ВАЖНЕЙШИЕ АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И АДАПТАЦИИ К НИМ ОРГАНИЗМОВ

ВАЖНЕЙШИЕ АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ И АДАПТАЦИИ К НИМ ОРГАНИЗМОВ Свет

Основным источником энергии для организмов является солнечная радиация, на которую приходится 99, 9 % в общем балансе энергии Земли.

До земной поверхности доходит не более 50% солнечной энергии, остальная отражается обратно в космическое пространство и поглощается атмосферой.

Состав солнечной радиации у поверхности Земли 1. Ультрафиолетовое излучение ( = 290 -400 нм, около 1%) 2. Видимый свет ( = 400 -800 нм, около 50%) 3. Инфракрасное излучение ( > 800 нм, около 50%)

Ультрафиолетовые лучи • Оказывают мощное бактерицидное действие. • У животных вызывают образование витамина D. • Большие дозы вредны для организмов.

Видимый свет • Осуществление процесса фотосинтеза • Для животных необходимое условие зрительной ориентации в пространстве

Инфракрасное излучение • Оказывает тепловое воздействие • Некоторые животные воспринимают ИК- излучение как видимый свет

Экологические группы растений по отношению к свету 1) светолюбивые (гелиофиты); 2) тенелюбивые (сциофиты) – плохо переносят сильное освещение; 3) теневыносливые –переносят затенение, но хорошо растут и на свету.

Световые адаптации гелиофитов • растения хорошо освещаемых местообитаний (злаки, подсолнечник); • листья плотные, кожистые, опушенные с восковым налетом (защита от перегрева); • интенсивность фотосинтеза достигает максимума при полном солнечном освещении.

Световые адаптации сциофитов • растут под пологом леса при сильном затенении (лесные травы, папоротники, мхи, хвощи); • нежные тонкие листья, с тонкой кутикулой, неопушенные; • интенсивность фотосинтеза быстро достигает максимума, а на ярком свету снижается.

• Для гелиофитов характерны мелкие хлоропласты в большом числе. • У тенелюбивых растений хлоропласты крупные, но число их в клетках невелико.

Поперечный срез листа светолюбивого (слева) и тенелюбивого (справа) растений

Теневыносливые растения • занимают промежуточное положение между двумя группами; • большинство лесных растений (клены, липы, лианы, многие травы); • хорошо растут на открытых местах, но оптимальное использование света происходит не при полном солнечном освещении

Свет как условие ориентации животных Полнота зрительного восприятия окружающей среды от степени эволюционного развития. Развитие зрения у животных шло параллельно с развитием нервной системы.

Примитивные глазки многих беспозвоночных не дают изображения предметов, а воспринимают только колебания освещенности.

Светочувствительный участок цитоплазмы (стигма) у Эвглены зеленой

Парные глазки у полихеты

У пиявок имеется от 1 до 5 пар глазков

Пауки способны различать контуры предметов • Количество глаз варьирует от 2 до 12. • Однако зрение у пауков слабое. Они способны различать предметы на расстоянии не более 30 см.

Наиболее совершенные органы зрения – глаза позвоночных, головоногих моллюсков и насекомых.

Фасеточные глаза у осы

Осьминог

Кальмар

Щука

Лягушка-бык

Семейство ХАМЕЛЕОНЫ (Chamaeleontidae) •

Отряд Приматы • • Орангутан

Особенности восприятия света у разных животных Некоторые животные воспринимают ультрафиолетовое и инфракрасное излучение как видимый свет.

Сем. Ямкоголовые или гремучие змеи

Теплорецепторы у гремучих змей детектирует разницу температур в тысячные доли градуса

Благодаря «тепловому зрению» гремучие змеи могут охотиться в полной темноте

Обитающий в полной темноте черный малакост видит в инфракрасном цвете

Пиранья и карась видят в инфракрасном цвете, что является адаптацией к обитанию в мутной воде

Пчелы видят ультрафиолетовые лучи, но не различают красных.

Глаза жука-вертячки Gyrinus и четырехглазой рыбки Anableps, плавающих у поверхности воды

У многих животных, обитающих в полной темноте или при слабом освещении, наблюдается полная или частичная редукция зрения

Разная степень редукции глаз у глубоководных рыб семейства Scopelidae 1–с глубины 750 м; 2– (800 -1000 м); 3– (3000 м); 4– (5000 м)

У обитателя пещер – европейского протея глаза полностью редуцированы

Европейский протей

Европейский крот

Жизнь при сумеречном освещении приводит к гипертрофии глаз (совы, лемуры).

Отряд Совообразные Обыкновенная сипуха

Зрение и навигация При перелетах птицы ориентируются по солнцу и звездам, т. е. астрономическим источникам света.

Пролет североамериканских полярных крачек на зимовки

Ориентация полета пчел по положению солнца • Положение оси «восьмерки» , если направление к месту взятка совпадает с направлением на солнце; • Угол наклона соответствует углу между направлениями на солнце и на источник корма

Ионизирующее излучение способно выбивать электроны из атомов с образованием пар положительных и отрицательных ионов.

Изотопы элементов, испускающие ионизирующее излучение, называются радионуклидами

Виды ионизирующего излучения: • Альфа – ядра атомов гелия. • Бета – быстрые электроны. • Гамма-излучение – электромагнитные волны.

Проникающая способность разных видов ионизирующего излучения

Характеристики ионизирующего излучения • Активность излучения (кюри, беккерель) • Мощность экспозиционной дозы ( микрорентген/час) • Поглощённая доза (грей, зиверт) 1 мк. Зв/час = 100 мк. Р/час

• Фоновое излучение - космическое + излучение от природных радиоактивных веществ. • Ряд чувствительности организмов к ионизирующему излучению: микроорганизмы – насекомые – моллюски – растения – рептилии – амфибии – птицы – млекопитающие.

Чувствительность к ионизирующему излучению • К ионизирующему излучению у позвоночных животных наиболее чувствительны кроветворные органы и эпителий; • Чем выше скорость деления клеток, тем ткани чувствительнее к ионизирующему излучению.