyraźna u organizmów, które nie są w stanie samodzielnie utrzymać stałej temperatury ciała, na przykładgady (gady). W procesie ewolucji powstało wiele adaptacji, aby przezwyciężyć ten ograniczony czynnik. Tym samym parowanie wody w czasie upałów w celu uniknięcia przegrzania u roślin wzrasta przez aparaty szparkowe, u zwierząt – przez skórę i układ oddechowy, a także cechy behawioralne (chowanie się w cieniu, nory itp.).
Zanieczyszczenia
Znaczenie czynnika antropogenicznego jest nie do przecenienia. Ostatnie stulecia to dla człowieka szybki postęp techniczny, szybki rozwój przemysłu. Doprowadziło to do kilkukrotnego wzrostu szkodliwych emisji do zbiorników wodnych, gleby i atmosfery. Dopiero po badaniach można zrozumieć, jaki czynnik ogranicza ten lub inny gatunek. Ten stan rzeczy tłumaczy fakt, że różnorodność gatunkowa poszczególnych regionów czy obszarów zmieniła się nie do poznania. Organizmy zmieniają się i adaptują, jeden po drugim.
Wszystko to są główne czynniki ograniczające życie. Oprócz nich istnieje wiele innych, których po prostu nie sposób wymienić. Każdy gatunek, a nawet osobnik, jest indywidualny, dlatego czynniki ograniczające będą bardzo zróżnicowane. Na przykład dla pstrąga ważny jest procent tlenu rozpuszczonego w wodzie, dla roślin - skład ilościowy i jakościowy owadów zapylających itp.
Wszystkie żywe organizmy mają pewne granice wytrzymałości na jeden lub inny czynnik ograniczający. Niektóre z nich są dość szerokie, inne wąskie. W zależności od tegowskaźnik rozróżnia eurybionty i stenobionty. Te pierwsze są w stanie tolerować dużą amplitudę wahań różnych czynników ograniczających. Na przykład lis pospolity, który żyje wszędzie od stepów po leśną tundrę, wilki itp. Z drugiej strony Stenobionty są w stanie wytrzymać bardzo wąskie wahania i obejmują prawie wszystkie rośliny z lasów deszczowych.
