И директно или индиректно влијае на неговата витална активност, раст, развој, репродукција.
Секој организам живее во одредено живеалиште. Елементите или својствата на животната средина се нарекуваат фактори на животната средина. Постојат четири средини на живот на нашата планета: земја-воздух, вода, почва и други организми. Живите организми се приспособени да егзистираат во одредени животни услови и во одредена средина.
Некои организми живеат на копно, други во почвата, а други во вода. Некои избраа тела на други организми како место на живеење. Така, се разликуваат четири животни средини: земја-воздух, вода, почва, друг организам (сл. 3). Секоја животна средина се карактеризира со одредени својства на кои се приспособени организмите кои живеат во неа.
Земја-воздушна средина
Околината земја-воздух се карактеризира со мала густина на воздухот, изобилство на светлина, брзи температурни промени и променлива влажност. Затоа, организмите кои живеат во околината на земја-воздух имаат добро развиени потпорни структури - надворешниот или внатрешниот скелет кај животните, специјални структури кај растенијата.
Многу животни имаат органи на движење на земја - екстремитети или крилја за лет. Благодарение на развиените визуелни органи, тие добро гледаат. Копнените организми имаат адаптации кои ги штитат од флуктуации на температурата и влажноста (на пример, специјални облоги на телото, изградба на гнезда, јами). Растенијата имаат добро развиени корени, стебла и лисја.
Водна средина
Водната средина се карактеризира со поголема густина во споредба со воздухот, така што водата има пловна сила. Многу организми „пловат“ во водната колона - мали животни, бактерии, протисти. Другите активно се движат. За да го направат ова, тие имаат органи за движење во форма на перки или перки (риби, китови, фоки). Активните пливачи, по правило, имаат рационализирана форма на телото.
Многу водни организми (крајбрежни растенија, алги, корални полипи) водат приврзан начин на живот, други се седечки (некои мекотели, морски ѕвезди).
Водата се акумулира и ја задржува топлината, така што нема толку остри температурни флуктуации во водата како на копно. Количината на светлина во резервоарите варира во зависност од длабочината. Затоа, автотрофите го населуваат само оној дел од резервоарот каде светлината продира. Хетеротрофните организми ја совладале целата водена колона.
Почвена средина
Нема светлина во почвената средина, нема нагли температурни промени и висока густина. Почвата е населена со бактерии, протисти, габи и некои животни (инсекти и нивните ларви, црви, молови, шурки). Почвените животни имаат компактно тело. Некои од нив имаат копачки екстремитети, отсутни или неразвиени органи на видот (крт).
Севкупноста на еколошките елементи неопходни за еден организам, без кои не може да постои, се нарекуваат услови на постоење или услови за живот.
На оваа страница има материјал за следните теми:
живеалиште на итрина копнена воздушна водна почва или друго
организам како примери за живеалиште
примери на организми кои живеат во нашата средина
кои својства се карактеристични за водните живеалишта
организми кои живеат во телото на други организми
Прашања за оваа статија:
Што е живеалиште и услови за живеење?
Што се нарекуваат фактори на животната средина?
Кои групи фактори на животната средина се разликуваат?
Кои својства се карактеристични за околината земја-воздух?
Зошто се верува дека животната средина копно-воздух е посложена од водната или почвената средина?
Кои се карактеристиките на организмите кои живеат во други организми?
-
Карактеристика на околината земја-воздух е тоа што организмите што живеат овде се опкружени со воздухот– гасовита средина која се карактеризира со мала влажност, густина, притисок и висока содржина на кислород.
Повеќето животни се движат на цврста подлога - почва, а растенијата се вкорени во неа.
Жителите на околината земја-воздух имаат развиено адаптации:
1) органи кои обезбедуваат апсорпција на атмосферскиот кислород (стомите во растенијата, белите дробови и душникот кај животните);
2) силен развој на скелетни формации кои го поддржуваат телото во воздухот (механички ткива кај растенијата, скелет кај животните);
3) комплексни уреди за заштита од неповолни фактори (периодичноста и ритамот на животниот циклус, механизмите за терморегулација итн.);
4) воспоставена е тесна врска со почвата (корените кај растенијата и екстремитетите кај животните);
5) се карактеризира со висока подвижност на животните во потрага по храна;
6) се појавија летечки животни (инсекти, птици) и семиња, плодови и полен пренесени од ветер.
Еколошките фактори на земјо-воздушната средина се регулирани со макроклимата (екоклимата). Екоклима (макроклима)– климата на големи површини, која се карактеризира со одредени својства на приземниот слој на воздух. Микроклима– клима на поединечни живеалишта (стебло на дрво, јама на животни и сл.).
41.Еколошки фактори на животната средина земја-воздух.
1) Воздух:
Се карактеризира со постојан состав (21% кислород, 78% азот, 0,03% CO 2 и инертни гасови). Тоа е важен еколошки фактор бидејќи Без атмосферски кислород, постоењето на повеќето организми е невозможно; CO 2 се користи за фотосинтеза.
Движењето на организмите во околината земја-воздух се врши главно хоризонтално, само некои инсекти, птици и цицачи се движат вертикално.
Воздухот има огромно влијание врз животот на живите организми преку ветер– движење на воздушните маси поради нерамномерно загревање на атмосферата од Сонцето. Влијание на ветерот:
1) го суши воздухот, предизвикувајќи намалување на интензитетот на метаболизмот на водата кај растенијата и животните;
2) учествува во опрашувањето на растенијата, носи полен;
3) ја намалува разновидноста на летечките животински видови (силниот ветер го попречува летот);
4) предизвикува промени во структурата на облогата (се формира густа обвивка, заштитувајќи ги растенијата и животните од хипотермија и губење на влага);
5) учествува во растурање на животни и растенија (дистрибуира плодови, семиња, мали животни).
2) Атмосферски врнежи:
Важен фактор на животната средина, бидејќи Водниот режим на животната средина зависи од присуството на врнежи:
1) врнежите ја менуваат влажноста на воздухот и почвата;
2) обезбедува пристапна вода за водена исхрана на растенијата и животните.
а) Дожд:
Најважните фактори се времето на загуба, зачестеноста на загубата и времетраењето.
Пример: изобилството на дожд за време на студениот период не ја обезбедува на растенијата потребната влага.
Природата на дождот:
- атмосферски води– неповолни, бидејќи растенијата немаат време да апсорбираат вода, а исто така се формираат потоци кои го измиваат горниот плоден слој на почвата, растенијата и малите животни.
- Роси– поволни, бидејќи обезбедуваат влага и исхрана на почвата за растенијата и животните.
- долготраен– неповолни, бидејќи предизвикуваат поплави, поплави и поплави.
б) снег:
Поволно делува на организмите во зима, бидејќи:
а) создава поволен температурен режим во почвата, ги штити организмите од хипотермија.
Пример: на температура на воздухот од -15 0 C, температурата на почвата под слој снег од 20 cm не е пониска од +0,2 0 C.
б) создава средина во зима за живот на организми (глодари, пилешки птици итн.)
Адаптацииживотни до зимски услови:
а) потпорната површина на нозете за одење по снег се зголемува;
б) миграција и хибернација (анабиоза);
в) префрлување на јадење одредена храна;
г) промена на корици и сл.
Негативни ефекти од снегот:
а) изобилството снег доведува до механичко оштетување на растенијата, придушување на растенијата и нивно влажнење кога снегот се топи во пролет.
б) формирање на кора и мраз (ја попречува размената на гасови на животните и растенијата под снегот, создава потешкотии за добивање храна).
42. Влага на почвата.
Главен фактор за исхрана на вода кај примарните производители се зелените растенија.
Видови на почвени води:
1) Гравитациона вода – зафаќа широки простори помеѓу честичките на почвата и под влијание на гравитацијата оди во подлабоки слоеви. Растенијата лесно го апсорбираат кога е во зоната на кореновиот систем. Резервите во почвата се надополнуваат со врнежи.
2) Капиларна вода – ги пополнува најмалите простори помеѓу честичките од почвата (капилари). Не се движи надолу, се држи со силата на адхезија. Поради испарување од површината на почвата, се формира нагорна струја на вода. Добро се апсорбира од растенијата.
1) и 2) вода достапна за растенијата.
3) Хемиски врзана вода – вода за кристализација (гипс, глина и сл.). Недостапни за растенијата.
4) Физички врзана вода – исто така недостапни за растенијата.
А) филм(лабаво поврзани) – редови од диполи кои секвенцијално се обвиткуваат еден со друг. Тие се држат на површината на честичките од почвата со сила од 1 до 10 атм.
б) хигроскопски(силно врзан) - ги обвива честичките од почвата со тенок филм и се држи на место со сила од 10.000 до 20.000 атм.
Ако во почвата има само недостапна вода, растението ќе овене и ќе умре.
За песок KZ = 0,9%, за глина = 16,3%.
Вкупна количина на вода – KZ = степен на водоснабдување на постројката.
43.Географска зона на земјо-воздушната средина.
Околината земја-воздух се карактеризира со вертикално и хоризонтално зонирање. Секоја зона се карактеризира со специфична екоклима, состав на животни и растенија и територија.
Климатски зони → климатски подзони → климатски провинции.
Класификација на Волтер:
1) Екваторијална зона – се наоѓа помеѓу 10 0 северна географска широчина и 10 0 јужна географска широчина. Има 2 сезони на дождови, што одговара на положбата на Сонцето во неговиот зенит. Годишните врнежи и влажноста се високи, а месечните температурни варијации се мали.
