6.3.2. Абиотические факторы среды

Стр. 179

1. Что такое абиотические факторы среды?

Абиотические факторы – это факторы неживой природы, – свет, температура, влажность, геомагнитное поле Земли, гравитация, состав водной, воздушной, почвенной среды, роза ветров в данном регионе, микроэлементный состав почв и воды.

2. Какие приспособления существуют у растений и животных к изменениям температуры окружающей среды?

Различают организмы с непостоянной температурой тела – пойкилотермные (от греч. poikilos – различный, переменчивый и therme – тепло) и организмы с постоянной температурой тела – гомойотермные (от греч. homoios – подобный и therme). Температура тела пойкилотермных организмов зависит от температуры окружающей среды. Её повышение вызывает у них интенсификацию жизненных процессов и в известных пределах ускорение развития.

В природе температура непостоянна. Организмы, которые обычно подвергаются воздействию сезонных колебаний температур, что наблюдается в умеренных зонах, хуже переносят постоянную температуру. С наступлением зимы растения и пойкилотермные животные впадают в состояние зимнего покоя. Интенсивность обмена веществ резко снижается, в тканях запасается много жиров и углеводов. Количество воды в клетках уменьшается, накапливаются сахара и глицерин, препятствующие замерзанию. В жаркое время года включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева. У растений усиливается испарение воды через устьица, что приводит к снижению температуры листьев. У животных в этих условиях также усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожные покровы. Кроме того, пойкилотермные животные избегают перегрева путём приспособительного поведения: они выбирают места обитания с наиболее благоприятным микроклиматом, в жаркое время дня скрываются в норах или под камнями, проявляют активность в определённое время суток и т. п. Таким образом, температура окружающей среды представляет собой важный и зачастую ограничивающий жизненные проявления фактор. Гораздо меньше зависят от температурных условий среды гомойотермные животные – птицы и млекопитающие. Ароморфные изменения строения позволили этим двум классам сохранять активность при очень резких перепадах температур и освоить практически все места обитания. Угнетающее действие низких температур на организмы усиливается сильными ветрами.

3. Укажите, какая часть спектра видимого излучения солнца наиболее активно поглощается хлорофиллом зеленых растений.

Излучение Солнца выполняет по отношению к живой природе двоякую функцию. Во-первых, это источник тепла, от количества которого зависит активность жизни на данной территории; во-вторых, свет служит сигналом, определяющим активность процессов жизнедеятельности, а также ориентиром при передвижении в пространстве. Для животных и растительных организмов большое значение имеют длина волны воспринимаемого излучения, его интенсивность и продолжительность воздействия (длина светового периода суток, или фотопериод). Видимый, или белый, свет составляют около 45% общего количества лучистой энергии, падающей на Землю. Ультрафиолетовые лучи составляют около 10% всей лучистой энергии. Невидимые для человека, они воспринимаются органами зрения насекомых и служат им для ориентации на местности в пасмурную погоду. Лучи ультрафиолетовой части спектра необходимы и для нормальной жизнедеятельности человека. Под их воздействием в организме образуется витамин D.

Наибольшее значение для организмов имеет видимый свет с длиной волны от 0,4 до 0,75 мкм. Энергия видимого света используется для процессов фотосинтеза в клетках растений. При этом листьями особенно сильно поглощаются оранжево-красные (0,66–0,68 мкм) и сине-фиолетовые (0,4–0,5 мкм) лучи.

4. Расскажите о приспособлениях живых организмов к недостатку воды.

Вода – необходимый компонент клетки, поэтому ее количество в том или ином местообитании определяет характер растительности и животного мира в данной местности.

Растения выработали ряд приспособлений к периодическому недостатку влаги. Это резкое сокращение вегетационного периода (до 4–6 недель) и длительный период покоя, который растения переживают в виде семян, луковиц, клубней и т.д. (тюльпаны, гусиный лук, мак и др.). Такие растения называются эфемерами и эфемероидами. Другие, не прекращающие роста в сухой период, имеют сильно развитую корневую систему, по массе намного превосходящую надземную часть. Уменьшение испарения достигается уменьшением листовой пластинки, ее опушением, сокращением числа устьиц, преобразованием листа в колючки, развитием водонепроницаемого воскового налета. Некоторые виды, например саксаулы, теряют листву, и фотосинтез осуществляют зеленые ветви. Многие растения способны запасать воду в тканях стебля или корня (кактус, африканские пустынные молочаи, степная таволга). Выживанию в условиях сухого периода способствуют и высокое осмотическое давление клеточного сока, препятствующее испарению, и способность терять большое количество воды (до 80%) без потери жизнеспособности. Пустынные животные имеют особый тип обмена веществ, при котором вода образуется в организме при поедании сухого корма (грызуны). Источником воды служит и жир, накапливающийся у некоторых животных в больших количествах (верблюды, курдючные овцы). Копытные способны в поисках воды пробегать огромные расстояния. Многие мелкие животные на период засухи впадают в анабиоз.

5. Охарактеризуйте влияние различных видов ионизирующего излучения на животный и растительный организмы.

Наиболее губительное действие ионизирующее излучение оказывает на высокоразвитые и сложные организмы, причем человек отличается особой чувствительностью к подобному воздействию. Большая доза, полученная организмом за короткий промежуток времени (минуты, часы), нанимается острой в противоположность хроническим дозам, которые организм мог бы выдерживать на протяжении всего жизненного цикла. Любое превышение уровня излучения над фоновым или даже естественный высокий фон может повысить частоту мутаций. У высших растений чувствительность к ионизирующему излучению прямо пропорциональна размеру клеточного ядра. У животных такой простой зависимости нет. Для них наибольшее значение имеет чувствительность определенных органов и систем. Так, млекопитающие чувствительны даже к низким дозам вследствие легкой повреждаемости облучением костного мозга и эпителия кишечника. Радиоактивные вещества могут накапливаться в почве, воде, воздухе и телах самих живых организмов; передаваться и аккумулироваться при передаче» по пищевой цепи.

6. Каково влияние загрязняющих веществ на состояние биогеоценозов?

Влияние загрязняющих веществ на состояние биогеоценозов выражается в изменении свойств почв (закислении, переходе в растворимое состояние токсичных элементов); в изменении свойств воды (повышении минерализации, повышении концентрации нитратов и фосфатов, насыщении поверхностно активными веществами); изменении соотношения элементов в почве и воде, что часто приводит к ухудшению условий развития растений и животных. Как следствие, нарушается структура биоценоза, обедняется видовой состав. Численность многих растений и животных исчезают, а других, наоборот, увеличивается. Например, при загрязнении водоёма химическими реагентами происходит его зарастание, исчезают многие животные и т.д.