Ал оның тіршілігіне, өсуіне, дамуына, көбеюіне тікелей немесе жанама әсер етеді.
Әрбір организм белгілі бір ортада өмір сүреді. Қоршаған ортаның элементтері немесе қасиеттері экологиялық факторлар деп аталады. Біздің планетада төрт тіршілік ортасы бар: жер-ауа, су, топырақ және басқа организм. Тірі организмдер белгілі бір тіршілік жағдайында және белгілі бір ортада тіршілік етуге бейімделген.
Кейбір организмдер құрлықта, басқалары топырақта, үшіншілері суда тіршілік етеді. Кейбіреулері басқа организмдердің денелерін тұрғылықты жері ретінде таңдады. Сонымен төрт тіршілік ортасы бар: жер-ауа, су, топырақ, басқа организм (3-сурет). Тіршілік орталарының әрқайсысы ондағы тіршілік ететін организмдер бейімделген белгілі бір қасиеттермен сипатталады.
Жер-ауа ортасы
Жер-ауа ортасы ауаның төмен тығыздығымен, жарықтың көптігімен, температураның тез өзгеруімен және ауыспалы ылғалдылығымен сипатталады. Сондықтан жер-ауа ортасын мекендейтін организмдердің тірек құрылымдары – жануарларда сыртқы немесе ішкі қаңқасы, өсімдіктерде ерекше құрылымдары жақсы дамыған.
Көптеген жануарлардың жерде қозғалу мүшелері бар - аяқ-қолдары немесе ұшуға арналған қанаттары. Дамыған көру мүшелерінің арқасында олар жақсы көреді. Жер бетіндегі организмдерде температура мен ылғалдылықтың ауытқуынан қорғайтын бейімделулері болады (мысалы, арнайы дене жамылғылары, ұялар, шұңқырлар). Өсімдіктердің тамыры, сабағы және жапырақтары жақсы дамыған.
Су ортасы
Су ортасы ауамен салыстырғанда жоғары тығыздықпен сипатталады, сондықтан судың қалқымалы күші бар. Көптеген организмдер су бағанында «қалықтайды» - ұсақ жануарлар, бактериялар, протистер. Басқалары белсенді түрде қозғалады. Бұл үшін олардың қанаттары немесе жүзбе жүзгіштер (балықтар, киттер, итбалықтар) түріндегі қозғалыс мүшелері болады. Белсенді жүзушілердің дене пішіні икемді болады.
Көптеген су организмдері (жағалаудағы өсімдіктер, балдырлар, маржан полиптері) бекітілген өмір салтын жүргізеді, басқалары отырықшы (кейбір моллюскалар, теңіз жұлдыздары).
Су жылуды жинайды және сақтайды, сондықтан суда құрлықтағыдай температураның күрт ауытқуы болмайды. Су объектілеріндегі жарық мөлшері тереңдікке байланысты өзгереді. Сондықтан автотрофтар су қоймасының жарық түсетін бөлігін ғана мекендейді. Гетеротрофты организмдер бүкіл су бағанасын басып алды.
Топырақ ортасы
Топырақ ортасында жарық жоқ, температураның күрт өзгеруі байқалмайды және тығыздығы жоғары. Топырақта бактериялар, протистілер, саңырауқұлақтар, кейбір жануарлар (жәндіктер және олардың дернәсілдері, құрттар, меңдер, шұңқырлар) мекендейді. Топырақ жануарларының денесі жинақы болады. Олардың кейбіреулерінің аяқ-қолдары қазылған, көру органдары (мең) жетіспейді немесе дамымаған.
Организмге қажетті, онсыз өмір сүре алмайтын орта элементтерінің жиынтығы тіршілік ету жағдайлары немесе тіршілік жағдайлары деп аталады.
Бұл бетте тақырыптар бойынша материал:
тіршілік ету ортасы құрлық ауасы сулы топырақ немесе т.б
тіршілік ету ортасы ретінде организм мысалдары
ортамызда тіршілік ететін ағзалардың мысалдары
су ортасына қандай қасиеттер тән
басқа организмдердің денесінде тіршілік ететін организмдер
Осы мақалаға арналған сұрақтар:
Тіршілік ортасы мен тіршілік ету жағдайлары дегеніміз не?
Экологиялық факторлар қалай аталады?
Экологиялық факторлардың қандай топтары бөлінеді?
Жер-ауа ортасына қандай қасиеттер тән?
Неліктен тіршіліктің жер-ауа ортасы судан немесе топырақтан күрделірек деп есептеледі?
Басқа организмдердің ішінде тіршілік ететін ағзалардың ерекшеліктері қандай?
-
Жер-ауа ортасының ерекшелігі мұнда тіршілік ететін организмдер қоршалған әуе арқылы- төмен ылғалдылықпен, тығыздықпен, қысыммен және жоғары оттегімен сипатталатын газды орта.
Жануарлардың көпшілігі қатты субстратта - топырақта қозғалады, ал өсімдіктер онда тамыр алады.
Жер-ауа ортасының тұрғындары бейімделулерді дамытқан:
1) атмосфералық оттегінің ассимиляциясын қамтамасыз ететін мүшелер (өсімдіктердегі стоматалар, жануарларда өкпе және трахея);
2) денені ауада ұстап тұратын қаңқа түзілістерінің күшті дамуы (өсімдіктердегі механикалық ұлпалар, жануарларда қаңқалар);
3) қолайсыз факторлардан (өмірлік циклдердің жиілігі мен ырғағы, терморегуляция механизмдері және т.б.) қорғауға арналған күрделі құрылғылар;
4) топырақпен тығыз байланыс орнатылған (өсімдіктерде тамыр және жануарларда мүше);
5) жануарлардың қорек іздеудегі үлкен қозғалғыштығымен сипатталады;
6) ұшатын жануарлар (жәндіктер, құстар) және желмен тасымалданатын тұқымдар, жемістер, тозаңдар болды.
Жер-ауа ортасының экологиялық факторлары макроклиматпен (экоклиматта) реттеледі. Экологиялық климат (макроклимат)- жер үсті ауа қабатының белгілі бір қасиеттерімен сипатталатын үлкен аумақтардың климаты. Микроклимат- жеке мекендеу орындарының климаты (ағаш діңі, мал қорасы және т.б.).
41. Жер-ауа ортасының экологиялық факторлары.
1) Ауа:
Тұрақты құрамымен сипатталады (21% оттегі, 78% азот, 0,03% CO 2 және инертті газдар). Бұл маңызды экологиялық фактор, өйткені Көптеген организмдердің өмір сүруі атмосфералық оттегісіз мүмкін емес, СО2 фотосинтез үшін пайдаланылады.
Ағзалардың жер-ауа ортасындағы қозғалысы негізінен көлденеңінен жүзеге асады, тек кейбір жәндіктер, құстар мен сүтқоректілер тігінен қозғалады.
Тірі ағзалардың тіршілік әрекеті үшін ауаның маңызы зор жел- Күннің атмосфераның біркелкі қызуынан ауа массаларының қозғалысы. Желдің әсері:
1) ауаны құрғатады, өсімдіктер мен жануарлардың су алмасу қарқындылығының төмендеуіне себеп болады;
2) өсімдіктердің тозаңдануына қатысады, тозаңды тасымалдайды;
3) ұшатын жануарлар түрлерінің әртүрлілігін азайтады (қатты жел ұшуға кедергі жасайды);
4) жабынның құрылымында өзгерістер туғызады (өсімдіктер мен жануарларды гипотермиядан және ылғалды жоғалтудан сақтайтын тығыз жабындар түзіледі);
5) жануарлар мен өсімдіктерді қоныстандыруға қатысады (жемістерді, тұқымдарды, ұсақ жануарларды тасымалдайды).
2) жауын-шашын:
Маңызды экологиялық фактор, өйткені Қоршаған ортаның су режимі жауын-шашынның болуына байланысты:
1) жауын-шашын ауаның ылғалдылығын және топырақты өзгертеді;
2) өсімдіктер мен жануарларды суда қоректендіру үшін қолда бар сумен қамтамасыз ету.
а) жаңбыр:
Ең маңыздысы жоғалту уақыты, жоғалу жиілігі, ұзақтығы.
Мысал: күн суыған кезде жауын-шашынның көп болуы өсімдіктерді қажетті ылғалмен қамтамасыз етпейді.
Жаңбырдың табиғаты бойынша:
- дауыл- қолайсыз, өйткені өсімдіктер суды сіңіріп үлгермейді, топырақтың, өсімдіктердің, ұсақ жануарлардың жоғарғы құнарлы қабатын шайып кететін ағындар да пайда болады.
- жаңбыр- қолайлы, өйткені топырақтың ылғалдылығын, өсімдіктер мен жануарлардың қоректенуін қамтамасыз етеді.
- ұзаққа созылды- қолайсыз, өйткені су тасқынын, су тасқынын және су тасқынын тудырады.
б) қар:
Қыста ағзаларға жақсы әсер етеді, себебі:
а) топыраққа қолайлы температуралық режим жасайды, организмдерді гипотермиядан сақтайды.
Мысалы: -15 0 С ауа температурасы кезінде 20 см қар қабатының астындағы топырақ температурасы +0,2 0 С төмен емес.
б) қыста организмдердің тіршілік әрекеті үшін орта жасайды (кеміргіштер, тауық құстар және т.б.)
ГаджеттерҚысқы жағдайларға арналған жануарлар:
а) қарда жүруге арналған аяқтың тірек беті ұлғаяды;
б) тасымалдау және күту күйі (тоқтатылған анимация);
в) белгілі бір азықтарды жеуге көшу;
г) қабықтың өзгеруі және т.б.
Қардың теріс әсері:
а) қардың көп болуы өсімдіктердің механикалық зақымдалуына, өсімдіктердің ылғалдануына және көктемде қардың еруі кезінде сулануына әкеледі.
б) мұз қыртысының және мұздың пайда болуы (қар астында жануарлар мен өсімдіктердің газ алмасуын тежейді, азық-түлік алуда қиындықтар тудырады).
42 Топырақ ылғалдылығы.
Бастапқы өндірушілерді сумен қамтамасыз етудің негізгі факторы – жасыл өсімдіктер.
Топырақ суларының түрлері:
1) Гравитациялық су - топырақ бөлшектерінің арасында кең саңылауларды алып, ауырлық күшінің әсерінен тереңірек қабаттарға түседі. Өсімдіктер оны тамыр жүйесінің аймағында болған кезде оңай ассимиляциялайды. Топырақтағы қор жауын-шашынмен толығады.
2) Капиллярлық су - топырақ бөлшектері (капиллярлар) арасындағы ең кіші кеңістіктерді толтырады. Төмен қозғалмайды, тартқышпен ұсталады. Топырақ бетінен булану әсерінен жоғары қарай су ағынын түзеді. Өсімдіктер жақсы сіңіреді.