2) тропска зона – се наоѓа северно и јужно од екваторијалната, до 30 0 северни и јужни географски широчини. Се карактеризира со летни дождливи периоди и зимска суша. Врнежите и влажноста се намалуваат со оддалеченоста од екваторот.
3) Сува суптропска зона – се наоѓа до 35 0 географска ширина. Количината на врнежи и влажност се незначителни, годишните и дневните температурни флуктуации се многу значајни. Ретко има мразови.
4) Преодна зона – се карактеризира со зимски дождливи сезони и топли лета. Почесто се појавуваат мразови. Медитеранот, Калифорнија, јужна и југозападна Австралија, југозападна Јужна Америка.
5) Умерена зона – се карактеризира со циклонски врнежи, чие количество се намалува со оддалеченоста од океанот. Годишната температурна флуктуација е остра, летата се топли, зимите се ладни. Поделени во подзони:
А) топла умерена подзона– зимскиот период практично не се издвојува, сите годишни времиња се повеќе или помалку влажни. Јужна Африка.
б) типична умерена клима подзона– студена кратка зима, ладно лето. Централна Европа.
V) подзона на сува умерена клима од континентален тип– се карактеризира со остри температурни контрасти, ниски врнежи и ниска влажност на воздухот. Централна Азија.
G) подзона на бореална или студена умерена клима– Летата се свежи и влажни, зимата трае половина година. Северна Северна Америка и Северна Евроазија.
6) Арктичка (Антарктичка) зона – се карактеризира со мала количина на врнежи во вид на снег. Летото (поларен ден) е кратко и студено. Оваа зона преминува во поларниот регион, во кој постоењето на растенија е невозможно.
Белорусија се карактеризира со умерена континентална клима со дополнителна влага. Негативни аспекти на белоруската клима:
Нестабилно време во пролет и есен;
Блага пролет со продолжено одмрзнување;
Дождливо лето;
Доцни пролетни и рани есенски мразови.
И покрај ова, во Белорусија растат околу 10.000 видови растенија, живеат 430 видови 'рбетници и околу 20.000 видови без'рбетници.
Вертикално зонирање– од низини и планински подножја до планински врвови. Слично на хоризонтално со некои отстапувања.
44. Почвата како животна средина. Општи карактеристики.
Животната средина на земја-воздух е најсложена во однос на условите на животната средина. Во текот на еволуцијата, тој беше совладан многу подоцна од водниот. Животот на копно бараше адаптации кои станаа можни само со доволно високо ниво на организација на организмите. Околината земја-воздух се карактеризира со мала густина на воздухот, големи флуктуации на температурата и влажноста, поголем интензитет на сончево зрачење во споредба со другите средини и атмосферска подвижност.
Ниска густина и мобилност на воздухотда се определи неговата мала сила на кревање и незначителна потпора. Организмите на копнената средина мора да имаат систем за поддршка што го поддржува телото: растенија - механички ткива, животни - тврд или хидростатички скелет.
Ниската сила на кревање на воздухот ја одредува максималната маса и големина на копнените организми. Најголемите копнени животни се значително помали од гигантите на водната средина - китовите. Животните со големина и маса на модерен кит не би можеле да живеат на копно, бидејќи би биле скршени од сопствената тежина.
Ниската густина на воздухот предизвикува мала отпорност на движење. Затоа, многу животни се здобија со способност да летаат: птици, инсекти, некои цицачи и влекачи.
Благодарение на подвижноста на воздухот, можен е пасивен лет на некои видови организми, како и полен, спори, плодови и семиња од растенија. Растурање со помош на воздушни струи се нарекува анемохорија. Организмите пасивно транспортирани со воздушни струи се нарекуваат аеропланктон. Тие се карактеризираат со многу мали димензии на телото, присуство на израстоци и силно распарчување, употреба на пајажина итн. Семињата и плодовите на анемохорните растенија имаат и многу мали димензии (семиња од орхидеи, трева итн.) или разни додатоци во облик на крилја (јавор, пепел) и во форма на падобран (глуварче, подбел).
Во многу растенија, преносот на полен се врши со помош на ветерот, на пример, кај гимносперми, бука, бреза, брест, житарици итн. Методот на опрашување на растенијата со помош на ветер е т.н. анемофилија. Растенијата опрашувани со ветер имаат многу адаптации кои обезбедуваат ефикасно опрашување.
Ветровите кои дуваат со голема сила (невреме, урагани) кршат дрвја, често и ги откорнуваат. Ветровите кои постојано дуваат во една насока предизвикуваат различни деформации во растот на дрвјата и предизвикуваат формирање на круни во форма на знаме.
Во областите каде што постојано дува силни ветрови, составот на видовите на малите летечки животни е обично слаб, бидејќи тие не се способни да се спротивстават на моќните воздушни струи. Така, на океанските острови со постојан силен ветер преовладуваат птиците и инсектите кои ја изгубиле способноста за летање. Ветерот го зголемува губењето на влага и топлина од организмите, а под негово влијание се случува побрзо сушење и ладење на организмите.
Ниската густина на воздухот предизвикува релативно низок притисок на копно (760 mm Hg). Како што се зголемува надморската височина, притисокот се намалува, што може да ја ограничи дистрибуцијата на видовите во планините. Намалувањето на притисокот повлекува намалување на снабдувањето со кислород и дехидрација на животните поради зголемување на стапката на дишење. Затоа, за повеќето 'рбетници и повисоки растенија, горната граница на животот е околу 6000 m.
Состав на гас на воздухотво површинскиот слој на атмосферата е прилично хомогена. Содржи азот - 78,1%, кислород - 21%, аргон - 0,9%, јаглерод диоксид - 0,03%. Покрај овие гасови, атмосферата содржи мали количини на неон, криптон, ксенон, водород, хелиум, како и разни ароматични емисии од растенијата и разни нечистотии: сулфур диоксид, оксиди на јаглерод, азот и физички нечистотии. Високата содржина на кислород во атмосферата придонесе за зголемување на метаболизмот кај копнените организми и појава на топлокрвни (хомеотермни) животни. Недостаток на кислород може да се појави во акумулации на растителни остатоци што се распаѓаат, резерви на жито, а коренскиот систем на растенијата на потопени или премногу набиени почви може да доживее недостаток на кислород.
Содржината на јаглерод диоксид може да варира во одредени области на површинскиот слој на воздухот во прилично значителни граници. Во отсуство на ветер во големите градови, неговата концентрација може да се зголеми десетици пати. Постојат редовни дневни и сезонски промени во содржината на јаглерод диоксид во површинскиот слој на воздухот, предизвикани од промените во интензитетот на фотосинтезата и дишењето на организмите. Во високи концентрации, јаглерод диоксидот е токсичен, а во ниски концентрации ја намалува брзината на фотосинтеза.
Воздушниот азот е инертен гас за повеќето организми во копнената средина, но многу прокариотски организми (јазлести бактерии, Azotobacter, клостридии, цијанобактерии итн.) имаат способност да го врзат и да го вклучат во биолошкиот циклус.
Многу загадувачи кои се ослободуваат во воздухот, главно како резултат на човечки активности, можат значително да влијаат на организмите. На пример, сулфур оксидот е токсичен за растенијата дури и во многу ниски концентрации; предизвикува уништување на хлорофилот, ја оштетува структурата на хлоропластите и ги инхибира процесите на фотосинтеза и дишење. Оштетувањето на растенијата од отровните гасови варира и зависи од нивните анатомски, морфолошки, физиолошки, биолошки и други карактеристики. На пример, лишаите, смреката, борот, дабот и аришот се особено чувствителни на индустриски гасови. Најотпорни се канадската топола, балзамната топола, јаворот јасен, туја, црвен бозел и некои други.
Светлосен режим.Сончевото зрачење кое допира до површината на Земјата е главниот извор на енергија за одржување на топлинската рамнотежа на планетата, метаболизмот на водата на организмите и создавањето на органска материја од растенијата, што на крајот овозможува да се формира средина способна да ги задоволи виталните потребите на организмите. Сончевото зрачење кое допира до површината на Земјата вклучува ултравиолетови зраци со бранова должина од 290–380 nm, видливи зраци со бранова должина од 380–750 nm и инфрацрвени зраци со бранова должина од 750–4000 nm. Ултравиолетовите зраци се високо хемиски активни и во големи дози се штетни за организмите. Во умерени дози во опсег од 300-380 nm, тие ја стимулираат клеточната делба и раст, промовираат синтеза на витамини, антибиотици, пигменти (на пример, тен кај луѓето, темниот кавијар кај рибите и водоземците) и ја зголемуваат отпорноста на растенијата на болести . Инфрацрвените зраци имаат термички ефект. Фотосинтетичките бактерии (зелена, виолетова) се способни да апсорбираат инфрацрвени зраци во опсег од 800-1100 nm и постојат само на нивна сметка. Приближно 50% од сончевото зрачење доаѓа од видливата светлина, која има различно еколошко значење во животот на автотрофните и хетеротрофните организми. На зелените растенија им е потребна светлина за процесот на фотосинтеза, формирање на хлорофил и формирање на структура на хлоропласт. Тоа влијае на размената и транспирацијата на гасови, структурата на органите и ткивата, како и растот и развојот на растенијата.
