Oggi, quando i bambini iniziano a ricevere educazione ambientale nella scuola primaria e le questioni ambientali non sono le ultime nei media, l'ecologia è ancora una scienza giovane, complessa e misteriosa. La sua base scientifica non è così grande e i modelli complessi sono intricati. Tuttavia, la conoscenza e la comprensione delle leggi fondamentali in quest'area è alla base della visione del mondo dell'uomo moderno. Questo articolo prenderà in considerazione una delle principali leggi dell'ecologia: la legge del minimo, formulata molto prima della formazione della scienza stessa.
Alla storia della scoperta
La legge del minimo fu formulata nel 1840 da un eccezionale chimico, professore all'Università di Hesse (Germania) Eustace von Liebig. Questo scienziato ed eccezionale insegnante è noto anche per l'invenzione del frigorifero Liebig, che è ancora oggi utilizzato nei laboratori chimici per la separazione frazionata di composti chimici. Il suo libro "La chimica applicata all'agricoltura" diede effettivamente origine alla scienzaagrochimica, ea lui - il titolo di barone e due ordini di Sant'Anna. Liebig ha studiato la sopravvivenza delle piante e il ruolo degli additivi chimici nella sua crescita. Formulò così la legge del fattore minimo o limitante, che si rivelò vera per tutti i sistemi biologici. E non solo per quelli biologici, che dimostreremo con esempi.
Un po' di teoria
In ecologia, i fattori ambientali sono quelli che hanno alcun effetto sul corpo. I fattori fisici e chimici (abiotici) sono temperatura, umidità, luce, pressione, pH dell'ambiente e altri indicatori di natura inanimata. Tutte le forme di influenza e le relazioni tra gli organismi viventi sono legate a fattori biotici. Questa è competizione per le risorse, presenza di parassiti e lotta intraspecifica per la sopravvivenza. Inoltre, ci sono anche fattori antropogenici: le condizioni create dalle persone e dalle loro attività economiche. Possono anche essere biotici e abiotici. I fattori ambientali sono regolarmente periodici e cambiano forza in base al cambiamento dell'ora del giorno, delle stagioni dell'anno o delle maree. In questo caso, l'adattamento dell'organismo è di natura ereditaria, formato in un periodo piuttosto lungo. Possono essere irregolari, come tempeste o tornado. E poi c'è una ridistribuzione della diversità delle specie.
Zona comfort
Il più delle volte i fattori ambientali sono tollerati dagli organismi entro certi limiti, che sono limitati da indicatori di soglia, oltre i quali si verifica l'inibizione dell'attività vitale dell'organismo. Questo èpunti critici dell'esistenza. Tra di loro ci sono le zone di tolleranza (tolleranza) e la zona di ottimo (comfort) - la gamma dell'influenza benefica del fattore. I punti minimo e massimo dell'influenza del fattore ambientale determinano le possibilità di reazione dell'organismo a un fattore specifico. Andare oltre la zona ottimale può portare a quanto segue:
- eliminazione di una specie da un intervallo specifico (ad esempio, spostamento dell'intervallo di popolazione o migrazione di una specie);
- cambiamento della fertilità e della mortalità (ad esempio, con improvvisi cambiamenti delle condizioni ambientali);
- all'adattamento (adattamento) e all'emergere di nuove specie con nuove caratteristiche fenotipiche e genetiche.
L'essenza della legge del minimo
La vita di un sistema biologico, sia esso un organismo o una popolazione, dipende dall'azione di molti fattori di natura biotica e abiotica. La formulazione della legge del minimo può variare, ma l'essenza rimane la stessa: quando un fattore si discosta in modo significativo dalla norma, diventa il più significativo per il sistema e il più critico per la vita. Allo stesso tempo, vari indicatori possono agire come fattori limitanti per il corpo in diversi periodi di tempo.
Le opzioni sono possibili
Tutti gli organismi viventi vivono e si adattano a un complesso di fattori ambientali. E l'impatto dei fattori di questo complesso è sempre disuguale. Il fattore può essere principale (molto importante) o secondario. Fattori diversi saranno determinanti per organismi diversi e in periodi diversi della vita di un organismo peralcuni fattori ambientali possono essere i principali. Inoltre, gli stessi fattori possono essere limitanti per alcuni organismi e non limitanti per altri. Ad esempio, la luce solare per le piante è un elemento necessario per i processi di fotosintesi. Ma per funghi, saprotrofi del suolo o animali di acque profonde, non è affatto necessario. Oppure la presenza di ossigeno nell'acqua sarà il fattore limitante, ma la sua presenza nel terreno no.
Termini di utilizzo
La legge del minimo è limitata nella sua applicazione da due principi sussidiari:
- La legge è applicabile senza chiarimenti solo ai sistemi di equilibrio, cioè solo in condizioni di stato stazionario del sistema, quando lo scambio di energia e sostanze del sistema con l'ambiente è regolato dalla loro dispersione.
- Il secondo principio dell'applicazione della legge del minimo riguarda le capacità compensative degli organismi e dei sistemi. In determinate condizioni, il fattore limitante può essere sostituito da un fattore non limitante, ma presente in contenuto sufficiente o elevato. Ciò comporterà un cambiamento nella necessità della sostanza disponibile nella quantità minima.
Illustrazione illustrativa
Il barile, dal nome dello scienziato, mostra chiaramente il funzionamento di questa legge. In questa botte rotta, il fattore limitante è l' altezza delle assi. Secondo la legge ecologica del minimo, la riparazione deve iniziare con la tavola più piccola. È lei il fattore che si è maggiormente allontanato dai valori normali, ottimali per la sopravvivenza dell'organismo. Privo dieliminando l'impatto di questo fattore, non ha senso riempire il barile - altri fattori non hanno un effetto così significativo in un dato momento.
Dove è sottile, si rompe lì
È questo proverbio che trasmette l'essenza della legge del minimo in ecologia e non solo. Ad esempio, in agricoltura vengono presi in considerazione gli indicatori del contenuto di sostanze minerali nei suoli. Se il terreno contiene solo il 20% di fosforo rispetto alla norma, calcio - 50% e potassio -95%, è necessario applicare prima i fertilizzanti che contengono fosforo. In natura, il fattore limitante per un cervo in estate è la quantità di cibo e in inverno l' altezza del manto nevoso. O per un pino che cresce in una foresta ombrosa, il fattore limitante sarà la luce, su terreno sabbioso asciutto - acqua e in una zona paludosa - temperatura estiva.
Un altro esempio del genere, non correlato all'ecologia. Se il difensore destro della squadra è il più debole, è dal suo fianco che è più probabile che il nemico sfonda. Questo è vero nello sport, nell'arte, negli affari. Un errore significativo degli uomini d'affari è spesso la sottovalutazione del danno causato da un dipendente debole, anche in posizioni secondarie. Dopotutto, non per niente si dice che la qualità di un'azienda è determinata dalla qualità dei suoi peggiori dipendenti. E la forza di una catena dipende sempre dal suo anello più debole.