1) және 2) өсімдіктерге қолжетімді су.
3) Химиялық байланысқан су - кристалдану суы (гипс, саз және т.б.). Өсімдіктер үшін қол жетімді емес.
4) Физикалық байланысқан су - өсімдіктерге де қол жетімсіз.
а) фильм(бос байлаулы) – бір-біріне дәйекті түрде киінген диполь қатарлары. Олар топырақ бөлшектерінің бетінде 1-10 атм күшпен ұсталады.
б) гигроскопиялық(тығыз байланған) – топырақ бөлшектерін жұқа қабықпен қаптайды және 10 000-нан 20 000 атмға дейінгі күшпен ұсталады.
Топырақта тек қол жетпейтін су болса, өсімдік қурап, өледі.
Құм үшін KZ = 0,9%, саз үшін = 16,3%.
Судың жалпы мөлшері – KZ = зауытты сумен қамтамасыз ету дәрежесі.
43. Жер-ауа ортасын географиялық аудандастыру.
Жер-ауа ортасы тік және көлденең аудандастырумен сипатталады. Әрбір аймақ белгілі бір экологиялық климатпен, жануарлар мен өсімдіктердің құрамымен және территориясымен сипатталады.
Климаттық белдеулер → климаттық субзоналар → климаттық провинциялар.
Вальтер классификациясы:
1) Экваторлық белдеу - 10 0 солтүстік ендік пен 10 0 оңтүстік ендік арасында орналасқан. Күннің шарықтау шегіне сәйкес келетін 2 жаңбырлы маусымы бар. Жылдық жауын-шашын мен ылғалдылық жоғары, температураның ай сайынғы ауытқуы шамалы.
2) Тропикалық аймақ - экватордың солтүстігі мен оңтүстігінде 30 0 солтүстік және оңтүстік ендікке дейін орналасқан. Жазғы жаңбырлы кезең және қысқы құрғақшылық тән. Экватордан қашықтаған сайын жауын-шашын мөлшері мен ылғалдылық азаяды.
3) Құрғақ субтропиктердің зонасы - 35 0 ендікке дейін орналасқан. Жауын-шашын мөлшері мен ылғалдылық шамалы, температураның жылдық және тәуліктік ауытқуы өте маңызды. Аяздар сирек кездеседі.
4) Өтпелі аймақ - қысқы жаңбырлы маусымдар, ыстық жаз тән. Аяздар жиі кездеседі. Жерорта теңізі, Калифорния, Австралияның оңтүстігі мен оңтүстік-батысы, Оңтүстік Американың оңтүстік-батысы.
5) Қоңыржай белдеу - мұхиттан қашықтаған сайын мөлшері азая беретін циклондық жауын-шашынмен ерекшеленеді. Жылдық температура ауытқуы күрт, жазы ыстық, қысы аязды. Ішкі аймақтарға бөлінеді:
а) жылы қоңыржай климаттың субзонасы- іс жүзінде қыс мезгілі жоқ, барлық маусымдар азды-көпті ылғалды. Оңтүстік Африка.
б) қалыпты қоңыржай климаттың субзонасы- қысы салқын, жазы салқын. Орталық Еуропа.
v) континенттік типтегі құрғақ қоңыржай климаттың субзонасы- күрт температуралық контрасттармен, жауын-шашынның аз мөлшерімен, ауаның шамалы ылғалдылығымен сипатталады. Орталық Азия.
G) бореалдық немесе салқын қоңыржай климаттың субзонасы- жазы салқын және ылғалды, қыс жарты жылға созылады. Солтүстік Америка мен Солтүстік Еуразияның солтүстігі.
6) Арктикалық (антарктикалық) аймақ - қар түріндегі жауын-шашынның аз болуымен сипатталады. Жаз (полярлық күн) қысқа және суық. Бұл аймақ өсімдіктердің болуы мүмкін емес полярлық аймаққа өтеді.
Беларусь қосымша ылғалдылығы бар қалыпты континенттік климатпен сипатталады. Беларусь климатының жағымсыз жақтары:
Көктемде және күзде ауа райының тұрақсыздығы;
Көктем жұмсақ, ұзақ ериді;
Жаңбырлы жаз;
Көктемнің соңы және ерте күздің аяздары.
Осыған қарамастан Белоруссияда өсімдіктердің 10 000-ға жуық түрі өседі, омыртқалылардың 430 түрі және омыртқасыздардың 20 000-ға жуық түрі өмір сүреді.
Тік аудандастыру- ойпаттар мен тау іргелерінен тау шыңдарына дейін. Ол кейбір ауытқулары бар көлденеңге ұқсас.
44. Топырақ тіршілік ортасы ретінде. Жалпы сипаттамасы.
Тіршіліктің жер-ауа ортасы қоршаған орта жағдайлары тұрғысынан ең қиын болып табылады. Эволюция барысында ол судағыдан әлдеқайда кейінірек игерілді. Құрлықтағы тіршілік мұндай 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 әлдеқайда аз. Қазіргі киттің мөлшері мен массасындағы жануарлар құрлықта өмір сүре алмады, өйткені олар өз салмағымен жаншылады.
Төмен ауа тығыздығы қозғалысқа төзімділіктің төмен болуына әкеледі. Сондықтан көптеген жануарлар ұшу қабілетіне ие болды: құстар, жәндіктер, кейбір сүтқоректілер және бауырымен жорғалаушылар.
Ауаның қозғалғыштығына байланысты организмдердің кейбір түрлерінің, сондай-ақ өсімдіктердің тозаңдарының, спораларының, жемістері мен тұқымдарының пассивті ұшуы мүмкін. Ауа ағындары арқылы қоныс аудару деп аталады анемохория... Ауа ағындарымен пассивті тасымалданатын организмдер деп аталады әуе планктондары арқылы... Олар өте кішкентай дене өлшемдерімен, өсінділердің болуымен және күшті бөлінуімен, өрмектерді қолданумен және т.б. Анемохоралы өсімдіктердің тұқымдары мен жемістері де өте ұсақ ( орхидеялардың тұқымдары , отты шөптер және т.б.) немесе әр түрлі птеригоидты (үйеңкі, күлді) және парашюттік ( одуванчика , одуванчик ) қосымшалары.
Көптеген өсімдіктерде тозаңды тасымалдау жел арқылы жүзеге асады, мысалы, гимноспермдерде, бук, қайың, қарағаш, жарма және т.б.Өсімдіктерді желдің көмегімен тозаңдандыру әдісі деп аталады. анемофилия... Желмен тозаңданатын өсімдіктер тиімді тозаңдануды қамтамасыз ету үшін көптеген бейімделулерге ие.
Үлкен күшпен соққан желдер (дауылдар, дауылдар) ағаштарды сындырады, көбінесе оларды тамырымен бұрады. Үнемі бір бағытта соққан желдер ағаштардың өсуінің әртүрлі деформациясын тудырады, жалау тәрізді тәждердің пайда болуына әкеледі.
Қатты жел үнемі соғатын жерлерде, әдетте, ұсақ ұшатын жануарлардың түрлік құрамы нашар, өйткені олар күшті ауа ағындарына қарсы тұра алмайды. Сонымен, үнемі қатты жел соғатын мұхит аралдарында ұшу қабілетін жоғалтқан құстар мен жәндіктер басым. Жел организмдердің ылғал мен жылуды жоғалтуын күшейтеді, оның әсерінен организмдердің кебуі және салқындауы тезірек жүреді.
Төмен ауа тығыздығы құрлықта салыстырмалы түрде төмен қысымды тудырады (760 мм Hg). Биіктіктің жоғарылауымен қысым азаяды, бұл тауларда түрлердің таралуын шектей алады. Қысымның төмендеуі оттегінің азаюына және тыныс алу жиілігінің жоғарылауына байланысты жануарлардың сусыздануына әкеледі. Сондықтан омыртқалы жануарлар мен жоғары сатыдағы өсімдіктердің көпшілігі үшін тіршіліктің жоғарғы шегі шамамен 6000 м.
Ауаның газдық құрамыатмосфераның беткі қабатында біршама біркелкі. 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 өсімдіктердің әртүрлі хош иісті шығарындылары және әртүрлі қоспалар: күкірт диоксиді, көміртегі оксидтері, азот, физикалық қоспалар бар. Атмосферадағы оттегінің жоғары мөлшері жердегі организмдердегі зат алмасудың жоғарылауына және жылы қанды (гомеотермиялық) жануарлардың пайда болуына ықпал етті. Оттегінің жетіспеушілігі шіріген өсімдік қалдықтарының, астық қорларының жинақталуында болуы мүмкін, ал оттегінің жетіспеушілігі батпақты немесе тым тығыздалған топырақтағы өсімдіктердің тамыр жүйесінде болуы мүмкін.
Көмірқышқыл газының мөлшері жер үсті ауа қабатының белгілі бір аймақтарында айтарлықтай маңызды шектерде өзгеруі мүмкін. Ірі қалаларда жел болмаған жағдайда оның концентрациясы он есе артуы мүмкін. Организмдердің фотосинтез және тыныс алу қарқындылығының өзгеруіне байланысты ауаның беткі қабатындағы көмірқышқыл газының тәуліктік және маусымдық өзгерістері табиғи. Жоғары концентрацияда көмірқышқыл газы улы, ал оның төмен концентрациясы фотосинтез жылдамдығын төмендетеді.
Құрлық ортасының организмдерінің көпшілігі үшін ауа азоты инертті газ болып табылады, бірақ көптеген прокариоттық организмдер (түйін бактериялары, азотобактер, клостридиялар, цианобактериялар және т.б.) оны байланыстырып, биологиялық айналымға тарту қабілетіне ие.
Негізінен адам әрекетінің нәтижесінде ауаға шығарылатын көптеген қоспалар организмдерге айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Мысалы, күкірт оксиді өте төмен концентрацияда да өсімдіктерге улы болып, хлорофиллдің бұзылуына әкеледі, хлоропласттардың құрылымын бұзады, фотосинтез және тыныс алу процестерін тежейді. Өсімдіктердің улы газдармен зақымдануы бірдей емес 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 жапырақты үйеңкі, туя, қызыл бұлақ және басқалары.
