Тіршіліктің жер-ауа ортасы қоршаған орта жағдайлары бойынша ең күрделі болып табылады. Эволюция барысында ол суға қарағанда әлдеқайда кейінірек игерілді. Құрлықтағы тіршілік бейімделуді талап етті, бұл организмдердің жеткілікті жоғары деңгейде ұйымдастырылуымен ғана мүмкін болды. Жер-ауа ортасы ауаның төмен тығыздығымен, температура мен ылғалдылықтың үлкен ауытқуымен, басқа орталармен салыстырғанда күн радиациясының жоғары қарқындылығымен және атмосфералық қозғалғыштығымен сипатталады.
Ауаның төмен тығыздығы және қозғалғыштығыоның төмен көтеру күшін және елеусіз тірегін анықтаңыз. Құрлық ортасының организмдерінде денені ұстап тұратын тірек жүйесі болуы керек: өсімдіктерде – механикалық ұлпалар, жануарларда – қатты немесе гидростатикалық қаңқа.
Ауаның төмен көтеру күші жердегі организмдердің максималды массасы мен мөлшерін анықтайды. Құрлықтағы ең ірі жануарлар су ортасының алыптары – киттерден айтарлықтай аз. Қазіргі киттің өлшемі мен массасы сияқты жануарлар құрлықта өмір сүре алмады, өйткені олар өз салмағымен жаншылады.
Төмен ауа тығыздығы қозғалысқа төмен қарсылықты тудырады. Сондықтан көптеген жануарлар ұшу қабілетіне ие болды: құстар, жәндіктер, кейбір сүтқоректілер және бауырымен жорғалаушылар.
Ауаның қозғалғыштығы арқасында организмдердің кейбір түрлерінің, сондай-ақ өсімдіктердің тозаңдарының, спораларының, жемістері мен тұқымдарының пассивті ұшуы мүмкін. Ауа ағындарының көмегімен дисперсия деп аталады анемохория. Ауа ағындарымен пассивті тасымалданатын организмдер деп аталады аэропланктон. Олар өте кішкентай дене өлшемдерімен, өсінділердің болуымен және күшті бөлшектенуімен, өрмектерді қолданумен және т.б. Анемохорлы өсімдіктердің тұқымдары мен жемістерінің де өлшемдері өте кішкентай ( орхидеялардың тұқымдары, отты шөптер және т.б.) немесе әртүрлі қанат тәрізді (үйеңкі, күлте) және парашют тәрізді (одуванчик, кольтабан) қосымшалары болады.
Көптеген өсімдіктерде тозаңды тасымалдау желдің көмегімен жүзеге асырылады, мысалы, гимноспермдерде, бук, қайың, қарағаш, жарма және т.б.Өсімдіктерді желдің көмегімен тозаңдандыру әдісі деп аталады. анемофилия. Желмен тозаңданатын өсімдіктердің тиімді тозаңдануын қамтамасыз ететін көптеген бейімделулері бар.
Үлкен күшпен соққан желдер (дауылдар, дауылдар) ағаштарды сындырады, көбінесе оларды тамырымен қопарады. Үнемі бір бағытта соққан желдер ағаштардың өсуінде әртүрлі деформациялар туғызып, жалау тәрізді тәждердің пайда болуына себепші болады.
Үнемі қатты жел соғатын жерлерде ұсақ ұшатын жануарлардың түрлік құрамы әдетте нашар, өйткені олар күшті ауа ағындарына қарсы тұра алмайды. Осылайша, үнемі қатты жел соғатын мұхит аралдарында ұшу қабілетін жоғалтқан құстар мен жәндіктер басым. Жел организмдерден ылғал мен жылудың жоғалуын арттырады және оның әсерінен организмдердің құрғауы мен салқындауы тезірек жүреді.
Төмен ауа тығыздығы құрлықта салыстырмалы түрде төмен қысымды тудырады (760 мм Hg). Биіктік өскен сайын қысым азаяды, бұл тауларда түрлердің таралуын шектеуі мүмкін. Қысымның төмендеуі оттегінің азаюына және тыныс алу жиілігінің жоғарылауына байланысты жануарлардың сусыздануына әкеледі. Сондықтан омыртқалылар мен жоғары сатыдағы өсімдіктердің көпшілігі үшін тіршіліктің жоғарғы шегі шамамен 6000 м.
Ауаның газдық құрамыатмосфераның беткі қабатында біршама біртекті. Құрамында азот – 78,1%, оттегі – 21%, аргон – 0,9%, көмірқышқыл газы – 0,03%. Бұл газдардан басқа атмосферада аз мөлшерде неон, криптон, ксенон, сутегі, гелий, сондай-ақ өсімдіктерден шығатын әртүрлі хош иісті шығарындылар және әртүрлі қоспалар: күкірт диоксиді, көміртегі, азот оксидтері және физикалық қоспалар бар. Атмосферадағы оттегінің жоғары болуы жер бетіндегі организмдердегі зат алмасудың күшеюіне және жылы қанды (гомеотермиялық) жануарлардың пайда болуына ықпал етті. Оттегінің жетіспеушілігі ыдырайтын өсімдік қалдықтарының, астық қорларының жиналуында пайда болуы мүмкін, ал батпақты немесе тым тығыздалған топырақтағы өсімдіктердің тамыр жүйелері оттегінің жетіспеушілігін сезінуі мүмкін.
Көмірқышқыл газының мөлшері ауаның беткі қабатының белгілі бір аймақтарында айтарлықтай маңызды шектерде өзгеруі мүмкін. Ірі қалаларда жел болмаған жағдайда оның концентрациясы ондаған есе артуы мүмкін. Организмдердің фотосинтез қарқындылығы мен тыныс алуының өзгеруіне байланысты ауаның беткі қабатындағы көмірқышқыл газының құрамының күнделікті және маусымдық тұрақты өзгерістері болады. Жоғары концентрацияда көмірқышқыл газы улы, ал төмен концентрацияда фотосинтез жылдамдығын төмендетеді.
Ауа азоты жер үсті ортасындағы организмдердің көпшілігі үшін инертті газ болып табылады, бірақ көптеген прокариоттық организмдер (түйін бактериялары, азотобактер, клостридиялар, цианобактериялар және т.б.) оны байланыстырып, биологиялық айналымға тарту қабілетіне ие.
Негізінен адамның іс-әрекеті нәтижесінде ауаға шығарылатын көптеген ластаушы заттар организмдерге айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Мысалы, күкірт оксиді өте төмен концентрацияда болса да өсімдіктерге улы әсер етеді, хлорофиллді бұзады, хлоропласттардың құрылымын бұзады, фотосинтез және тыныс алу процестерін тежейді. Өсімдіктердің улы газдармен зақымдануы әртүрлі және олардың анатомиялық, морфологиялық, физиологиялық, биологиялық және басқа да ерекшеліктеріне байланысты. Мысалы, қыналар, шырша, қарағай, емен, балқарағай өнеркәсіптік газдарға әсіресе сезімтал. Ең төзімділері - канадалық терек, бальзам терегі, күлді үйеңкі, туя, қызыл бұзауық және басқалары.
Жарық режимі.Жер бетіне түсетін күн радиациясы планетаның жылулық тепе-теңдігін, организмдердің су алмасуын және өсімдіктердің органикалық заттарын жасауын сақтау үшін энергияның негізгі көзі болып табылады, бұл сайып келгенде өмірлік қажеттіліктерді қанағаттандыруға қабілетті ортаны қалыптастыруға мүмкіндік береді. организмдердің қажеттіліктері. Жер бетіне түсетін күн радиациясына толқын ұзындығы 290–380 нм ультракүлгін сәулелер, толқын ұзындығы 380–750 нм көрінетін сәулелер, толқын ұзындығы 750–4000 нм инфрақызыл сәулелер жатады. Ультракүлгін сәулелер өте химиялық белсенді және үлкен дозада организмдерге зиянды. 300–380 нм диапазонында қалыпты дозада олар жасушаның бөлінуін және өсуін ынталандырады, витаминдердің, антибиотиктердің, пигменттердің синтезіне ықпал етеді (мысалы, адамдарда күйген, балықтар мен қосмекенділерде қара уылдырық) және өсімдіктердің ауруларға төзімділігін арттырады. . Инфрақызыл сәулелер термиялық әсерге ие. Фотосинтетикалық бактериялар (жасыл, күлгін) 800–1100 нм диапазонында инфрақызыл сәулелерді сіңіруге қабілетті және олардың есебінен ғана өмір сүреді. Күн радиациясының шамамен 50%-ы автотрофты және гетеротрофты организмдер тіршілігінде әртүрлі экологиялық мәнге ие көрінетін жарықтан келеді. Жасыл өсімдіктерге жарық фотосинтез процесі, хлорофиллдің түзілуі және хлоропласт құрылымының қалыптасуы үшін қажет. Ол газ алмасу мен транспирацияға, мүшелер мен ұлпалардың құрылысына, өсімдіктердің өсуі мен дамуына әсер етеді.
Жануарлар үшін қоршаған ортаны бағдарлау үшін көрінетін жарық қажет. Кейбір жануарларда визуалды қабылдау спектрдің ультракүлгін және жақын инфрақызыл бөліктеріне таралады.
