Живеалиште на земја-воздух

ОСНОВНИ ЖИВЕНИ СРЕДИНИ

ВОДНА СРЕДИНА

Водната средина на животот (хидросфера) зафаќа 71% од површината на земјината топка. Повеќе од 98% од водата е концентрирана во морињата и океаните, 1,24% е мразот на поларните региони, 0,45% е слатката вода на реките, езерата и мочуриштата.

Постојат две еколошки области во светските океани:

воден столб - пелагичен, и дното - бентал.

Водната средина е дом на приближно 150.000 видови животни, или околу 7% од нивниот вкупен број, и 10.000 видови растенија - 8%. Се разликуваат следниве: еколошки групи на водни организми.Пелагија - населени со организми поделени на нектон и планктон.

Нектон (нектос - лебдечки) -Ова е збирка на пелагични животни кои активно се движат кои немаат директна врска со дното. Тоа се главно големи животни кои можат да ги надминат долгите растојанија и силните водни струи. Тие се карактеризираат со рационализирана форма на телото и добро развиени органи за движење (риба, лигњи, шипки, китови).Во слатките води, покрај рибите, нектонот вклучува и водоземци и инсекти кои активно се движат.

Планктон (скитник, пловечки) -Ова е збир на пелагични организми кои немаат способност за брзи активни движења. Тие се поделени на фито- и зоопланктон (мали ракови, протозои - фораминифери, радиоларии; медузи, птероподи). Фитопланктон - дијатоми и зелени алги.

Нојстон– збир на организми кои го населуваат површинскиот филм на водата на границата со воздухот. Тоа се ларви на декаподи, мрсули, копеподи, гастроподи и бивалви, ехинодерми и риби. Поминувајќи низ фазата на ларви, тие го напуштаат површинскиот слој кој им служел како засолниште и се преселуваат да живеат на дното или пелагичната зона.

Плаистон -ова е збирка на организми, чиј дел од телото е над површината на водата, а другиот во водата - патка, сифонофори.

Бентос (длабочина) -збирка на организми кои живеат на дното на водните тела. Поделен е на фитобентос и зообентос. Фитобентос - алги - дијатоми, зелени, кафеави, црвени и бактерии; долж бреговите има цветни растенија - зостер, руппија. Зообентос – фораминифери, сунѓери, колентерати, црви, мекотели, риби.

Во животот на водните организми, важна улога игра вертикалното движење на режимите на вода, густина, температура, светлина, сол, гас (содржина на кислород и јаглерод диоксид) и концентрацијата на водородни јони (pH).

Температура: Се разликува во вода, прво, со помал прилив на топлина и второ, со поголема стабилност отколку на копно. Дел од топлинската енергија што пристигнува на површината на водата се рефлектира, додека дел се троши на испарување. Испарувањето на водата од површината на резервоарите, кое троши околу 2263,8 J/g, го спречува прегревањето на долните слоеви, а формирањето на мраз, кој ја ослободува топлината на фузијата (333,48 J/g), го забавува нивното ладење. Температурните промени во протечните води ги следат нејзините промени во околниот воздух, кои се разликуваат во помала амплитуда.

Во езерата и езерата со умерени географски широчини, термичкиот режим се одредува со добро познат физички феномен - водата има максимална густина на 4 o C. Водата во нив е јасно поделена на три слоја:

1. епилимнион- горниот слој чија температура доживува остри сезонски флуктуации;

2. металимнион– преоден слој на температурен скок, има остра температурна разлика;

3. хиполимнион- длабокоморски слој кој достигнува до самото дно, каде што температурата малку се менува во текот на годината.

Во лето, најтоплите слоеви на вода се наоѓаат на површината, а најстудените се наоѓаат на дното. Овој тип на распределба на температурата слој-по-слој во резервоар се нарекува директна стратификација.Во зима, како што температурата паѓа, обратна стратификација: површинскиот слој има температура блиску до 0 C, на дното температурата е околу 4 C, што одговара на неговата максимална густина. Така, температурата се зголемува со длабочина. Овој феномен се нарекува температурна дихотомија,забележано во повеќето езера во умерената зона во лето и зима. Како резултат на температурната дихотомија, вертикалната циркулација е нарушена - започнува период на привремена стагнација - стагнација.