Жарық режимі.Жер бетіне түсетін күн радиациясы планетаның жылулық тепе-теңдігін сақтауға, организмдердің су алмасуына, өсімдіктердің органикалық заттарын құруына арналған энергияның негізгі көзі болып табылады, бұл сайып келгенде, адамдардың өмірлік қажеттіліктерін қанағаттандыруға қабілетті ортаны қалыптастыруға мүмкіндік береді. организмдер. Жер бетіне түсетін күн радиациясының құрамына толқын ұзындығы 290-380 нм ультракүлгін сәулелер, көрінетін сәулелер 380-750 нм және толқын ұзындығы 750-4000 нм инфрақызыл сәулелер жатады. Ультракүлгін сәулелер жоғары реактивті және жоғары дозада организмдер үшін зиянды. 300-380 нм диапазонында орташа дозада олар жасушаның бөлінуін және өсуін ынталандырады, витаминдердің, антибиотиктердің, пигменттердің синтезіне ықпал етеді (мысалы, адамдарда - күйдіргіш, балықтар мен қосмекенділерде - қара уылдырық), өсімдіктердің өсімдіктерге төзімділігін арттырады. аурулар. Инфрақызыл сәулелер термиялық әсерге ие. Фотосинтетикалық бактериялар (жасыл, күлгін) 800-1100 нм диапазондағы инфрақызыл сәулелерді жұтуға қабілетті және олардың есебінен ғана өмір сүреді. Күн радиациясының шамамен 50%-ы автотрофты және гетеротрофты организмдер тіршілігінде әртүрлі экологиялық мәнге ие көрінетін жарықтан түседі. Жасыл өсімдіктерге жарық фотосинтез процесі, хлорофиллдің түзілуі, хлоропластар құрылымының қалыптасуы үшін қажет. Ол газ алмасу мен транспирацияға, мүшелер мен ұлпалардың құрылысына, өсімдіктердің өсуі мен дамуына әсер етеді.
Жануарлар үшін көрінетін жарық қоршаған ортаны бағдарлау үшін өте маңызды. Кейбір жануарларда визуалды қабылдау спектрдің ультракүлгін және инфрақызылға жақын бөліктеріне таралады.
Кез келген тіршілік ету ортасының жарық режимі тікелей және шашыраңқы жарықтың қарқындылығымен, оның мөлшерімен, спектрлік құрамымен, сондай-ақ жарық түсетін беттің шағылыстыру қабілетімен анықталады. Жарық режимінің бұл элементтері өте құбылмалы және ауданның географиялық ендіктеріне, күннің көкжиектен биіктігіне, тәулік ұзақтығына, атмосфераның күйіне, жер бетінің табиғатына, рельефіне, уақытқа байланысты. күні мен жыл мезгілі. Осыған байланысты жердегі организмдерде ұзақ эволюциялық процесс кезінде тіршілік ету ортасының жарық режиміне әртүрлі бейімделулер пайда болды.
Өсімдіктердің бейімделуі.Жарықтандыру жағдайларына қатысты өсімдіктердің үш негізгі экологиялық тобы бар: жарық сүйгіштер (гелиофиттер); көлеңке сүйгіш (сциофиттер); көлеңкеге төзімді.
Гелиофиттер- жарықтандырылған ашық мекендеу орындарының өсімдіктері. Олар көлеңкеге жол бермейді. Оларға мысал ретінде қауымдастықтың жоғарғы қабатының далалық және шалғынды өсімдіктерін, шөлдердің түрлері, альпі шалғындары және т.б.
Сциофиттер- тікелей күн сәулесінде 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, бірақ олар көлеңкеге жақсы шыдайды, басқа өсімдіктер өзгеретін жарық жағдайларына оңай бейімделеді.
Өсімдіктердің әрбір қарастырылатын тобы жарық режимінің жағдайларына белгілі бір анатомиялық, морфологиялық, физиологиялық және маусымдық бейімделулерімен сипатталады.
Жарық сүйгіш және көлеңке сүйгіш өсімдіктердің сыртқы келбетіндегі ең айқын айырмашылықтардың бірі - жапырақтардың біркелкі еместігі. Гелиофиттерде олар әдетте кішкентай немесе кесілген жапырақ тақтасы бар. Бұл әсіресе әртүрлі жарықтандыру жағдайында өсетін туыстас түрлерді салыстыру кезінде айқын көрінеді (далалық күлгін және орман шегіргүлі, шалғында өсетін жайма қоңырау, орман қоңырауы және т.б.). Өсімдіктердің бүкіл көлеміне қатысты жапырақ мөлшерінің ұлғаю тенденциясы шыршалы орманның шөптесін өсімдіктерінде анық көрінеді: оксалис, қос жапырақты шахта, қарға көзі және т.б.
Жарық сүйгіш өсімдіктерде күн радиациясының түсуін азайту үшін жапырақтарды тігінен немесе көлденең жазықтыққа өткір бұрышпен орналастырады. Көлеңке сүйгіш өсімдіктерде жапырақтары негізінен көлденеңінен орналасады, бұл оларға түсетін жарықтың максималды мөлшерін алуға мүмкіндік береді. Көптеген гелиофиттердің жапырақ беті жылтыр, сәулелерді шағылыстыруға қолайлы, балауыз жабындымен жабылған, қалың кутикула немесе тығыз пубеценция.
Көлеңке және жарық сүйгіш өсімдіктердің жапырақтары да анатомиялық құрылымы бойынша ерекшеленеді. Ашық жапырақтардың механикалық ұлпалары көбірек, жапырақ тақтасы көлеңке жапырақтарға қарағанда қалыңырақ. Мезофилл жасушалары ұсақ, тығыз орналасқан, хлоропласттары ұсақ және жеңіл, төсек орнын алады. Жапырақ мезофилі бағаналы және губка тәрізді ұлпаларға бөлінеді.
Сциофиттерде 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 қашуында жиі қысқарған аралық түйіндер, күшті тармақталған, жиі розетка бар.
Өсімдіктердің жарыққа физиологиялық бейімделуі өсу процестерінің, фотосинтездің, тыныс алудың, транспирацияның қарқындылығының және пигменттердің құрамы мен мөлшерінің өзгеруінен көрінеді. Жарық сүйгіш өсімдіктерде жарық жетіспеген кезде сабақтарының созылуы байқалатыны белгілі. Көлеңке сүйгіш өсімдіктердің жапырақтарында жарық сүйгіштерге қарағанда хлорофилл көп, сондықтан олар қаныққан қою жасыл түске ие. Гелиофиттерде фотосинтездің қарқындылығы жоғары жарықтандыру кезінде (500–1000 люкс және одан да көп диапазонда), ал сциофиттерде – жарықтың аз мөлшерінде (50–200 люкс) максимум болады.
Өсімдіктердің жарықтың жетіспеушілігіне физиологиялық бейімделу формаларының бірі – кейбір түрлердің гетеротрофты қоректенуге көшуі. Мұндай өсімдіктердің мысалы ретінде көлеңкелі шыршалы ормандардың түрлері - сусымалы құдайера, нағыз ұя салу, кәдімгі шыршалар. Олар өлі органикалық қалдықтармен өмір сүреді, яғни. сапрофиттер болып табылады.
Өсімдіктердің жарық жағдайларына маусымдық бейімделуі жарық режимі кезеңді түрде өзгеретін мекендейтін жерлерде көрінеді. Бұл жағдайда әртүрлі маусымдардағы өсімдіктер өздерін жарық сүйгіш немесе көлеңкеге төзімді ретінде көрсете алады. Мысалы, көктемде жапырақты ормандарда кәдімгі ағынды өркендердің жапырақтары жеңіл құрылымға ие және фотосинтездің жоғары қарқындылығымен ерекшеленеді. Ағаштар мен бұталардың жапырақтарынан кейін дамитын жазғы ағынды қашу жапырақтары әдеттегі көлеңке құрылымына ие. Өсімдіктердегі жарық режиміне қатынас онтогенез кезінде және қоршаған орта факторларының кешенді әсерінің нәтижесінде өзгеруі мүмкін. Көптеген шабындық және орман түрлерінің өскіндері мен жас өсімдіктері ересектерге қарағанда көлеңкеге төзімді. Жарық жағдайына қойылатын талаптар кейде өсімдіктерде әртүрлі климаттық және эдафикалық жағдайларда болған кезде өзгереді. Мысалы, орман тайгасының түрлері – көкжидек, қос жапырақты кеніш – орманды-тундрада және ашық жерлерде тундрада 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 реакцияның түрі бойынша өсімдіктердің келесі негізгі топтары бөлінеді:
1. Қысқа күндік өсімдіктер, гүлденуге өту үшін күніне 12 сағаттан аз жарық қажет. Бұлар, әдетте, оңтүстік аймақтардан келеді (хризантемалар, далиялар, астралар, темекі және т.б.).
2. Ұзақ күн өсімдіктері- гүлдену үшін оларға күн ұзақтығы 12 немесе одан да көп сағат қажет (зығыр, сұлы, картоп, редис).
3. Күндізгі бейтарапөсімдіктер. Олар үшін күннің ұзақтығы бей-жай, гүлдену оның кез келген ұзындығында (одуванчик, қызанақ, қыша және т.б.) орын алады.
Тәуліктің ұзақтығы өсімдіктің генеративті фазалардың өтуіне ғана емес, сонымен қатар олардың өнімділігіне, жұқпалы ауруларға төзімділігіне әсер етеді. Өсімдіктердің географиялық таралуы мен олардың маусымдық дамуын реттеуде де маңызды рөл атқарады. Солтүстік ендіктерде таралған түрлер негізінен ұзақ күндік, ал тропиктер мен субтропиктерде олар негізінен қысқа күндік немесе бейтарап. Дегенмен, бұл үлгі абсолютті емес. Сонымен, тропиктік және субтропиктік белдеулердің тауларында ұзақ күндік түрлер кездеседі. Оңтүстік аймақтардан шыққан бидайдың, зығырдың, арпаның және басқа да мәдени өсімдіктердің көптеген сорттары ұзақ күндік IDF-ке ие. Зерттеулер көрсеткендей, температура төмендеген кезде, ұзақ күндік өсімдіктер қысқа күн жағдайында гүлдей алады.
Жануарлар өміріндегі нұр.Жарық жануарларға ғарышта бағдарлану үшін қажет, ол метаболикалық процестерге, мінез-құлыққа және өмірлік циклге де әсер етеді. Қоршаған ортаны көрнекі түрде қабылдаудың толықтығы эволюциялық даму деңгейіне байланысты. Көптеген омыртқасыздарда пигментпен қоршалған жарыққа сезімтал жасушалар ғана болады, ал біржасушалыларда цитоплазманың жарыққа сезімтал аймағы болады. Ең мінсіз - омыртқалылардың, цефалоподтардың және жәндіктердің көздері. Олар заттардың пішіні мен өлшемін, түсін қабылдауға, қашықтықты анықтауға мүмкіндік береді. Көлемді көру адамға, приматтарға және кейбір құстарға (қырандар, сұңқарлар, үкілер) тән. Көру қабілетінің дамуы және оның ерекшеліктері нақты түрлердің экологиялық жағдайлары мен өмір сүру салтына да байланысты. Үңгірлерде тұратын адамдарда көздер толық немесе ішінара қысқартылуы мүмкін, мысалы, соқыр қоңыздарда, жер қоңыздарында, протеилерде және т.б.