За животните, видливата светлина е неопходна за ориентација во околината. Кај некои животни, визуелната перцепција се протега на ултравиолетовите и блиско-инфрацрвените делови од спектарот.
Светлосниот режим на секое живеалиште се определува од интензитетот на директната и дифузна светлина, нејзината количина, спектралниот состав, како и рефлексивноста на површината на која паѓа светлината. Овие елементи на светлосниот режим се многу променливи и зависат од географската ширина на областа, висината на сонцето над хоризонтот, должината на денот, состојбата на атмосферата, природата на површината на земјата, релјефот, времето на денот и сезоната на годината. Во овој поглед, во текот на долгиот процес на еволуција, копнените организми развија различни прилагодувања на режимот на светлина на нивните живеалишта.
Адаптации на растенијата.Во однос на условите на осветлување, се разликуваат три главни еколошки групи на растенија: светлољубиви (хелиофити); сенка-љубители (sciophytes); толерантни на сенка.
Хелиофити– растенија на отворени, добро осветлени живеалишта. Тие не толерираат сенка. Примери за нив може да бидат степски и ливадски растенија од горниот слој на заедницата, видови пустини, алпски ливади итн.
Сциофити– не поднесувајте силно осветлување од директна сончева светлина. Станува збор за растенија од долните нивоа на засенчени шуми, пештери, пукнатини од карпи итн.
Отпорен на сенкарастенијата имаат широка еколошка валентност во однос на светлината. Тие растат подобро при висок интензитет на светлина, но исто така добро поднесуваат засенчување и полесно се прилагодуваат на променливите услови на светлина од другите растенија.
Секоја група на растенија што се разгледува се карактеризира со одредени анатомски, морфолошки, физиолошки и сезонски прилагодувања на условите на светлина.
Една од најочигледните разлики во изгледот на растенијата љубители на светлина и сенка е нееднаквата големина на листовите. Кај хелиофитите тие се обично мали или со расчленет лист. Ова особено јасно се гледа кога се споредуваат сродните видови кои растат во различни услови на осветлување (темјанушки од поле и шумски темјанушки, распространето ѕвоно кое расте на ливади и шумско ѕвоно итн.). Тенденцијата за зголемување на големината на листовите во однос на целиот волумен на растенијата е јасно изразена кај тревни растенија од смрека шума: дрвна киселица, бифолија, врана и др.
Кај растенијата кои сакаат светлина, со цел да се намали количината на сончево зрачење, листовите се наредени вертикално или под остар агол на хоризонталната рамнина. Кај растенијата кои сакаат сенка, листовите се распоредени претежно хоризонтално, што им овозможува да примаат максимална количина на упадна светлина. Лисната површина на многу хелиофити е сјајна, што го олеснува одразот на зраците, покриена со восочна обвивка, густа кутикула или густа пубертет.
Листовите на растенијата кои сакаат сенка и светлина се разликуваат и по нивната анатомска структура. Лесните лисја имаат повеќе механички ткива и сечилото на листот е подебело од листовите од сенка. Клетките на мезофилот се мали, густо наредени, хлоропластите во нив се мали и светло обоени и заземаат положба на ѕид. Мезофилот на листот се разликува на колонообразни и сунѓерести ткива.
Сциофитите имаат потенки листови, кутикулата е отсутна или слабо развиена. Мезофилот не се разликува на колонообразно и сунѓересто ткиво. Има помалку елементи на механички ткива и хлоропласти во лисјата во сенка, но тие се поголеми од оние на хелиофитите. Пукањата на растенијата кои сакаат светлина често имаат скратени меѓујазли, се многу разгранети и често во облик на розета.
Физиолошките адаптации на растенијата на светлина се манифестираат во промените во процесите на раст, интензитетот на фотосинтезата, дишењето, транспирацијата, составот и количината на пигменти. Познато е дека кај растенијата кои сакаат светлина, кога има недостаток на светлина, стеблата стануваат издолжени. Листовите на растенијата кои сакаат сенка содржат повеќе хлорофил од оние кои сакаат светлина, па затоа имаат повеќе заситена темно зелена боја. Интензитетот на фотосинтезата кај хелиофитите е максимален при високо осветлување (во рамките на 500-1000 лукс или повеќе), а кај скиофитите - при мали количини на светлина (50-200 лукс).
Една од формите на физиолошка адаптација на растенијата на недостаток на светлина е преминот на некои видови кон хетеротрофична исхрана. Пример за такви растенија се видовите на засенчени шуми од смрека - притаен Гудјера, вистинско гнездење и обична смрека трева. Живеат од мртва органска материја, т.е. се сапрофити.
Сезонските прилагодувања на растенијата кон условите на осветлување се манифестираат во живеалишта каде што периодично се менува режимот на светлина. Во овој случај, растенијата во различни сезони можат да се манифестираат или како светлољубиви или толерантни на сенка. На пример, во пролетта во листопадни шуми, листовите на ластарите на обичниот бор имаат лесна структура и се карактеризираат со висок интензитет на фотосинтеза. Лисјата на летните ластари на дрвото, кои се развиваат по прелистувањето на дрвјата и грмушките, имаат типична структура на сенка. Односот кон режимот на светлина кај растенијата може да се промени во текот на процесот на онтогенеза и како резултат на сложеното влијание на факторите на животната средина. Садници и млади растенија од многу ливади и шумски видови се потолерантни на сенка од возрасните растенија. Барањата за режимот на светлина понекогаш се менуваат кај растенијата кога ќе се најдат во различни климатски и едафични услови. На пример, видовите шумски тајга - боровинка, жолчка - во шумата-тундра и тундра растат добро во отворени живеалишта.
Еден од факторите кои го регулираат сезонскиот развој на организмите е должината на денот. Способноста на растенијата и животните да реагираат на должината на денот се нарекува фотопериодична реакција(FPR), а опсегот на појави регулиран со должината на денот се нарекува фотопериодизам. Врз основа на видот на фотопериодична реакција, се разликуваат следните главни групи растенија:
1. Растенија за краток ден, кои бараат помалку од 12 часа светлина дневно за да почнат да цветаат. Овие, како по правило, доаѓаат од јужните региони (хризантеми, далии, астри, тутун, итн.).
2. Растенија за долг ден– за цветање им треба дневна должина од 12 часа или повеќе (лен, овес, компир, ротквица).
3. Неутрална до должината на денотрастенијата. За нив, должината на денот е рамнодушна, цветањето се случува во која било должина (глуварче, домати, сенф, итн.).
Должината на денот влијае не само на минување на генеративните фази на растението, туку и на неговата продуктивност и отпорност на заразни болести. Исто така, игра важна улога во географската дистрибуција на растенијата и регулирање на нивниот сезонски развој. Видовите вообичаени во северните географски широчини се претежно долгодневни, додека во тропските и суптропските предели се главно краткодневни или неутрални. Сепак, оваа шема не е апсолутна. Така, долгодневните видови се наоѓаат во планините на тропските и суптропските зони. Многу сорти на пченица, лен, јачмен и други култивирани растенија кои потекнуваат од јужните региони имаат долгодневен FPR. Истражувањата покажаа дека кога температурите се намалуваат, долготрајните растенија можат нормално да се развиваат во услови на краток ден.
Светлина во животот на животните.На животните им е потребна светлина за ориентација во вселената; исто така влијае на метаболичките процеси, однесувањето и животниот циклус. Комплетноста на визуелната перцепција на околината зависи од нивото на еволутивен развој. Многу безрбетници имаат само светлосензитивни клетки опкружени со пигмент, додека едноклеточните организми имаат дел од цитоплазмата чувствителен на светлина. Најсовршени се очите на 'рбетниците, цефалоподите и инсектите. Тие ви овозможуваат да ја согледате формата и големината на предметите, бојата и да го одредите растојанието. Тридимензионалната визија е типична за луѓето, приматите и некои птици (орли, соколи, бувови). Развојот на видот и неговите карактеристики зависат и од условите на животната средина и начинот на живот на одредени видови. Кај жителите на пештерите, очите може да бидат целосно или делумно намалени, како што се, на пример, кај слепите бубачки, мелените бубачки, протеите итн.
Различни видови животни се способни да издржат осветлување со одреден спектрален состав, времетраење и интензитет. Има светлољубиви и сенки, еурифотиченИ стенофотичнивидови. Ноќните и крепускуларните цицачи (волови, глувци, итн.) толерираат директна сончева светлина само 5-30 минути, а дневните цицачи - неколку часа. Сепак, при силна сончева светлина, дури и пустинските видови гуштери не можат долго да издржат зрачење, бидејќи за 5-10 минути нивната телесна температура се зголемува на +50-56ºС и животните умираат. Осветлувањето на јајцата на многу инсекти го забрзува нивниот развој, но до одредени граници (различни за различни видови), по што развојот запира. Адаптација за заштита од прекумерно сончево зрачење е пигментираната обвивка на некои органи: кај рептилите - абдоминалната празнина, репродуктивните органи итн. Животните избегнуваат прекумерно зрачење со одење во засолништа, криење во сенка итн.