Во пролетта, површинските води поради загревање до 4C стануваат погусти и тонуваат подлабоко, а од длабочините се издигнува потопла вода за да го заземе своето место. Како резултат на таквата вертикална циркулација, во резервоарот се јавува хомотермија, т.е. за некое време температурата на целата водена маса се изедначува. Со дополнително зголемување на температурата, горните слоеви стануваат сè помалку густи и повеќе не тонат надолу - летна стагнација. На есен, површинскиот слој се лади, станува погуст и тоне подлабоко, поместувајќи ја топлата вода на површината. Ова се случува пред почетокот на есенската хомотермија. Кога површинските води се ладат под 4C, тие стануваат помалку густи и повторно остануваат на површината. Како резултат на тоа, циркулацијата на водата престанува и се јавува зимска стагнација.

Водата се карактеризира со значајни густина(800 пати) супериорен во однос на воздухот) и вискозност. ВОВо просек, во водениот столб, на секои 10 m длабочина, притисокот се зголемува за 1 atm. Овие карактеристики влијаат на растенијата со тоа што нивното механичко ткиво се развива многу слабо или воопшто не се развива, така што нивните стебла се многу еластични и лесно се виткаат. Повеќето водни растенија се карактеризираат со пловност и способност да бидат суспендирани во водениот столб; кај многу водни животни, облогата е подмачкана со слуз, што го намалува триењето при движење, а телото добива рационализирана форма. Многу жители се релативно стенобатични и ограничени на одредени длабочини.

Транспарентност и режим на светлина.Ова особено влијае на дистрибуцијата на растенијата: во калливи водни тела тие живеат само во површинскиот слој. Светлосниот режим се одредува и со природното намалување на светлината со длабочина поради фактот што водата ја апсорбира сончевата светлина. Во исто време, зраците со различни бранови должини се апсорбираат различно: црвените се апсорбираат најбрзо, додека сино-зелените продираат до значителни длабочини. Бојата на околината се менува, постепено преминувајќи од зеленикава во зелена, сина, индиго, сино-виолетова, заменета со постојана темнина. Соодветно на тоа, со длабочина, зелените алги се заменуваат со кафеави и црвени, чии пигменти се прилагодени да ги доловуваат сончевите зраци со различни бранови должини. Бојата на животните исто така природно се менува со длабочината. Животни со светли и разновидни бои живеат во површинските слоеви на водата, додека длабокоморските видови немаат пигменти. Живеалиштето на самракот е населено со животни обоени во бои со црвеникава нијанса, што им помага да се сокријат од непријателите, бидејќи црвената боја во сино-виолетовите зраци се перцепира како црна.

Апсорпцијата на светлината во водата е посилна, толку е помала нејзината транспарентност. Транспарентноста се карактеризира со екстремна длабочина, каде сè уште е видлив специјално спуштен Secchi диск (бел диск со дијаметар од 20 cm). Оттука, границите на зоните на фотосинтезата многу варираат во различни водни тела. Во најчистите води фотосинтетичката зона достигнува длабочина од 200 m.

Соленоста на водата.Водата е одличен растворувач за многу минерални соединенија. Како резултат на тоа, природните резервоари имаат одреден хемиски состав. Најважни се сулфатите, карбонатите и хлоридите. Количината на растворени соли на 1 литар вода во слатководните тела не надминува 0,5 g, во морињата и океаните - 35 g Слатководните растенија и животни живеат во хипотонична средина, т.е. средина во која концентрацијата на растворените материи е помала отколку во телесните течности и ткива. Поради разликата во осмотскиот притисок надвор и внатре во телото, водата постојано продира во телото, а слатководните хидробионти се принудени интензивно да ја отстрануваат. Во овој поглед, нивните процеси на осморегулација се добро изразени. Кај протозоите тоа се постигнува со работата на екскреторните вакуоли, кај повеќеклеточните организми - со отстранување на водата преку екскреторниот систем. Типично морските и типично слатководните видови не толерираат значителни промени во соленоста на водата - стенохалинските организми. Eurygalline - слатководна штука седалото, платика, штука, од морето - семејството лопен.

Режим на гасГлавните гасови во водната средина се кислород и јаглерод диоксид.

Кислород- најважниот еколошки фактор. Влегува во вода од воздухот и се ослободува од растенијата за време на фотосинтезата. Неговата содржина во вода е обратно пропорционална на температурата; со намалување на температурата, растворливоста на кислородот во водата (како и другите гасови) се зголемува. Во слоевите многу населени со животни и бактерии, може да се појави недостаток на кислород поради зголемената потрошувачка на кислород. Така, во светските океани, длабочините богати со животи од 50 до 1000 m се карактеризираат со нагло влошување на аерацијата. Тој е 7-10 пати понизок отколку во површинските води населени со фитопланктон. Условите во близина на дното на резервоарите може да бидат блиску до анаеробни.

