Задачи: Дать характеристику важнейшим абиотическим факторам и рассмотреть их влияние на живые организмы Глава ХV. Основы экологии. Пименов А.В. Тема: Абиотические факторы среды

Свет Фактор, поставляющий энергию для жизнедеятельности фотоавтотрофных организмов и обеспечивающий синтез основной части органического вещества на Земле, поддерживающий определенную температуру на поверхности Земли. Для живых организмов наиболее важны: свет ультрафиолетовой части спектра, видимый свет и инфракрасное излучение. Жесткий ультрафиолет с длиной волны менее 290 нм губителен для живых клеток, до поверхности Земли не доходит, так как отражается озоновым экраном.

Свет Мягкий ультрафиолет с длиной волны от 290 до 380 нм несет много энергии и вызывает образование витамина D в коже человека, он же воспринимается органами зрения многих насекомых. Видимый свет с длиной волны от 380 до 750 нм используется для фотосинтеза фототрофными организмами (растениями, фотосинтезирующими бактериями, сине-зелеными) и животными для ориентации.

Свет Инфракрасная часть солнечного спектра (тепловые лучи) с длиной волны более 750 нм вызывает нагревание предметов, особенно важна эта часть спектра для животных с непостоянной температурой тела пойкилотермных. Количество энергии, которое несет свет обратно пропорционально длине волны, то есть меньше всего энергии несут инфракрасные лучи.

Свет

Растения для фотосинтеза используют, в основном, синие и красные лучи. По отношению к свету их принято делить на светолюбивые (растения степей), теневыносливые (большинство лесообразующих пород) и теневые (тенелюбивые, сциофиты) – мхи, папоротники.

Подведем итоги: Какие лучи видимого света наиболее интенсивно используются при фотосинтезе? Синие и красные. Каковы длины волн МУФ? 290 – 380 нм. Какие лучи видимого света несут больше энергии? Фиолетовые лучи. Какие лучи света являются важным источником тепловой энергии? Инфракрасные лучи. Почему ультрафиолетовый свет вызывает образование пигмента в коже, а инфракрасное излучение нет? Организм защищается от опасных, ультрафиолетовых лучей. На какие группы делятся растения по отношению к свету? Светолюбивые, теневыносливые и теневые.

Свет Кроме того, продолжительность светового дня является важным регулирующим фактором в жизни живых организмов. Сезонные изменения физиологической активности живых организмов в ответ на изменение продолжительности дня и ночи называют фотопериодизмом. Длина светового дня, в отличие от других абиотических факторов, для каждой местности изменяется строго закономерно (известно, что самый короткий день 22 декабря, а самый длинный 22 июня, известна продолжительность любого дня года). В результате естественного отбора выживали организмы, чьи физиологические функции регулировались продолжительностью светового дня. Если продолжительность светового дня искусственно поддерживать более 15 часов, наши листопадные деревья становятся вечнозелеными, а если весной с помощью ширмы устроить им осенний день (меньше 12 часов), их рост прекращается, они сбрасывают листву и у них наступает состояние зимнего покоя.

Свет

Приспособленность к сезонному изменению продолжительности светового дня привела к появлению длиннодневных и короткодневных растений. Длиннодневные зацветают в начале лета, до осени успевают созреть плоды и семена (наши злаки рожь, пшеница, овес), короткодневные (астры, георгины, хризантемы) растения южного происхождения, где продолжительность светового дня около 12 часов, поэтому они у нас зацветают при коротком дне осенью.

Свет У животных во второй половине лета и осенью происходит накопление жировых запасов, осенняя линька, кочующие и перелетные начинают свои сезонные миграции. Осенью у насекомых формируются зимующие стадии, например, бабочка- капустница зимует на стадии куколки, малярийный комар и бабочка- крапивница – в стадии взрослого насекомого, непарный шелкопряд – в стадии яйца. Если гусениц капустницы весной содержать при длине дня короче 14 часов, то к середине лета сформируется зимующая куколка, которая будет находиться в состоянии покоя несколько теплых месяцев.

Подведем итоги: Что такое фотопериодизм? Сезонные изменения физиологической активности живых организмов в ответ на изменение продолжительности дня и ночи называют фотопериодизмом. Почему георгины, хризантемы и астры относят к короткодневным растениям? Зацветают при коротком дне. К каким растениям относят белену и дурнишник? Почему? Белена длиннодневное, дурнишник – короткодневное.