Кез келген тіршілік ету ортасының жарық режимі тікелей және диффузиялық жарықтың қарқындылығымен, оның санымен, спектрлік құрамымен, сондай-ақ жарық түсетін беттің шағылыстыру қабілетімен анықталады. Жарық режимінің бұл элементтері өте өзгермелі және ауданның географиялық ендіктеріне, күннің көкжиектен биіктігіне, тәулік ұзақтығына, атмосфераның күйіне, жер бетінің табиғатына, рельефке, уақытқа байланысты. күні мен жыл мезгілі. Осыған байланысты, эволюцияның ұзақ процесінде жердегі организмдер өздерінің тіршілік ету ортасының жарық режиміне әртүрлі бейімделулерді дамытқан.
Өсімдіктердің бейімделуі.Жарықтандыру жағдайларына байланысты өсімдіктердің үш негізгі экологиялық тобын ажыратады: жарық сүйгіштер (гелиофиттер); көлеңке сүйгіш (сциофиттер); көлеңкеге төзімді.
Гелиофиттер– ашық, жақсы жарықтандырылған мекендейтін өсімдіктер. Олар көлеңкеге шыдамайды. Олардың мысалдары қауымдастықтың жоғарғы қабатының далалық және шалғынды өсімдіктері, шөл түрлері, альпі шалғындары және т.б.
Сциофиттер– тікелей күн сәулесінен күшті жарықтандыруға жол бермеңіз. Бұл көлеңкелі ормандардың төменгі ярустарының өсімдіктері, үңгірлер, жартастардың жарықтары және т.б.
Көлеңкеге төзімдіөсімдіктер жарыққа қатысты кең экологиялық валенттілікке ие. Олар жоғары жарық қарқындылығында жақсы өседі, сонымен қатар көлеңкеге жақсы шыдайды және басқа өсімдіктерге қарағанда өзгеретін жарық жағдайларына оңай бейімделеді.
Қарастырылған өсімдіктердің әрбір тобы жарық жағдайларына белгілі бір анатомиялық, морфологиялық, физиологиялық және маусымдық бейімделулерімен сипатталады.
Жарық сүйгіш және көлеңке сүйгіш өсімдіктердің сыртқы түріндегі ең айқын айырмашылықтардың бірі - жапырақтардың бірдей емес мөлшері. Гелиофиттерде олар әдетте кішкентай немесе кесілген жапырақ тақтасы бар. Бұл, әсіресе, әртүрлі жарықтандыру жағдайында өсетін туыстас түрлерді салыстыру кезінде анық байқалады (далалық күлгін және орман шегіргүлі, шалғында өсетін жайма қоңырау, орман қоңырауы және т.б.). Өсімдіктердің бүкіл көлеміне қатысты жапырақтардың мөлшерін ұлғайту тенденциясы шыршалы орманның шөптесін өсімдіктерінде айқын көрінеді: ағаш қымыздық, бифолия, қарға және т.б.
Жарық сүйгіш өсімдіктерде күн радиациясының мөлшерін азайту үшін жапырақтарды тігінен немесе көлденең жазықтыққа өткір бұрышпен орналастырады. Көлеңке сүйгіш өсімдіктерде жапырақтары негізінен көлденең орналасады, бұл оларға түсетін жарықтың максималды мөлшерін алуға мүмкіндік береді. Көптеген гелиофиттердің жапырақ беті жылтыр, сәулелердің шағылуын жеңілдетеді, балауыз жабындымен, қалың кутикуламен немесе тығыз пубеценциямен жабылған.
Көлеңке және жарық сүйгіш өсімдіктердің жапырақтары анатомиялық құрылысымен де ерекшеленеді. Ашық жапырақтардың механикалық ұлпалары көбірек, ал жапырақ тақтасы көлеңке жапырақтарға қарағанда қалыңырақ. Мезофилл жасушалары ұсақ, тығыз орналасқан, олардағы хлоропласттар ұсақ және ашық түсті, қабырға позициясын алады. Жапырақ мезофилі бағаналы және губка тәрізді ұлпаларға бөлінеді.
Сциофиттердің жапырақтары жұқа, кутикула жоқ немесе нашар дамыған. Мезофилл бағаналы және губка тәрізді ұлпаларға бөлінбейді. Көлеңкелі жапырақтарда механикалық ұлпалар мен хлоропласттардың элементтері азырақ, бірақ олар гелиофиттерге қарағанда үлкенірек. Жарық сүйгіш өсімдіктердің өркендері жиі қысқарған буын аралықтары бар, жоғары тармақталған және көбінесе розетка тәрізді.
Өсімдіктердің жарыққа физиологиялық бейімделуі өсу процестерінің, фотосинтез қарқындылығының, тыныс алудың, транспирацияның, пигменттердің құрамы мен санының өзгеруінен көрінеді. Жарық сүйгіш өсімдіктерде жарық жетіспегенде сабағы ұзарып кететіні белгілі. Көлеңке сүйгіш өсімдіктердің жапырақтарында жарық сүйгіштерге қарағанда хлорофилл көп, сондықтан олар қаныққан қою жасыл түсті болады. Гелиофиттерде фотосинтездің қарқындылығы жоғары жарықтандыру кезінде (500-1000 люкс немесе одан да көп), ал сциофиттерде - жарықтың аз мөлшерінде (50-200 люкс) максималды болады.
Өсімдіктердің жарықтың жетіспеушілігіне физиологиялық бейімделуінің бір түрі – кейбір түрлердің гетеротрофты қоректенуге көшуі. Мұндай өсімдіктердің мысалы ретінде көлеңкелі шырша ормандарының түрлері - сусымалы гудьера, нағыз ұя салатын өсімдік және кәдімгі шырша шөптері. Олар өлі органикалық заттармен өмір сүреді, яғни. сапрофиттер болып табылады.
Өсімдіктердің жарықтандыру жағдайларына маусымдық бейімделуі жарық режимі мезгіл-мезгіл өзгеретін мекендейтін жерлерде көрінеді. Бұл жағдайда әртүрлі маусымдардағы өсімдіктер өздерін жарық сүйгіш немесе көлеңкеге төзімді ретінде көрсете алады. Мысалы, көктемде жапырақты ормандарда кәдімгі қарағайдың өркендерінің жапырақтары жеңіл құрылымға ие және фотосинтездің жоғары қарқындылығымен сипатталады. Ағаштар мен бұталарды жапырақтанғаннан кейін дамитын ағаштың жазғы өркендерінің жапырақтары әдеттегі көлеңке құрылымына ие. Өсімдіктердегі жарық режиміне көзқарас онтогенез процесінде және қоршаған орта факторларының кешенді әсерінің нәтижесінде өзгеруі мүмкін. Көптеген шабындық және орман түрлерінің өскіндері мен жас өсімдіктері ересек өсімдіктерге қарағанда көлеңкеге төзімді. Жарық режиміне қойылатын талаптар кейде өсімдіктерде әртүрлі климаттық және эдафикалық жағдайларда болған кезде өзгереді. Мысалы, орманды-тундрада және тундрада орман тайгасының түрлері – көкжидек, билаф – ашық жерлерде жақсы өседі.
Ағзалардың маусымдық дамуын реттейтін факторлардың бірі – тәулік ұзақтығы. Өсімдіктер мен жануарлардың күн ұзақтығына жауап беру қабілеті деп аталады фотопериодтық реакция(FPR) және күн ұзақтығымен реттелетін құбылыстар диапазоны деп аталады фотопериодизм. Фотопериодтық реакция түріне қарай өсімдіктердің келесі негізгі топтары бөлінеді:
1. Қысқа күндік өсімдіктер, гүлденуді бастау үшін күніне 12 сағаттан аз жарық қажет. Бұлар, әдетте, оңтүстік аймақтардан келеді (хризантемалар, далиялар, астралар, темекі және т.б.).
2. Ұзақ күндік өсімдіктерГүлдену үшін оларға 12 сағат немесе одан да көп күн қажет (зығыр, сұлы, картоп, редис).
3. Күннің ұзақтығына бейтарапөсімдіктер. Олар үшін күннің ұзақтығы немқұрайлы, гүлдену кез келген ұзындықта болады (одуванчик, қызанақ, қыша және т.б.).
Тәуліктің ұзақтығы өсімдіктің генеративті фазаларының өтуіне ғана емес, оның өнімділігі мен жұқпалы ауруларға төзімділігіне де әсер етеді. Өсімдіктердің географиялық таралуы мен олардың маусымдық дамуын реттеуде де маңызды рөл атқарады. Солтүстік ендіктерде таралған түрлер негізінен ұзақ күндік, ал тропиктік және субтропикте олар негізінен қысқа күндік немесе бейтарап. Дегенмен, бұл үлгі абсолютті емес. Осылайша, ұзақ күндік түрлер тропиктік және субтропиктік белдеулердің тауларында кездеседі. Оңтүстік облыстардан шыққан бидай, зығыр, арпа және басқа да мәдени өсімдіктердің көптеген сорттары ұзақ күндік ӨСҚ-ға ие. Зерттеулер көрсеткендей, температура төмендеген кезде ұзақ күндік өсімдіктер қысқа күн жағдайында қалыпты түрде дами алады.