Жануарлардың әртүрлі түрлері белгілі бір спектрлік құрамның, ұзақтығы мен күшінің жарықтандыруына төтеп бере алады. Жарық сүйгіш пен көлеңке сүйгіштерді ажырату, euryphotжәне стенофоттүрлері. Түнгі және крепускулярлы сүтқоректілер (тышқандар, тышқандар, т.б.) күн сәулесінің тікелей түсуіне небәрі 5–30 минут, ал күндізгі сүтқоректілер бірнеше сағат шыдайды. Алайда, жарқыраған күн сәулесінде кесірткелердің шөлді түрлері де ұзақ уақыт бойы радиацияға төтеп бере алмайды, өйткені 5-10 минуттан кейін олардың дене температурасы + 50-56 ° C 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 бару, көлеңкеде тығылу және т.б. арқылы шамадан тыс сәулеленуден аулақ болады.
Жарық режимінің күнделікті және маусымдық өзгерістері тек белсенділіктің өзгеруін ғана емес, сонымен қатар көбею, миграция, түлеу кезеңдерін де анықтайды. Түнгі жәндіктердің пайда болуы және күндізгі жәндіктердің таңертең немесе кешке жоғалуы әрбір түр үшін белгілі бір жарықтандыру жарықтығында болады. Мысалы, мәрмәр қоңызы күн батқаннан кейін 5-6 минуттан кейін пайда болады. Әнші құстардың ояну уақыты әр мезгілге қарай өзгеріп отырады. Жарықтандыруға байланысты құстардың аң аулайтын орындары өзгереді. Сонымен, тоқылдақ, сиськи, шыбын аулағыштар күндіз орманның тереңдігінде, ал таңертең және кешке ашық жерлерде аң аулайды. Жануарлар ұшу және миграция кезінде көру арқылы басшылыққа алынады. 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 жол көрсетуші ретінде пайдаланып, пара алу үшін қайда ұшатыны туралы ақпаратты басқаларға жеткізеді.
Жарық режимі кейбір жануарлардың географиялық таралуын шектейді. Сонымен, Арктика мен қоңыржай аймақта жаз айларында ұзақ күн құстар мен кейбір сүтқоректілерді тартады, өйткені бұл оларға қажетті азық-түлікті алуға мүмкіндік береді (сиськилер, жаңқалар, балауыздар және т.б.), ал күзде олар оңтүстікке қоныс аударады. Жарық режимі түнгі жануарлардың таралуына керісінше әсер етеді. Солтүстікте олар сирек кездеседі, ал оңтүстікте олар тіпті күндізгі түрлерден де басым.
Температуралық жағдайлар.Метаболизмді құрайтын барлық химиялық реакциялардың қарқындылығы температуралық жағдайларға байланысты. Демек, тіршілік ету шекарасы - бұл ақуыздардың қалыпты жұмыс істеуі мүмкін болатын температуралар, орта есеппен 0-ден + 50 ° C-қа дейін. Дегенмен, бұл шектер әр түрлі организмдер үшін бірдей емес. Арнайы ферменттік жүйелердің болуына байланысты кейбір организмдер осы шектен тыс температурада өмір сүруге бейімделді. Суық жағдайда тіршілік етуге бейімделген түрлер экологиялық топқа жатады криофильдер... Эволюция барысында олар жасушалық зат алмасуды төмен температурада сақтауға, сондай-ақ мұздатуға қарсы тұруға немесе оған төзімділікті арттыруға мүмкіндік беретін биохимиялық бейімделулерді дамытты. Ағзада мұз кристалдарының пайда болуына жол бермейтін арнайы заттардың - антифриздердің жасушаларда жиналуы мұздатуға қарсы тұруға көмектеседі. Мұндай бейімделулер Солтүстік Мұзды мұхит суларында жүзетін, дене температурасы –1,86°С болатын nottheniaceae, треска тұқымдасының кейбір арктикалық балықтарында табылған.
Жасушаның белсенділігі әлі де мүмкін болатын өте төмен температура микроорганизмдерде -10-12 ° C-қа дейін тіркеледі. Кейбір түрлердің мұздатуға төзімділігі олардың организмдерінде глицерин, люр, сорбит сияқты органикалық заттардың жиналуымен байланысты, олар жасушаішілік ерітінділердің кристалдануын болдырмайды, бұл оларға белсенді емес күйде (торпор, криптобиоз) сыни аязды кезеңдерінен аман өтуге мүмкіндік береді. ). Сонымен, бұл күйдегі кейбір жәндіктер қыста -47-50 ° C дейін төтеп бере алады. Криофильдерге көптеген бактериялар, қыналар, саңырауқұлақтар, мүктер, буынаяқтылар және т.б.
Тіршілік әрекетінің оңтайлылығы жоғары температура аймағымен шектелген түрлер экологиялық топқа жатады. термофилдер.
Бактериялар жоғары температураға ең төзімді, олардың көпшілігі + 60-75 ° C температурада өсіп, көбейе алады. Ыстық бұлақтарда тұратын кейбір бактериялар + 85-90 ° C температурада өседі, ал архей түрлерінің бірі + 110 ° C-тан жоғары температурада өсіп, бөлінетіні анықталды. Спора түзетін бактериялар белсенді емес күйде ондаған минут бойы + 200 ° C температураға төтеп бере алады. Саңырауқұлақтардың, қарапайымдылардың, өсімдіктер мен жануарлардың арасында да термофильді түрлері бар, бірақ олардың жоғары температураға төзімділік деңгейі бактерияларға қарағанда төмен. Далалар мен шөлдердің жоғары өсімдіктері қысқа мерзімді жылытуға + 50-60 ° C дейін шыдай алады, бірақ олардың фотосинтезі + 40 ° C-тан асатын температурада тежеледі. Дене температурасы + 42-43 ° C болған кезде жануарлардың көпшілігінде жылу өлімі орын алады.
Жер үсті ортасындағы температура режимі кең ауқымда өзгереді және көптеген факторларға байланысты: ауданның ендігі, теңіз деңгейінен биіктік, су объектілерінің жақындығы, жыл және тәулік мезгілі, атмосфераның күйі, өсімдік жамылғысы және т.б. . Ағзалардың эволюциясы барысында қоршаған ортаның 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, омыртқасыздар 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 тіршілігі өтетін нақты мекендеу ортасына байланысты. Орташа жылы және қалыпты суық аймақтардың жоғары өсімдіктері еуритермдер... Белсенді күйде олар -5-тен + 55 ° C-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 тіпті + 5– + 8 ° C температураға шыдай алмайды. Кейбір балдырлар қар мен мұзда тек 0 ° C температурада өмір сүреді. Яғни, әртүрлі өсімдік түрлерінде жылуға қажеттілік бірдей емес және жеткілікті кең ауқымда өзгереді.
Температура үнемі жоғары жерлерде тұратын түрлер эволюция процесінде қызып кетудің алдын алуға бағытталған анатомиялық, морфологиялық және физиологиялық бейімделулерге ие болды.
Негізгі анатомиялық-морфологиялық бейімделулерге мыналар жатады: тығыз жапырақ түтікшесі, күн сәулесін шағылыстыруға көмектесетін жапырақтардың жылтыр беті; жапырақтардың көлемінің азаюы, олардың тік орналасуы, түтікке айналуы және т.б. Кейбір түрлер өсімдіктердің бетінде оларға түсетін күн сәулелерін көрсететін кристалдар түзілетін тұздарды шығаруға қабілетті. Ылғалдылық жеткілікті болған жағдайда стоматальды транспирация қызып кетудің тиімді құралы болып табылады. Термофильді түрлердің арасында олардың жоғары температураға төзімділік дәрежесіне байланысты ажыратуға болады
1) ыстыққа төзімдіөсімдіктер - + 30-40 ° C температурада зақымдалған;
2) ыстыққа төзімді- жарты сағат бойы + 50-60 ° C дейін қыздыруға төзімді (шөл, дала, құрғақ субтропиктер және т.б. өсімдіктер).
Саванналар мен құрғақ, қатты жапырақты ормандардағы өсімдіктер температура жүздеген градусқа дейін көтерілуі мүмкін болған 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 жалаңаштанған қабықтарға ие.
Көптеген өсімдіктер төмен температурада өмір сүреді. Өсімдіктердің төтенше жылу тапшылығы жағдайларына бейімделу дәрежесі бойынша келесі топтарды бөлуге болады:
1) суыққа төзімді емесөсімдіктер - судың қату температурасынан төмен температурада қатты зақымдалған немесе өлген. Оларға тропикалық аймақтардағы өсімдіктер жатады;
2) аязға төзімдіөсімдіктер - төмен температураға шыдайды, бірақ тіндерде мұз пайда бола бастағанда өледі (кейбір мәңгі жасыл субтропикалық өсімдіктер).
3) аязға төзімді өсімдіктерқысы суық жерлерде өседі.
Өсімдіктердің аласа бойлы және ерекше өсу формалары сияқты морфологиялық бейімделулері – сусымалы, жастық тәрізді, төмен температураға төзімділігін арттырады, бұл жазда жер үсті ауа қабатының микроклиматын пайдалануға және қыста қар жамылғысынан қорғануға мүмкіндік береді.
Өсімдіктер үшін олардың суыққа төзімділігін арттыратын бейімделудің физиологиялық механизмдері маңыздырақ: жапырақтың түсуі, әуе өркендерінің өлуі, жасушаларда антифриздің жиналуы, жасушалардағы су мөлшерінің төмендеуі және т.б. май, цитоплазмадағы су мөлшері азаяды. және оның тұтқырлығы артады. Барлық осы өзгерістер тіндердің қату температурасын төмендетеді.
Көптеген өсімдіктер мұздатылған күйде өміршеңдігін сақтай алады, мысалы, альпілік күлгін, арктикалық желкек, ағаш биттері, ромашкалар, 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 оптимумдарын және осы процестер мүмкін болатын төменгі температуралық шектерді азайту арқылы қалыпты тіршілік әрекетін сақтау қабілеті үлкен маңызға ие.
Қоңыржай және жоғары ендіктерде климаттық жағдайлардың маусымдық өзгеруіне байланысты өсімдіктердің жылдық даму циклінде белсенді және тыныштық фазалары кезектесіп отырады. Біржылдық өсімдіктер вегетациялық кезең аяқталғаннан кейін тұқым түрінде қыста аман қалады, ал көпжылдықтар тыныштық күйіне өтеді. Айырмау 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 кеңістікте қозғалу және өздерінің ішкі жылуын әлдеқайда көп өндіру қабілетіне байланысты дене температурасын реттеу қабілеті әртүрлі.
