ปัจจัยจำกัดชีวิตของสิ่งมีชีวิต: แสง น้ำ อุณหภูมิ

2024 ผู้เขียน: Henry Conors | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-12 13:39

เราต่างก็สังเกตเห็นว่าพืชในสายพันธุ์เดียวกันเติบโตได้ดีในป่าอย่างไร แต่รู้สึกแย่ในที่โล่ง หรือยกตัวอย่างเช่น สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบางชนิดมีประชากรจำนวนมาก ในขณะที่บางชนิดมีข้อจำกัดมากกว่าภายใต้สภาวะที่ดูเหมือนเดียวกัน สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกไม่ทางใดก็ทางหนึ่งปฏิบัติตามกฎหมายและกฎเกณฑ์ของตนเอง นิเวศวิทยาเกี่ยวข้องกับการศึกษาของพวกเขา หนึ่งในข้อความพื้นฐานคือกฎขั้นต่ำของ Liebig (ปัจจัยจำกัด)

การจำกัดปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม: มันคืออะไร?

นักเคมีชาวเยอรมันและผู้ก่อตั้งเคมีเกษตร ศาสตราจารย์ Justus von Liebig ค้นพบมากมาย สิ่งหนึ่งที่มีชื่อเสียงและเป็นที่ยอมรับมากที่สุดคือการค้นพบกฎพื้นฐานของนิเวศวิทยา: ปัจจัยจำกัด มันถูกจัดทำขึ้นในปี ค.ศ. 1840 และต่อมาได้รับการเสริมและทำให้เป็นภาพรวมโดยเชฟฟอร์ดกฎหมายกล่าวว่าสำหรับสิ่งมีชีวิตใด ๆ ปัจจัยที่สำคัญที่สุดคือปัจจัยที่เบี่ยงเบนไปจากค่าที่เหมาะสมในระดับที่มากขึ้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง การมีอยู่ของสัตว์หรือพืชขึ้นอยู่กับระดับของการแสดงออก (ต่ำสุดหรือสูงสุด) ของเงื่อนไขเฉพาะ บุคคลต้องเผชิญกับปัจจัยจำกัดต่างๆ ตลอดชีวิต

ถังของลีบิก

ปัจจัยที่จำกัดกิจกรรมสำคัญของสิ่งมีชีวิตอาจแตกต่างกัน กฎหมายที่กำหนดขึ้นยังคงใช้อย่างแข็งขันในการเกษตร J. Liebig พบว่าผลผลิตของพืชขึ้นอยู่กับแร่ธาตุ (สารอาหาร) เป็นหลัก ซึ่งแสดงออกมาน้อยที่สุดในดิน ตัวอย่างเช่นหากไนโตรเจนในดินเป็นเพียง 10% ของบรรทัดฐานที่ต้องการและฟอสฟอรัส - 20% ปัจจัยที่จำกัดการพัฒนาตามปกติคือการขาดองค์ประกอบแรก ดังนั้นควรใส่ปุ๋ยที่มีไนโตรเจนในดินก่อน ความหมายของกฎหมายกำหนดไว้อย่างชัดเจนและชัดเจนที่สุดในที่เรียกว่า “ลำกล้องปืน Liebig” (ภาพด้านบน) สาระสำคัญคือเมื่อเติมน้ำในภาชนะ น้ำจะเริ่มล้นตรงที่กระดานที่สั้นที่สุด และความยาวของที่เหลือก็ไม่สำคัญ

น้ำ

ปัจจัยนี้ยากที่สุดและสำคัญที่สุดเมื่อเทียบกับปัจจัยอื่นๆ น้ำเป็นพื้นฐานของชีวิต เนื่องจากน้ำมีบทบาทสำคัญในชีวิตของเซลล์แต่ละเซลล์และสิ่งมีชีวิตทั้งหมดโดยรวม การรักษาปริมาณให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมเป็นหนึ่งในหน้าที่ทางสรีรวิทยาหลักของพืชหรือสัตว์. น้ำเป็นปัจจัยหนึ่งที่จำกัดกิจกรรมของชีวิตเกิดจากการกระจายความชื้นบนพื้นผิวโลกอย่างไม่สม่ำเสมอตลอดทั้งปี ในกระบวนการวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตจำนวนมากได้ปรับให้เข้ากับการใช้ความชื้นอย่างประหยัด โดยประสบกับช่วงเวลาที่แห้งแล้งในสภาวะจำศีลหรือพักผ่อน ปัจจัยนี้เด่นชัดที่สุดในทะเลทรายและกึ่งทะเลทรายซึ่งมีพืชและสัตว์หายากและแปลกประหลาด