Жануарлар өміріндегі нұр.Жануарларға кеңістікте бағдарлау үшін жарық қажет; ол сонымен қатар метаболикалық процестерге, мінез-құлыққа және өмірлік циклге әсер етеді. Қоршаған ортаны көрнекі түрде қабылдаудың толықтығы эволюциялық даму деңгейіне байланысты. Көптеген омыртқасыздарда пигментпен қоршалған жарыққа сезімтал жасушалар ғана болады, ал бір жасушалы организмдерде цитоплазманың жарыққа сезімтал бөлігі болады. Ең мінсіз - омыртқалылардың, цефалоподтардың және жәндіктердің көздері. Олар заттардың пішіні мен өлшемін, түсін қабылдауға, қашықтықты анықтауға мүмкіндік береді. Үш өлшемді көру адамдарға, приматтарға және кейбір құстарға (қырандар, сұңқарлар, үкілер) тән. Көру қабілетінің дамуы және оның ерекшеліктері белгілі бір түрлердің қоршаған орта жағдайлары мен өмір сүру салтына да байланысты. Үңгірлерде тұратындарда көздер толық немесе ішінара қысқартылуы мүмкін, мысалы, соқыр қоңыздарда, жер қоңыздарында, протеилерде және т.б.
Жануарлардың әртүрлі түрлері белгілі бір спектрлік құрамның, ұзақтығы мен қарқындылығының жарықтандыруына төтеп бере алады. Жарық сүйгіш пен көлеңке сүйгіш бар, эврифоздықЖәне стенофоздықтүрлері. Түнгі және крепускулярлы сүтқоректілер (тышқандар, тышқандар және т.б.) күн сәулесінің тікелей түсуіне небәрі 5–30 минут, ал күндізгі сүтқоректілер – бірнеше сағат бойы төзеді. Алайда жарқыраған күн сәулесінде кесірткелердің шөлді түрлері де ұзақ уақыт сәулеленуге төтеп бере алмайды, өйткені 5-10 минут ішінде олардың дене температурасы +50-56ºС дейін көтеріліп, жануарлар өледі. Көптеген жәндіктердің жұмыртқаларын жарықтандыру олардың дамуын тездетеді, бірақ белгілі бір шектерге дейін (әртүрлі түрлер үшін әртүрлі), содан кейін даму тоқтайды. Күннің шамадан тыс сәулеленуінен қорғануға бейімделу кейбір мүшелердің пигментті қабығы болып табылады: бауырымен жорғалаушыларда - құрсақ қуысы, ұрпақты болу мүшелері және т.б.. Жануарлар баспаналарға кіру, көлеңкеде тығылу және т.б. арқылы шамадан тыс сәулеленуден аулақ болады.
Жарық жағдайындағы күнделікті және маусымдық өзгерістер тек белсенділіктің өзгеруін ғана емес, сонымен қатар көбею, көшу және түлеу кезеңдерін де анықтайды. Түнгі жәндіктердің пайда болуы және күндізгі жәндіктердің таңертең немесе кешке жоғалуы әрбір түр үшін белгілі бір жарық жарықтығында болады. Мысалы, мәрмәр қоңыз күн батқаннан кейін 5-6 минуттан кейін пайда болады. Әнші құстардың оянуы жыл мезгіліне қарай өзгеріп отырады. Жарықтандыруға байланысты құстардың аң аулау аймақтары өзгереді. Осылайша, тоқылдақ, ситсе, шыбын аулаушылар күндіз орманның тереңдігінде, ал таңертең және кешке ашық жерлерде аң аулайды. Жануарлар ұшу және миграция кезінде көру арқылы шарлайды. Құстар күн мен жұлдыздарды басшылыққа ала отырып, ғажайып дәлдікпен ұшу бағытын таңдайды. Бұл туа біткен қабілет инстинкттер жүйесі ретінде табиғи сұрыптау арқылы жасалады. Мұндай бағдарлау қабілеті басқа жануарларға да тән, мысалы, аралар. Шірне тапқан аралар күнді бағдар ретінде пайдаланып, пара үшін қайда ұшатыны туралы ақпаратты басқаларға жеткізеді.
Жарық жағдайлары кейбір жануарлардың географиялық таралуын шектейді. Осылайша, Арктикалық және қоңыржай белдеудегі жаз айларында ұзақ күн құстар мен кейбір сүтқоректілерді тартады, өйткені бұл оларға қажетті мөлшерде азық алуға мүмкіндік береді (сиськи, жаңғақ, балауыз қанаттары және т.б.), ал күзде олар қоныс аударады. оңтүстік. Жарық режимі түнгі жануарлардың таралуына керісінше әсер етеді. Солтүстікте олар сирек кездеседі, ал оңтүстікте олар тіпті күндізгі түрлерден басым болады.
Температуралық жағдайлар.Метаболизмді құрайтын барлық химиялық реакциялардың қарқындылығы температуралық жағдайларға байланысты. Демек, тіршілік ету шекарасы - бұл ақуыздардың қалыпты жұмыс істеуі мүмкін болатын температуралар, орташа есеппен 0-ден +50ºС-қа дейін. Бірақ бұл шектер организмдердің әртүрлі түрлері үшін бірдей емес. Арнайы ферменттік жүйелердің болуы арқасында кейбір организмдер осы шектен жоғары температурада өмір сүруге бейімделді. Суық жағдайда тіршілік етуге бейімделген түрлер экологиялық топқа жатады криофильдер. Эволюция процесінде оларда төмен температурада жасушалық зат алмасуды сақтауға, сондай-ақ мұздатуға қарсы тұруға немесе оған төзімділікті арттыруға мүмкіндік беретін биохимиялық бейімделулер дамыды. Ағзада мұз кристалдарының пайда болуына жол бермейтін арнайы заттардың - антифриздің жасушаларда жиналуы мұздатуға қарсы тұруға көмектеседі. Мұндай бейімделулер Солтүстік Мұзды мұхит суларында жүзетін, дене температурасы –1,86ºС болатын, нототениялар мен треска тұқымдасының кейбір арктикалық балықтарында анықталған.
Микроорганизмдер үшін -10–12ºС дейін жасуша белсенділігі әлі де мүмкін болатын өте төмен температура тіркелді. Кейбір түрлердің мұздатуға төзімділігі олардың ағзасында глицерин, маннитол және сорбит сияқты органикалық заттардың жиналуымен байланысты, олар жасушаішілік ерітінділердің кристалдануын болдырмайды, бұл оларға белсенді емес күйде сыни аязды кезеңдерден аман өтуге мүмкіндік береді (торпор, криптобиоз). Осылайша, кейбір жәндіктер бұл күйде қыста -47-50ºС дейін температураға төтеп бере алады. Криофильдерге көптеген бактериялар, қыналар, саңырауқұлақтар, мүктер, буынаяқтылар және т.б.
Оңтайлы тіршілік әрекеті жоғары температура аймағымен шектелген түрлер экологиялық топқа жатады. термофилдер.
Бактериялар жоғары температураға ең төзімді, олардың көпшілігі +60–75ºС температурада өсіп, көбейе алады. Ыстық бұлақтарда тіршілік ететін кейбір бактериялар +85–90ºС температурада өседі, ал архебактериялардың бір түрі +110ºС жоғары температурада өсіп, бөлінетіні анықталды. Спора түзетін бактериялар белсенді емес күйде ондаған минут бойы +200ºС шыдай алады. Термофильді түрлер саңырауқұлақтар, қарапайымдар, өсімдіктер мен жануарлар арасында да кездеседі, бірақ олардың жоғары температураға төзімділік деңгейі бактерияларға қарағанда төмен. Далалар мен шөлдердің жоғары өсімдіктері +50–60ºС дейін қысқа мерзімді қызуға шыдай алады, бірақ олардың фотосинтезі қазірдің өзінде +40ºС жоғары температурада тежеледі. Дене температурасы +42–43ºС болған кезде жануарлардың көпшілігінде қызу өлімі болады.
Жер үсті ортасындағы температура режимі кең ауқымда өзгереді және көптеген факторларға байланысты: ендікке, биіктікке, су объектілерінің жақындығына, жыл және тәулік мезгіліне, атмосфераның күйіне, өсімдік жамылғысына және т.б. Ағзалардың эволюциясы кезінде қоршаған орта температурасы өзгерген кезде зат алмасуды реттеуге мүмкіндік беретін әртүрлі бейімделулер дамыды. Бұған екі жолмен қол жеткізіледі: 1) биохимиялық және физиологиялық өзгерістер; 2) дене температурасын қоршаған орта температурасына қарағанда тұрақты деңгейде ұстау. Көптеген түрлердің тіршілік әрекеті сырттан келетін жылуға, ал дене температурасы сыртқы температураның жүруіне байланысты. Мұндай организмдер деп аталады пойкилотермиялық. Оларға барлық микроорганизмдер, өсімдіктер, саңырауқұлақтар, омыртқасыз жануарлар және хордалардың көпшілігі жатады. Тек құстар мен сүтқоректілер қоршаған ортаның температурасына қарамастан тұрақты дене температурасын сақтай алады. Олар деп аталады гомеотермиялық.
Өсімдіктердің температуралық жағдайға бейімделуі.Өсімдіктердің қоршаған орта температурасының өзгеруіне төзімділігі әртүрлі және олардың тіршілік ету ортасына байланысты. Орташа жылы және орташа суық аймақтардың жоғары өсімдіктері еуритермдер. Белсенді күйде олар -5-тен +55ºС-қа дейінгі температура ауытқуларына шыдайды. Сонымен қатар температураға қатысты өте тар экологиялық валенттілігі бар түрлер бар, т.б. болып табылады стенотермиялық. Мысалы, тропикалық орман өсімдіктері +5–+8ºС температураға да шыдамайды. Қардағы және мұздағы кейбір балдырлар тек 0ºC температурада өмір сүреді. Яғни, әртүрлі өсімдік түрлерінің жылу қажеттіліктері бірдей емес және жеткілікті кең диапазонда өзгереді.
