Освещённость.

Свет — это первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь на Земле. Он участвует в фотосинтезе, обеспечивая создание органических соединений из неорганических растительностью Земли. Однако свет не только энергетический ресурс, но и важнейший экологический фактор, весьма существенно влияющий на биоту в целом и на адаптационные процессы и явления в организмах.

За пределами видимого спектра и ФАР остаются инфракрасная (ИК) и ультрафиолетовая (УФ) области. УФ-излучение несет много энергии и обладает фотохимическим воздействием — организмы к нему очень чувствительны. ИК-излучение обладает значительно меньшей энергией, легко поглощается водой, но некоторые сухопутные организмы используют его для поднятия температуры тела выше окружающей (ящерицы греются на солнышке).

Важное значение для организмов имеет интенсивность освещения.

Растения по отношению к интенсивности освещенности подразделяются на:

· Светолюбивые (гелиофиты), это луговые травы, хлебные злаки, сорняки и др. Оптимум для них яркий солнечный свет.

· Тенелюбивые (сциофиты). Оптимум для них – слабая освещённость. Это растения таежных ельников, лесостепных дубрав, тропических лесов

· Теневыносливые. Имеют широкий диапазон толерантности к свету и могут развиваться как при яркой освещенности, так и в тени

Первые две группы обладают разными диапазонами толерантности в пределах экологического спектра освещенности.

Свет имеет большое сигнальное значение и вызывает регуляторные адаптации организмов.

Одним из самых надежных сигналов, регулирующих активность организмов во времени, является длина дня — фотопериод.

Фотопериодизм - это реакция организма на сезонные изменения длины дня. Длина дня в данном месте, в данное время года всегда одинакова, что позволяет растению и животному определиться на данной широте со временем года, т. е. временем начала цветения, созревания и т. п.

Фотопериодизм, хотя и наследственно закреплен, проявляется лишь в сочетании с другими факторами, например, температурой: если в день X холодно, то растение зацветает позже, или в случае с вызреванием — если холод наступает раньше дня X, то, скажем, картофель дает низкий урожай, и т. п. В субтропической и тропической зоне, где длина дня по сезонам года меняется мало, фотопериод не может служить важным экологическим фактором — на смену ему приходит чередование засушливых и дождливых сезонов, а в высокогорье главным сигнальным фактором становится температура.

Суточными ритмами в отличие от фотопериодизма, обусловленными просто сменой дня и ночи. Суточная цикличность жизнедеятельности у животных и человека переходит во врожденные свойства вида, т. е. становится внутренними (эндогенными) ритмами.

Эти ритмы помогают организму чувствовать время, и эту способность называют «биологическими часами». Они помогают птицам при перелетах ориентироваться по солнцу и вообще ориентируют организмы в более сложных ритмах природы.

Длину светового дня можно изменять искусственно, изменяя сроки цветения и плодоношения растений (выращивание рассады еще в зимний период и даже плодов в теплицах), увеличивая яйценоскость кур, и др.

Развитие живой природы по сезонам года происходит в соответствии с биоклиматическим законом, который носит имя Хопкинса: сроки наступления различных сезонных явлений зависят от широты, долготы местности и ее высоты над уровнем моря. Значит, чем севернее, восточнее и выше местность, тем позже наступает весна и раньше осень. Для Европы на каждом градусе широты сроки сезонных событий наступают через три дня, в Северной Америке — в среднем через четыре дня на каждый градус широты, на пять градусов долготы и на 120 м высоты над уровнем моря.

Влажность.

Вода физиологически необходима любой протоплазме. Это важнейшее вещество содержащееся в протоплазме. С экологической точки зрения вода является лимитирующим фактором как в наземных, так и в водных экосистемах. Ещё в недавнем прошлом человек селился по берегам водоёмов. и только развитие научного прогресса позволило человеку расширить места обитания.

В наземно-воздушной среде этот абиотический фактор характеризуется величиной количества осадков, влажности, иссушающими свойствами воздуха и доступной площадью водного запаса.