Јаглерод диоксид -се раствора во вода околу 35 пати подобро од кислородот и неговата концентрација во водата е 700 пати поголема отколку во атмосферата. Обезбедува фотосинтеза на водни растенија и учествува во формирањето на варовнички скелетни формации на безрбетници.

Концентрација на водородни јони (pH)– слатководните базени со pH = 3,7-4,7 се сметаат за кисели, 6,95-7,3 – неутрални, со pH 7,8 – алкални. Во слатководните тела, pH вредноста дури доживува дневни флуктуации. Морската вода е поалкална и нејзината pH се менува многу помалку од свежата вода. рН се намалува со длабочината. Концентрацијата на водородни јони игра голема улога во дистрибуцијата на водните организми.

Живеалиште на земја-воздух

Карактеристика на животната средина копно-воздух е тоа што организмите што живеат овде се опкружени со гасовита средина која се карактеризира со мала влажност, густина и притисок и висока содржина на кислород. Вообичаено, животните во оваа средина се движат по почвата (тврда подлога) и растенијата се вкорени во неа.

Во околината земја-воздух, оперативните фактори на животната средина имаат низа карактеристични карактеристики: повисок интензитет на светлина во споредба со другите средини, значителни температурни флуктуации, промени во влажноста во зависност од географската локација, сезоната и време од денот. Влијанието на факторите наведени погоре е нераскинливо поврзано со движењето на воздушните маси - ветерот.

Во процесот на еволуција, живите организми од копно-воздушната средина развија карактеристични анатомски, морфолошки, физиолошки адаптации.

Да ги разгледаме карактеристиките на влијанието на основните фактори на животната средина врз растенијата и животните во околината земја-воздух.

Воздух.Воздухот како еколошки фактор се карактеризира со постојан состав - кислородот во него обично е околу 21%, јаглерод диоксид 0,03%.

Ниска густина на воздухотја одредува неговата мала сила на кревање и незначителна поддршка. Сите жители на воздухот се тесно поврзани со површината на земјата, која им служи за прицврстување и поддршка. Густината на воздушната средина не обезбедува висока отпорност на организмите кога се движат по површината на земјата, но го отежнува вертикалното движење. За повеќето организми, останувањето во воздухот е поврзано само со населување или барање плен.

Малата сила на кревање на воздухот ја одредува максималната маса и големина на копнените организми. Најголемите животни кои живеат на површината на земјата се помали од џиновите на водната средина. Големите цицачи (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 создава мала отпорност на движење. Еколошките придобивки од ова својство на воздушната средина ги користеа многу копнени животни за време на еволуцијата, стекнувајќи способност да летаат. 75% од видовите на сите копнени животни се способни за активен лет, главно инсекти и птици, но летоци има и кај цицачите и влекачите.

Благодарение на подвижноста на воздухот и вертикалните и хоризонталните движења на воздушните маси кои постојат во долните слоеви на атмосферата, можно е пасивно летот на голем број организми. Многу видови развиле анемохорија - дисперзија со помош на воздушни струи. Анемохоријата е карактеристична за спори, семиња и плодови на растенија, протозои цисти, мали инсекти, пајаци итн. Организмите кои пасивно се транспортираат со воздушни струи колективно се нарекуваат аеропланктон по аналогија со планктонските жители на водната средина.

Главната еколошка улога на хоризонталните движења на воздухот (ветрот) е индиректна во зајакнувањето и слабеењето на влијанието врз копнените организми на важни фактори на животната средина како што се температурата и влажноста. Ветровите го зголемуваат ослободувањето на влага и топлина од животните и растенијата.

Состав на гас на воздухотво приземниот слој воздухот е прилично хомоген (кислород - 20,9%, азот - 78,1%, инертни гасови - 1%, јаглерод диоксид - 0,03% по волумен) поради неговата висока дифузност и постојано мешање со конвекција и струење на ветерот. Сепак, различни нечистотии од гасовити, капки-течни и цврсти (прашина) честички кои влегуваат во атмосферата од локални извори може да имаат значајно еколошка важност.