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- құрылымның ерекше ерекшеліктеріне (шаш 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 көлеңкеде, тесіктерде жасырылады. Қыс жақындаған сайын олар баспана іздейді, ұя салады, белсенділігін төмендетеді. Кейбір түрлер бұлшықет жұмысы арқылы оңтайлы дене температурасын сақтай алады. Мысалы, аралар салқын ауа райында қоректенуге мүмкіндік беретін арнайы бұлшықет жиырылуы арқылы денелерін қыздырады. Кейбір пойкилотермді жануарлар булану арқылы жылудың жоғалуын арттыру арқылы қызып кетуден сақтайды. Мысалы, бақалар, кесірткелер ыстық ауа райында қатты дем ала бастайды немесе ауыздарын ашық ұстай бастайды, шырышты қабаттар арқылы судың булануын арттырады.
Гомеотермиялық жануарлар жылуды беру мен шығарудың өте тиімді реттелуімен ерекшеленеді, бұл оларға тұрақты оңтайлы дене температурасын сақтауға мүмкіндік береді. Олардың терморегуляция механизмдері өте алуан түрлі. Олармен сипатталады химиялық терморегуляция, жоғары зат алмасу жылдамдығымен және көп мөлшерде жылу шығарумен сипатталады. Пойкилотермді жануарлардан айырмашылығы жылы қанды жануарларда тотығу процестері суықтың әсерінен әлсіремейді, керісінше күшейеді. Көптеген жануарлар бұлшықет пен май тінінен қосымша жылу шығарады. Сүтқоректілердің мамандандырылған қоңыр май ұлпасы бар, оларда 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 тағамды қажет етеді немесе майдың көп қорын жұмсайды. Сондықтан химиялық реттеуді жақсарту азық-түлікті алу мүмкіндігіне байланысты шектеулерге ие. Қыста азық-түлік жетіспеушілігімен терморегуляцияның бұл жолы экологиялық жағынан қолайсыз.
Физикалық терморегуляцияэкологиялық жағынан тиімдірек, өйткені суыққа бейімделу жануардың денесінде жылуды сақтау есебінен жүзеге асырылады. Оның факторлары – терісі, сүтқоректілердің қалың жүні, құстардың мамық және мамық жамылғысы, май шөгінділері, судың терлеу арқылы немесе ауыз қуысы мен жоғарғы тыныс жолдарының шырышты қабаттары арқылы булануы, жануардың денесінің мөлшері мен пішіні. 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 кездесетіндерге қарағанда үлкенірек. Бұл үлгі аталды Бергман ережелері... Температураны реттеу дененің шығыңқы бөліктері – жүрекшелер, аяқ-қолдар, құйрықтар, иіс сезу мүшелері арқылы да жүзеге асады. Суық аймақтарда олар жылы аймақтарға қарағанда кішірек болады ( Аллен ережесі). Гомеотермиялық организмдер үшін де маңызды терморегуляцияның мінез-құлық жолдары, олар өте алуан түрлі - позаны өзгертуден және жамылғы іздеуден күрделі баспаналар, ұялар салуға, қысқа және ұзақ қашықтыққа қоныс аударуға дейін. Кейбір жылы қанды жануарлар пайдаланады топтық мінез-құлық... Мысалы, қатты аяздағы пингвиндер тығыз үйіндіге жиналады. Мұндай кластердің ішінде температура тіпті ең қатты аязда шамамен + 37 ° C деңгейінде сақталады. Қатты ыстықта шөлдегі түйелер де бір-біріне үйіріледі, бірақ бұл дене бетінің қатты қызып кетуіне жол бермеу арқылы қол жеткізіледі.
Химиялық, физикалық және мінез-құлық терморегуляциясының әртүрлі әдістерін біріктіру жылы қанды жануарларға қоршаған ортаның температуралық режимінің кең ауқымды ауытқуларында тұрақты дене температурасын сақтауға мүмкіндік береді.
Су режимі.Ағзаның қалыпты тіршілік әрекеті сумен жеткілікті түрде қамтамасыз етілген жағдайда ғана мүмкін болады. Жер-ауа ортасындағы ылғал режимдері өте алуан түрлі – ылғалды тропиктік аймақтарда ауаның су буымен толық қанығуынан ауада және шөлейттердің топырағында ылғалдың толық дерлік болмауына дейін. Мысалы, Синай шөлінде жылдық жауын-шашын мөлшері 10-15 мм болса, Ливия шөлінде (Асуанда) мүлде болмайды. Жер бетіндегі организмдердің сумен қамтамасыз етілуі жауын-шашын режиміне, топырақтың ылғал қорының, су қоймаларының болуына, жер асты суларының деңгейіне, жер бедеріне, атмосфералық циркуляцияның ерекшеліктеріне т.б. тіршілік ету ортасының әртүрлі ылғалдылық режимдеріне.
Өсімдіктердің су режиміне бейімделуі.Төменгі жер үсті өсімдіктері субстраттан суды оған батырылған таллом бөліктері немесе ризоидтар арқылы, ал атмосферадан келетін ылғалды дененің бүкіл бетімен сіңіреді.
Жоғары сатыдағы өсімдіктердің ішінде мүктер топырақтан суды тамыр тәрізділер немесе сабақтың төменгі бөлігі (сфагнум мүктері), ал басқаларының көпшілігі тамыр арқылы сіңіреді. Өсімдікке судың ағуы тамыр жасушаларының сору қабілетіне, тамыр жүйесінің тармақталу дәрежесіне және тамырдың топыраққа ену тереңдігіне байланысты. Тамыр жүйесі өте икемді және өзгермелі жағдайларға, ең алдымен ылғалға жауап береді.
Көптеген өсімдіктерде топырақтың беткі горизонттарында ылғалдың жетіспеушілігінен тамыр жүйесі топыраққа терең енеді, бірақ әлсіз бұтақтанады, мысалы, сексеуілде, түйе тікенінде, қарағайда, жүгеріде кедір-бұдыр және т.б. Көптеген дәнді дақылдарда , керісінше, тамыр жүйесі күшті тармақталған және топырақтың беткі қабаттарында (қара бидайда, бидайда, қауырсынды шөпте және т.б.) өседі. Өсімдікке түсетін су ксилема арқылы барлық мүшелерге тасымалданады, онда ол тіршілік процестеріне жұмсалады. Орташа алғанда, 0,5% фотосинтезге кетеді, ал қалғаны булану шығындарын толтыруға және тургорды сақтауға кетеді. Суды сіңіру, су ағыны және тұтыну бір-бірімен үйлесімді үйлессе, өсімдіктің су балансы теңдестірілген болып қалады. Ағзасының су балансын реттеу қабілетіне қарай құрлық өсімдіктері болып бөлінеді поикигидрид және гомоигидрид.
Поикигидридті өсімдіктерсу балансын белсенді түрде реттей алмайды. Оларда тіндерде суды ұстап тұруға көмектесетін құрылғылар жоқ. Жасушалардағы судың мөлшері ауаның ылғалдылығымен анықталады және оның ауытқуына байланысты. Пойкигидридті өсімдіктерге жердегі балдырлар, қыналар, кейбір мүктер және тропикалық папоротниктер жатады. Құрғақ кезеңде бұл өсімдіктер дерлік ауа-құрғақ күйге дейін кебеді, бірақ жаңбырдан кейін олар «тіріліп» қайтадан жасылға айналады.
Гомогидридті өсімдіктержасушалардағы су мөлшерінің салыстырмалы тұрақты деңгейін ұстап тұруға қабілетті. Бұларға жер үсті өсімдіктерінің көпшілігі жатады. Олардың жасушаларында үлкен орталық вакуоль бар, соның арқасында әрқашан су қоры болады. Сонымен қатар, транспирация устьица аппаратымен реттеледі, ал қашу суды өткізбейтін 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, сулы шалғындар мен ормандар, су айдындарының жағалаулары. Олар су тапшылығына шыдамайды, олар топырақ пен ауа ылғалдылығының төмендеуіне тез солу немесе өсуді тежеу арқылы жауап береді. Олардың жапырақ тақталары кең, қалың кутикуласыз. Мезофилл жасушалары борпылдақ орналасады, олардың арасында үлкен жасушааралық кеңістіктер бар. Гигрофиттердің устьицалары әдетте кең ашық және көбінесе жапырақ тақтасының екі жағында орналасады. Осыған байланысты транспирацияның қарқындылығы өте жоғары. Ылғалдылығы жоғары жерлерде орналасқан кейбір өсімдіктерде артық су жапырақтың шетінде орналасқан гидатодтар (су устьицалары) арқылы жойылады. Топырақтың шамадан тыс ылғалдылығы ондағы оттегінің азаюына әкеледі, бұл тыныс алуды және тамырлардың сіңіру қызметін қиындатады. Сондықтан гигрофиттер тамыры топырақтың беткі горизонттарында орналасады, олар әлсіз тармақтанады, олардың үстінде тамыр түктері аз болады. Көптеген шөптесін гигрофиттер мүшелерінде атмосфералық ауа сол арқылы енетін жасушааралық кеңістіктер жүйесі жақсы дамыған. Өте батпақты топырақта өмір сүретін, мезгіл-мезгіл су басқан өсімдіктер, мысалы, батпақты кипаристегі немесе мангр ағашы өсімдіктеріндегідей тірек тамырлар сияқты арнайы тыныс алу тамырларын 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 негіздер бойынша олар екі топқа бөлінеді: суккуленттержәне склерофиттер.
Суккуленттер- су жинақтаушы ұлпалары жоғары дамыған шырынды етті жапырақтары немесе сабағы бар көпжылдық өсімдіктер. Жапырақты суккуленттер бар - алоэ, агава, стокроп, жас және сабақ, олардың жапырақтары редукцияланған, ал жер бөліктері етті сабақтармен (кактустар, кейбір сүтті шөптер) ұсынылған. Суккуленттердің айрықша ерекшелігі - судың көп мөлшерін сақтау және оны өте үнемді пайдалану мүмкіндігі. Олардың транспирация қарқындылығы өте төмен, өйткені устьицалар өте аз, олар көбінесе жапырақ немесе сабақ ұлпасына батырылады және әдетте күндіз жабылады, бұл суды тұтынуды шектеуге көмектеседі. Күндізгі уақытта устьицалардың жабылуы фотосинтез және газ алмасу процестерінде қиындықтарға әкеледі, сондықтан суккуленттер тыныс алу кезінде бөлінетін көмірқышқыл газы ішінара пайдаланылатын фотосинтездің ерекше әдісін жасады. Осыған байланысты олардағы фотосинтездің қарқындылығы төмен, бұл баяу өсумен және біршама төмен бәсекеге қабілеттілікпен 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 сабақтарында судың аз болуына байланысты сыртқы түрі қатты, құрғақ өсімдіктер. Көптеген түрлердің жапырақтары кішкентай, тар немесе қабыршақ, тікенектерге дейін қысқарған; жиі тығыз пубесценция (мысық табаны, күміс цинкфол, көптеген жусан және т.б.) немесе балауыз жабыны (орыс жүгері гүлі және т.б.) бар. Олардың тамыр жүйесі жақсы дамыған және көбінесе жалпы массасы бойынша өсімдіктердің ауа бөліктерінен бірнеше есе асып түседі. 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 вегетациялық кезең үшін жылдың ең қолайлы кезеңдерін пайдаланады, ал құрғақшылық басталғанда олар өмірлік процестерді күрт төмендетеді. Ксерофиттердің аталған барлық қасиеттері олардың құрғақшылыққа төзімділігін арттыруға ықпал етеді.