Температура үнемі жоғары жерлерде тұратын түрлер эволюция процесінде қызып кетудің алдын алуға бағытталған анатомиялық, морфологиялық және физиологиялық бейімделулерге ие болды.
Негізгі анатомиялық және морфологиялық бейімделулерге мыналар жатады: жапырақтың тығыз пубеценциясы, күн сәулесін шағылысуға көмектесетін жылтыр жапырақ беті; жапырақ алаңының қысқаруы, олардың тік орналасуы, түтікке айналуы және т.б. Кейбір түрлер тұздарды бөлуге қабілетті, олардан өсімдіктердің бетінде кристалдар түзіліп, оларға түсетін күн сәулелерін көрсетеді. Жеткілікті ылғалдылық жағдайында стоматальды транспирация қызып кетудің тиімді құралы болып табылады. Термофильді түрлердің ішінен олардың жоғары температураға төзімділік дәрежесіне қарай ажыратуға болады
1) ыстыққа төзімді емесөсімдіктер +30-40ºС температурада зақымдалған;
2) ыстыққа төзімді– +50–60ºС дейін жарты сағаттық жылытуға шыдамдылық (шөл, дала, құрғақ субтропик және т.б. өсімдіктер).
Саванналар мен құрғақ қатты ормандардағы өсімдіктер температура жүздеген градусқа дейін көтерілуі мүмкін өрттерден үнемі зардап шегеді. Отқа төзімді өсімдіктер деп аталады пирофиттер. Олардың діңінде отқа төзімді заттармен сіңдірілген қалың қабық бар. Олардың жемістері мен тұқымдары қалың, жиі лигнизацияланған қабықтарға ие.
Көптеген өсімдіктердің өмірі төмен температура жағдайында өтеді. Өсімдіктердің төтенше жылу тапшылығы жағдайларына бейімделу дәрежесі бойынша келесі топтарды бөлуге болады:
1) суыққа төзімді емесөсімдіктер судың қату температурасынан төмен температурада қатты зақымдалады немесе өледі. Оларға тропикалық аймақтардағы өсімдіктер жатады;
2) аязға төзімді емесөсімдіктер - төмен температураға шыдайды, бірақ тіндерде мұз пайда бола бастағанда өледі (кейбір мәңгі жасыл субтропикалық өсімдіктер).
3) аязға төзімді өсімдіктерқысы суық жерлерде өседі.
Төмен температураға төзімділік өсімдіктердің жазда ауаның жер қабатының микроклиматын пайдалануға және қыста қар жамылғысынан қорғалуына мүмкіндік беретін қысқа бойлы және ерекше өсу формалары - сусымалы, жастық тәрізді өсімдіктердің морфологиялық бейімделуімен артады. .
Өсімдіктер үшін олардың суыққа төзімділігін арттыратын физиологиялық бейімделу механизмдері маңыздырақ: жапырақтың түсуі, жер үстіндегі өркендердің өлуі, жасушаларда антифриздің жиналуы, жасушалардағы су мөлшерінің төмендеуі және т.б. Аязға төзімді өсімдіктерде, өсу процесінде. қыс мезгіліне дайындалуда мүшелерде қант, белок т.б май жиналады, цитоплазмадағы су мөлшері азайып, оның тұтқырлығы артады. Барлық осы өзгерістер тіндердің қату температурасын төмендетеді.
Көптеген өсімдіктер мұздатылған күйде өміршеңдігін сақтай алады, мысалы, альпілік күлгін, арктикалық желкек, ағаш биттері, ромашка, орман аймағындағы ерте көктемгі эфемероидтар және т.б.
Мүктер мен қыналар тоқтатылған анимация күйінде ұзақ мұздауға төтеп бере алады. Өсімдіктердің төмен температураға бейімделуінде физиологиялық процестердің температуралық оптимумын және осы процестер мүмкін болатын төменгі температура шегін төмендету арқылы қалыпты тіршілік әрекетін сақтау мүмкіндігі үлкен маңызға ие.
Қоңыржай және жоғары ендіктерде климаттық жағдайлардың маусымдық өзгеруіне байланысты өсімдіктер жылдық даму циклінде белсенді және тыныш фазаларды ауыстырып отырады. Біржылдық өсімдіктер вегетациялық кезең аяқталғаннан кейін тұқым түрінде қыста аман қалады, ал көпжылдық өсімдіктер тыныштық күйіне өтеді. Айыру тереңЖәне мәжбүр еттібейбітшілік. Терең тыныштық күйіндегі өсімдіктер қолайлы жылу жағдайларына жауап бермейді. Терең тыныштық аяқталғаннан кейін өсімдіктер дамуды қалпына келтіруге дайын, бірақ қыста табиғатта төмен температураға байланысты бұл мүмкін емес. Сондықтан бұл кезең мәжбүрлі демалыс деп аталады.
Жануарлардың температуралық жағдайға бейімделуі.Өсімдіктермен салыстырғанда жануарлардың дене температурасын реттеу қабілеті олардың кеңістікте қозғалуына және өздерінің ішкі жылуын әлдеқайда көп өндіруіне байланысты.
Жануарлардың бейімделуінің негізгі жолдары:
1) химиялық терморегуляция– бұл зат алмасудың жоғары деңгейіне негізделген қоршаған орта температурасының төмендеуіне жауап ретінде жылу өндірісінің рефлекторлық ұлғаюы;
2) физикалық терморегуляция– ерекше құрылымдық ерекшеліктеріне (түк пен қауырсынның болуы, май қорының таралуы және т.б.) және жылу беру деңгейінің өзгеруіне байланысты жылуды сақтау қабілетіне байланысты жүзеге асырылады;
3) мінез-құлық терморегуляциясы- бұл қолайлы тіршілік ету ортасын іздеу, дене қалпын өзгерту, баспана, ұя салу және т.б.
Пойкилотермді жануарлар үшін дене температурасын реттеудің негізгі тәсілі мінез-құлық болып табылады. Қатты ыстықта жануарлар көлеңке мен тесіктерге тығылады. Қыс жақындаған сайын олар баспана іздейді, ұя салады, белсенділігін төмендетеді. Кейбір түрлер бұлшықет қызметі арқылы оңтайлы дене температурасын сақтай алады. Мысалы, аралар салқын ауа райында қоректенуге мүмкіндік беретін арнайы бұлшықет жиырылуымен денелерін қыздырады. Кейбір пойкилотермді жануарлар булану арқылы жылу жоғалтуды арттыру арқылы қызып кетуден сақтайды. Мысалы, бақалар мен кесірткелер ыстық ауа райында қатты дем ала бастайды немесе ауыздарын ашық ұстайды, шырышты қабаттар арқылы судың булануын арттырады.
Гомеотермиялық жануарлар жылуды енгізу мен шығаруды өте тиімді реттеумен ерекшеленеді, бұл оларға тұрақты оңтайлы дене температурасын сақтауға мүмкіндік береді. Олардың терморегуляция механизмдері өте алуан түрлі. Олар сипатталады химиялық терморегуляция, жоғары зат алмасу жылдамдығымен және көп мөлшерде жылу шығарумен сипатталады. Пойкилотермді жануарлардан айырмашылығы, жылы қанды жануарларда суық әсер еткенде тотығу процестері әлсіремейді, керісінше күшейеді. Көптеген жануарлар бұлшықет пен май тінінен қосымша жылу шығарады. Сүтқоректілердің мамандандырылған қоңыр май ұлпасы бар, онда барлық бөлінген энергия денені жылытуға жұмсалады. Ол суық климаттағы жануарларда көбірек дамыған. Жылу өндірісін жоғарылату арқылы дене температурасын ұстап тұру үлкен энергия шығынын талап етеді, сондықтан химиялық реттелуі жоғарылаған жануарлар көп мөлшерде тамақты қажет етеді немесе майдың көп қорын жұмсайды. Сондықтан химиялық реттеуді күшейту азық-түлікті алу мүмкіндігімен анықталған шектерге ие. Қыста азық-түлік жетіспесе, терморегуляцияның бұл әдісі экологиялық тұрғыдан тиімсіз.
Физикалық терморегуляцияБұл қоршаған ортаға пайдалырақ, өйткені суыққа бейімделу жануардың денесінде жылуды сақтау арқылы жүзеге асырылады. Оның факторларына сүтқоректілердің терісі, қалың жүні, құстардың қауырсындары мен мамық жамылғысы, май шөгінділері, судың терлеу немесе ауыз қуысы мен жоғарғы тыныс жолдарының шырышты қабаттары арқылы булануы, жануардың денесінің мөлшері мен пішіні жатады. Жылу беруді азайту үшін дененің үлкен өлшемдері тиімдірек (дене неғұрлым үлкен болса, массаның бірлігіне оның беті соғұрлым аз болады, демек, жылу беру және керісінше). Осы себепті суық жағдайда өмір сүретін жылы қанды жануарлардың жақын туыстық түрлерінің особьтары жылы климатта жиі кездесетіндерге қарағанда үлкенірек болады. Бұл үлгі деп аталады Бергман ережелері. Температураны реттеу дененің шығыңқы бөліктері – құлақ, аяқ-қол, құйрық, иіс сезу мүшелері арқылы да жүзеге асады. Суық аймақтарда олар жылы аймақтарға қарағанда кішірек болады ( Аллен ережесі). Гомеотермді организмдер үшін олар да маңызды терморегуляцияның мінез-құлық әдістері, олар өте алуан түрлі - қалпын өзгерту мен баспана іздеуден күрделі баспаналар, ұялар салуға, қысқа және ұзақ қашықтыққа қоныс аударуды жүзеге асыруға дейін. Кейбір жылы қанды жануарлар пайдаланады топтық мінез-құлық. Мысалы, пингвиндер қатты аязда тығыз үйіндіде бір-біріне үйіріледі. Мұндай кластердің ішінде температура тіпті ең қатты аязда да +37ºС шамасында сақталады. Шөлдегі түйелер де қатты ыстықта бір-біріне үйіріледі, бірақ бұл дене бетінің тым қызып кетуіне жол бермейді.