Високата содржина на кислород придонела за зголемување на метаболизмот кај копнените организми, а животинската хомеотермија настанала врз основа на високата ефикасност на оксидативните процеси. Кислородот, поради неговата постојано висока содржина во воздухот, не е фактор што го ограничува животот во копнената средина. Само на места, под специфични услови, се создава привремен недостаток, на пример во акумулации на растителни остатоци што се распаѓаат, резерви на жито, брашно итн.

Едафични фактори.Својствата на почвата и теренот исто така влијаат на условите за живот на копнените организми, пред сè на растенијата. Својствата на земјината површина кои имаат еколошко влијание врз нејзините жители се нарекуваат едафични фактори на животната средина.

Природата на кореновиот систем на растението зависи од хидротермалниот режим, аерацијата, составот, составот и структурата на почвата. На пример, коренските системи на видови дрвја (бреза, ариш) во области со вечен мраз се наоѓаат на плитки длабочини и се шират широко. Онаму каде што нема вечен мраз, коренските системи на истите тие растенија се помалку распространети и продираат подлабоко. Во многу степски растенија, корените можат да стигнат до вода од големи длабочини, во исто време, тие имаат и многу површински корени во хоризонтот на почвата богат со хумус, од каде што растенијата апсорбираат елементи на минерална исхрана.

Теренот и природата на почвата влијаат на специфичното движење на животните. На пример, на копитарите, ноевите и бустарите кои живеат на отворени простори им е потребна тврда почва за да се засили одбивноста при брзо трчање. Кај гуштери кои живеат на поместувачки песок, прстите на нозете се обрабени со раб од роговиден лушпи, што ја зголемува површината на поддршката. За копнените жители кои копаат дупки, густите почви се неповолни. Природата на почвата во некои случаи влијае на дистрибуцијата на копнените животни кои копаат јами, вкопуваат во почвата за да избегаат од топлината или предаторите или несат јајца во почвата итн.

Временски и климатски карактеристики.Условите за живеење во околината земја-воздух исто така се комплицирани од временските промени. Времето е постојано менување на состојбата на атмосферата на површината на земјата, до височина од приближно 20 km (границата на тропосферата). Променливоста на времето се манифестира во постојана варијација во комбинацијата на фактори на животната средина како што се температурата и влажноста на воздухот, облачноста, врнежите, силата и насоката на ветерот итн. Временските промени, заедно со нивната редовна алтернација во годишниот циклус, се карактеризираат со непериодични флуктуации, што значително ги отежнува условите за постоење на копнени организми. Времето влијае на животот на водните жители во многу помала мера и само на популацијата на површинските слоеви.

Климата на областа.Долгорочниот временски режим ја карактеризира климата на областа. Концептот на климата ги вклучува не само просечните вредности на метеоролошките појави, туку и нивниот годишен и дневен циклус, отстапувањата од него и нивната фреквенција. Климата е одредена од географските услови на областа.

Зонската разновидност на климата е комплицирана од дејството на монсунските ветрови, дистрибуцијата на циклоните и антициклоните, влијанието на планинските венци врз движењето на воздушните маси, степенот на оддалеченост од океанот и многу други локални фактори.

За повеќето копнени организми, особено за малите, не е толку важна климата на областа колку условите на нивното непосредно живеалиште. Многу често, локалните елементи на животната средина (релјеф, вегетација, итн.) го менуваат режимот на температура, влажност, светлина, движење на воздухот во одредена област на таков начин што тој значително се разликува од климатските услови на областа. Ваквите локални климатски модификации кои се развиваат во површинскиот слој на воздухот се нарекуваат микроклима. Секоја зона има многу разновидна микроклима. Може да се идентификуваат микроклими на произволно мали области. На пример, во венчињата со цвеќиња се создава посебен режим, кој го користат жителите кои живеат таму. Посебна стабилна микроклима се јавува во јами, гнезда, вдлабнатини, пештери и други затворени места.

Врнежите.Покрај обезбедувањето вода и создавање резерви на влага, тие можат да играат и други еколошки улоги. Така, обилните врнежи или град понекогаш имаат механички ефект врз растенијата или животните.

Еколошката улога на снежната покривка е особено разновидна. Дневните температурни флуктуации продираат во длабочината на снегот само до 25 см, подлабоко температурата останува речиси непроменета. Со мразови од -20-30 C под слој снег од 30-40 cm, температурата е само малку под нулата. Длабоката снежна покривка ги штити пупките за обновување и ги штити зелените делови на растенијата од смрзнување; многу видови одат под снег без да го фрлат своето зеленило, на пример, влакнеста трева, Veronica officinalis итн.