Мезофиттерорташа ылғалдылық жағдайында өседі. Олар ылғалға ксерофиттерге қарағанда көбірек және 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 орналаса алады. экологиялық қажеттіліктеріне сәйкес мезофиттер өте алуан түрлі топ болып табылады. Сонымен, шалғынды және орманды мезофиттердің ішінде ылғалдылығы жоғары түрлер кездеседі, олар ұлпаларда судың жоғары болуымен және суды ұстау қабілетінің айтарлықтай әлсіздігімен сипатталады. Бұл шалғынды түлкі құйрығы, батпақты көк шөп, шалғынды шалғын, Линней голокучник және басқалары.
Мерзімді немесе тұрақты (шағын) ылғалдың жетіспеушілігі бар мекендеу орындарында мезофиттерде ксероморфтық ұйымның белгілері және құрғақшылыққа физиологиялық төзімділігі жоғарылайды. Мұндай өсімдіктерге мысал ретінде ағылшын емені, тау беде, жолжелкен, орақ тәрізді жоңышқа т.б.
Жануарлардың бейімделуі.Жануарлар арасындағы су режиміне қатысты гигрофильді (ылғалды сүйгіш), ксерофильді (құрғақ сүйгіш) және мезофилді (орташа ылғалдылықты жақсы көретін) ажыратуға болады. Гигрофильдерге ағаш биттері, масалар, көктемқұйрықтар, инеліктер және т.б. жатады. Олардың барлығы судың айтарлықтай тапшылығына шыдамайды және тіпті қысқа мерзімді құрғақшылыққа шыдамайды. Ксерофильді бақылау кесірткелері, түйелер, шөл шегірткелері, қара қоңыздар және т.б. 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 жасай алады. Киім көбелегі, қора және күріш көбелектерінің құрттары және басқалары тек метаболикалық су есебінен өмір сүреді.
Жануарлар үшін су балансын реттеу әдістері тән: морфологиялық, физиологиялық, мінез-құлық.
TO морфологиялықсу тепе-теңдігін сақтау әдістеріне организмде судың сақталуына ықпал ететін түзілімдер жатады: құрлық ұлуларының қабықшалары, бауырымен жорғалаушылардың кератинденген қабықтары, жәндіктердегі қабықтардың су өткізгіштігінің нашарлығы және т. хитиннің құрылымына байланысты, бірақ оның бетін жабатын ең жұқа балауыз қабатымен анықталады ... Бұл қабаттың бұзылуы интегумент арқылы булануды күрт арттырады.
TO физиологиялықсу алмасуын реттеуге арналған құрылғыларға зат алмасу ылғалдылығын 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 нәжістің пайда болуы арқылы жүзеге асырылады. Құстар мен бауырымен жорғалаушыларда азот алмасуының соңғы өнімі несеп қышқылы болып табылады, оны жою үшін су іс жүзінде жұмсалмайды. Тыныс алу жолдарының бетінен терлеуді және ылғалдың булануын белсенді реттеуді гомоиотермиялық жануарлар кеңінен қолданады. Мысалы, түйеде ылғал тапшылығының ең төтенше жағдайында терлеу тоқтап, тыныс алу жолдарынан булану күрт төмендейді, бұл денеде судың сақталуына әкеледі. Терморегуляция қажеттілігіне байланысты булану денені сусыздандыруы мүмкін, сондықтан құрғақ және ыстық климатта көптеген ұсақ жылы қанды жануарлар жылудан аулақ болады және жер астына жасырыну арқылы ылғалды үнемдейді.
Пойкилотермді жануарларда ауаны қыздырғаннан кейін дене температурасының жоғарылауы судың қажетсіз жоғалуын болдырмауға мүмкіндік береді, бірақ олар буланудан болатын жоғалтуларды толығымен болдырмайды. Сондықтан суық қанды жануарлар үшін құрғақшылық жағдайында өмір сүру кезінде су балансын сақтаудың негізгі жолы қажетсіз жылу жүктемелерін болдырмау болып табылады. Сондықтан жер үсті ортасының су режиміне бейімделу кешенінде мінез-құлық тәсілдерісу балансын реттеу. Оларға мінез-құлықтың ерекше формалары жатады: шұңқыр қазу, су объектілерін іздеу, мекендеу ортасын таңдау және т.б. Бұл әсіресе шөпқоректілер мен түйіршіктер үшін маңызды. Олардың көпшілігі үшін су объектілерінің болуы құрғақ аймақтарға қоныстанудың алғышарты болып табылады. Мысалы, мүйіс, суқұйрық және кейбір бөкен сияқты түрлердің шөл далада таралуы толығымен суару саңылауларының 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 ортасының айрықша белгісі ондағы ауаның болуы (әртүрлі газдар қоспасы).
Ауаның тығыздығы төмен, сондықтан ол организмдерге тірек қызметін атқара алмайды (ұшатындарды қоспағанда). Бұл топырақ бетіндегі организмдердің қозғалысына оның шамалы қарсылығын анықтайтын ауаның төмен тығыздығы. Сонымен бірге олардың тік бағытта қозғалуын қиындатады. Ауаның төмен тығыздығы да құрлықтағы төмен қысымды тудырады (760 мм Hg = 1 атм). Ауа судан кіші, күн сәулесінің түсуіне жол бермейді. Оның мөлдірлігі суға қарағанда жоғары.
Ауаның газдық құрамы тұрақты (бұл туралы география курсынан білесіз). Оттегі мен көмірқышқыл газы әдетте шектейтін факторлар емес. Су буы және әртүрлі ластаушы заттар ауада қоспалар ретінде болады.
Өткен ғасырда адамның шаруашылық әрекетінің нәтижесінде атмосферада әртүрлі ластаушы заттардың құрамы күрт өсті. Олардың ішінде ең қауіптілері: азот пен күкірт оксидтері, аммиак, формальдегид, ауыр металдар, көмірсутектер және т.б.Тірі ағзалар іс жүзінде оларға бейімделмеген. Осы себепті ауаның ластануы күрделі жаһандық экологиялық проблема болып табылады. Оны шешу Жердің барлық мемлекеттері деңгейінде қоршаған ортаны қорғау шараларын жүзеге асыруды талап етеді.
Ауа массалары көлденең және тік бағытта қозғалады. Бұл жел сияқты экологиялық фактордың пайда болуына әкеледі. Желшөлдерде құмдардың қозғалуына себеп болуы мүмкін (құм дауылдары). Ол кез келген рельефте топырақ бөлшектерін үрлеуге қабілетті, топырақ құнарлығын төмендетеді (жел эрозиясы). Жел өсімдіктерге механикалық әсер етеді. Ол желдің түсуіне (тамырлары бар ағаштарды төңкеруге), желге (ағаш діңдерінің сынуына), ағаштардың тәжінің деформациясына әкелуі мүмкін. Ауа массаларының қозғалысы жауын-шашынның таралуына және жер-ауа ортасындағы температуралық режимге айтарлықтай әсер етеді.
Жер-ауа ортасының су режимі
География курсынан сіз жер-ауа ортасы ылғалға өте қанық (тропиктер) және ондағы өте нашар (шөлдер) болуы мүмкін екенін білесіз. Жауын-шашын маусымдық және географиялық жағынан біркелкі емес. Қоршаған ортадағы ылғалдылық кең ауқымда ауытқиды. Ол тірі организмдер үшін негізгі шектеуші фактор болып табылады.
Жер-ауа ортасының температуралық режимі
Жер-ауа ортасындағы температура тәуліктік және маусымдық жиілікке ие. Организмдер оған құрлықта тіршілік ету сәтінен бастап бейімделген. Сондықтан температураның ылғалдылыққа қарағанда шектеуші фактор ретінде көріну ықтималдығы аз.
Өсімдіктер мен жануарлардың жер-ауа ортасындағы тіршілікке бейімделуі
Құрлықта өсімдіктердің пайда болуымен ұлпалар пайда болды. Сіз 7-сыныптың биология курсында өсімдік ұлпасының құрылымын зерттедіңіз. Ауа сенімді тірек бола алмайтындықтан, өсімдіктерде механикалық ұлпалар (ағаш және баст талшықтары) пайда болды. Климаттық факторлардың кең ауқымды өзгерістері тығыз қабық тіндерінің - перидермистің, қыртыстың пайда болуына себеп болды. Ауаның (желдің) қозғалғыштығына байланысты өсімдіктерде тозаңдануға, споралардың, жемістердің және тұқымдардың таралуына бейімделушілік дамыған.
Ауада ілінген жануарлардың тіршілігі оның төмен тығыздығына байланысты мүмкін емес. Көптеген түрлер (жәндіктер, құстар) белсенді ұшуға бейімделген және ауада ұзақ уақыт бола алады. Бірақ олардың көбеюі топырақ бетінде жүреді.
Ауа массаларының көлденең және тік бағыттағы қозғалысын кейбір ұсақ организмдер пассивті дисперсия үшін пайдаланады. Осылайша протистер, өрмекшілер, жәндіктер орналасады. Ауаның төмен тығыздығы жануарлардың сыртқы (буынаяқтылар) және ішкі (омыртқалылар) қаңқаларының эволюциясы процесінде жақсаруына себеп болды. Дәл осы себепті құрлықтағы жануарлардың максималды массасы мен дене өлшемдерінің шектеуі бар. Құрлықтағы ең ірі жануар - піл (салмағы 5 тоннаға дейін) теңіз алыбы - көк киттен (150 тоннаға дейін) әлдеқайда кішкентай. Аяқтардың әртүрлі түрлерінің пайда болуының арқасында сүтқоректілер әртүрлі рельефтегі жер учаскелерін қоныстай алды.
Топырақтың тіршілік ортасы ретіндегі жалпы сипаттамасы
Топырақ – жер қыртысының құнарлы жоғарғы қабаты. Ол климаттық және биологиялық факторлардың астындағы тау жыныстарымен (құм, саз, т.б.) әрекеттесуі нәтижесінде пайда болды. Топырақ ауамен байланыста болады және жердегі организмдерге тірек болады. Ол сонымен қатар өсімдіктердің минералды қоректену көзі болып табылады. Сонымен қатар, топырақ көптеген организм түрлерінің тіршілік ету ортасы болып табылады. Топыраққа келесі қасиеттер тән: тығыздық, ылғалдылық, температура, аэрация (ауа беру), ортаның реакциясы (рН), тұздылық.