Температура Жизнедеятельность большинства организмов ограничена температурным интервалом от 0 до 40º С, но некоторые организмы живут в горячих гейзерах, температура воды в которых достигает 70ºС, многие способны переносить отрицательные температуры в неактивном состоянии. Теплокровность птиц и млекопитающих снимает влияние небольших колебаний температуры, такие животные, способные поддерживать температуру на определенном уровне получили название гомойотермные. Животные, не способные поддерживать постоянную температуру тела, называются пойкилотермными. В зимний период времени при недостатке корма гомойотермные животные или мигрируют, или находятся в состоянии сна или спячки. Зимняя спячка наблюдается у некоторых грызунов, летучих мышей. Уменьшается частота дыхательных движений и частота сердечных сокращений, понижается температура тела. Зимний сон. При этом состоянии животное можно разбудить. Анабиоз. Временное состояние организма, при котором все жизненные процессы замедлены до минимума.

Температура В зимний период времени при недостатке корма гомойотермные животные или мигрируют, или находятся в состоянии сна или спячки. Зимняя спячка наблюдается у некоторых грызунов, летучих мышей. Уменьшается частота дыхательных движений и частота сердечных сокращений, понижается температура тела.

Температура Зимний сон. При этом состоянии животное можно разбудить. Анабиоз. Временное состояние организма, при котором все жизненные процессы замедлены до минимума.

Правило Аллена: выступающие части северных животных меньше, чем у южных того же вида. Правило Бергмана: размеры северных животных больше, чем у южных того же вида.

Температура Состояние зимнего покоя. Наблюдается у многолетних растений, направлено на перенесение низких температур. Растения накапливают различные «антифризы», чтобы в цитоплазме клеток не образовались кристаллики льда и не разрушили клеточные структуры.

Влажность Растения засушливых зон, ксерофиты, имеют следующие приспособления: у склерофитов хорошо развиты механические ткани, мелкие жесткие листья с хорошо развитой кутикулой, длинные корни, высокое осмотическое давление в клетках (например, верблюжья колючка); у суккулентов (кактусы, агавы) сильно развита водозапасающая ткань листьев или стебля, часто листья редуцированы в колючки, корневая система расположена у поверхности и позволяет во влажные периоды запасти большое количество воды.

Влажность (олимпиадникам) Эфемеры однолетние растения, успевают за короткий влажный период отцвести и образовать плоды и семена. Эфемероиды многолетние растения, цветение которых происходит ранней весной, а летом надземные побеги полностью отмирают, засушливый период переносят под землей в виде луковиц, клубней, корневищ. Гигрофиты, напротив, приспособились к избыточной влажности (растения влажных тропических лесов, болотные растения). Гидрофиты погружены в воду частично (тростник, рогоз). Гидатофиты погружены в воду целиком, или большей частью (элодея, рдест, кувшинки).

Влажность Животные также приспособились к жизни в условиях с различной влажностью. Для сохранения влаги в организме в условиях ее дефицита многие животные ведут ночной образ жизни, имеют плотные покровы и пониженное потоотделение. Некоторым животным достаточно воды, которая содержится в пище (кенгуровая крыса). Многие животные степей и пустынь могут переносить недостаток воды и высокую температуру, впадая в состояние летней спячки. Для многих раннецветущих растений (тюльпаны), для свежесобранных семян, клубней, луковиц характерно состояние летнего покоя.

Подведем итоги: Зимняя спячка: Состояние, при котором все жизненные процессы замедлены, понижена температура, редкое дыхание и сердцебиение, разбудить нельзя. Зимний сон: Состояние, при котором все жизненные процессы замедлены, но разбудить можно. Анабиоз: Состояние, при котором все жизненные процессы замедлены до минимума, отсутствуют внешние проявления жизнедеятельности. Ксерофиты: Растения засушливых зон. Склерофиты, примеры. Растения с мелкими жесткими листьями с хорошо развитой кутикулой, длинными корнями, высоким осмотическим давлением в клетках (например, верблюжья колючка). Суккуленты, примеры. Растения (кактусы, агавы), у которых сильно развита водозапасающая ткань листьев или стебля, часто листья редуцированы в колючки, корневая система расположена у поверхности и позволяет во влажные периоды запасти большое количество воды.

Подведем итоги: Эфемеры: Однолетние растения, успевают за короткий влажный период отцвести и образовать плоды и семена. Эфемероиды: Многолетние растения, цветение которых происходит ранней весной, а летом надземные побеги полностью отмирают, засушливый период переносят под землей в виде луковиц, клубней, корневищ. Гигрофиты: Растения, которые приспособились к избыточной влажности (растения влажных тропических лесов, болотные растения). Гидрофиты: Гидрофиты погружены в воду частично (тростник, рогоз). Гидатофиты: Гидатофиты погружены в воду целиком, или большей частью (элодея, рдест, кувшинки).