Малите копнени животни водат активен животен стил во зима, правејќи цели галерии од тунели под снегот и во неговата дебелина. Голем број видови кои се хранат со вегетација покриена со снег се карактеризираат дури и со зимско размножување, што е забележано, на пример, кај леминзите, дрвените и жолтогрлените глувци, голем број волови, водни стаорци итн. , црн тетреб, еребица тундра - закопа во снегот за ноќ.

Зимската снежна покривка им отежнува на големите животни да добијат храна. Многу копитари (ирваси, диви свињи, волови од мошус) се хранат исклучиво со вегетација покриена со снег во зима, а длабоката снежна покривка, а особено тврдата кора на нејзината површина која се појавува за време на ледени услови, ги осудува на глад. Длабочината на снегот може да ја ограничи географската дистрибуција на видовите. На пример, вистинскиот елен не продира на север во оние области каде што дебелината на снегот во зима е повеќе од 40-50 см.

Светлосен режим.Количината на зрачење што допира до површината на Земјата се одредува според географската ширина на областа, должината на денот, проѕирноста на атмосферата и аголот на паѓање на сончевите зраци. Под различни временски услови, 42-70% од сончевата константа стигнува до површината на Земјата. Осветлувањето на површината на Земјата варира многу. Сè зависи од висината на Сонцето над хоризонтот или аголот на паѓање на сончевите зраци, должината на денот и временските услови и проѕирноста на атмосферата. Интензитетот на светлината исто така варира во зависност од сезоната и времето од денот. Во одредени региони на Земјата, квалитетот на светлината е исто така нееднаков, на пример, односот на долгите бранови (црвени) и кратки бранови (сини и ултравиолетови) зраци. Познато е дека зраците со кратки бранови повеќе се апсорбираат и расфрлаат од атмосферата отколку зраците со долги бранови.

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 од 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 анемохоричните 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 ветрот, на пример, кај гимносперми, бука, бреза, брест, житарки 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 што 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 недостаток 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.

Прилагодување 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 стоматите во текот на денот ги попречува процесите на фотосинтеза и размена на гасови, така што 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 високата вискозност 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.

Животна средина на земја-воздух - медиум кој се состои од воздух, што го објаснува неговото име. Обично се карактеризира со следново:

• Воздухот не дава речиси никаков отпор, така што лушпата на организмите обично не тече наоколу.
• Висока содржина на кислород во воздухот.
• Има клима и сезони.
• Поблиску до земјата, температурата на воздухот е повисока, така што повеќето видови живеат на рамнините.
• Во атмосферата нема вода неопходна за живот, така што организмите се населуваат поблиску до реките и другите водни тела.
• Растенијата што имаат корени ги користат минералите што се наоѓаат во почвата и делумно се наоѓаат во почвената средина.
• Минималната температура е забележана на Антарктикот, која беше - 89 ° C, а максималната + 59 ° C.
• Биолошката средина се протега од 2 km под нивото на морето до 10 km надморска височина.

Во текот на еволуцијата, оваа средина е развиена подоцна од водната средина. Нејзината особеност е тоа што гасовити, затоа се карактеризира со ниско:

• влажност,
• густина и притисок,
• висока содржина на кислород.

Во текот на еволуцијата, живите организми ги развиле неопходните анатомски, морфолошки, физиолошки, бихејвиорални и други адаптации. Животните во околината земја-воздух се движат по почвата или низ воздухот (птици, инсекти). Во овој поглед, се развиле животните белите дробови и душникотт.е. органите со кои копнените жители на планетата апсорбираат кислород директно од воздухот. Доби силен развој скелетни органи, обезбедувајќи автономија за движење на копно и поддршка на телото со сите негови органи во услови на мала густина на околината, илјадници пати помала од водата.

Фактори на животната срединаво околината земја-воздух се разликуваат од другите живеалишта:

• висок интензитет на светлина,
• значителни флуктуации на температурата и влажноста на воздухот,
• корелација на сите фактори со географската локација,
• менување на сезоните од годината и времето од денот.

Нивните ефекти врз организмите се нераскинливо поврзани со движењето на воздухот и положбата во однос на морињата и океаните и се многу различни од ефектите во водната средина.Во околината земја-воздух има доволно светлина и воздух. Сепак, влажноста и температурата се многу променливи. Мочурливите области имаат вишок на влага, додека во степите е многу помалку. Забележливи се дневни и сезонски температурни флуктуации.