Топырақтың тығыздығы тереңдеген сайын артады. Топырақтың ылғалдылығы, температурасы және аэрациясы өзара тығыз байланысты және өзара тәуелді. Топырақтағы температура ауытқулары жер бетіндегі ауамен салыстырғанда тегістеледі және енді 1-1,5 м тереңдікте байқалмайды. Жақсы ылғалданған топырақтар баяу жылынып, баяу салқындайды. Топырақтың ылғалдылығы мен температурасының жоғарылауы оның аэрациясын нашарлатады және керісінше. Топырақтың гидротермиялық режимі және оның аэрациясы топырақ құрылымына байланысты. Сазды топырақ құмды топыраққа қарағанда ылғалды көбірек сақтайды. Бірақ олар аз газдалған және аз жылы. Қоршаған ортаның реакциясы бойынша топырақтар үш түрге бөлінеді: қышқылдық (рН< 7,0), нейтральные (рН ≈ 7,0) и щелочные (рН > 7,0).
Өсімдіктер мен жануарлардың топырақтағы тіршілікке бейімделуі
Топырақ өсімдіктер тіршілігінде топтастыру, сумен қамтамасыз ету, минералды қоректену көзі қызметін атқарады. Топырақтағы қоректік заттардың шоғырлануы өсімдіктерде тамыр жүйесі мен өткізгіш ұлпалардың дамуына әкелді.
Топырақ жануарларының бірқатар бейімделуі болады. Олар топырақта әртүрлі қозғалыс режимдерімен сипатталады. Бұл аю мен мең сияқты шұңқырлар мен шұңқырларды қазып алуы мүмкін. Жауын құрттары топырақ бөлшектерін итеріп, туннельдер жасай алады. Жәндіктердің дернәсілдері топырақ бөлшектерінің арасында жорғалай алады. Осыған байланысты эволюция процесінде сәйкес бейімделулер әзірленді. Қазу ағзаларында қазу мүшелері пайда болды. Аннелидтердің гидростатикалық қаңқасы, ал жәндіктер мен миллипедтердің тырнақтары болады.
Топырақ жануарларының дымқыл емес жамылғылары (сүтқоректілер) немесе шырышпен жабылған қысқа жинақы денесі бар. Топырақтағы тіршілік ортасы ретінде көру мүшелерінің атрофиясына немесе дамымауына әкелді. Мольдердің кішкентай, дамымаған көздері бар, олар көбінесе тері қатпарының астында жасырылады. Тар топырақ өткелдерінде қозғалысты жеңілдету үшін мольдердің жүні екі бағытта орналасу мүмкіндігіне ие болды.
Жер-ауа ортасында организмдер ауамен қоршалған. Оның ылғалдылығы, тығыздығы мен қысымы төмен, мөлдірлігі және оттегі мөлшері жоғары. Ылғалдылық негізгі шектеуші фактор болып табылады. Топырақ тіршілік ету ортасы ретінде жоғары тығыздықпен, белгілі бір гидротермиялық режиммен, аэрациямен сипатталады. Өсімдіктер мен жануарлар жер-ауа және топырақ ортасындағы тіршілікке әр түрлі бейімделуді дамытты.
ДӘРІС 4
ОРТА ЖӘНЕ ОЛАРҒА БЕЙІМДІЛУ ОРГАНИЗМТЕР.
Су ортасы.
Бұл құрлықта алғашқы организмдер пайда болғанға дейін ұзақ уақыт бойы өмір пайда болған және дамыған ең ежелгі орта. Су ортасының құрамы бойынша оның екі негізгі нұсқасы ерекшеленеді: тұщы су және теңіз ортасы.
Планета бетінің 70%-дан астамы сумен жабылған. Осыған қарамастан, осы орта жағдайларының салыстырмалы біркелкілігіне байланысты («су әрқашан ылғалды болады») су ортасындағы организмдердің әртүрлілігі құрлықтағыға қарағанда әлдеқайда аз. Өсімдіктер әлемінің әрбір оныншы түрі ғана су ортасымен байланысты, су жануарларының әртүрлілігі сәл жоғары. «Жер/су» түрлерінің жалпы қатынасы шамамен 1: 5 құрайды.
Судың тығыздығы ауаның тығыздығынан 800 есе артық. Ал оны мекендейтін ағзаларға қысым да жердегі жағдайға қарағанда әлдеқайда жоғары: әрбір 10 м тереңдікте ол 1 атм-ға артады. Организмдердің су ортасындағы тіршілікке бейімделуінің негізгі бағыттарының бірі – дененің бетін ұлғайту және құрамында ауасы бар ұлпалар мен мүшелердің пайда болуы арқылы жүзгіштікті арттыру. Организмдер суда жүзе алады (планктон өкілдері – балдырлар, қарапайымдылар, бактериялар) немесе балық түзу сияқты белсенді қозғала алады. нектон.Организмдердің едәуір бөлігі төменгі бетке бекітіледі немесе оның бойымен қозғалады. Жоғарыда айтылғандай, ағын су ортасының маңызды факторы болып табылады.
1-кесте – Тіршілік орталарының салыстырмалы сипаттамасы және оларға тірі организмдердің бейімделуі
Көптеген су экожүйелерінің өндірісінің негізі автотрофтар болып табылады, олар су бағанынан өтіп күн сәулесін пайдаланады. Бұл қалыңдыққа «еніп кету» мүмкіндігі судың мөлдірлігімен анықталады. Мөлдір мұхит суларында күн сәулесінің түсу бұрышына байланысты автотрофты тіршілік тропикте 200 м тереңдікте, ал биік ендіктерде 50 м тереңдікте (мысалы, Солтүстік Мұзды мұхит теңіздерінде) мүмкін. Өте лайлы тұщы су қоймаларында автотрофтар мекендейтін қабат (ол деп аталады фото),бірнеше ондаған сантиметр ғана болуы мүмкін.
Жарық спектрінің қызыл бөлігін су ең белсенді түрде сіңіреді, сондықтан, атап өткендей, теңіздердің терең суларында қосымша пигменттердің арқасында жасыл жарықты ассимиляциялауға қабілетті қызыл балдырлар мекендейді. Судың мөлдірлігі қарапайым құрылғымен анықталады - диаметрі 20 см ақ түсті шеңбер болып табылатын Secchi дискісі.Судың мөлдірлік дәрежесі дискінің ажыратылмайтын тереңдігімен бағаланады.
Судың ең маңызды сипаттамасы оның химиялық құрамы – құрамындағы тұздар (қоректік заттарды қоса), газдар, сутегі иондары (рН). Қоректік заттардың, әсіресе фосфор мен азоттың концентрациясы бойынша су қоймалары олиготрофты, мезотрофты және эвтрофты болып бөлінеді. Қоректік заттардың мөлшерінің жоғарылауымен, мысалы, су қоймасының ағынды сумен ластануымен, су экожүйелерінің эвтрофикациялану процесі жүреді.
Судағы оттегінің мөлшері атмосфераға қарағанда шамамен 20 есе төмен және 6-8 мл/л құрайды. Ол температураның жоғарылауымен азаяды, сондай-ақ қыста судың мұз қабатымен атмосферадан оқшауланған тоқырау су қоймаларында. Оттегі концентрациясының төмендеуі су экожүйелерінің көптеген тұрғындарының өліміне әкелуі мүмкін, әсіресе оттегі тапшылығына төзімді түрлерді қоспағанда, мысалы, мөңке балығы немесе тұқы, оттегі мөлшері 0,5 мл / л дейін азайған кезде де өмір сүре алады. Екінші жағынан, судағы көмірқышқыл газының мөлшері атмосфераға қарағанда жоғары. Теңіз суында ол 40-50 мл / л дейін болуы мүмкін, бұл атмосферадағыдан шамамен 150 есе жоғары. Қарқынды фотосинтез кезінде фитопланктонның көмірқышқыл газын тұтынуы тәулігіне 0,5 мл/л аспайды.
Судағы сутегі иондарының концентрациясы (рН) 3,7-7,8 шамасында өзгеруі мүмкін. РН 6,45-тен 7,3-ке дейінгі сулар бейтарап болып саналады. Жоғарыда айтылғандай, рН төмендеуімен су ортасын мекендейтін организмдердің биоәртүрлілігі тез төмендейді. Шаяндар, моллюскалардың көптеген түрлері рН 6-дан төмен болғанда өледі, алабұға мен шортан рН 5-ке дейін шыдайды, рН 5-4,4-ке дейін төмендегенде жыланбалықтар мен қарағайлар өмір сүреді. Қышқылдырақ суларда зоопланктон мен фитопланктонның бірнеше түрі ғана сақталады. Өнеркәсіптік кәсіпорындардың атмосфераға көп мөлшердегі күкірт пен азот оксидтерін шығаруымен байланысты қышқылды жаңбырлар Еуропа мен АҚШ-тағы көлдер суларының қышқылдануына және олардың биологиялық әртүрлілігінің күрт азаюына себеп болды. Көбінесе оттегі шектеуші фактор болып табылады. Оның мазмұны әдетте көлемі бойынша 1% аспайды. Температура жоғарылағанда, органикалық заттармен байыған кезде және әлсіз араластырғанда судағы оттегі мөлшері азаяды. Организмдер үшін оттегінің аз болуы оның әлсіз диффузиясымен де байланысты (суда ол ауаға қарағанда мыңдаған есе аз). Екінші шектеуші фактор - жарық. Жарықтандыру тереңдікке қарай тез төмендейді. Таза суларда жарық 50-60 м тереңдікке, қатты ластанған суларда бірнеше сантиметрге дейін өте алады.
Бұл орта басқалардың арасында ең біртекті болып табылады. Ол кеңістікте аз өзгереді, жеке экожүйелер арасында нақты шекаралар жоқ. Факторлардың мәндерінің амплитудалары да аз. Мұнда максималды және ең төменгі температура мәндерінің арасындағы айырмашылық әдетте 50 ° C-тан аспайды (жер-ауа ортасында ол 100 ° C-қа дейін). Орта жоғары тығыздықпен сипатталады. Мұхиттық сулар үшін 1,3 г/см3, тұщы сулар үшін бірлікке жақын. Қысым тек тереңдікке байланысты өзгереді: судың әрбір 10 метрлік қабаты қысымды 1 атмосфераға арттырады.