Дневните и сезонските промени во условите на светлина ги одредуваат не само промените во активноста, туку и периодите на репродукција, миграција и топење. Појавата на ноќни инсекти и исчезнувањето на дневните инсекти наутро или навечер се случуваат при специфична осветленост на осветлувањето за секој вид. На пример, мермерната буба се појавува 5-6 минути по зајдисонце. Кога ќе се разбудат птиците песнопојки се разликува од сезона до сезона. Во зависност од осветлувањето, местата за лов на птици се менуваат. Така, клукајдрвците, цицките и мушичките ловат во длабочините на шумата преку ден, а на отворени места наутро и навечер. Животните се движат користејќи го видот за време на летови и миграции. Птиците ја избираат насоката на летот со неверојатна точност, водени од сонцето и ѕвездите. Оваа вродена способност ја создава природната селекција како систем на инстинкти. Способноста за таква ориентација е карактеристична и за други животни, на пример, пчели. Пчелите кои пронашле нектар им пренесуваат информации на другите за тоа каде да летаат за поткуп, користејќи го сонцето како водич.
Светлосните услови ја ограничуваат географската дистрибуција на некои животни. Така, долгиот ден во текот на летните месеци во арктичката и умерената зона ги привлекува птиците и некои цицачи таму, бидејќи им овозможува да ја добијат вистинската количина на храна (цицки, оревчиња, восоци итн.), а на есен тие мигрираат југ. Светлосниот режим има спротивен ефект врз распределбата на ноќните животни. На север се ретки, а на југ дури преовладуваат над дневните видови.
Температурни услови.Интензитетот на сите хемиски реакции кои го сочинуваат метаболизмот зависи од температурните услови. Според тоа, границите на постоењето на живот се температурите на кои е можно нормално функционирање на протеините, во просек од 0 до +50ºС. Сепак, овие прагови не се исти за различни видови организми. Благодарение на присуството на специјализирани ензимски системи, некои организми се приспособиле да живеат на температури над овие граници. Видовите прилагодени за живот во студени услови припаѓаат на еколошката група криофили. Во процесот на еволуција, тие развија биохемиски адаптации кои им овозможуваат да го одржуваат клеточниот метаболизам на ниски температури, како и да се спротивстават на замрзнувањето или да ја зголемат отпорноста кон него. Акумулацијата на специјални супстанции во клетките - антифриз, кои го спречуваат формирањето на кристали на мраз во телото, помага да се спротивстави на замрзнувањето. Вакви адаптации се идентификувани кај некои арктички риби од семејството nototheniaceae и треска, кои пливаат во водите на Арктичкиот Океан, со телесна температура од -1,86ºС.
Екстремно ниската температура на која сè уште е можна активност на клетките е забележана кај микроорганизмите - до -10–12ºС. Отпорноста на смрзнување кај некои видови е поврзана со акумулацијата во нивното тело на органски материи, како што се глицерин, манитол и сорбитол, кои ја спречуваат кристализацијата на интрацелуларните раствори, што им овозможува да преживеат критични мразни периоди во неактивна состојба (торпор, криптобиоза). Така, некои инсекти можат да издржат температури до -47-50ºС во зима во оваа состојба. Криофилите вклучуваат многу бактерии, лишаи, габи, мов, членконоги итн.
Видовите чија оптимална животна активност е ограничена на подрачјето на високи температури се класифицирани како еколошка група термофили.
Бактериите се најотпорни на високи температури, од кои многу можат да растат и да се размножуваат на +60–75ºС. Некои бактерии кои живеат во топли извори растат на температури од +85-90ºС, а откриено е дека еден вид архебактерии расте и се дели на температури над +110ºС. Бактериите кои формираат спори можат да издржат +200ºС во неактивна состојба десетици минути. Термофилните видови се среќаваат и кај габите, протозоите, растенијата и животните, но нивното ниво на отпорност на високи температури е пониско од она на бактериите. Високите степи и пустински растенија можат да толерираат краткорочно загревање до +50-60ºС, но нивната фотосинтеза веќе е инхибирана од температури над +40ºС. На телесна температура од +42–43ºС, топлотна смрт се јавува кај повеќето животни.
Температурниот режим во копнената средина варира многу и зависи од многу фактори: географска широчина, надморска височина, близина на водните тела, време од годината и денот, состојба на атмосферата, вегетациска покривка итн. Во текот на еволуцијата на организмите, развиени се различни адаптации кои овозможуваат регулирање на метаболизмот кога се менува температурата на околината. Тоа се постигнува на два начина: 1) биохемиски и физиолошки промени; 2) одржување на телесната температура на постабилно ниво од температурата на околината. Животната активност на повеќето видови зависи од топлината што доаѓа однадвор, а температурата на телото зависи од текот на надворешните температури. Таквите организми се нарекуваат поикилотермички. Тие ги вклучуваат сите микроорганизми, растенија, габи, безрбетници и повеќето хорди. Само птиците и цицачите се способни да одржуваат константна телесна температура без оглед на температурата на околината. Тие се нарекуваат хомеотермичен.
Прилагодување на растенијата на температурни услови.Отпорноста на растенијата на промени во температурата на околината е различна и зависи од специфичното живеалиште каде се одвива нивниот живот. Виши растенија на умерено топли и умерено студени зони еуритерми. Во активна состојба, тие толерираат температурни флуктуации од – 5 до +55ºС. Во исто време, постојат видови кои имаат многу тесна еколошка валентност во однос на температурата, т.е. се стенотермички. На пример, растенијата од тропските шуми не можат да толерираат температури од +5–+8ºС. Некои алги на снег и мраз живеат само на 0ºC. Односно, потребите за топлина на различни растителни видови не се исти и варираат во прилично широк опсег.
Видовите кои живеат на места со постојано високи температури, во процесот на еволуција, стекнале анатомски, морфолошки и физиолошки прилагодувања насочени кон спречување на прегревање.
Главните анатомски и морфолошки адаптации вклучуваат: густа пубертетност на листот, сјајна лисна површина, што помага да се рефлектира сончевата светлина; намалување на површината на листот, нивната вертикална положба, виткање во цевка итн. Некои видови се способни да лачат соли, од кои се формираат кристали на површината на растенијата, рефлектирајќи ги сончевите зраци што паѓаат врз нив. Во услови на доволна влажност, стоматалната транспирација е ефикасен лек за прегревање. Меѓу термофилните видови, во зависност од степенот на нивната отпорност на високи температури, можеме да разликуваме
1) неотпорен на топлинарастенијата се оштетени веќе на +30–40ºС;
2) отпорен на топлина– толерира получасовно загревање до +50–60ºС (пустиниски растенија, степи, суви суптропски предели итн.).
Растенијата во саваните и сувите дрвени шуми редовно се погодени од пожари, каде температурите може да се искачат до стотици степени. Растенијата кои се отпорни на оган се нарекуваат пирофити. На стеблата имаат густа кора, импрегнирана со огноотпорни материи. Нивните плодови и семиња имаат дебели, често лигнифицирани облоги.
Животот на многу растенија поминува во услови на ниски температури. Според степенот на адаптација на растенијата во услови на екстремен дефицит на топлина, може да се разликуваат следниве групи:
1) не-отпорен на ладнорастенијата се сериозно оштетени или убиени на температури под точката на мрзнење на водата. Тие вклучуваат растенија од тропски области;
2) неотпорен на мразрастенија - поднесуваат ниски температури, но умираат штом ќе почне да се формира мраз во ткивата (некои зимзелени суптропски растенија).
3) растенија отпорни на мразрасте во области со студени зими.
Отпорот на ниски температури се зголемува со такви морфолошки прилагодувања на растенијата како низок раст и посебни форми на раст - притаен, во облик на перница, што им овозможува да ја користат микроклимата на приземниот слој на воздухот во лето и да бидат заштитени со снежна покривка во зима. .
Позначајни за растенијата се механизмите за физиолошка адаптација кои ја зголемуваат нивната отпорност на студ: паѓање на листовите, смрт на надземни ластари, акумулација на антифриз во клетките, намалување на содржината на вода во клетките итн. Кај растенијата отпорни на мраз, во процесот на подготовка за зима, во органите се акумулираат шеќери, протеини и сл.масло, содржината на вода во цитоплазмата се намалува и нејзината вискозност се зголемува. Сите овие промени ја намалуваат точката на замрзнување на ткивата.
Многу растенија можат да останат одржливи во замрзната состојба, на пример, алпска виолетова, арктичка рен, шумски вошки, маргаритка, рани пролетни ефемероиди во шумската зона итн.
Мововите и лишаите можат да издржат продолжено замрзнување во состојба на суспендирана анимација. Од големо значење во адаптацијата на растенијата на ниски температури е можноста за одржување на нормална животна активност преку намалување на температурниот оптимум на физиолошките процеси и пониските температурни граници на кои се можни овие процеси.
Во умерените и високите географски широчини, поради сезонските промени во климатските услови, растенијата ги менуваат активните и неактивни фази во годишниот развојен циклус. Едногодишните растенија, по завршувањето на сезоната на растење, ја преживуваат зимата во форма на семиња, а повеќегодишните растенија одат во мирување. Разликувајте длабокоИ принуденимир. Растенијата во состојба на длабок мирување не реагираат на поволни термички услови. По завршувањето на длабокиот мирување, растенијата се подготвени да го обноват развојот, но во природата во зима тоа е невозможно поради ниските температури. Затоа, оваа фаза се нарекува принуден одмор.
Адаптација на животните на температурни услови.Во споредба со растенијата, животните имаат поголема способност да ја регулираат својата телесна температура поради нивната способност да се движат низ вселената и да произведуваат многу повеќе од сопствената внатрешна топлина.