Адаптации на организмите кон животот во услови на различни температури и влажност.Повеќе адаптации на организмите во околината земја-воздух се поврзани со температурата и влажноста на воздухот. Животните од степата (скорпии, тарантула и каракурт пајаци, гофери, волшебни глувци) се кријат од топлината во визон. Животните се справуваат со топлината со лачење на пот.

Со почетокот на студеното време, птиците одлетуваат во потоплите предели за напролет повторно да се вратат на местото каде што се родени и каде што ќе се породат.

Карактеристика на околината земја-воздух во јужните региони е недоволната количина на влага. Пустинските животни мора да имаат способност да ја зачуваат својата вода за да преживеат долги периоди кога храната е дефицитарна. Тревопасните животни обично успеваат да го направат тоа со складирање на целата достапна влага во стеблата и семките што ги јадат. Месојадците добиваат вода од влажното месо на својот плен. Двата вида на животни имаат многу ефикасни бубрези кои ја зачувуваат секоја капка влага и тие ретко треба да пијат. Исто така, пустинските животни мора да бидат способни да се заштитат од бруталната топлина во текот на денот и продорниот студ во текот на ноќта. Малите животни можат да го направат тоа со криење во пукнатините на карпите или продлабочување во песокот. Многу животни развиле непробојна надворешна обвивка во процесот на еволуција, не за заштита, туку за намалување на губењето на влагата од нивното тело.

Прилагодување на организмите на движење во копно-воздушна средина. За многу животни во околината земја-воздух, движењето на површината на земјата или во воздухот е важно. За да го направат ова, тие развиле одредени адаптации, а нивните екстремитети имаат различни структури. Некои се прилагодиле на трчање (волк, коњ), други на скокање (кенгур, џербоа, коњ), а други на летање (птици, лилјаци, инсекти). Змиите и вајперите воопшто немаат екстремитети, па затоа се движат со заоблување на телото.

Значително помалку организми се приспособиле на животот високо во планините, бидејќи има малку почва, влага и воздух, а се јавуваат тешкотии со движењето. Сепак, некои животни, како што се планинските кози од муфлон, се способни да се движат речиси вертикално нагоре и надолу ако има дури и мали неправилности. Затоа, тие можат да живеат високо во планините.

Прилагодување на животните на факторот на осветлување на животната средина на земја-воздух структурата и големината на очите. Повеќето животни во оваа средина имаат добро развиени визуелни органи. Така, од висината на својот лет, јастреб гледа глушец како трча низ полето.

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

Прочитајте исто така: А) Опции за услуга Приказ на статусната лента за приказ за команди од менито А) создавање услови за живот на други видови на дадена биоценоза I блок 9. Професионален развој на личноста. Услови за ефективно професионално самоопределување. I. Карактеристики на формирање на секторски систем на наградување на вработените во здравствените установи II. Особености на сметководството за операции за извршување на функциите на главниот менаџер, менаџер и примател на средства од федералниот буџет III Блок: 5. Карактеристики на работата на социјален наставник со деца без родители и деца без родителска грижа. ПР настани за медиумите (видови, карактеристики, карактеристики). Апсолутна монархија во Англија. Предуслови за појава, социјален и владин систем. Карактеристики на англискиот апсолутизам.

Општи карактеристики. Во текот на еволуцијата, околината земја-воздух беше совладана многу подоцна од водната средина. Животот на копно бара адаптации кои станаа возможни само со релативно високо ниво на организација и кај растенијата и кај животните. Карактеристика на животната средина копно-воздух е тоа што организмите што живеат овде се опкружени со гасовита средина која се карактеризира со мала влажност, густина и притисок и висока содржина на кислород. Вообичаено, животните во оваа средина се движат по почвата (тврда подлога) и растенијата се вкорени во неа.

Во околината земја-воздух, оперативните фактори на животната средина имаат низа карактеристични карактеристики: повисок интензитет на светлина во споредба со другите средини, значителни температурни флуктуации, промени во влажноста во зависност од географската локација, сезоната и време од денот.