Суда жылы қанды жануарлар аз, немесе гомеотермиялық(грек. Homoi – бірдей, thermo – жылу), организмдер. Бұл екі себептің нәтижесі: төмен температура ауытқуы және оттегінің жетіспеушілігі. Гомеотермияның негізгі бейімделу механизмі қолайсыз температураға төзімділік болып табылады. Суда мұндай температура екіталай, бірақ терең қабаттарда температура іс жүзінде тұрақты (+ 4 ° C). Дене температурасын тұрақты ұстап тұру міндетті түрде қарқынды метаболикалық процестермен байланысты, бұл оттегінің жақсы жеткізілуімен ғана мүмкін болады. Суда мұндай жағдайлар жоқ. Су ортасының жылы қанды жануарлары (киттер, итбалықтар, итбалықтар және т.б.) бұрынғы құрлықта мекендеген. Олардың болуы ауамен мерзімді байланыссыз мүмкін емес.
Су ортасының типтік тұрғындары өзгермелі дене температурасына ие және топқа жатады покиотермиялық(грекше poikios - алуан түрлі). Белгілі бір дәрежеде олар тыныс алу мүшелерінің сумен байланысын арттыру арқылы оттегінің жетіспеушілігін өтейді. Судың көптеген тұрғындары (су организмдері)дененің барлық мүшелері арқылы оттегін тұтынады. Көбінесе тыныс алу тағамның фильтрациялық түрімен біріктіріледі, онда дене арқылы судың көп мөлшері өтеді. Жедел оттегі тапшылығы кезеңіндегі кейбір организмдер өмірлік белсенділікті күйге дейін күрт бәсеңдетуге қабілетті. тоқтатылған анимация(метаболизмнің толық дерлік тоқтауы).
Организмдер судың жоғары тығыздығына негізінен екі жолмен бейімделеді. Кейбіреулер оны тірек ретінде пайдаланады және еркін жүзу күйінде. Мұндай организмдердің тығыздығы (меншікті ауырлығы) әдетте судың тығыздығынан аз ерекшеленеді. Бұған қаңқаның толық немесе толық дерлік болмауы, денеде немесе ауа қуыстарында өсінділердің, май тамшылардың болуы ықпал етеді. Мұндай организмдер бір топқа біріктіріледі планктон(грекше planktos – кезбе). Өсімдік (фито) және жануарлар (хайуанаттар бағы) планктондарын ажырату. Планктондық организмдер әдетте көлемі жағынан шағын болады. Бірақ олар судағы тіршіліктің негізгі бөлігін құрайды.
Белсенді қозғалатын организмдер (жүзушілер) судың жоғары тығыздығын жеңуге бейімделеді. Олар ұзартылған дене пішінімен, жақсы дамыған бұлшықеттермен, үйкелісті азайтатын құрылымдардың болуымен сипатталады (шырыш, қабыршақ). Жалпы судың жоғары тығыздығы жердегі организмдермен салыстырғанда су организмдерінің жалпы дене салмағындағы қаңқа үлесінің төмендеуіне әкеледі. Жарықтың жетіспеушілігі немесе оның болмауы жағдайында организмдер бағдарлау үшін дыбысты пайдаланады. Ол ауаға қарағанда суда тез таралады. Эхолокация типті шағылысқан дыбыс әртүрлі кедергілерді анықтау үшін қолданылады. Бағдарлау үшін иіс құбылыстары да қолданылады (иіс ауаға қарағанда суда жақсы сезіледі). Судың тереңдігінде көптеген организмдер өздігінен люминесценция (биолюминесценция) қасиетіне ие.
Су бағанасында тұратын өсімдіктер фотосинтез процесінде суға ең терең енетін ең терең көк, көк және көк-күлгін сәулелерді пайдаланады. Тиісінше, өсімдіктердің түсі жасылдан қоңырға және қызылға дейін тереңдікте өзгереді.
Бейімделу механизмдері бойынша су организмдерінің келесі топтары сәйкесінше ажыратылады: планктон- еркін жүзу, нектон(грекше nektos – қалқымалы) – белсенді қозғалатын, бентос(грекше benthos – тереңдік) – түбінің тұрғындары, пелагос(грекше pelagos – ашық теңіз) – су бағанының тұрғындары, неустон- судың жоғарғы қабықшасының тұрғындары (дененің бір бөлігі суда, бір бөлігі ауада болуы мүмкін).
Адамның су ортасына әсері мөлдірліктің төмендеуінен, химиялық құрамның (ластану) және температураның өзгеруінен (жылулық ластану) көрінеді. Осы және басқа да әсерлердің салдары оттегінің азаюы, өнімділіктің төмендеуі, түр құрамының өзгеруі және нормадан басқа ауытқулар болып табылады.
Жер-ауа ортасы.
Ауаның тығыздығы суға қарағанда әлдеқайда төмен. Осы себепті тіршіліктің пайда болуынан және оның су ортасындағы дамуынан әлдеқайда кейінірек пайда болған ауа ортасының дамуы механикалық ұлпалардың дамуының күшеюімен қатар жүрді, бұл организмдерге заңның әрекетіне қарсы тұруға мүмкіндік берді. әмбебап гравитация және жел (омыртқалыларда қаңқа, насекомдарда хитинді қабық, өсімдіктерде склеренхима). Тек ауа жағдайында бірде-бір организм тұрақты өмір сүре алмайды, сондықтан тіпті ең жақсы «ұшқыштар» (құстар мен жәндіктер) мезгіл-мезгіл жерге түсуі керек. Организмдердің ауа арқылы қозғалысы арнайы бейімделулердің арқасында мүмкін болады - құстар, жәндіктер, сүтқоректілердің кейбір түрлері және тіпті балықтар үшін қанаттар, тұқымдар үшін парашюттер мен қанаттар, қылқан жапырақты тозаңдар үшін ауа қапшықтары және т.б.
Ауа жылуды нашар өткізеді, сондықтан эндотермиялық (жылы қанды) жануарлар құрлықтағы ауа ортасында пайда болды, олар үшін су ортасының эктотермиялық тұрғындарына қарағанда жылуды сақтау оңайырақ. Жылы қанды су жануарлары, соның ішінде алып киттер үшін су ортасы екінші орында, бұл жануарлардың ата-бабалары бір кездері құрлықта өмір сүрген.
Ауадағы тіршілік жыныс жасушаларының құрғау қаупін болдырмайтын күрделі көбею механизмдерін қажет етті (көп жасушалы антеридийлер мен архегониялар, содан кейін өсімдіктердегі жұмыртқалар мен аналық бездер, жануарлардағы ішкі ұрықтандыру, құстардағы, бауырымен жорғалаушылардағы, қосмекенділердегі тығыз қабығы бар жұмыртқалар, т.б.).
Жалпы, су ортасына қарағанда жер-ауа ортасы жағдайында факторлардың әртүрлі комбинациясын қалыптастыру мүмкіндіктері әлдеқайда көп. Дәл осы ортада әртүрлі аймақтардың климатындағы айырмашылықтар (және бір аймақ шегінде теңіз деңгейінен әр түрлі биіктікте) ерекше көрінеді. Сондықтан жердегі организмдердің алуан түрлілігі су организмдеріне қарағанда әлдеқайда жоғары.
Бұл орта кеңістіктегі қасиеттері жағынан да, әртүрлілігі жағынан да ең күрделі орталардың бірі болып табылады. Ол ауаның төмен тығыздығымен, температураның үлкен ауытқуымен (жылдық амплитудалары 100 ° C дейін) және жоғары атмосфералық қозғалғыштығымен сипатталады. Шектеу факторлары көбінесе жылу мен ылғалдың болмауы немесе артық болуы болып табылады. Кейбір жағдайларда, мысалы, орманның шатырының астында жарық жетіспейді.
Температураның уақыт бойынша үлкен ауытқуы және оның кеңістіктегі айтарлықтай өзгермелілігі, сондай-ақ оттегінің жақсы қамтамасыз етілуі дене температурасы тұрақты (гомеотермиялық) организмдердің пайда болуына ынталандыру болды. Гомойотермия жер тұрғындарына тіршілік ету ортасын (түрлердің таралу аймағын) айтарлықтай кеңейтуге мүмкіндік берді, бірақ бұл сөзсіз энергия шығындарының ұлғаюымен байланысты.
Жер-ауа ортасының организмдері үшін температура факторына бейімделудің үш механизмі тән: физикалық, химиялық, мінез-құлық. Физикалықжылу алмасуды реттеу арқылы жүзеге асырылады. Оның факторлары тері, май шөгінділері, судың булануы (жануарларда тер, өсімдіктерде транспирация). Бұл жол пойкиотермиялық және гомеотермді организмдерге тән. Химиялық бейімделулербелгілі бір дене температурасын ұстап тұруға негізделген. Бұл қарқынды метаболизмді қажет етеді. Мұндай бейімделулер гомиотермиялық және тек ішінара пойкиотермиялық организмдерге тән. Мінез-құлық жолықолайлы жағдайды (күнге ашық немесе көлеңкелі жерлер, баспананың әртүрлі түрлері және т.б.) таңдайтын организмдер арқылы жүзеге асырылады. Бұл организмдердің екі тобына да тән, бірақ покиотермиялық. Өсімдіктер температура факторына негізінен физикалық механизмдер (жабын, судың булануы) және тек ішінара – мінез-құлық (күн сәулелеріне қатысты жапырақ тақталарының айналуы, жердің жылуын пайдалану және қар жамылғысының оқшаулау рөлі) арқылы бейімделеді.
Температураға бейімделу организмдер денесінің көлемі мен пішіні арқылы да жүзеге асады. Жылу беруді босату үшін үлкен өлшемдер тиімдірек ( дене неғұрлым үлкен болса, массаның бірлігіне оның беті соғұрлым аз болады,және демек, жылу беру және керісінше). Осы себепті, суық жағдайда (солтүстікте) тұратын бірдей түрлер жылы климатта өмір сүретіндерге қарағанда үлкенірек болады. Бұл үлгі деп аталады Бергман ережесі.Температураны реттеу дененің шығыңқы бөліктері (құлақ, аяқ-қол, иіс сезу мүшелері) арқылы да жүзеге асырылады. Олар жылы аймақтарға қарағанда суық аймақтарда азырақ болады. (Аллен ережесі).
Жылу алмасудың дене өлшеміне тәуелділігін әртүрлі организмдердің массаның бірлігіне тыныс алу кезінде тұтынатын оттегінің мөлшері бойынша бағалауға болады. Жануарлардың мөлшері неғұрлым аз болса, соғұрлым ол үлкен болады. Сонымен, 1 кг массаға оттегі шығыны (см 3/сағ): жылқы – 220, қоян – 480, егеуқұйрық – 1800, тышқан – 4100 болды.
© 2015-2019 сайты
Барлық құқықтар олардың авторларына тиесілі. Бұл сайт авторлық құқықты талап етпейді, бірақ тегін пайдалануды қамтамасыз етеді.
Беттің жасалған күні: 30.06.2017 ж
Жүктелуде...
