<<
>>

§31. АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ

Температура. Большинство видов приспособлено к довольно узкому диапазону температур. Некоторые организмы, особенно в стадии покоя, способны существовать при очень низких темпера­турах.

Например, микроорганизмы выдерживают охлаждение до —200 °С. Отдельные виды бактерий и водорослей могут жить и размножаться в горячих источниках при температуре (80—88)°С. Диапазон колебаний температуры в воде значительно меньше, чем на суше, соответственно и пределы выносливости к коле­баниям температуры у водных организмов уже, чем у наземных. Хотя наземные организмы приспособились к значительным колебаниям температуры среды, оптимальная температура для их жизнедеятельности находится в сравнительно узких пределах: (15—30)°С.

Различают организмы с непостоянной температурой тела — пойкилотермные — и организмы с постоянной температурой тела

— гомойотермные. Температура тела пойкилотермных организмов зависит от температуры окружающей среды. Ее повышение вызывает у них интенсификацию жизненных процессов и ускорение развития (в известных пределах).

В природе температуры не постоянны. Организмы, которые обычно подвергаются воздействию сезонных температур, что наблюдается в умеренных зонах, хуже переносят постоянную температуру. Резкие колебания температуры — сильные морозы или зной — также неблагоприятны для организмов. Существует много приспособлений для борьбы с охлаждением или перегревом. С наступлением зимы растения и пойкилотермные животные впадают в состояние зимнего покоя. Интенсивность обыена веществ резко снижается, в тканях запасается много жиров и углеводов. Количество воды в клетках уменьшается, накаплива­ются сахара и глицерин, препятствующие замерзанию. Эти процессы развиваются постепенно, и морозостойкость зимующих 252 организмов увеличивается в течение зимы. В жаркое время года включаются физиологические механизмы, защищающие от перег­рева.

У растений усиливается испарение воды через устьица, что приводит к снижению температуры листьев. У животных в этих условиях также усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожные покровы.

Таким образом, температура окружающей среды представляет собой важный и зачастую ограничивающий фактор.

В значительно меньшей степени зависят от температурных условий среды животные гомойотермные — птицы и млекопита­ющие. Ароморфные изменения строения (четырехкамерное сердце и наличие одной дуги аорты, обеспечивающие полное разделение артериального и венозного кровотока, интенсивный обмен веществ благодари снабжению тканей артериальной кровью, насыщенной кислородом, перьевой или волосяной покров тела, способствующий сокранению тепла, регуляция теплоотдачи кожными сосудами, хорошо развитая высшая нервная деятельность, особенно у млекопитающих) позволили этим двум классам сохранять активность при очень резких перепадах температур и освоить практически все места обитания.

Свет. Свет в форме солнечной радиации обеспечивает все жизненные процессы иа Земле. Для организмов важны длина волны воспринимаемого излучения, его интенсивность и про­должительность воздействия (длина дня, или фотопериод). Ультрафиолетовые лучи с длиной волны более 0,3 мкм составляют примерно 10 % лучистой энергии, достигающей земной поверх­ности. В небольших дозах они необходимы животным и человеку Под их воздействием в организме образуется витамин О. Насекомые зрительно различают ультрафиолетовые лучи и пользуются этим для ориентации на местности в облачную погоду. Наибольшее влияние на организм оказывает видимый свет с длиной волны 0,4—0,75 мкм. Энергия видимого света состааляет около 45% общего количества лучистой энергии, падающей на Землю. Видимый свет менее всего ослабляется прн прохождении через плотные облака и воду. Поэтому фотосинтез может идти и при пасмурной погоде, и под слоем воды определенной толщины В процессе эволюции преимущество получили организмы, пигмен­ты которых поглощали часть спектра излучения Солнца, наиболее богатую энергией.

Синий (0,4—0,5 мкм) и красный (0.6—0.7 мкм) свет особенно сильно поглощается хлорофиллом.

В зависимости от условий обитания растения адаптируются к тени — теневыносливые растения — или. напротив, к яркому солнцу — светолюбивые растения. К последней группе относятся хлебные злаки. Но и у светолюбивых растений увеличение

253

интенсивности освещения сверх оптимальной подавляет фотосин­тез, поэтому в тропиках трудно получить высокие урожаи культур, богатых белком .

Влияние видимого света — яркий пример того, как живые организмы используют естественную периодичность изменения среды для распределения своих функций во времени и для программирования своих жизненных циклов таким образом, чтобы использовать самые благоприятные условия. Чрезвычайно важную роль в регуляции активности живых организмов и их развития играет продолжительность воздействия света (фотопериод). В умеренных зонах, выше и ниже экватора, цикл развития растений и животных приурочен к сезонам года и подготовка к изменению температурных условий осуществляется на основе сигнала — длины дня, которая в отличие от других сезонных факторов в определенное время года в данном месте всегда одинакова. Фотопериод представляет собой как бы пусковой механизм, включающий физиологические процессы, последовательно приво­дящие к росту, цветению растений весной, плодоношению летом и сбрасыванию ими листьев осенью, а также к линьке и накоплению жира, миграции н размножению у птиц и млекопита­ющих, наступлению стадии покоя у насекомых. Изменение длины дня воспринимается органами зрения у животных или специаль­ными пигментами в листьях растений.

Кроме сезонных изменений смена дня и ночи определяет суточный ритм активности как целых организмов, так и физиологических процессов. Способность организмов ощущать время, наличие у них «биологических часов* — важное приспо­собление, обеспечивающее выживание особи в данных условиях среды.

Инфракрасное излучение составляет 45 % от общего количе­ства лучистой энергии, падающей на Землю.