Во процесот на еволуција, живите организми на копно-воздушната средина развија карактеристични анатомски, морфолошки, физиолошки, бихејвиорални и други адаптации. На пример, се појавија органи кои обезбедуваат директна апсорпција на атмосферскиот кислород за време на дишењето (белите дробови и душникот на животните, стомите на растенијата). Скелетните формации (животински скелет, механички и потпорни ткива на растенијата) кои го поддржуваат телото добија силен развој
во услови на мала густина на околината. Развиени се адаптации за заштита од неповолни фактори, како што се периодичноста и ритамот на животните циклуси, сложената структура на кожата, механизмите на терморегулација итн. развиена е мобилноста на животните во потрага по храна и се појавија воздушни струи.семиња, плодови и полен од растенија, летечки животни.

Ниска густина на воздухотја одредува неговата мала сила на кревање и незначителна поддршка. Сите жители на воздухот се тесно поврзани со површината на земјата, која им служи за прицврстување и поддршка. Густината на воздушната средина не обезбедува висока отпорност на организмите кога се движат по површината на земјата, но го отежнува вертикалното движење. За повеќето организми, останувањето во воздухот е поврзано само со населување или барање плен.

Малата сила на кревање на воздухот ја одредува максималната маса и големина на копнените организми. Најголемите животни кои живеат на површината на земјата се помали од џиновите на водната средина. Големите цицачи (со големина и маса на модерен кит) не можеа да живеат на копно, бидејќи беа згмечени од сопствената тежина.

Ниската густина на воздухот создава мала отпорност на движење. 75% од сите видови копнени животни се способни за активен лет.

Ветровите го зголемуваат ослободувањето на влага и топлина од животните и растенијата. Кога има ветер, топлината полесно се поднесува, а мразот е посилен, а сушењето и ладењето на организмите се случува побрзо. Ветерот предизвикува промени во интензитетот на транспирацијата кај растенијата и игра улога во опрашувањето на анемофилните растенија.

Состав на гас на воздухот– кислород – 20,9%, азот – 78,1%, инертни гасови – 1%, јаглерод диоксид – 0,03% по волумен. Кислородот помага да се зголеми метаболизмот во копнените организми.

Светлосен режим. Количината на зрачење што допира до површината на Земјата се одредува според географската ширина на областа, должината на денот, проѕирноста на атмосферата и аголот на паѓање на сончевите зраци. Осветлувањето на површината на Земјата варира многу.

Дрвјата, грмушките и растителните култури ја засенуваат областа и создаваат посебна микроклима, слабеејќи ја радијацијата.

Така, во различни живеалишта, не се разликува само интензитетот на зрачењето, туку и неговиот спектрален состав, времетраењето на осветлувањето на растенијата, просторната и временската дистрибуција на светлината со различен интензитет итн. Според тоа, прилагодувањата на организмите на животот во копнената средина под еден или друг режим на светлина се исто така различни. Во однос на светлината, постојат три главни групи на растенија: светлољубиви (хелиофити), сенки (sciophytes) и толерантни на сенки.

Растенијата од земјено-воздушната средина имаат развиено анатомски, морфолошки, физиолошки и други прилагодувања на различни услови на светлина:

Пример за анатомски и морфолошки адаптации е промената на надворешниот изглед при различни светлосни услови, на пример, нееднаквата големина на сечилата на листовите кај растенијата поврзани во систематска положба, кои живеат под различно осветлување (ливадско ѕвоно Cumpanula patula и шума - C. trachelium, полеска виолетова - Viola arvensis, расте во полиња, ливади, шумски рабови и шумски темјанушки - V. mirabilis).

Кај хелиофитните растенија, листовите се ориентирани да го намалат приливот на радијација за време на „најопасните“ дневни часови. Сечилата на листовите се наоѓаат вертикално или под голем агол во однос на хоризонталната рамнина, така што во текот на денот листовите примаат претежно лизгачки зраци.

Во растенијата толерантни на сенка, листовите се наредени така што да примаат максимална количина на инцидентно зрачење.

Необична форма на физиолошка адаптација за време на остар недостаток на светлина е губењето на способноста на растението да фотосинтезира и преминот кон хетеротрофична исхрана со готови неоргански супстанции. Понекогаш таквата транзиција стана неповратна поради губење на хлорофил од растенија, на пример, орхидеи од засенчени шуми од смрека (Goodyera repens, Weottia nidus avis), орхидеи (Monotropa hypopity).

