Температура как экологический фактор. Классификация живых организмов по предпочитаемым температурам. Температурные группы растений. Температурная адаптация. Группы животных по способности регулировать температуру тела. Температурная адаптации микроорганизмов и растений. Свет как экологический фактор. Экологические группы растений по отношению к свету. Роль света в жизнедеятельности животных. Пути адаптации животных к недостатку света. Влажность как экологический фактор. Группы растений, наземных животных по отношению к воде. Адаптации растений и животных к недостатку воды.
Температура как экологический фактор Любой организм способен жить в пределах определенного диапазона температур. Распространение живого в основном ограничено областью чуть ниже 0 С и до +50 С. Хотя некоторые авторы указывают диапазон температур, при которых возможно существование живых организмов, от –200 до +100 С
– психрофилы (криофилы) - около 0 С и ниже. – мезофилы – широкие пределы у разных групп. В большинстве от 18 до 40С. – термофилы – широкие пределы у разных групп. В большинстве от 40С и выше. Микроорганизмы - до 100 и выше. Классификация живых организмов по предпочитаемым температурам Термофильные бактерии
По устойчивости к низким t : – нехолодостойкие (разбалансировка метаболизма при t выше 0 ). Тропики. – неморозостойкие (гибнут от образования льда). Субтропики. – морозостойкие (надземные органы могут промерзать). По устойчивости к высоким t : – нежаростойкие (до 30-40 , в основном водные) – жаростойкие (пустынные ксерофиты). – пирофиты (семена прорастают только после пожара). Температурные группы растений
При сильном понижении температуры осуществление жизненных функций организма становится невозможным из-за резкого замедления обмена веществ. При повышении температуры обменные процессы организма резко возрастают, что в большинстве случаев приводит к его гибели. Колебания температуры
Адаптация – процесс приспособления строения и функций организмов, популяций, видов к условиям среды. Различают: Коадаптация – взаимное приспособление в ходе эволюции разных видов, обитающих совместно. Преадаптация – первичное свойство организма, которое в ходе эволюционного развития оказывается полезным для освоения среды обитания.
Адаптации живых организмов к колебаниям температуры Большинство организмов способны в той или иной мере контролировать температуру своего тела с помощью различных ответных реакций.
1. Пойкилотермные или холоднокровные. Непостоянная температура тела и почти полное отсутствие механизмов терморегуляции. Температура тела незначительно или вообще не отличается от температуры окружающей среды и изменяется вместе с ней. Группы животных по способности регулировать температуру тела Примеры : растения, микроорганизмы, беспозвоночные, рыбы, рептилии и др.
2. Гомойотермные или теплокровные. Поддерживают относительно постоянную температуру тела даже при существенных колебаниях температуры окружающей среды. За счет этого свойства многие виды животных способны жить и размножаться при температуре ниже 0 С (северный олень, белый медведь, ластоногие, пингвины). Группы животных по способности регулировать температуру тела Примеры: птицы и млекопитающие.
3. Частный случай гомойотермии – гетеротермия. Температуры тела зависит от функциональной активности животного:– в период активности они обладают постоянной температурой тела, а в период отдыха или зимней спячки она значительно понижается и мало отличается от температуры окружающей среды (лишь незначительно превышает). Группы животных по способности регулировать температуру тела Примеры: суслики, барсуки, летучие мыши, ежи, бурые медведи, кенгуру.
Анабиоз ‑ временное состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедлены, что почти полностью отсутствуют все видимые проявления жизни.
Температурные адаптации растений Физиолого-биохимические – накопление органических кислот ( для связывания аммиака при распаде белков под действием высокой температуры); Морфологические – опушение листьев, сокращение поверхности растения; Состояние вынужденного покоя
Текучая Вязкая Ненасыщенные ЖК - подвижны Насыщенные ЖК -неподвижны Низкие температуры → нарушение текучести (кристаллизация) мембран. Адаптации психрофилов – увеличение доли ненасыщенных жирных кислот в мембранах. Высокие температуры → Денатурация белков Адаптация термофилов → повышение термостабильности белков
Свет как экологический фактор « С вет» в экологии – весь диапазон солнечного излучения, достигающего земной поверхности.
Экологические группы растений по отношению к свету Светолюбивые (гелиофиты). Обитают на открытых местах с хорошей освещенностью и в лесной зоне встречаются редко. Тенелюбивые (сциофиты). Не выносят яркого освещения и живут под пологом леса в постоянной тени. Это в основном лесные травы. Теневыносливые. Могут жить при хорошем освещении, но легко переносят и некоторое затемнение. К ним относится большинство растений лесов.
Влияние на физиологические процессы Ориентация в пространстве Пигментация (меланизация) кожи Образование витамина D Канцерогенное действие Мутагенное действие - Органы зрения
Пути адаптации животных к недостатку света – редукция органов зрения. У постоянных обитателей пещер наблюдается полная или частичная редукция глаз; – гипертрофия органов зрения. Жизнь при сумеречном освещении может приводить к гипертрофированному развитию глаз, способных улавливать ничтожные доли света; – собственный свет (биолюминесценция). Характерна для глубоководных животных, осуществляется за счет симбиоза со светящимися бактериями.
Вода - важнейший экологический фактор в жизни наземных организмов. Значение воды : служит основной частью протоплазмы растительных и животных клеток; участвует в осуществлении биохимических процессов ассимиляции и диссимиляции, газообмена; обусловливает осмотическое давление клеточных и тканевых жидкостей, а также межклеточный обмен. Влажность как экологический фактор
Группы растений по отношению к воде Гидрофиты – водные растения. Гигрофиты – растения влажных местообитаний, не переносящие водного дефицита. Мезофиты – растения умеренно увлажненных местообитаний. Ксерофиты – растения сухих местообитаний, способные переносить перегрев и обезвоживание (суккуленты и склерофиты).
Группы наземных животных по отношению к воде Гигрофилы - наземные организмы, приспособленные к обитанию в условиях высокой влажности. В среде с низкой влажностью эти животные быстро теряют воду, что может привести их к гибели. Обитают на заболоченных территориях, во влажных лесах, поймах рек, по берегам озёр и др. водоёмов, а также в почве (дождевые черви и др.) или в гниющей древесине (многие беспозвоночные - насекомые, многоножки и др.).
Группы наземных животных по отношению к воде Мезофилы – животные, обитающие в условиях умеренной влажности. Ксерофилы – сухолюбивые животные, не переносящие высокой влажности. Обитатели пустынь: верблюды, пустынные грызуны, пресмыкающиеся. Легко переносят сухость воздуха в сочетании с высокой температурой.
Пойкилогидрические – Гомойогидрические – содержание воды в тканях зависит от влажности среды. ( Высыхают, анабиоз ) Низшие водоросли, мхи, лишайники поддерживают постоянное содержание воды. Вакуоли Регуляция транспирации устьицами Развитая корневая система Толстая кутикула По отношению к водному режиму растения разделяют:
Физиологические Образование метаболической влаги; Экономия воды при выделении мочи и кала; Потоотделение и испарение воды со слизистых. Морфологические Раковины; Роговые покровы; Кутикула насекомых. Поведенческие Поиск водопоев; Выбор местообитания; Рытье нор.