Главните начини на адаптација на животните:
1) хемиска терморегулација- ова е рефлексно зголемување на производството на топлина како одговор на намалувањето на температурата на околината, врз основа на високо ниво на метаболизам;
2) физичка терморегулација– се врши поради способноста да се задржи топлината поради посебни структурни карактеристики (присуство на коса и пердуви, дистрибуција на резерви на маснотии итн.) и промени во нивото на пренос на топлина;
3) терморегулација на однесувањето- ова е потрага по поволни живеалишта, промена на држењето на телото, изградба на засолништа, гнезда итн.
За поикилотермични животни, главниот начин за регулирање на телесната температура е однесувањето. Во екстремна топлина, животните се кријат во сенка и дупки. Како што се приближува зимата, тие бараат засолниште, градат гнезда и ја намалуваат својата активност. Некои видови се способни да одржуваат оптимална телесна температура преку мускулната функција. На пример, бумбарите го загреваат своето тело со посебни мускулни контракции, што им овозможува да се хранат на ладно време. Некои поикилотермични животни избегнуваат прегревање со зголемување на загубата на топлина преку испарување. На пример, жабите и гуштерите во топло време почнуваат да дишат силно или ја држат устата отворена, зголемувајќи го испарувањето на водата низ мукозните мембрани.
Хомеотермните животни се одликуваат со многу ефикасно регулирање на влезот и излезот на топлина, што им овозможува да одржуваат постојана оптимална телесна температура. Нивните механизми за терморегулација се многу разновидни. Тие се карактеризираат хемиска терморегулација, се карактеризира со висока стапка на метаболизам и производство на големи количини на топлина. За разлика од поикилотермичните животни, кај топлокрвните животни, кога се изложени на студ, оксидативните процеси не слабеат, туку се интензивираат. Многу животни создаваат дополнителна топлина од мускулното и масното ткиво. Цицачите имаат специјализирано кафеаво масно ткиво, во кое целата ослободена енергија се користи за загревање на телото. Најразвиен е кај животните со ладна клима. Одржувањето на телесната температура со зголемување на производството на топлина бара големо трошење на енергија, па затоа животните, со зголемена хемиска регулација, имаат потреба од големо количество храна или трошат многу резерви на маснотии. Затоа, зајакнувањето на хемиската регулација има граници утврдени со можноста за добивање храна. Ако има недостаток на храна во зима, овој метод на терморегулација е еколошки непрофитабилен.
Физичка терморегулацијаТоа е еколошки покорисно, бидејќи адаптацијата на студ се врши со задржување на топлина во телото на животното. Нејзини фактори се кожата, густото крзно на цицачите, пердувната и долната покривка на птиците, масни наслаги, испарувањето на водата преку потење или преку мукозните мембрани на усната шуплина и горниот респираторен тракт, големината и обликот на телото на животното. За да се намали преносот на топлина, поголемите димензии на телото се поповолни (колку е поголемо телото, толку е помала неговата површина по единица маса и, следствено, пренос на топлина и обратно). Поради оваа причина, поединците од тесно сродните видови топлокрвни животни кои живеат во ладни услови се поголеми по големина од оние што се вообичаени во топла клима. Овој модел се нарекува Правилата на Бергман. Регулирањето на температурата се врши и преку испакнати делови од телото - уши, екстремитети, опашки, органи за мирис. Во студените области, тие имаат тенденција да бидат помали по големина отколку во потоплите области ( Аленовото правило). За хомеотермните организми, тие се исто така важни бихејвиорални методи на терморегулација, кои се многу разновидни - од промена на држење на телото и барање засолниште до изградба на сложени засолништа, гнезда и извршување на миграции на кратки и долги растојанија. Некои топлокрвни животни користат групно однесување. На пример, пингвините се собираат заедно во густ куп во силен мраз. Внатре во таков кластер, температурата се одржува околу +37ºС дури и во најтешките мразови. Камилите во пустината, исто така, се собираат заедно на екстремна топлина, но тоа спречува површината на телото да стане премногу жешка.
Комбинацијата на различни методи на хемиска, физичка и бихејвиорална терморегулација им овозможува на топлокрвните животни да одржуваат константна телесна температура во широк опсег на флуктуации во условите на температурата на околината.
Режим на вода.Нормално функционирање на телото е можно само со доволно снабдување со вода. Режимите на влажност во околината земја-воздух се многу разновидни - од целосна заситеност на воздухот со водена пареа во влажните тропски предели до речиси целосно отсуство на влага во воздухот и почвата на пустините. На пример, во Синајската пустина годишните врнежи се 10-15 mm, додека во Либиската пустина (во Асван) нема воопшто. Снабдувањето со вода на копнените организми зависи од режимот на врнежи, присуството на резерви на влага во почвата, резервоари, нивоа на подземни води, терен, карактеристики на атмосферската циркулација итн. .
Приспособување на растенијата на воден режим.Долните копнени растенија ја апсорбираат водата од подлогата со делови од талусот или ризоидите потопени во него, а влагата од атмосферата преку целата површина на телото.
Кај повисоките растенија, мововите апсорбираат вода од почвата преку ризоиди или долниот дел од стеблото (мов од сфагнум), додека повеќето други апсорбираат вода преку нивните корени. Протокот на вода во растението зависи од големината на силата на вшмукување на коренските клетки, степенот на разгранување на кореновиот систем и длабочината на пенетрација на корените во почвата. Корените системи се многу пластични и реагираат на променливите услови, првенствено на влага.
Кога има недостаток на влага во површинските хоризонти на почвата, многу растенија имаат коренови системи кои продираат длабоко во почвата, но се слабо разгранети, како, на пример, кај саксаул, камила трн, бор, груба пченкарница итн. Кај многу житни култури, напротив, коренските системи се силно разгранети и растат во површинските слоеви на почвата (во 'рж, пченица, пердув трева итн.). Водата што влегува во растението се носи преку ксилемот до сите органи, каде што се троши на животни процеси. Во просек, 0,5% оди на фотосинтеза, а остатокот за надополнување на загубите од испарувањето и одржување на тургорот. Водениот биланс на растението останува избалансиран ако апсорпцијата на водата, нејзиното спроведување и трошењето се хармонично координирани едни со други. Во зависност од нивната способност да го регулираат водениот баланс на нивното тело, копнените растенија се поделени на поикихидрид и хомојохидрид.
Поикихидридни растенијане се во можност активно да го регулираат својот воден баланс. Тие немаат уреди кои помагаат да се задржи водата во нивните ткива. Содржината на вода во клетките се одредува според влажноста на воздухот и зависи од нејзините флуктуации. Поикилохидридните растенија вклучуваат копнени алги, лишаи, некои мовови и тропски шумски папрати. За време на сушниот период, овие растенија се сушат речиси до воздух-сушна состојба, но по дождот тие повторно „оживуваат“ и стануваат зелени.
Растенија со хомојохидридспособен да ја одржува содржината на вода во клетките на релативно константно ниво. Тука спаѓаат повеќето висококопнени растенија. Нивните клетки имаат голема централна вакуола, поради што секогаш има довод на вода. Покрај тоа, транспирацијата ја регулира стоматалниот апарат, а ластарите се покриени со епидермис со кутикула која е слабо пропустлива за вода.
Сепак, способноста на растенијата да го регулираат метаболизмот на водата не е иста. Во зависност од нивната приспособливост на условите за влага на живеалиштата, се разликуваат три главни еколошки групи: хигрофити, ксерофити и мезофити.
Хигрофити- Тоа се растенија на влажни живеалишта: мочуришта, влажни ливади и шуми и брегови на акумулации. Тие не можат да толерираат недостаток на вода и реагираат на намалената влажност на почвата и воздухот со брзо венење или инхибиција на растот. Нивните листови се широки и немаат дебела кутикула. Клетките на мезофилот се лабаво наредени, со големи меѓуклеточни простори меѓу нив. Стоматите на хигрофитите обично се широко отворени и често се наоѓаат на двете страни на листот. Во овој поглед, нивната стапка на транспирација е многу висока. Во некои растенија во високо влажни живеалишта, вишокот на вода се отстранува преку хидатоди (водени стомати) лоцирани по должината на работ на листот. Прекумерната влажност на почвата доведува до намалување на содржината на кислород во неа, што ја отежнува функцијата за дишење и вшмукување на корените. Затоа, корените на хигрофитите се наоѓаат во површинските хоризонти на почвата, тие се слабо разгранети и на нив има малку коренски влакна. Органите на многу тревни хигрофити имаат добро развиен систем на меѓуклеточни простори низ кои влегува атмосферскиот воздух. Растенијата кои живеат на силно натопени почви, периодично поплавени со вода, формираат посебни респираторни корени, како што е мочуришниот чемпрес или потпорни корени, како што се дрвенестите растенија од мангрови.
КсерофитиВо активна состојба, тие можат да толерираат значително продолжено сушење на воздухот и почвата. Распространети се во степите, пустините, сувите суптропски предели итн. Во умерената климатска зона се населуваат на суви песочни и песочни кирпичници, на издигнати предели на релјефот. Способноста на ксерофитите да толерираат недостаток на влага се должи на нивните анатомски, морфолошки и физиолошки карактеристики. Врз основа на овие карактеристики, тие се поделени во две групи: сукулентиИ склерофити.
