Организм и условия его обитания u 1. Температура как экологический фактор. u Гомойотермные и пойкилотермные животные. u 2. Влажность. Экологические группы растений и животных по отношению к влажности
ТЕМПЕРАТУРА – как ЭФ u Температурные адаптации у растений представлены физиологическими, биохимическими и морфологическими адаптациями. u
u Температурные адаптации растений u Защитные приспособления u Восковой налет, колючки, мощная корневая система
u По устойчивости к низким температурам виды растений значительно отличаются.
u Так, растения Крайнего Севера зимой спокойно переносят морозы до – 60°С, тогда как большинство растений южного происхождения могут серьезно пострадать даже при небольших положительных температурах. u Растения какао погибают уже при 8°С.
По отношению к температурному режиму выделяют три группы растений: теплолюбивые, холодостойкие и морозостойкие растения u Теплолюбивые растения не переносят низкие положительные температуры и погибают уже при температуре +10°С, u холодостойкие повреждаются при снижении температуры ниже 0°С, u а морозостойкие растения могут выдерживать низкие отрицательные температуры до -25 °С и ниже. u
u криофилы u термофилы
u Температурные адаптации у животных: пойкилотермные (холоднокровные) и гомойотермные (теплокровные) организмы.
u гомойотермные (эндотермные) организмы (к которым традиционно относят млекопитающих и птиц) при изменении температуры окружающей среды поддерживают температуру тела на стабильном уровне;
u Снижение теплоотдачи: u Перьевой и волосяной покровы u Жировой слой u Сужение кровеносных капилляров
u Увеличение теплоотдачи: u Потоотделение u Уменьшение густоты шерстного или перьевого покровов u Расширение капилляров кожи u Тепловая одышка
u Пойкилотермные (Экзотермные) организмы - температура тела изменяется вслед за изменением температуры окружающей среды и близка к последней u Активность зависит от температуры внешней среды
u Поведенческие реакции – ориентация по отношению к теплу, интенсивность пигментации, активизация мышечных движений u Спячка, оцепенение
Физиологический механизм предполагает распределение и перераспределение жировых запасов, соответствующую пигментацию, изменение состояния перьевого, волосяного, чешуйчатого либо воскового покровов, кутикулы, перераспределение кровотоков, регуляцию испарения влаги через покровы тела и слизистые и т. п. u u
Химическая терморегуляция заключается в изменении уровня обмена веществ. u u u Повышенное образование тепла предохраняет организм от охлаждения. Наоборот, при высокой температуре окружающей среды обмен веществ в организме понижается. Это защищает организм от перегревания. Самое значительное количество тепла образуется в организме при сокращении мышц, во время физической работы. Образованию тепла способствует и непроизвольное сокращение мускулатуры — дрожь на холоде. Немалую роль играют процессы обмена веществ во внутренних органах. Образовавшееся в них тепло разносится кровью по всему телу и поступает к коже.
В физической терморегуляции главным является отдача тепла в окружающую среду. u u Способы теплообмена между организмом и окружающей средой включают теплоизлучение, конвекцию, теплопроводность и испарение. При излучении тепло переносится в виде электромагнитных волн длинноволновой инфракрасной части спектра, лежащей за пределами видимой его части. Тела не просто излучают тепло в окружающий воздух (он не может поглотить много излучаемого тепла), а передают его другим телам со скоростью, пропорциональной разности температур между двумя телами. У человека на излучение приходится около 50% общей теплоотдачи.
u Охлаждение путем излучения тепла может происходить и в том случае, если температура воздуха выше температуры тела. Теплоизлучение происходит при отсутствии непосредственного контакта с более холодным телом. Благодаря теплоизлучению человек, находящийся в тени, даже в жаркой пустыне способен освобождаться от части своего тепла.
u Этологический механизм предполагает перемену поз (перелетная саранча холодными утрами подставляет лучам солнца широкий бок тела, а в жаркий полдень – узкую спинку); активный поиск благоприятных микроклиматических условий (пустынные змеи и ящерицы забираются на ветви кустарников, чтобы не контактировать с раскаленной поверхностью грунта; насекомые ночуют в венчиках цветков, которые дольше сохраняют тепло)
u строительство и использование убежищ и укрытий, в том числе нор; использование водоемов (буйволы полуденные часы проводят в водоемах), коллективные формы поведения (овцы в метель сбиваются в «черепахи» , температура внутри которых может достигать +30 ºC
ВОДА – как ЭФ u Гидатофиты - водные растения, погружены целиком или большая часть u элодея, ряска
u Гидрофиты наземно-водные, только погружены нижние части u частуха, стрелолист.
u гигрофиты в условиях избыточного увлажнения u калужница болотная, сердечник горький, вахта трехлистная, u все эти растения не выносят водного дефицита и не могут приспособиться даже к большой засухи
u мезофиты u растения умеренно увлажненных мест обитания u клевера, злаки, лисохвост, костер, тимофеевка, ежа сборная, ландыш, все лиственные деревья, многие полевые культуры, сорняки
u ксерофиты (суккуленты и склерофиты) u Растения засушливых мест u Листья плотные, твердые, жесткие с толстой кутикулой u Редукция листьев u Покрыты восковым налетом u Листья опушены u Листья часть свертываются вдоль
u Суккуленты (сочные ) – кактусы, агавы, алоэ u Склерофиты – сухие – саксаул, верблюжья колючка, полынь
u Рис. Суккуленты: 1 – стеблевые (кактусы); 2 – листовые (алоэ)
u Рис. Склерофиты: 1 – бодяк; 2 – чертополох
u Животные организмы- носят название гигрофилов (влаголюбивые), сухолюбивые – ксерофилов, промежуточные положение занимают мезофилы.
Регуляция водного баланса осуществляется путем реализации различных механизмов. механизмы: u выбор соответствующих местообитаний (дрозофилы летают под пологом деревьев, многие животные пустынных зон концентрируются в оазисах и речных долинах); u Этологические
u u u выбор времени активности (слизни и садовые улитки активны ночью и утром, когда еще не высохла роса и высока относительная влажность воздуха; дождь позволяет распространить период активности на дневное время суток); уход в почву (обитающие в пустынях и полупустынях москиты на самом деле влаголюбивы; их личинки развиваются в растительных остатках в норах грызунов и других укромных местах. ; поиск водоемов (антилопы, табуны лошадей кочуют от водопоя к водопою).
u Морфологические механизмы: u приобретение эпикутикулы или рогового слоя (эпикутикула насекомых богата восками и гидрофобна, то есть обладает водоотталкивающими свойствами; аналогичные свойства характерны для роговых образований рептилий);
u герметизацию (переднежаберные моллюски – лужанки, битинии и многие морские формы – закрывают вход в раковину крышечками, легочные моллюски – заливают вход слизью, образующей по высыхании пробку; слизни, двоякодышащие рыбы.
u Физиологические механизмы предусматривают: u наработку метаболической воды u снижение водопотерь от испарения (например, за счет снижение двигательной активности и герметизации трахейной системы у насекомых);
u совершенствование азотистого обмена (у рыб и многих других водных животных конечным продуктом азотистого обмена является аммиак, млекопитающих и некоторых насекомых – мочевина, большинства насекомых, птиц и рептилий – мочевая кислота;
u снижение потерь воды с основными экскретами.