Химиялық, физикалық және мінез-құлық терморегуляциясының әртүрлі әдістерінің комбинациясы жылы қанды жануарларға қоршаған ортаның температуралық жағдайларындағы кең ауқымды ауытқуларда тұрақты дене температурасын сақтауға мүмкіндік береді.
Су режимі.Дененің қалыпты жұмыс істеуі судың жеткілікті мөлшерімен ғана мүмкін болады. Жер-ауа ортасындағы ылғалдылық режимдері өте алуан түрлі - ылғалды тропикте ауаның су буымен толық қанықтыруынан бастап, ауа мен шөлдердің топырағында ылғалдың толық дерлік болмауына дейін. Мысалы, Синай шөлінде жылдық жауын-шашын мөлшері 10–15 мм, ал Ливия шөлінде (Асуанда) мүлде болмайды. Жер бетіндегі организмдердің сумен қамтамасыз етілуі жауын-шашын режиміне, топырақтың ылғал қорының болуына, су қоймаларының, жер асты суларының деңгейіне, жер бедеріне, атмосфералық айналым ерекшеліктеріне және т.б. Бұл жер бетіндегі организмдердің тіршілік ету ортасының әртүрлі ылғалдылық режимдеріне көптеген бейімделулерінің дамуына әкелді. .
Өсімдіктердің су режиміне бейімделуі.Төменгі жердегі өсімдіктер субстраттан суды оған батырылған таллом бөліктері немесе ризоидтар арқылы, ал атмосферадан ылғалды дененің бүкіл бетімен сіңіреді.
Жоғары сатыдағы өсімдіктердің ішінде мүктер тамыр тәрізділер немесе сабақтың төменгі бөлігі (сфагнум мүктері) арқылы топырақтан суды сіңіреді, ал басқаларының көпшілігі суды тамыры арқылы сіңіреді. Өсімдікке судың ағуы тамыр жасушаларының сору күшінің шамасына, тамыр жүйесінің тармақталу дәрежесіне және тамырдың топыраққа ену тереңдігіне байланысты. Тамыр жүйесі өте пластикалық және өзгермелі жағдайларға, ең алдымен ылғалға жауап береді.
Топырақтың беткі горизонттарында ылғал жетіспегенде, көптеген өсімдіктерде топыраққа терең енетін, бірақ әлсіз тармақталған тамыр жүйесі болады, мысалы, сексеуілде, түйе тікенінде, қарағайда, дөрекі жүгеріде және т.б. .Көптеген дәнді дақылдарда, керісінше, тамыр жүйесі күшті тармақталған және топырақтың беткі қабаттарында (қара бидайда, бидайда, қауырсынды шөпте, т.б.) өседі. Өсімдікке түсетін су ксилема арқылы барлық мүшелерге тасымалданады, онда ол тіршілік процестеріне жұмсалады. Орташа алғанда, 0,5% фотосинтезге кетеді, ал қалғаны буланудан жоғалтуларды толтыруға және тургорды сақтауға кетеді. Өсімдіктің су балансы судың сіңірілуі, оның өткізілуі және жұмсалуы бір-бірімен үйлесімді түрде үйлессе, теңгерімді болып қалады. Ағзасының су балансын реттеу қабілетіне қарай құрлық өсімдіктері болып бөлінеді поикигидрид және гомойогидрид.
Поикигидридті өсімдіктерсу балансын белсенді түрде реттей алмайды. Олардың ұлпаларында суды ұстап тұруға көмектесетін құрылғылар жоқ. Жасушалардағы судың мөлшері ауа ылғалдылығымен анықталады және оның ауытқуына байланысты. Пойкилогидридті өсімдіктерге құрлық балдырлары, қыналар, кейбір мүктер және тропиктік орман папоротниктері жатады. Құрғақ кезеңде бұл өсімдіктер дерлік ауа-құрғақ күйге дейін кебеді, бірақ жаңбырдан кейін олар қайтадан «тіріліп» жасылға айналады.
Гомоиогидридті өсімдіктержасушалардағы су құрамын салыстырмалы түрде тұрақты деңгейде ұстауға қабілетті. Оларға ең жоғары жердегі өсімдіктер жатады. Олардың жасушаларында үлкен орталық вакуоль бар, соның арқасында әрқашан су қоры болады. Сонымен қатар, транспирация устьица аппаратымен реттеледі, ал қашу суды нашар өткізетін кутикуласы бар эпидермиспен жабылған.
Бірақ өсімдіктердің су алмасуын реттеу қабілеті бірдей емес. Тіршілік ету ортасының ылғалдылық жағдайына бейімделуіне қарай үш негізгі экологиялық топты ажыратады: гигрофиттер, ксерофиттер және мезофиттер.
Гигрофиттер- Бұл ылғалды мекендейтін өсімдіктер: батпақтар, ылғалды шалғындар мен ормандар, су қоймаларының жағалаулары. Олар су тапшылығына шыдай алмайды және топырақ пен ауа ылғалдылығының төмендеуіне тез солып кету немесе өсуді тежеу арқылы жауап береді. Олардың жапырақ тақталары кең және қалың кутикуласы жоқ. Мезофилл жасушалары борпылдақ орналасады, олардың арасында үлкен жасушааралық кеңістіктер болады. Гигрофиттердің устьицалары әдетте кең ашық және көбінесе жапырақ тақтасының екі жағында орналасады. Осыған байланысты олардың транспирация жылдамдығы өте жоғары. Ылғалдылығы жоғары жерлерде кейбір өсімдіктерде артық су жапырақтың шетінде орналасқан гидатодтар (су устьицалары) арқылы жойылады. Топырақтың шамадан тыс ылғалдылығы ондағы оттегінің азаюына әкеледі, бұл тамырлардың тыныс алу және сору қызметін қиындатады. Сондықтан гигрофиттердің тамырлары топырақтың беткі горизонттарында орналасады, олар әлсіз тармақталған, олардың үстінде тамыр түктері аз болады. Көптеген шөптесін гигрофиттер мүшелерінде атмосфералық ауа енетін жасушааралық кеңістіктердің жақсы дамыған жүйесі бар. Қатты суланған, мезгіл-мезгіл су басқан топырақта тұратын өсімдіктер батпақты кипарис сияқты арнайы тыныс алу тамырларын немесе мангр ағашы өсімдіктері сияқты тірек тамырларды құрайды.
КсерофиттерБелсенді күйде олар ауа мен топырақтың айтарлықтай ұзақ құрғақтығына шыдай алады. Олар далаларда, шөлдерде, құрғақ субтропиктерде және т.б. Қоңыржай климаттық белдеуде олар құрғақ құмды және құмды сазды топырақтарда, рельефтің биік аймақтарында орналасады. Ксерофиттердің ылғалдың жетіспеушілігіне шыдау қабілеті олардың анатомиялық, морфологиялық және физиологиялық ерекшеліктеріне байланысты. Осы сипаттамаларға байланысты олар екі топқа бөлінеді: суккуленттерЖәне склерофиттер.
Суккуленттер- су жинақтаушы ұлпалары жоғары дамыған шырынды, етті жапырақтары немесе сабағы бар көпжылдық өсімдіктер. Жапырақ суккуленттері бар - алоэ, агава, седумдар, жас және сабақты, олардың жапырақтары редукцияланған, ал жер бөліктері етті сабақтармен (кактустар, кейбір сүтті шөптер) ұсынылған. Суккуленттердің айрықша ерекшелігі - олардың көп мөлшерде суды сақтау және оны өте үнемді пайдалану қабілеті. Олардың транспирация жылдамдығы өте төмен, өйткені устьицалар өте аз, олар көбінесе жапырақтың немесе сабақтың тініне батырылады және әдетте күндізгі уақытта жабылады, бұл суды тұтынуды шектеуге көмектеседі. Күндізгі уақытта устьицаның жабылуы фотосинтез және газ алмасу процестеріне кедергі келтіреді, сондықтан суккуленттер тыныс алу кезінде бөлінетін көмірқышқыл газын ішінара пайдаланатын фотосинтездің ерекше жолын жасады. Осыған байланысты олардың фотосинтез жылдамдығы төмен, бұл баяу өсумен және бәсекеге қабілеттіліктің төмендігімен байланысты. Суккуленттер тұзды топырақта өсетіндерді қоспағанда, жасуша шырынының осмостық қысымының төмендігімен сипатталады. Олардың тамыр жүйесі үстірт, жоғары тармақталған және тез өседі.