Сукуленти- повеќегодишни растенија со сочни, месести лисја или стебла, кај кои ткивото што складира вода е високо развиено. Постојат лисни сукуленти - алое, агави, седуми, млади и стеблести, кај кои листовите се намалени, а приземните делови се претставени со месести стебла (кактуси, некои млечни треви). Карактеристична карактеристика на сукулентите е нивната способност да складираат големи количини вода и да ја користат исклучително економично. Нивната стапка на транспирација е многу мала, бидејќи има многу малку стоми, тие често се потопуваат во ткивото на листот или стеблото и обично се затворени во текот на денот, што им помага да ја ограничат потрошувачката на вода. Затворањето на стомите во текот на денот ги попречува процесите на фотосинтеза и размена на гасови, па сукулентите развија посебен пат на фотосинтеза, кој делумно користи јаглерод диоксид кој се ослободува за време на дишењето. Во овој поглед, нивната стапка на фотосинтеза е ниска, што е поврзано со бавен раст и прилично ниска конкурентност. Сукулентите се карактеризираат со низок осмотски притисок на клеточниот сок, со исклучок на оние кои растат во солени почви. Нивните коренови системи се површни, високо разгранети и брзорастечки.
Склерофитите се тврди растенија со сув изглед поради големата количина на механичко ткиво и малата содржина на вода во листовите и стеблата. Листовите на многу видови се мали, тесни или сведени на лушпи и боцки; често имаат густа пубертет (мачкина шепа, сребрена пелин, многу пелин, итн.) или восочна обвивка (руски пченкарно цвеќе итн.). Нивните коренови системи се добро развиени и често имаат вкупна маса многу пати поголема од надземните делови на растенијата. Различни физиолошки адаптации, исто така, им помагаат на склерофитите успешно да го издржат недостатокот на влага: висок осмотски притисок на клеточниот сок, отпорност на дехидрација на ткивото, висок капацитет за задржување вода на ткивата и клетките поради високиот вискозитет на цитоплазмата. Многу склерофити ги користат најповолните периоди од годината за вегетација, а кога ќе се појави суша, нагло ги намалуваат виталните процеси. Сите наведени својства на ксерофитите придонесуваат за зголемување на нивната отпорност на суша.
Мезофитирасте во услови на просечна влажност. Тие бараат влага повеќе од ксерофитите, а помалку бараат од хигрофитите. Лисните ткива на мезофитите се диференцираат на колонообразен и сунѓерест паренхим. Интегументарните ткива може да имаат некои ксероморфни карактеристики (ретко пубертет, задебелен слој на кутикулата). Но, тие се помалку изразени отколку кај ксерофитите. Коренските системи можат да навлезат длабоко во почвата или да се наоѓаат во површинските хоризонти. Во однос на нивните еколошки потреби, мезофитите се многу разновидна група. Така, меѓу ливадските и шумските мезофити има видови со зголемена љубов кон влагата, кои се карактеризираат со висока содржина на вода во ткивата и прилично слаб капацитет за задржување вода. Тоа се ливадска лисичка опашка, мочуришна сина трева, бусен ливадска трева, Linnaeus holocum и многу други.
Во живеалиштата со периодичен или постојан (мал) недостаток на влага, мезофитите имаат знаци на ксероморфна организација и зголемена физиолошка отпорност на суша. Примери за такви растенија се педункуларниот даб, планинската детелина, среден хлебните, полумесечината луцерка итн.
Адаптации на животни.Во однос на режимот на вода, животните може да се поделат на хигрофили (влага-љубители на влага), ксерофили (сувољубиви) и мезофили (претпочитаат просечни услови на влага). Примери за хигрофили се дрвените вошки, комарците, пружините, вилинските коњчиња итн. Ксерофилни се гуштери, камили, пустински скакулци, темни бубачки итн.. Тие живеат во најсушните живеалишта.
Животните добиваат вода преку пиење, храна и преку оксидација на органски материи. На многу цицачи и птици (слонови, лавови, хиени, ластовички, свифтови итн.) им е потребна вода за пиење. Пустинските видови како што се џербоите, африканските гербили и американскиот кенгур стаорец можат да преживеат без вода за пиење. Гасеници од молци, житници и оризови и многу други живеат исклучиво на метаболичка вода.
Животните имаат типични начини да го регулираат балансот на водата: морфолошки, физиолошки, бихејвиорални.
ДО морфолошкиметодите за одржување на водената рамнотежа вклучуваат формации кои помагаат да се задржи водата во телото: лушпи од копнени полжави, кератинизирани облоги на рептили, слаба водопропустливост на облогите на инсекти итн. од хитин, но се одредува со најтенкиот восочен слој што ја покрива неговата површина. Уништувањето на овој слој нагло го зголемува испарувањето низ капаците.
ДО физиолошкиадаптациите за регулирање на метаболизмот на водата вклучуваат способност за формирање на метаболичка влага, заштеда на вода за време на излачувањето на урина и измет, толеранција на дехидрација, промени во потењето и ослободување на вода низ мукозните мембрани. Заштедата на вода во дигестивниот тракт се постигнува со апсорпција на водата од цревата и формирање на практично дехидриран измет. Кај птиците и влекачите, крајниот производ на метаболизмот на азот е урична киселина, за чие отстранување практично не се троши вода. Активното регулирање на потењето и испарувањето на влагата од површината на респираторниот тракт е широко користено кај хомеотермните животни. На пример, во најекстремните случаи на недостаток на влага кај камилата, потењето престанува и испарувањето од респираторниот тракт е нагло намалено, што доведува до задржување на водата во телото. Испарувањето, поврзано со потребата за терморегулација, може да предизвика дехидрација на телото, така што многу мали топлокрвни животни во сува и топла клима избегнуваат изложување на топлина и штедат влага криејќи се под земја.
Кај поикилотермичните животни, зголемувањето на телесната температура по затоплувањето на воздухот им овозможува да избегнат непотребно губење на вода, но тие не можат целосно да ги избегнат загубите од испарување. Затоа, за ладнокрвните животни, главниот начин за одржување на рамнотежата на водата кога живеат во сушни услови е да се избегнат прекумерни топлински оптоварувања. Затоа, во комплексот на приспособувања на режимот на вода на копнената средина, тие се од големо значење начини на однесувањерегулирање на водениот биланс. Тие вклучуваат посебни форми на однесување: копање дупки, барање резервоари, избор на живеалишта итн. Ова е особено важно за тревопасните и граниворните животни. За многу од нив, присуството на водни тела е предуслов за населување во сушните области. На пример, распространетоста во пустината на такви видови како што се биволот на Кејп, вотербук и некои антилопи целосно зависи од достапноста на местата за наводнување. Многу влекачи и мали цицачи живеат во јами каде релативно ниските температури и високата влажност поттикнуваат размена на вода. Птиците често користат вдлабнатини, засенчени круни од дрвја итн.
Карактеристична карактеристика на околината земја-воздух е присуството на воздух (мешавина од разни гасови) во неа.
Воздухот има мала густина, па затоа не може да служи како потпора за организмите (со исклучок на летечките). Тоа е малата густина на воздухот што ја одредува неговата незначителна отпорност при движење на организмите по површината на почвата. Во исто време, им го отежнува движењето во вертикална насока. Ниската густина на воздухот предизвикува и низок притисок на копно (760 mm Hg = 1 atm). Воздухот има помала веројатност да го спречи влегувањето на сончевата светлина отколку водата. Има поголема транспарентност од водата.
Составот на гасот на воздухот е константен (ова го знаете од вашиот курс по географија). Кислородот и јаглерод диоксидот, по правило, не се ограничувачки фактори. Водената пареа и разни загадувачи се присутни како нечистотии во воздухот.
Во текот на минатиот век, како резултат на човековата економска активност, содржината на различни загадувачи во атмосферата нагло се зголеми. Меѓу нив најопасни се: азот и сулфур оксиди, амонијак, формалдехид, тешки метали, јаглеводороди итн. Во моментов живите организми практично не се прилагодени на нив. Поради оваа причина, загадувањето на воздухот е сериозен глобален еколошки проблем. За да се реши, неопходно е да се спроведат мерки за заштита на животната средина на ниво на сите држави на Земјата.
Воздушните маси се движат во хоризонтални и вертикални насоки. Ова доведува до појава на таков еколошки фактор како ветер. Ветерможе да предизвика движење на песок во пустините (песочни бури). Тој е способен да ги разнесе честичките од почвата на кој било терен, намалувајќи ја плодноста на земјиштето (ерозија на ветер). Ветерот има механички ефект врз растенијата. Тој е способен да предизвика ветровити (свиткување дрвја со корени), ветровити (фрактури на стеблата на дрвјата) и деформација на круните на дрвјата. Движењето на воздушните маси значително влијае на распределбата на врнежите и температурните услови во земјо-воздушната средина.
Воден режим на животната средина земја-воздух
Од вашиот курс по географија, знаете дека околината земја-воздух може да биде или екстремно заситена со влага (тропските предели) или многу сиромашна во неа (пустини). Врнежите се нерамномерно распоредени и во годишните времиња и во географските области. Влажноста во околината варира во широк опсег. Тој е главниот ограничувачки фактор за живите организми.
Температурен режим на животната средина земја-воздух
Температурата во околината земја-воздух има дневна и сезонска периодичност. Организмите се прилагодиле на него од појавата на животот на копно. Затоа, температурата е помала веројатноста од влажноста да дејствува како ограничувачки фактор.
