Лекция 3 Абиотические факторы среды
Важнейшие абиотические факторы для любого организма – свет, тепло и влага. С детства знакомо: «Солнце, воздух и вода – наши лучшие друзья!» . Можно сюда добавить кислород – для животного мира, и углекислый газ – для растений. Каково же влияние каждого из них на живые организмы?
1. Свет в жизни организмов Спектр света и значение разного типа излучений Спектр света делится на несколько областей: <150 нм – ионизирующая радиация – < 0, 1%; 150 -400 нм – ультрафиолетовая радиация (УФ) – 110%; 400 -800 нм – видимый свет – 50%; 800 -1000 нм – инфракрасная радиация (ИК) – 50%. До 19% рассеивается в атмосфере (парами и пылью, молекулами газов), около 34% отражается от атмосферы (от облаков) в космическое пространство и только 47% солнечной энергии достигает биосферы.
Физиологически активная радиация (ФАР)-все лучи, оказывающие влияние на растительные организмы, особенно на фотосинтез. Суммарная радиация складывается из прямой (27%) и рассеянной (16%) и играет важнейшую роль в жизни живых организмов и функционировании всей биосферы. Фотосинтез – это процесс, обеспечивающий планету главным биологическим ресурсом – органическим веществом и являющийся главным условием возникновения и развития жизни на Земле.
Зона видимых лучей неоднородна: оранжево-красные (650 -680 нм); сине-фиолетовые (400 -500 нм); желто-зеленые (380 -400 нм) Фикоэритрин –дополнительный водорослей пигмент у На процесс фотосинтеза оказывают влияние температура и уровень содержания в воздухе углерода и кислорода: -Максимальная и минимальная температура фотосинтеза -Норма содержания углекислого газа в воздухе – 0, 57 мг/л, или 0, 03%.
Экологические группы растений по отношению к свету световые (светолюбы – гелиофиты) теневые (тенелюбы – сциофиты, гелиофобы) теневыносливые (факультативные гелиофиты)
Движения растений связаны с реакцией на свет фототропизм фотонастии
Свет для животных, в т. ч. и для человека, имеет в первую очередь информационное значение. Эвглена зеленая Перелет гусей Танец пчелы Биолюминесценция
Свет и биоритмы Биологические ритмы - это периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений. У растений биологические ритмы проявляются в суточном движении листьев, лепестков, изменении фотосинтеза и т. д. У животных - в колебании температуры, изменении секреции гормонов, скорости деления клеток и т. д. У человека также наблюдаются суточные колебания частоты дыхания, пульса, артериального давления, бодрствования и сна.
Суточные ритмы свойственны большинству видов растений и животных. Циркадианные (циркадные) ритмы – проявление суточного ритма, характерного для вида в естественных условиях, в условиях неизменной освещенности. В основе их лежат наследственно закрепленные циклы эндогенных процессов. Сезонные ритмы- физиологические и биологические процессы у растений и большинства видов животных проявляются сезонно, с учетом смены времен года. Цирканнуальные (цирканные) ритмы – это эндогенные биологические циклы с окологодичной периодичностью.
2. Температура как фактор среды Температурные пределы, в которых может протекать жизнь, составляет всего 300°, от -200°С до +100°С, но для большинства организмов и физиологических процессов этот диапазон еще уже – от 39° в море (-3, 3 – +35, 6°С) до 125° на суше (-70 – +55°С). Нормальное строение и работа белка осуществляются при 0+50°С. Значение температуры - она изменяет скорость протекания физико-химических реакций в клетках, а это отражается на росте, развитии, размножении, поведении и во многом определяет географическое распространение растений и животных.
По отношению к температуре все организмы делятся на криофилы (холодолюбивые) и термофилы (теплолюбивые). Криофилы не выносят высоких температур и могут сохранять активность клеток при -8 -10°С Термофилы приспособились к условиям высоких температур, обитают преимущественно в тропических районах Земли
У каждого вида свой оптимальный диапазон температур, причем и для разных процессов (роста, цветения, плодоношения и др. ) имеются тоже «свои» значения оптимумов. Пессимальные температуры- «лежащие» между летальными и оптимальными. Эффективные температуры- т. , при которых происходят активные физиологические процессы. Их значения не выходят за пределы летальных температур. Каждая фаза развития растений и эктотермных животных наступает при определенном значении этого показателя, при условии, что и другие факторы в оптимуме. Суммы эффективных температур (ЭТ), или сумма тепла, величина постоянная для каждого вида. Сумма эффективных температур (ЭТ) для всего жизненного цикла позволяет выявить потенциальный географический ареал любого вида.
Адаптации растений и животных к тепловому режиму Миграции Оцепенение Анабиоз Терморегуляция: у растений-физиологический и физический механизмы у животных-у холоднокровных (пойкилотермных) - за счет мышечной работы, у теплокровных (гомойотермных)- за счет химического и физического механизмов поддержания постоянной температуры тела. Температурные адаптации растений и животных
Эвритермные виды способны переносить колебания температуры в широких пределах. Стенотермные организмы живут в условиях узких пределов температуры. Выше оптимума: зона временного теплового оцепенения зона продолжительной бездеятельности или летней спячки зона высокой летальной температуры Ниже оптимума: • зона холодового оцепенения • зона зимней спячки • зона летальной низкой температуры
Влажность экологический фактор, характеризующийся содержанием воды в воздухе, почве, живых организмах. В природе существует суточный ритм влажности: она повышается ночью и понижается днем. Вместе с температурой и светом влажность играет важную роль в регуляции активности живых организмов. Источником воды для растений и животных служат главным образом атмосферные осадки и подземные воды, а также роса и туман. Влага - необходимое условие существования всех живых организмов на Земле. Значение воды в процессах жизнедеятельности определяется тем, что она является основной средой в клетке, где осуществляются процессы метаболизма, выступает важнейшим исходным, промежуточным и конечным продуктом биохимических превращений. Значимость воды определяется и ее количественным содержанием. Живые организмы состоят не менее чем на 3/4 из воды.
Скачать презентацию Лекция 3 Абиотические факторы среды Важнейшие абиотические
Лекция 3. Абиотические факторы среды..pptx