ไฟ

มาในรูปของรังสีดวงอาทิตย์ แสงให้กระบวนการชีวิตทั้งหมดบนโลกใบนี้ สำหรับสิ่งมีชีวิต ความยาวคลื่น ระยะเวลาในการสัมผัส และความเข้มของรังสีมีความสำคัญ สิ่งมีชีวิตปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมทั้งนี้ขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้เหล่านี้ เนื่องจากเป็นปัจจัยจำกัดการดำรงอยู่ จึงมีความเด่นชัดเป็นพิเศษที่ระดับความลึกของทะเลมหึมา ตัวอย่างเช่น ไม่พบต้นไม้ที่ความลึก 200 เมตรอีกต่อไป เมื่อใช้ร่วมกับการให้แสง ปัจจัยจำกัดอีกสองอย่าง "ทำงาน" ที่นี่: ความดันและความเข้มข้นของออกซิเจน สิ่งนี้สามารถเปรียบเทียบได้กับป่าฝนเขตร้อนของทวีปอเมริกาใต้ ซึ่งเป็นดินแดนที่เอื้ออำนวยต่อชีวิตมากที่สุด

อุณหภูมิแวดล้อม

ไม่มีความลับที่กระบวนการทางสรีรวิทยาทั้งหมดในร่างกายขึ้นอยู่กับอุณหภูมิภายนอกและภายใน นอกจากนี้ สปีชีส์ส่วนใหญ่ยังถูกปรับให้อยู่ในช่วงที่ค่อนข้างแคบ (15-30 °C) การพึ่งพาอาศัยกันนั้นเด่นชัดเป็นพิเศษในสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถรักษาอุณหภูมิของร่างกายให้คงที่เช่นสัตว์เลื้อยคลาน (สัตว์เลื้อยคลาน). ในกระบวนการวิวัฒนาการ มีการดัดแปลงหลายอย่างเพื่อเอาชนะปัจจัยจำกัดนี้ ดังนั้นการระเหยของน้ำในสภาพอากาศร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้พืชร้อนเกินไปจะเพิ่มขึ้นผ่านทางปากใบในสัตว์ - ผ่านทางผิวหนังและระบบทางเดินหายใจตลอดจนลักษณะทางพฤติกรรม (ซ่อนตัวในที่ร่ม โพรง ฯลฯ)

มลพิษ

ความสำคัญของปัจจัยมนุษย์ไม่สามารถมองข้ามได้ ไม่กี่ศตวรรษที่ผ่านมาของมนุษย์มีความก้าวหน้าทางเทคนิคอย่างรวดเร็ว การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรม สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าการปล่อยมลพิษสู่แหล่งน้ำ ดิน และบรรยากาศเพิ่มขึ้นหลายครั้ง เป็นไปได้ที่จะเข้าใจว่าปัจจัยใดที่ จำกัด สายพันธุ์นี้หรือสายพันธุ์นั้นหลังจากการวิจัยเท่านั้น สถานการณ์นี้อธิบายความจริงที่ว่าความหลากหลายของชนิดพันธุ์ในแต่ละภูมิภาคหรือแต่ละพื้นที่ได้เปลี่ยนแปลงไปจนจำไม่ได้ สิ่งมีชีวิตเปลี่ยนแปลงและปรับตัวตามลำดับ

ทั้งหมดนี้เป็นปัจจัยหลักที่จำกัดชีวิต นอกเหนือจากนั้นยังมีอีกมากซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะแสดงรายการ แต่ละสปีชีส์และแม้แต่ปัจเจกก็เป็นปัจเจก ดังนั้น ปัจจัยจำกัดจะมีความหลากหลายมาก ตัวอย่างเช่น สำหรับปลาเทราต์ เปอร์เซ็นต์ของออกซิเจนที่ละลายในน้ำเป็นสิ่งสำคัญ สำหรับพืช - องค์ประกอบเชิงปริมาณและคุณภาพของแมลงผสมเกสร ฯลฯ

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีขีดจำกัดความอดทนสำหรับปัจจัยจำกัดอย่างใดอย่างหนึ่ง บ้างก็ค่อนข้างกว้าง บ้างก็แคบ ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ตัวบ่งชี้แยกแยะระหว่าง eurybionts และ stenobionts อดีตสามารถทนต่อความผันผวนขนาดใหญ่ของปัจจัย จำกัด ต่างๆ ตัวอย่างเช่น สุนัขจิ้งจอกทั่วไป ซึ่งอาศัยอยู่ทุกหนทุกแห่งตั้งแต่สเตปป์ไปจนถึงทุ่งทุนดรา หมาป่า ฯลฯ ในทางกลับกัน Stenobionts สามารถทนต่อความผันผวนที่แคบมากและรวมถึงพืชป่าฝนเกือบทั้งหมด