Инфракрасные лучи повышают температуру тканей растений и животных, хорошо поглощаются объектами неживой природы, в том числе водой. Так как любая поверхность, имеющая температуру выше нуля, испускает длинноволновые тепловые лучи, то растение или животное воспринимает также тепловую энергию от окружающих предметов.

Влажность. Вода — необходимый компонент клетки, поэтому количество ее в тех или иных местах обитания служит ограничивающим фактором для растений и животных и определяет характер флоры и фауны в данной местности. Избыток воды в почве приводит к пазвитию болотной растительности. В зависимости от влажно.™ почвы (и годового количества осадков) видовой состав растительных сообществ меняется. Широколиствен­ные леса сменяются мелколиственными, которые переходят в лесостепь. При дальнейшем повышении сухости почвы высоко- травье уступает место низкотравью. При годовом количестве осадков 250 мм и менее развивается пустынный ландшафт. Неравномерное распределение осадков по временам года также представляет собой важный ограничивающий фактор для организмов. В этом случае растениям и животным приходится переносить длительные засухи. В короткий же период увлажнения почвы происходит накопление первичной продукции для сообще­ства в целом. Им определяется размер годового запаса пищи для животных и сапрофагов — организмов, разлагающих органические остатки.

В природе, как правило, существуют суточные колебания влажности воздуха, которые наряду со светом и температурой регулируют активность организмов. Влажность как экологический фактор важна и тем, что изменяет эффект температуры. Температура оказывает более выраженное влияние на организм, если влажность очень высока или низка. Точно так же роль влажности повышается, если температура близка к пределам выносливости данного вида. Для видов растений и животных, обитающих в зонах с достаточной степенью увлажнения, харак­терно наличие эффективных приспособлений к неблагоприятным условиям засушливости. У растений мощно развита корневая система, повышено осмотическое давление клеточного сока, способствующее удержанию воды в тканях, утолщена кутикула листа, сильно уменьшена или превращена в колючки листовая пластинка.

У некоторых растений (саксаул) листья утрачиваются, а фотосинтез осуществляется зелеными стеблями. При отсутствии воды рост пустынных растений прекращается, в то время как влаголюбивые растения в таких условиях увядают и гибнут. Кактусы способны запасать большие количества воды ь тканях и экономно ее расходовать.

У пустынных животных также есть целый ряд физиологических приспособлений, позволяющих переносить недо­статок воды. Мелкие животные — грызуны, пресмыкающиеся, членистоногие — извлекают воду из пищи. Источником воды служит и жир, накапливающийся у некоторых животных в больших количествах (горб у верблюдов). В жаркое время года многие животные (грызуны, черепахи) впадают в спячку, продолжающуюся несколько месяцев. К началу лета у растений- эфемеров после кратковременного периода цветения сбрасываются листья, иногда у них полностью отмирают наземные части, сохраняются только луковицы и корневища до следующего вегетационного периода.

Вопросы для повторения н задания

Что тахое абиотические факторы среды?

Что такое организмы пойкилотермные и гомойотермные?

Какие прогрессивные изменения строения теля (вроморф тонн ну ю температуру тела у птиц и млекопитающих?

Какую роль для жизнедеятельности организмов играют ультрафиолетовые лучи?

Укажите, какая часть спектра видимого излучения Солнца наиболее активна пог­лощается хлорофиллом зеленых растений.

Укажите формы приспособят ния растений к условиям освещения.

Что такое светолюбивые растения? Приведите примеры

Какую роль в жизнедеятельности организмов играет продолжительность осве­щения (фотопериода)?

Какую роль играет вода в жизнедеятельности организмов? в формировании видо­вого состава биоценозов?

Какие приспособл. ния в условиях недостатка воды развиваются у растений? у животных?

<< | >>
Источник: Мамонтов С .Г.. Общая биология учебник /С. Г. Мамонтов, В Б. Захаров — 11-е над , стер. — М.: КНОРУС.2015. — 328 с. — (Среднее профессиональное об­разование).. 2015

Еще по теме §31. АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ:

  1. Факторы производственной среды. Микроклимат
  2. Каковы наиболее распространённые факторы окружающей среды:
  3. ФОРМЫ И МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА К ФАКТОРАМ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
  4. Методы изучения корреляционных связей при оценке показателей здоровья и факторов окружающей среды
  5. Классы условий труда по степени вредности и опасности факторов производственной среды и трудового процесса
  6. Г лава 6. ГИГИЕНА И ФИЗИОЛОГИЯ ТРУДА. Основные понятия о вредных и опасных факторах производственной среды и трудового процесса
  7. Питательные среды.
  8. Глава 2. ФАКТОРЫ ПЕРИНАТАЛЬНОГО РИСКА СОЦИАЛЬНО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
  9. Оздоровление окружающей среды — медико-социальная проблема
  10. Создание развивающей домашней среды
  11. РЕФЕРАТ. Влияние окружающей среды на трудоспособность человека2018, 2018
  12. Глава 6Специфика конкурентной среды и маркетинговых коммуникаций, действующих на фармацевтическом рынке БАД в России
  13. НЕСЧАСТНЫЕ СЛУЧАИ, ВЫЗВАННЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА, ИЗЛУЧЕНИЯ И КРАЙНИХ ЗНАЧЕНИЙ УРОВНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ИЛИ АТМОСФЕРНОГО ДАВЛЕНИЯ (W85-W99)
  14. Эозинофильные хемотаксические факторы при аллергии и астме. Эозинофильный хемотаксический фактор анафилаксии (ЭХФ-А)
  15. Факторы риска и механизмы канцерогенеза.
  16. Схема комплексного изучения здоровья и факторов, его определяющих
  17. Социальные и биологические факторы здоровья