Склерофиттер механикалық ұлпасының көп болуына және жапырақтары мен сабақтарының судың аздығына байланысты қатты, құрғақ көрінетін өсімдіктер. Көптеген түрлердің жапырақтары кішкентай, тар немесе қабыршақтары мен тікенектеріне дейін қысқарған; жиі тығыз пубесценция (мысық табаны, күміс қабық, көптеген жусан және т.б.) немесе балауыз жабындысы (орыс жүгері гүлі және т.б.) бар. Олардың тамыр жүйесі жақсы дамыған және көбінесе жалпы массасы өсімдіктердің жер үсті бөліктерінен бірнеше есе көп. Әртүрлі физиологиялық бейімделулер сонымен қатар склерофиттерге ылғалдың жетіспеушілігіне сәтті төтеп беруге көмектеседі: жасуша шырынының жоғары осмостық қысымы, тіндердің сусыздануына төзімділігі, цитоплазманың жоғары тұтқырлығына байланысты тіндер мен жасушалардың жоғары суды ұстау қабілеті. Көптеген склерофиттер өсімдіктер үшін жылдың ең қолайлы кезеңдерін пайдаланады, ал құрғақшылық болған кезде олар өмірлік процестерді күрт төмендетеді. Ксерофиттердің аталған барлық қасиеттері олардың құрғақшылыққа төзімділігін арттыруға ықпал етеді.
Мезофиттерорташа ылғалдылық жағдайында өседі. Олар ксерофиттерге қарағанда ылғалға, гигрофиттерге қарағанда аз талап етеді. Мезофиттердің жапырақ ұлпалары бағаналы және губка тәрізді паренхимаға бөлінеді. Қабық тіндерінде кейбір ксероморфтық белгілер болуы мүмкін (сирек пубеценция, кутикула қабатының қалыңдауы). Бірақ олар ксерофиттерге қарағанда азырақ көрінеді. Тамыр жүйесі топыраққа терең еніп немесе жер үсті горизонттарында орналасуы мүмкін. Экологиялық қажеттіліктері бойынша мезофиттер өте алуан түрлі топ болып табылады. Сонымен, шалғынды және орманды мезофиттердің арасында ылғалға деген сүйіспеншілігі жоғары түрлер бар, олар тіндердегі судың жоғары мөлшерімен және жеткілікті әлсіз суды ұстау қабілетімен сипатталады. Бұл шалғынды түлкі құйрығы, батпақты көк шөп, сазды шалғынды шөп, Linnaeus holocum және басқалары.
Мерзімді немесе тұрақты (шағын) ылғалдың жетіспеушілігі бар мекендеу орындарында мезофиттерде ксероморфтық ұйымдасу белгілері және құрғақшылыққа физиологиялық төзімділігі жоғарылайды. Бұндай өсімдіктерге емен, тау беде, ортаңғы жолжелкен, жарты ай жоңышқа, т.б.
Жануарлардың бейімделуі.Су режиміне байланысты жануарларды гигрофильдер (ылғалды жақсы көретін), ксерофильдер (құрғақ сүйгіш) және мезофилдер (орташа ылғалдылықты жақсы көретін) деп бөлуге болады. Гигрофилдерге ағаш биттері, масалар, серіппе құйрықтары, инеліктер және т.б. жатады. Олардың барлығы судың айтарлықтай тапшылығына шыдай алмайды және тіпті қысқа мерзімді құрғақшылыққа шыдамайды. Монитор кесірткелері, түйелер, шөл шегірткелері, қара қоңыздар және т.б. ксерофильді.Олар ең құрғақ жерлерді мекендейді.
Жануарлар суды ішу, тамақ және органикалық заттардың тотығуы арқылы алады. Көптеген сүтқоректілер мен құстар (піл, арыстан, гиена, қарлығаш, жүйрік, т.б.) ауыз суды қажет етеді. Жербоалар, африкалық гербилдер және американдық кенгуру егеуқұйрықтары сияқты шөлді түрлер ауыз сусыз өмір сүре алады. Киім көбелек құрттары, астық қоймасы мен күріш арамшөптері және басқалары тек метаболикалық суда өмір сүреді.
Жануарларда су балансын реттеудің типтік тәсілдері бар: морфологиялық, физиологиялық, мінез-құлық.
TO морфологиялықсу тепе-теңдігін сақтау әдістеріне организмде суды ұстап тұруға көмектесетін түзілістер жатады: құрлық ұлуларының қабықшалары, бауырымен жорғалаушылардың кератинденген қабықтары, жәндіктер қабығының су өткізгіштігінің әлсіздігі және т.б.. Жәндіктер қабықтарының өткізгіштігі құрылымға тәуелді емес екендігі көрсетілген. хитинді құрайды, бірақ оның бетін жабатын ең жұқа балауыз қабатымен анықталады. Бұл қабаттың бұзылуы қақпақтар арқылы булануды күрт арттырады.
TO физиологиялықсу алмасуын реттеуге бейімделулерге метаболикалық ылғалды қалыптастыру қабілеті, зәр мен нәжістің бөлінуі кезінде суды үнемдеу, сусыздануға төзімділік, терлеудің өзгеруі және шырышты қабаттар арқылы судың шығуы жатады. Ас қорыту жолындағы суды үнемдеу суды ішек арқылы сіңіру және іс жүзінде сусызданған нәжісті қалыптастыру арқылы жүзеге асырылады. Құстар мен бауырымен жорғалаушыларда азот алмасуының соңғы өнімі несеп қышқылы болып табылады, оны жою үшін іс жүзінде су жұмсалмайды. Тыныс алу жолдарының бетінен терлеуді және ылғалдың булануын белсенді реттеуді гомеотермиялық жануарлар кеңінен қолданады. Мысалы, түйеде ылғал тапшылығының ең төтенше жағдайында терлеу тоқтап, тыныс алу жолдарынан булану күрт төмендейді, бұл денеде судың сақталуына әкеледі. Терморегуляция қажеттілігімен байланысты булану дененің сусыздануын тудыруы мүмкін, сондықтан құрғақ және ыстық климатта көптеген ұсақ жылы қанды жануарлар жер астына жасырынып, жылу әсерінен аулақ болады және ылғалды үнемдейді.
Пойкилотермді жануарларда ауаның жылынуынан кейін дене температурасының жоғарылауы судың қажетсіз жоғалуын болдырмауға мүмкіндік береді, бірақ олар булану шығындарын толығымен болдырмайды. Сондықтан суық қанды жануарлар үшін құрғақ жағдайда өмір сүрген кезде су балансын сақтаудың негізгі жолы - шамадан тыс жылу жүктемелерін болдырмау. Сондықтан жер үсті ортасының су режиміне бейімделу кешенінде олардың маңызы зор мінез-құлық тәсілдерісу балансын реттеу. Оларға мінез-құлықтың ерекше формалары жатады: шұңқыр қазу, су қоймаларын іздеу, мекендеу ортасын таңдау және т.б. Бұл әсіресе шөпқоректілер мен түйіршіктер үшін маңызды. Олардың көпшілігі үшін су қоймаларының болуы құрғақ аймақтарға қоныстанудың міндетті шарты болып табылады. Мысалы, мүйіс, суқұс, кейбір бөкен сияқты түрлердің шөл далада таралуы толығымен суару орындарының болуына байланысты. Көптеген бауырымен жорғалаушылар мен ұсақ сүтқоректілер салыстырмалы түрде төмен температура мен жоғары ылғалдылық су алмасуына ықпал ететін шұңқырларда тұрады. Құстар көбінесе қуыстарды, көлеңкелі ағаш тәждерін және т.б.
Жер-ауа ортасында жұмыс істейтін қоршаған орта факторларының бірқатар сипаттамалық белгілері бар: басқа орталармен салыстырғанда жоғары жарық қарқындылығы, температураның айтарлықтай ауытқуы, географиялық жағдайға, маусымға және тәулік уақытына байланысты ылғалдылықтың өзгеруі. Жоғарыда аталған факторлардың әсері ауа массаларының қозғалысымен - желмен тығыз байланысты.
Эволюция процесінде құрлық-ауа ортасының тірі организмдеріне тән анатомиялық-морфологиялық, физиологиялық, мінез-құлық және басқа да бейімделулер дамыды. Тіршіліктің жер-ауа ортасындағы өсімдіктер мен жануарларға негізгі экологиялық факторлардың әсер ету ерекшеліктерін қарастырайық.
Төмен ауа тығыздығы оның төмен көтеру күшін және елеусіз тірегін анықтайды. Ауаның барлық тұрғындары жер бетімен тығыз байланысты, бұл оларға бекіту және қолдау үшін қызмет етеді. Көптеген организмдер үшін ауада болу тек қоныстанумен немесе жем іздеумен байланысты. Ауаның төмен көтеру күші жердегі организмдердің максималды массасы мен мөлшерін анықтайды. Жер бетінде өмір сүретін ең ірі жануарлар су ортасының алыптарына қарағанда кішірек.
Төмен ауа тығыздығы қозғалысқа аз қарсылық тудырады. Ауа ортасының бұл қасиетінің экологиялық пайдасын көптеген құрлық жануарлары эволюция барысында ұшуға қабілеттілікке ие болды: құрлықтағы жануарлардың барлық түрлерінің 75% белсенді ұшуға қабілетті.
Атмосфераның төменгі қабаттарында болатын ауаның қозғалғыштығына байланысты ауа массаларының тік және көлденең қозғалысы, организмдердің кейбір түрлерінің пассивті ұшуы мүмкін, анемохория дамиды - ауа ағындарының көмегімен қоныстану. Желмен тозаңданатын өсімдіктер тозаңның аэродинамикалық қасиеттерін жақсартатын бірқатар бейімделулерге ие.