Количество атмосферных осадков неравномерно распределено на земном шаре. Для организмов важнейшим лимитирующим фактором является распределение осадков по сезонам года. В умеренных широтах даже при достаточном количестве годовых осадков их неравномерное распределение может привести к гибели растений от засухи или, наоборот, от переувлажнения. В тропической зоне организмам приходится переживать влажные и сухие сезоны, регулирующие их сезонную активность при постоянной почти круглый год температуре.

Адаптированные к условиям пустыни растения содержат ингибитор прорастания, который вымывается лишь при определенном количестве осадков, достаточном для вегетации (например, 10 мм) и тогда только прорастает. Начинается краткоременное «цветение пустыни» (обычно весной).

Влажность воздушной среды измеряется обычно в показателях относительной влажности (процент реального давления водяного пара от давления насыщенного пара при той же температуре). Понижение влажности ниже некоторого предела при данной температуре ведет к иссушающему действию воздуха.

Иссушающее действие воздуха наиболее важное экологическое значение имеет для растений. Подавляющее большинство растений всасывает воду корневой системой из почвы. Иссушение почвы затрудняет всасывание. Адаптация растений к этим условиям - увеличение всасывающей силы и активной поверхности корней. Как только выбрана доступная вода в данном объеме, корни растут далее в глубь и стороны и корневая система может достигнуть, 13 км на 1000 см³ почвы.

Транспирация. Вода расходуется на фотосинтез, всего около 0,5% всасывается клетками, а 97—99% ее уходит на транспирацию — испарение через листья. При достатке воды и питательных веществ рост растений пропорционален транспирации, а ее эффективность будет наивысшей. Эффективность транспирации — это отношение прироста вещества (чистой продукции) к количеству транспирированной воды

Основная форма адаптации — не снижение транспирации, а прекращение роста в период засухи.

В зависимости от способов адаптации растений к влажности выделяют несколько экологических групп:

1. гигрофиты — наземные растения, живущие в очень влажных почвах и в условиях повышенной влажности;

2. мезофиты — переносят незначительную засуху (древесные растения различных климатических зон, травянистые растения дубрав, большинство культурных растений и пр.);

3. ксерофиты – растения сухих степей и пустынь, среди них выделяют: суккуленты способные накапливать влагу в мясистых листьях и стеблях (например кактусы) и склерофиты - обладают большой всасывающей силой корней и способны снижать транспирацию узкими мелкими листьями.

Среди суккулентов наблюдается явление конвергенции — растения, относящиеся к разным видам, имеют практически одинаковую форму. Например, африканский молочай и кактус имеют шарообразную форму, обеспечивающую наименьшую поверхность испарения.

Доступный запас воды, т. е. такой воды, которую способна поглощать корневая система растений, зависит прежде всего от количества осадков в данном районе и водопроницаемости поверхностных отложений. Даже при большом количестве осадков, высокая проницаемость песчаных и песчано-гравийных отложений приведет к быстрой фильтрации воды в глубину, осушая почву.

У животных по отношению к воде выделяются следующие экологические группы:

1. гигрофилы (влаголюбивые).

2. ксерофилы (сухолюбивые).

3. мезофилов (промежуточная группа).

Способы регуляции водного баланса у них поведенческие, морфологические и физиологические.

1. Поведенческие. Перемещение в более влажные места, периодическое посещение водопоя, переход к ночному образу жизни, и др.

2. Морфологические. Приспособления, задерживающие воду в теле: раковины наземных улиток, роговые покровы у рептилий и др.

3. Физиологические. Направлены на образование метаболической воды, являющейся результатом обмена веществ и позволяющей обходиться без питьевой воды. Она широко используется насекомыми и часто такими животными, как верблюд, овца, собака, которые могут выдержать потерю воды в количестве, соответственно, 27, 23 и 17%.

Человек погибает уже при 10%-ной потере воды. Пойкилотермные животные более выносливы, так как им не приходится использовать воду на охлаждение, как теплокровным.

Дата добавления: 2015-11-28