Физиолошки адаптации на животните. За огромното мнозинство на копнени животни со дневна и ноќна активност, видот е еден од методите на ориентација и е важен за потрага по плен. Многу животински видови исто така имаат вид на боја. Во овој поглед, животните, особено жртвите, развиле адаптивни карактеристики. Тие вклучуваат заштитно, камуфлажно и предупредувачко боење, заштитна сличност, мимикрија итн. Појавата на светло обоени цветови на повисоките растенија е исто така поврзана со карактеристиките на визуелниот апарат на опрашувачите и, на крајот, со светлосниот режим на околината.

Режим на вода. Недостатокот на влага е една од најзначајните карактеристики на животната средина копно-воздух. Еволуцијата на копнените организми се одвивала преку адаптација за добивање и зачувување на влага.

()кафезите (дожд, град, снег), освен што обезбедуваат вода и создаваат резерви на влага, често играат и друга еколошка улога. На пример, при обилни дождови, почвата нема време да ја апсорбира влагата, водата брзо тече во силни потоци и често носи слабо вкоренети растенија, мали животни и плодна почва во езерата и реките.

Градот има негативно влијание и врз растенијата и животните. Земјоделските култури на поединечни полиња понекогаш се целосно уништени од оваа природна катастрофа.

Еколошката улога на снежната покривка е разновидна; за растенијата чии пупки за обновување се наоѓаат во почвата или во близина на нејзината површина, како и за многу мали животни, снегот игра улога на топлинско-изолациона покривка, заштитувајќи ги од ниските зимски температури. Зимската снежна покривка често ги спречува големите животни да добијат храна и да се движат, особено кога на површината се формира ледена кора. Често за време на снежните зими се забележува угинување на срна и диви свињи.

Големите количества снег имаат негативно влијание и врз растенијата. Покрај механичкото оштетување во форма на чипс или дувалки за снег, дебелиот слој снег може да доведе до амортизирање на растенијата, а кога снегот се топи, особено во долга пролет, до натопување на растенијата.

Температура. Карактеристична карактеристика на околината земја-воздух е големиот опсег на температурни флуктуации. Во повеќето копнени области, дневните и годишните температурни опсези се десетици степени.

Копнените растенија заземаат зона во непосредна близина на површината на почвата, односно до „интерфејсот“ на кој се случува преминот на инцидентните зраци од еден медиум во друг, од транспарентен во непроѕирен. На оваа површина се создава посебен термички режим: во текот на денот има силно загревање поради апсорпција на топлинските зраци, ноќе има силно ладење поради зрачење. Затоа, површинскиот слој на воздухот ги доживува најострите дневни температурни флуктуации, кои се најизразени на гола почва.

Во земјо-воздушната средина условите за живот се комплицираат поради постоењето на временските промени. Времето е постојано менување на состојбата на атмосферата на површината на земјата, до приближно 20 km надморска височина. Променливоста на времето се манифестира во постојана варијација на факторите на животната средина: температура, влажност на воздухот, облачност, врнежи, јачина на ветерот, насока. Долгорочниот временски режим ја карактеризира климата на областа. Климата е одредена од географските услови на областа. Секое живеалиште се карактеризира со одредена еколошка клима, односно клима на приземниот слој на воздух, или екоклима.

Географска зоналност и зоналност.Распространетоста на живите организми на Земјата е тесно поврзана со географските зони и зони. Постојат 13 географски зони на површината на земјината топка, кои се менуваат од екваторот до половите и од океаните до внатрешноста на континентите. Во рамките на појасите се разликуваат географски и меридијални или надолжни природни зони. Првите се протегаат од запад кон исток, вторите од север кон југ. Секоја климатска зона се карактеризира со своја уникатна вегетација и животинска популација. Најбогати со живот и најпродуктивни се тропските шуми, поплавините, прериите и шумите од суптропските и транзициската зона. Пустините, ливадите и степите се помалку продуктивни. Еден од важните услови за варијабилноста на организмите и нивната зонална дистрибуција на земјата е променливоста на хемискиот состав на околината. Заедно со хоризонталната зоналност, висинската или вертикалната зона е јасно видлива во копнената средина. Вегетацијата на планинските земји е побогата отколку на соседните рамнини. Адаптации на животот во планините: на растенијата доминира животен облик во облик на перница, повеќегодишни растенија, кои развиле адаптација на силно ултравиолетово зрачење и намалена транспирација. Кај животните, релативниот волумен на срцето се зголемува и содржината на хемоглобин во крвта се зголемува. Животни: планински мисирки, планински шипки, чуружи, мршојадци, овни, кози, дивокои, јаки, мечки, рисови.