Прилагодување на растенијата и животните на живот во околината земја-воздух
Кога растенијата стигнале до земјата, тие развиле ткива. Ја проучувавте структурата на растителните ткива на курсот по биологија за VII одделение. Поради фактот што воздухот не може да послужи како сигурна потпора, растенијата развија механички ткива (дрвени влакна и влакна). Широк опсег на промени во климатските фактори предизвикаа формирање на густи интегрални ткива - перидерм, кора. Благодарение на подвижноста на воздухот (ветрот), растенијата развиле прилагодувања за опрашување, дистрибуција на спори, плодови и семиња.
Животот на животните суспендирани во воздухот е невозможен поради неговата мала густина. Многу од видовите (инсекти, птици) се адаптирале на активниот лет и можат да останат во воздухот долго време. Но, нивната репродукција се јавува на површината на почвата.
Движењето на воздушните маси во хоризонтални и вертикални насоки го користат некои мали организми за пасивно растурање. Протистите, пајаците и инсектите се населуваат на овој начин. Ниската густина на воздухот предизвика подобрување на надворешните (членконоги) и внатрешните (рбетници) скелети кај животните во текот на еволуцијата. Од истата причина, постои ограничување на максималната маса и големината на телото на копнените животни. Најголемото животно на копно, слонот (тежина до 5 тони), е многу помал од морскиот џин, синиот кит (до 150 тони). Благодарение на појавата на различни видови екстремитети, цицачите можеа да ги населат копнените области со различни видови релјеф.
Општи карактеристики на почвата како животна средина
Почвата е горниот слој на земјината кора што е плодна. Формирана е како резултат на интеракцијата на климатските и биолошките фактори со основната карпа (песок, глина, итн.). Почвата е во контакт со воздухот и служи како потпора за копнените организми. Тоа е исто така извор на минерална исхрана за растенијата. Во исто време, почвата е животна средина за многу видови организми. Почвата се карактеризира со следните својства: густина, влажност, температура, аерација (снабдување на воздух), реакција на животната средина (рН), соленост.
Густината на почвата се зголемува со длабочината. Влажноста, температурата и аерацијата на почвата се тесно поврзани и меѓусебно зависни. Температурните флуктуации во почвата се измазнуваат во споредба со површинскиот воздух и повеќе не се следат на длабочина од 1-1,5 m. Добро навлажнетите почви полека се загреваат и полека се ладат. Зголемувањето на влажноста и температурата на почвата ја влошува нејзината аерација, и обратно. Хидротермичкиот режим на почвата и нејзината аерација зависат од структурата на почвата. Глинените почви ја задржуваат влагата подобро од песочните. Но, тие проветруваат полошо и се загреваат полошо. Според реакцијата на околината, почвите се делат на три вида: кисели (рН< 7,0), нейтральные (рН ≈ 7,0) и щелочные (рН > 7,0).
Адаптации на растенијата и животните кон животот во почвата
Во животот на растенијата, почвата ги извршува функциите на закотвување, снабдување со вода и извор на минерална исхрана. Концентрацијата на хранливи материи во почвата доведе до развој на коренови системи и спроводливи ткива кај растенијата.
Животните кои живеат во почвата имаат голем број на адаптации. Тие се карактеризираат со различни методи на движење во почвата. Ова може да биде копање пасуси и дупки, како што се штурците и штурците. Земјените црви можат да ги раздвојат честичките од почвата и да создадат тунели. Ларвите од инсекти се способни да ползат меѓу честичките на почвата. Во овој поглед, во процесот на еволуција, развиени се соодветни адаптации. Организмите за копање развиле екстремитети за копање. Анелидите имаат хидростатички скелет, додека инсектите и стоногалките имаат канџи.
Почвените животни имаат кратко, компактно тело со невлажни облоги (цицачи) или покриени со слуз. Животот во почвата како живеалиште доведе до атрофија или неразвиеност на визуелните органи. Ситните, недоволно развиени очи на кртот често се кријат под наборот на кожата. За да се олесни движењето во тесните земјени премини, крзното на кртовите се здоби со способност да се превиткува во две насоки.
Во копнено-воздушната средина, организмите се опкружени со воздух. Има мала влажност, густина и притисок, висока транспарентност и содржина на кислород. Влажноста е главниот ограничувачки фактор. Почвата како животна средина се карактеризира со висока густина, одреден хидротермички режим и аерација. Растенијата и животните развиле различни приспособувања на животот во средини на земја-воздух и почва.
ПРЕДАВАЊЕ 4
ЖИВОТНИ СРЕДИНИ И АДАПТАЦИЈА НА ОРГАНИЗМИТЕ КОН НИВ.
Водна средина.
Ова е најстарата средина во која животот настанал и еволуирал долго време дури и пред да се појават првите организми на копно. Според составот на водната средина за живеење, постојат две главни опции: слатководни и морски средини.
Повеќе од 70% од површината на планетата е покриена со вода. Сепак, поради компаративната униформност на условите на оваа средина („водата е секогаш влажна“), разновидноста на организмите во водната средина е многу помала отколку на копно. Само секој десетти вид од растителното царство е поврзан со водната средина, разновидноста на водните животни е нешто поголема. Вкупниот сооднос на бројот на видови земја/вода е околу 1:5.
Густината на водата е 800 пати поголема од густината на воздухот. И притисокот врз организмите што го населуваат е исто така многу поголем отколку во копнените услови: на секои 10 m длабочина се зголемува за 1 atm. Една од главните насоки на адаптација на организмите кон животот во водната средина е зголемување на пловноста преку зголемување на површината на телото и формирање на ткива и органи кои содржат воздух. Организмите можат да лебдат во вода (како претставници на планктон - алги, протозои, бактерии) или активно да се движат, како риби што се формираат нектон.Значителен дел од организмите се прикачени на долната површина или се движат по неа. Како што веќе беше забележано, важен фактор во водната средина е актуелен.
Табела 1 - Компаративни карактеристики на живеалиштата и адаптација на живите организми кон нив
Основата на производството на повеќето водни екосистеми се автотрофите, кои користат сончева светлина што ја пробива водената колона. Можноста за „пробивање“ на оваа дебелина се одредува според проѕирноста на водата. Во чистата океанска вода, во зависност од аголот на инциденца на сончевата светлина, можен е автотрофен живот до длабочина од 200 m во тропските предели и 50 m во големи географски широчини (на пример, во морињата на Арктичкиот океан). Во многу вознемирени слатководни тела, слој населен со автотрофи (тоа се нарекува фотоски),може да биде само неколку десетици сантиметри.
Црвениот дел од светлосниот спектар најактивно се апсорбира од вода, затоа, како што е забележано, длабоките мориња се населени со црвени алги, способни да апсорбираат зелена светлина поради дополнителни пигменти. Транспарентноста на водата се одредува со едноставен уред - диск Secchi, кој е обоен во бело круг со дијаметар од 20 cm. Степенот на проѕирност на водата се оценува според длабочината на која дискот станува неразличен.
Најважната карактеристика на водата е нејзиниот хемиски состав - содржината на соли (вклучувајќи хранливи материи), гасови, водородни јони (pH). Врз основа на концентрацијата на хранливи материи, особено фосфор и азот, водните тела се делат на олиготрофни, мезотрофни и еутрофни. Кога се зголемува содржината на хранливи материи, да речеме, кога резервоарот е загаден со истекување, се јавува процес на еутрофикација на водните екосистеми.
Содржината на кислород во водата е приближно 20 пати помала отколку во атмосферата и изнесува 6-8 ml/l. Се намалува со зголемување на температурата, како и во застојани резервоари во зима, кога водата е изолирана од атмосферата со слој мраз. Намалувањето на концентрацијата на кислород може да предизвика смрт на многу жители на водните екосистеми, со исклучок на видовите кои се особено отпорни на недостаток на кислород, како што се крап или тенч, кои можат да живеат дури и кога содржината на кислород се намалува на 0,5 ml/l. Содржината на јаглерод диоксид во водата, напротив, е поголема отколку во атмосферата. Морската вода може да содржи до 40-50 ml/l, што е приближно 150 пати повеќе отколку во атмосферата. Потрошувачката на јаглерод диоксид од фитопланктонот при интензивна фотосинтеза не надминува 0,5 ml/l дневно.
Концентрацијата на водородни јони во водата (pH) може да варира помеѓу 3,7-7,8. Водите со pH вредност од 6,45 до 7,3 се сметаат за неутрални. Како што веќе беше забележано, со намалување на pH вредноста, биолошката разновидност на организмите што живеат во водната средина брзо се намалува. Раковите и многу видови мекотели умираат на pH под 6, костурот и штуката можат да издржат pH до 5, јагулата и јагулата преживуваат кога pH вредноста паѓа на 5-4,4. Во покиселите води преживуваат само некои видови зоопланктон и фитопланктон. Киселиот дожд, поврзан со ослободувањето на големи количини на сулфур и азотни оксиди во атмосферата од страна на индустриските претпријатија, предизвика закиселување на водите на езерата во Европа и САД и нагло исцрпување на нивната биолошка разновидност. Кислородот е често ограничувачки фактор. Неговата содржина обично не надминува 1% од волуменот. Со зголемување на температурата, збогатување со органска материја и слабо мешање, содржината на кислород во водата се намалува. Ниската достапност на кислород за организмите е поврзана и со неговата слаба дифузија (во водата е илјадници пати помала отколку во воздухот). Вториот ограничувачки фактор е светлината. Осветлувањето брзо се намалува со длабочината. Во совршено чисти води, светлината може да навлезе до длабочина од 50-60 m, во силно загадени води - само неколку сантиметри.