Олардың гүлді қабығы әдетте азаяды және антерлер ешқандай жолмен желден қорғалмайды. Өсімдіктердің, жануарлардың және микроорганизмдердің шашырауында тік конвекциялық ауа ағындары мен әлсіз желдер үлкен рөл атқарады. Дауылдар мен дауылдар жердегі ағзаларға айтарлықтай экологиялық әсер етеді.
Үнемі қатты жел соғатын жерлерде ұсақ ұшатын жануарлардың түрлік құрамы әдетте нашар, өйткені олар күшті ауа ағындарына қарсы тұра алмайды. Жел өсімдіктерде транспирация қарқындылығының өзгеруін тудырады, бұл әсіресе ауаны құрғататын ыстық жел кезінде айқын көрінеді және өсімдіктердің өліміне әкелуі мүмкін.Көлденең ауа қозғалысының (желдің) негізгі экологиялық рөлі жанама және мыналардан тұрады. сияқты маңызды қоршаған орта факторларының жердегі ағзаларға әсерін күшейтуде немесе әлсіретуде.температура мен ылғалдылық сияқты факторлар.
Орманды немесе шалғынды аралап жүріп, сіз өзіңізді... ішіндемін деп ойлай алмайсыз жер-ауа ортасы. Бірақ ғалымдардың жер беті мен ауадан пайда болған тірі жандардың үйін дәл осылай атайды. Өзенде, көлде немесе теңізде жүзгенде, сіз өзіңізді табасыз су ортасы- тағы бір бай табиғи үй. Ал үлкендерге бақшаның топырағын қазуға көмектессең, аяғыңның астындағы топырақ ортасын көресің. Сондай-ақ мұнда көптеген, көптеген тұрғындар бар. Иә, айналамызда үш тамаша үй бар – үшеу мекендеу ортасы, онымен біздің планетамызды мекендейтін организмдердің көпшілігінің тағдыры ажырамас байланысты.
Әр ортада өмір сүрудің өзіндік ерекшеліктері бар. IN жер-ауа ортасыоттегі жеткілікті, бірақ жиі ылғал жеткіліксіз. Ол әсіресе дала мен шөлейттерде аз. Сондықтан құрғақ жерлердегі өсімдіктер мен жануарлардың суды алу, сақтау және үнемді пайдалану үшін ерекше бейімделуі бар. Тек денесінде ылғалды сақтайтын кактусты есте сақтаңыз. Құрлық-ауа ортасында, әсіресе қысы суық аймақтарда айтарлықтай температуралық өзгерістер байқалады. Бұл аймақтарда организмдердің бүкіл өмірі жыл бойы айтарлықтай өзгереді. Күзгі жапырақтың түсуі, қоныс аударатын құстардың жылы жаққа кетуі, жануарлардың жүнінің қалың және жылы болып өзгеруі – осының бәрі табиғаттың маусымдық өзгерістеріне тірі жандардың бейімделуі.
Кез келген ортада өмір сүретін жануарлар үшін қозғалыс маңызды мәселе болып табылады. Жер-ауа ортасында сіз жерде және ауада қозғала аласыз. Ал жануарлар бұл мүмкіндікті пайдаланады. Кейбіреулерінің аяқтары жүгіруге (түйеқұс, гепард, зебра), басқалары секіруге (кенгуру, джербоа) бейімделген. Бұл ортада өмір сүретін әрбір жүз жануар түрінің 75-і ұша алады. Бұл жәндіктердің көпшілігі, құстар және кейбір жануарлар (жарқанаттар).
IN су ортасыбірдеңе, және су әрқашан жеткілікті. Мұндағы температура ауа температурасынан аз өзгереді. Бірақ оттегі жиі жеткіліксіз. Кейбір организмдер, мысалы, форель балығы оттегіге бай суда ғана өмір сүре алады. Басқалары (сазан, мөңке, тұқы) оттегінің жетіспеушілігіне төтеп бере алады. Қыста, көптеген су қоймалары мұзбен жабылған кезде, балықтар өлуі мүмкін - тұншығудан жаппай өлім. Оттегінің суға енуіне мүмкіндік беру үшін мұзда тесіктер кесіледі.
Су ортасында ауа-жердегі ортаға қарағанда жарық аз. Мұхиттар мен теңіздерде 200 м-ден төмен тереңдікте – ымырт патшалығы, одан да төмен – мәңгілік қараңғылық. Су өсімдіктері жарық жеткілікті жерде ғана кездесетіні анық. Тек жануарлар ғана тереңірек өмір сүре алады. Олар жоғарғы қабаттардан «құлап» түсетін әртүрлі теңіз тұрғындарының өлі қалдықтарымен қоректенеді.
Көптеген су жануарларының ең көзге түсетін ерекшелігі - олардың жүзуге бейімделуі. Балықтардың, дельфиндердің және киттердің қанаттары болады. Морждар мен итбалықтардың қанаттары болады. Құндыз, құмырсқа, суда жүзетін құстар мен бақалардың саусақтарының арасында қабықшалар болады. Жүзетін қоңыздардың ескек тәрізді жүзетін аяқтары болады.
Топырақ ортасы- көптеген бактериялар мен қарапайымдылардың мекені. Саңырауқұлақ мицелийлері мен өсімдік тамырлары да осында орналасқан. Топырақта түрлі жануарлар – құрттар, жәндіктер, мең сияқты қазуға бейімделген жануарлар да мекендеген. Топырақтың тұрғындары осы ортадан өзіне қажетті жағдайларды – ауаны, суды, минералды тұздарды табады. Рас, мұнда таза ауаға қарағанда оттегі аз, көмірқышқыл газы көп. Ал кейде су тым көп болады. Бірақ температура бетіне қарағанда біркелкі. Бірақ жарық топыраққа терең енбейді. Сондықтан оны мекендейтін жануарлардың әдетте көздері өте кішкентай немесе көру органдары мүлде болмайды. Олардың иіс және жанасу сезімі көмектеседі.
Жер-ауа ортасы
Бұл сызбаларда әртүрлі мекендеу орындарының өкілдері «кездесті». Табиғатта олар біріктіре алмады, өйткені олардың көпшілігі бір-бірінен алшақ, әртүрлі континенттерде, теңіздерде, тұщы суда...
Құстар арасындағы ұшу жылдамдығының чемпионы - жүйрік. Оның әдеттегі жылдамдығы сағатына 120 км.
Колибрилер қанатын секундына 70 рет, масалар секундына 600 рет қағады.
Әртүрлі жәндіктердің ұшу жылдамдығы келесідей: шілтер үшін - сағатына 2 км, үй шыбынына - 7, кокшаферге - 11, араға - 18, сұңқар көбелекке - сағатына 54 км. Ірі инеліктер, кейбір бақылаулар бойынша, сағатына 90 км жылдамдыққа жетеді.
Біздің жарқанаттардың бойы кішкентай. Бірақ олардың туыстары, жеміс жарғанақтары ыстық елдерде тұрады. Олардың қанаттары 170 см-ге жетеді!
Үлкен кенгурулар 9, кейде 12 м-ге дейін секіреді. (Сыныпта еденде осы қашықтықты өлшеп, кенгуру секірісін елестетіңіз. Бұл жай ғана таң қалдырады!)
Гепард - жануарлардың ең жылдам табаны. Ол сағатына 110 км жылдамдыққа жетеді. Түйеқұс 4-5 м қадам жасай отырып, сағатына 70 км жылдамдықпен жүгіре алады.
Су ортасы
Балықтар мен шаяндар желбезек арқылы тыныс алады. Бұл судан еріген оттегін алатын арнайы органдар. Бақа су астында жүргенде терісімен тыныс алады. Бірақ су ортасын игерген жануарлар өкпелерімен дем алады, дем алу үшін су бетіне көтеріледі. Су қоңыздары да осылай әрекет етеді. Тек оларда, басқа жәндіктер сияқты, өкпесі жоқ, арнайы тыныс алу түтіктері - трахеялар.
Топырақ ортасы
Меңнің, зокордың және егеуқұйрықтың дене құрылысы олардың барлығының топырақ ортасының тұрғындары екенін көрсетеді. Мең мен зокордың алдыңғы аяқтары қазудың негізгі құралы болып табылады. Олар күрек тәрізді тегіс, тырнақтары өте үлкен. Бірақ моль егеуқұйрықтарының кәдімгі аяқтары бар, ол күшті алдыңғы тістерімен топырақты тістейді (ауызға топырақ түспеуі үшін, ерні оны тістің артына жабады!). Бұл жануарлардың барлығының денесі сопақ және жинақы. Мұндай денемен жер асты өткелдері арқылы жүру ыңғайлы.
Біліміңді сына
- Сыныпта таныстырылған мекендеу орындарын тізіп жазыңыз.
- Жер-ауа ортасындағы организмдердің тіршілік ету жағдайлары қандай?
- Су ортасындағы тіршілік жағдайын сипаттаңыз.
- Топырақтың тіршілік ету ортасы ретіндегі ерекшеліктері қандай?
- Организмдердің әртүрлі ортадағы тіршілікке бейімделуіне мысалдар келтір.
Ойлау!
- Суретте не көрсетілгенін түсіндіріңіз. Суретте дене мүшелері көрсетілген жануарлар қандай ортада өмір сүреді деп ойлайсыңдар? Мына жануарларды атай аласың ба?
- Неліктен мұхитта үлкен тереңдікте жануарлар ғана өмір сүреді?
Жер-ауа, су және топырақ мекендеу орындары бар. Әрбір организм белгілі бір ортада тіршілік етуге бейімделген.
Жер-ауа тіршілік ету ортасының ерекшеліктері.Жер-ауа ортасында жарық пен ауа жеткілікті. Бірақ ауаның ылғалдылығы мен температурасы айтарлықтай өзгереді. Батпақты жерлерде ылғалдың шамадан тыс мөлшері болады, далада ол әлдеқайда аз. Температураның тәуліктік және маусымдық ауытқулары да байқалады.
Ағзалардың әртүрлі температура мен ылғалдылық жағдайында тіршілікке бейімделуі. Организмдердің жер-ауа ортасына бейімделуінің көп саны ауа температурасы мен ылғалдылығымен байланысты. Дала жануарлары (шаяндар, тарантулдар және қарақұрт өрмекшілері, гоферлер, тышқандар) шұңқырларға ыстықтан тығылады. Жапырақтағы судың булануының жоғарылауы өсімдікті күннің ыстық сәулелерінен қорғайды. Жануарларда мұндай бейімделу тердің бөлінуі болып табылады.
Суық ауа райының басталуымен құстар көктемде туып-өскен және төлдейтін жеріне оралу үшін жылы аймақтарға ұшып кетеді. Украинаның немесе Қырымның оңтүстік аймақтарындағы жер-ауа ортасының ерекшелігі ылғалдың жеткіліксіз мөлшері болып табылады.
Суретті қараңыз. 151 ұқсас жағдайларға бейімделген өсімдіктермен.
Ағзалардың жер-ауа ортасындағы қозғалысқа бейімделуі.Құрлық-ауа ортасының көптеген жануарлары үшін жер бетіндегі немесе ауадағы қозғалыс маңызды. Бұл үшін оларда белгілі бір бейімделулер пайда болды, ал аяқ-қолдары әртүрлі құрылымдарға ие. Кейбіреулері жүгіруге (қасқыр, ат), басқалары секіруге (кенгуру, жербоа, шегіртке), басқалары ұшуға (құстар, жарғанаттар, жәндіктер) бейімделген (152-сурет). Жыландар мен жыландардың аяқ-қолы жоқ. Олар денесін бүгіп қозғалады.
Өсімдіктер үшін топырақ, ылғал және ауа аз болғандықтан, жануарлардың қозғалуы қиын болғандықтан, биік тауларда тіршілікке бейімделген организмдер айтарлықтай аз болды. Бірақ кейбір жануарлар, мысалы, муфлон тау ешкілері (Cурет 154), егер кем дегенде біркелкі емес болса, тігінен жоғары және төмен қозғалуға қабілетті. Сондықтан олар биік тауларда өмір сүре алады. Сайттан алынған материал
Ағзалардың әртүрлі жарық жағдайларына бейімделуі.Өсімдіктердің әртүрлі жарықтандыруға бейімделуінің бірі - жапырақтардың жарыққа қарай бағыты. Көлеңкеде жапырақтары көлденең орналасады: осылайша олар көбірек жарық сәулелерін алады. Жарық сүйгіш қар бүршіктері мен риаст ерте көктемде дамып, гүлдейді. Осы кезеңде оларда жеткілікті жарық бар, өйткені ормандағы ағаштарда жапырақтар әлі пайда болған жоқ.
Жануарлардың жер-ауа тіршілік ету ортасының көрсетілген факторына бейімделуі көздің құрылымы мен өлшемі болып табылады. Бұл ортадағы жануарлардың көпшілігінің көру мүшелері жақсы дамыған. Мысалы, қаршыға ұшу биіктігінен далада жүгіріп келе жатқан тышқанды көреді.
Көптеген ғасырлар бойы даму барысында құрлық-ауа ортасының организмдері оның факторларының әсеріне бейімделді.
Іздегеніңізді таба алмадыңыз ба? Іздеуді пайдаланыңыз
Бұл бетте келесі тақырыптар бойынша материалдар бар:
- Тірі ағзаның тіршілік ортасы тақырыбына есеп беру, 6-сынып
- қар үкісінің қоршаған ортаға бейімделуі
- ауа тақырыбы бойынша терминдер
- жер-ауа мекендеу ортасы туралы есеп
- жыртқыш құстардың қоршаған ортаға бейімделуі
Эволюция барысында жер-ауа мекендеу ортасы суға қарағанда әлдеқайда кейінірек зерттелді. Оның айрықша ерекшелігі - бұл газ тәрізді, сондықтан композицияда айтарлықтай оттегі мөлшері, сондай-ақ төмен қысым, ылғалдылық және тығыздық басым.
Осындай эволюциялық процестің ұзақ кезеңінде флора мен фауна белгілі бір мінез-құлық пен физиологияны, анатомиялық және басқа да бейімделуді қалыптастыру қажеттілігін тудырды, олар қоршаған дүниенің өзгерістеріне бейімделе алды.
Сипаттама
Қоршаған орта мыналармен сипатталады:
- Ауадағы температура мен ылғалдылық деңгейінің тұрақты өзгеруі;
- Тәулік пен жыл мезгілдерінің өтуі;
- Жарықтың жоғары қарқындылығы;
- Территориялық орналасу факторларының тәуелділігі.
Ерекшеліктер
Қоршаған ортаның ерекшелігі – өсімдіктер топырақта тамыр жайып, ал жануарлар ауа мен топырақтың кеңдігінде қозғала алады. Барлық өсімдіктерде стоматальды аппарат бар, оның көмегімен жер бетіндегі ағзалар оттегін ауадан тікелей қабылдай алады. Ауаның төмен ылғалдылығы және ондағы оттегінің басым болуы жануарларда тыныс алу мүшелерінің - трахея мен өкпенің пайда болуына әкелді. Жақсы дамыған қаңқа құрылымы жер бетінде тәуелсіз қозғалысқа мүмкіндік береді және қоршаған ортаның төмен тығыздығын ескере отырып, дене мен мүшелер үшін күшті тірек қызметін атқарады.
Жануарлар
Жануар түрлерінің негізгі бөлігі жер-ауа ортасында тіршілік етеді: құстар, жануарлар, бауырымен жорғалаушылар және жәндіктер.
Бейімделу және фитнес (мысалдар)
Тірі организмдер қоршаған дүниенің жағымсыз факторларына белгілі бір бейімделулерді дамытқан: температура мен климаттың өзгеруіне, дененің ерекше құрылымына, терморегуляцияға, сонымен қатар тіршілік циклдерінің өзгеруі мен динамикасына бейімделу. Мысалы, кейбір өсімдіктер суық және құрғақшылық кезеңдерінде қалыпты күйін сақтау үшін қашу мен тамыр жүйесін өзгертеді. Тамыр көкөністер – қызылша мен сәбіз, гүл жапырақтары – алоэ, қызғалдақ және пияз пияздары қоректік заттар мен ылғалды сақтайды.
Жазда және қыста дене температурасын өзгеріссіз ұстау үшін жануарлар сыртқы әлеммен жылу алмасудың және терморегуляцияның арнайы жүйесін жасады. Өсімдіктер көбею үшін жел арқылы тасымалданатын тозаңдар мен тұқымдарды дамытты. Мұндай өсімдіктер тозаңның қасиеттерін жақсартудың бірегей мүмкіндіктеріне ие, нәтижесінде тиімді тозаңданады. Жануарлар азық-түлік алу үшін мақсатты ұтқырлыққа ие болды. Жермен абсолютті механикалық, функционалдық және ресурстық байланыс қалыптасты.
- Қоршаған ортаның тұрғындары үшін шектеуші фактор су көздерінің жетіспеушілігі болып табылады.
- Тірі организмдер ауадағы тығыздықтың төмен болуына байланысты дене пішінін өзгерте алады. Мысалы, қаңқа бөліктерінің қалыптасуы жануарлар үшін маңызды, құстар тегіс қанат пішінін және дене құрылымын қажет етеді.
- Өсімдіктер икемді дәнекер тіндерді қажет етеді, сондай-ақ тән тәж пішіні мен гүлдердің болуы.
- Құстар мен сүтқоректілердің жылы қанды қызметке ие болуы ауаның жылу өткізгіштік, жылу сыйымдылық қасиеттерінің болуына байланысты.
қорытындылар
Жер-ауа мекендеу ортасы қоршаған орта факторлары тұрғысынан ерекше. Онда жануарлар мен өсімдіктердің болуы көптеген бейімделулердің пайда болуына және қалыптасуына байланысты мүмкін. Барлық тұрғындарды бекіту және тұрақты қолдау үшін жер бетінен бөлуге болмайды. Осыған байланысты топырақты су және құрлық ортасынан бөліп қарауға болмайды, ол жануарлар мен өсімдіктер әлемінің эволюциясында үлкен рөл атқарады.
Көптеген адамдар үшін бұл су көздерінен организмдер жердегі өмір сүру жағдайларына көшетін және сол арқылы жерді жаулап алатын көпір болды. Өсімдіктер мен фаунаның бүкіл планетада таралуы тіршілік ету салтына байланысты топырақ пен жер бедерінің құрамына байланысты.
Соңғы кездері адам әрекетіне байланысты жер-ауа ортасы өзгеруде. Адамдар табиғи ландшафттарды, су қоймаларының санын және көлемін жасанды түрде өзгертеді. Мұндай жағдайда көптеген организмдер жаңа өмір сүру жағдайларына тез бейімделе алмайды. Осыны есте ұстаған жөн және жануарлар мен өсімдіктердің жер-ауа мекендеу ортасына адамдардың теріс араласуын тоқтату керек!
Жүктелуде...