Оваа средина е најхомогена меѓу другите. Малку се разликува во просторот; нема јасни граници помеѓу поединечните екосистеми. Амплитудите на вредностите на факторот се исто така мали. Разликата помеѓу максималните и минималните температурни вредности овде обично не надминува 50°C (додека во средина на земја-воздух е до 100°C). Околината се карактеризира со висока густина. За океанските води тоа е еднакво на 1,3 g/cm 3, за свежа вода е блиску до единство. Притисокот се менува само во зависност од длабочината: секој слој на вода од 10 метри го зголемува притисокот за 1 атмосфера.
Во водата има малку топлокрвни животни, или хомеотермичен(грчки: хомои - исто, термо - топлина), организми. Ова е резултат на две причини: мали температурни флуктуации и недостаток на кислород. Главниот механизам за адаптација на хомеотермијата е отпорност на неповолни температури. Во водата, таквите температури се малку веројатни, но во длабоките слоеви температурата е речиси константна (+4°C). Одржувањето на константна телесна температура е нужно поврзано со интензивни метаболички процеси, што е можно само со добро снабдување со кислород. Во водата нема такви услови. Топлокрвните животни од водната средина (китови, фоки, крзнени фоки итн.) се поранешни жители на земјата. Нивното постоење е невозможно без периодична комуникација со воздухот.
Типичните жители на водната средина имаат променлива телесна температура и припаѓаат на групата поикотермална(грчки поикиос - разновидно). Недостигот на кислород до одреден степен го компензираат со зголемување на контактот на дишните органи со вода. Многу водни жители (водни организми)троши кислород низ сите делови на телото. Дишењето често се комбинира со филтрационен тип на исхрана, во кој голема количина на вода поминува низ телото. Некои организми, за време на периоди на акутен недостаток на кислород, се способни нагло да ги забават своите витални функции, дури и до степен на суспендирана анимација(речиси целосен прекин на метаболизмот).
Организмите се прилагодуваат на високата густина на водата главно на два начина. Некои го користат како поддршка и се во состојба на слободно лебдење. Густината (специфичната тежина) на таквите организми обично малку се разликува од густината на водата. Ова е олеснето со целосно или речиси целосно отсуство на скелетот, присуство на израстоци, капки маснотии во телото или воздушните шуплини. Таквите организми се групирани заедно планктон(грчки planktos - скитници). Постојат растителни (фито-) и животински (зоо-) планктони. Планктонските организми обично се мали по големина. Но, тие претставуваат најголемиот дел од водните жители.
Активно подвижните организми (пливачи) се прилагодуваат за да ја надминат високата густина на водата. Тие се карактеризираат со издолжена форма на телото, добро развиени мускули и присуство на структури кои го намалуваат триењето (слуз, лушпи). Општо земено, високата густина на водата резултира со намалување на процентот на скелетот во вкупната телесна маса на водните организми во споредба со копнените организми. Во услови на мала или никаква светлина, организмите користат звук за ориентација. Многу побрзо се шири во вода отколку во воздух. За откривање на различни пречки, се користи рефлектираниот звук, сличен на ехолокацијата. Мирисите се користат и за ориентација (мирисите се чувствуваат многу подобро во водата отколку во воздухот). Во длабочините на водата, многу организми имаат својство на самолуминисценција (биолуминисценција).
Растенијата кои живеат во водната колона ги користат сините, сините и сино-виолетовите зраци кои навлегуваат најдлабоко во водата за време на фотосинтезата. Според тоа, бојата на растенијата се менува со длабочина од зелена до кафеава и црвена.
Следниве групи на хидробионти се разликуваат адекватно за механизми за адаптација: забележано погоре планктон- слободно лебдечки, нектон(грчки nektos - лебдечки) - активно се движи, бентос(грчки бентос - длабочина) - жители на дното, пелагоси(грчки пелагос - отворено море) - жители на водениот столб, Нојстон- жители на горниот филм на вода (дел од телото може да биде во вода, дел во воздух).
Човечкото влијание врз водната средина се манифестира со намалување на транспарентноста, промени во хемискиот состав (загадување) и температурата (термичко загадување). Последица на овие и други влијанија е намалување на кислородот, намалена продуктивност, промени во составот на видовите и други отстапувања од нормата.
Земја-воздушна средина.
Воздухот има значително помала густина во споредба со водата. Поради оваа причина, развојот на воздушната средина, кој настанал многу подоцна од почетокот на животот и неговиот развој во водната средина, бил придружен со зголемен развој на механички ткива, што им овозможило на организмите да се спротивстават на дејството на законот за гравитација и ветер (скелет кај 'рбетниците, хитинозни лушпи кај инсектите, склеренхим кај растенијата). Во средина само со воздух, ниту еден организам не може да живее трајно, и затоа дури и најдобрите „летачи“ (птици и инсекти) мора периодично да паѓаат на земја. Движењето на организмите низ воздухот е возможно поради специјални уреди - крилја кај птиците, инсектите, некои видови цицачи, па дури и рибите, падобрани и крилја во семињата, воздушни кесички во полен од иглолисни видови итн.
Воздухот е лош спроводник на топлина, и затоа токму во воздушната средина на копно се појавија ендотермични (топлокрвни) животни, кои полесно ја задржуваат топлината од ектотермните жители на водната средина. За топлокрвните водни животни, вклучително и џиновските китови, водната средина е секундарна; предците на овие животни некогаш живееле на копно.
Животот во воздухот бара посложени репродуктивни механизми кои би го елиминирале ризикот од сушење на герминативните клетки (повеќеклеточна антеридија и архегонија, а потоа овулите и јајниците кај растенијата, внатрешно оплодување кај животните, јајца со густа обвивка кај птиците, рептилите, водоземците, итн.).
Општо земено, има многу повеќе можности за формирање на различни комбинации на фактори во околината земја-воздух отколку во водната средина. Токму во оваа средина се особено изразени климатските разлики помеѓу различни региони (и на различни надморски височини во рамките на истиот регион). Затоа, разновидноста на копнените организми е многу поголема од онаа на водните.
Оваа средина е една од најкомплексните и во поглед на својствата и просторната разновидност. Се карактеризира со мала густина на воздухот, големи температурни флуктуации (годишни амплитуди до 100°C) и висока атмосферска подвижност. Ограничувачките фактори најчесто се недостаток или вишок на топлина и влага. Во некои случаи, на пример, под шумската крошна, има недостаток на светлина.
Големите флуктуации на температурата со текот на времето и нејзината значителна варијабилност во просторот, како и доброто снабдување со кислород, беа мотивација за појава на организми со постојана телесна температура (хомеотермна). Хомеотермијата им овозможи на жителите на земјата значително да го прошират своето живеалиште (опсегот на видови), но тоа неизбежно е поврзано со зголемената потрошувачка на енергија.
За организмите од околината земја-воздух, типични се три механизми на адаптација на температурниот фактор: физички, хемиски, бихејвиорални. Физичкисе врши со регулирање на пренос на топлина. Нејзини фактори се кожата, масните наслаги, испарувањето на водата (потење кај животните, транспирацијата кај растенијата). Овој пат е карактеристичен за поикиотермните и хомеотермните организми. Хемиски адаптациисе засноваат на одржување на одредена телесна температура. Ова бара интензивен метаболизам. Ваквите прилагодувања се карактеристични за хомеотермните и само делумно поикиотермните организми. Бихејвиорална патекасе врши преку избор на претпочитани позиции од страна на организмите (отворени за сонце или засенчени места, различни видови засолништа итн.). Карактеристично е за двете групи организми, но во поголема мера кај поикиотермите. Растенијата се прилагодуваат на температурниот фактор главно преку физички механизми (навлаки, испарување на водата) и само делумно преку бихејвиорални (ротации на листовите во однос на сончевите зраци, користење на топлината на земјата и изолационата улога на снежната покривка).
Адаптациите на температурата се вршат и преку големината и обликот на телото на организмите. За пренос на топлина, поголемите димензии се поповолни (од Колку е поголемо телото, толку е помала неговата површина по единица маса,а со тоа и пренос на топлина и обратно). Поради оваа причина, истите видови кои живеат во постудени клими (на север) имаат тенденција да бидат поголеми од оние што живеат во потопли клими. Овој модел се нарекува Правилото на Бергман.Регулирањето на температурата се врши и преку испакнати делови од телото (уши, екстремитети, органи за мирис). Во студените области тие имаат тенденција да бидат помали по големина отколку во потоплите области (правило на Ален).
Зависноста на преносот на топлина од големината на телото може да се процени според количината на кислород потрошена за време на дишењето по единица маса од различни организми. Колку е помала големината на животните, толку е поголема. Така, на 1 кг маса, потрошувачката на кислород (см 3 / час) беше: коњ - 220, зајак - 480, стаорец -1800, глушец - 4100.
©2015-2019 сајт
Сите права припаѓаат на нивните автори. Оваа страница не бара авторство, но обезбедува бесплатна употреба.
Датум на креирање на страница: 30-06-2017
Се вчитува...
