168758 (Екологічна адаптація флори і фауни пустель), страница 4

Серед сукулентів з пустель Південної Африки особливо виділяється велика родина аізонових (Aizoaceae) з характерним незвичайним зовнішнім виглядом та різноманіттям форм. Зокрема, літопс, аргіродерма, плейоспілос мають форму двох круглястих м'ясистих листків, які до половини або майже до вершини зрослися докупи. Ростуть вони дуже низько.

2.2.1.1 Кактуси

Кактуси - родина дводольних багаторічних рослин, яка нараховує понад 3000 видів. Вони є типовими сукулентами американського континенту. За чисельністю та різноманітністю видового складу кактусів найбагатшою є Мексика, пейзаж якої неможливо уявити без цих рослин (рис. 2.1, 2.2).

Густі 2 - 3-метрові кактусові ліси трапляються в гірських пустелях Перу та Чилі, в узгір'ях Аргентини та Болівії, Еквадору, Бразилії, Уругваю та Парагваю.

Резервуаром для запасання води у кактусів слугують стебла різноманітних форм і розмірів. Існують деревоподібні, кущоподібні та ліаноподібні форми, іноді - невисокі дерева-стовпи. Так, кактуси із роду цереус (Cereus Mill.) нагадують колони чи канделябри, ехінокактуси (Echinocactus Link, et Otto) подібні до їжаків, астрофітуми (Astrophytum Lem.) мають подібність із зірками, стебла опунцій (Opuntia Mill) ніби складені з окремих плескачиків, приклеєних один до одного під різними кутами, а довгі стебла селеніцереусів (Selenicereus (Berg) Br. еt R) звиваються, ніби змії [24, 30-32]. Деякі види кактусів досягають висоти 20 метрів і накопичують у стеблах до 2000 літрів води. Велика розгалужена коренева система кактусів перехоплює воду, яка трапляється з невеликими дощами взимку, а соковиті стебла нагромаджують і дуже економно її витрачають. Не випадково декотрі з кактусів називають «бочками» (barrel-cactiy). Кактуси пристосувалися до поглинання вологи з атмосферного повітря, хоча в ньому її навіть менше, ніж вуглекислоти. Як не дивно, тут помічником стає температура, яка своїми коливаннями протягом доби сприяє утворенню роси, туману. При нічному зниженні температури волога конденсується та у вигляді туману або роси випадає на рослини і всмоктується. Кактуси так економлять вологу, що жодна краплинка не пропадає марно. Аби максимально зменшити випаровування, одні кактуси мають щільні покривні тканини з восковим нальотом, інші - волосяне опушення. Поверхня їх стебел майже ніколи не буває гладкою: вона вкрита ребрами, горбками. Декотрі кактуси мають зморшкувате стебло, що дає їм змогу поповнювати запаси води під час рідкісного дощу.

Оскільки живі клітини кактусів мають слабкий контакт з атмосферою, щоб не випаровувати багато води, вони не можуть в достатній кількості забезпечувати себе і вуглекислотою. Тому у них розвинулась властивість внутрішнього кругообігу вуглекислоти. Вуглекислий газ, який вночі утворився в тканинах кактуса під час дихання, не виділяється назовні, а пов'язується в органічних кислотах і нагромаджується у клітинному соці. Вдень ця вуглекислота відновлюється в процесі внутрішнього фотосинтезу.

Окрасою кактусів є їхні квітки. Певним чином, наявні різноманітності і примхливості зовнішніх форм кактусів. Наприклад, житель перуанських пустель - кактус аданте має видову назву «крокуючий», яка чітко відображає спосіб існування рослини в умовах пустельного клімату. Замість коренів у нього є покриті гострими шипами відростки, За допомогою вітру він пересувається на великі відстані, дістаючи вологу і живлення не з грунту, а з атмосферного повітря. Одним із кактусів-велетнів є сагуаро, або карнегія велетенська (Carnegiea gigantea Brit, et Rose), який росте на Південному заході США та в Мексиці. Сагуаро виростає від 6 до 20 м заввишки та 60 см завтовшки. Його маса може досягати 12 тонн. Зазвичай, сагуаро має одне дуже ребристе стебло, іноді з однією або кількома гілками. Велетенський кактус сагуаро слугує притулком для багатьох істот. До його квіток вдень прилітають метелики і пташки колібрі, а вночі він запилюється кажанами. Дупла у стеблах кактусів слугують житлом для пустельних гризунів, а також для крихітних карликових coв.

Родич цереусів із Нижньої Каліфорнії - кордон (Pachycere-uspringleiBrit, et Rose) - зовні подібний до сагуаро, але менш відомий і не такий високий. Щоб досягти висоти 1 м, йому треба понад 30 років, після чого він виростає в рік на 8 см. Сагуаро і кардон живуть понад 150 - 200 років.В африканських пустелях ростуть дуже подібні до кактусів молочаї.

2.2.2 Саксаул

Саксаул – це деревоподібна рослина, характерна для пустель Азії. Товстий, перекручений, кривий, здавлений сірий стовбур, покритий гладкою корою (рис. 2.3, 2.4, 2.5). У найстаріших дерев він може сягати метр в поперечину. Крона зелена, масивна, але прозора – у гілок саксаулу немає листя. Саксаул належить до родини маревих. В пустелях Азії це давня родина, так як зумовлює їх рослинний покрив. В цих пустелях наявні два види саксаулу – білий і чорний [18, 158-160].

В цієї рослини наявні певні адаптаційні пристосування, що звичайно характеризують її існування в пустелі. Пагін саксаулу зложений зеленими члениками – схожий на хвощ, але соковитий. А в основі членика у білого саксаулу пара ледве розрізнених щетинок, у чорного – декілька бугорків.

В процесі еволюції і адаптаційних пристосувань листки саксаулу є відсутніми. З’явилася закономірність: чим менша поверхня рослини, тим менше води вона випаровує. В процесі фотосинтезу вона використовує зелені пагони.

У саксаулу наявна потужна коренева система, яка дістає грунтові води, навіть, якщо вони надто глибоко. Соковиті пагони зберігають вологу з солоним присмаком, і випаровування з них майже відсутнє.

Чорний саксаул виносить значне засолення, а тому проростає і на солончаках з суглинковими і глинистими грунтами. Білий саксаул дотримується піщаних грунтів.

Плоди саксаулу також пристосовані до умов пустелі: вітер підхоплює зрілі плоди і несе їх по піску, як правило, не більше десятка метрів.

Саксаул має в пустелі важливе значення для затримки піску. В останній час його кількість значно зменшилась в результаті надмірного його використання на господарські потреби, тому так необхідно вживати заходи щодо його зберігання.

2.3 Пристосування тваринного світу

Пустельна фауна різноманітна, але вона бідніша, ніж фауна зон, багатих вологою, наприклад лісової фауни. Фауни різних пустельних біотоп розрізняються по складу і багатству. Найбільш багата фауна закріплених пісків, особливо з деревною і чагарниковою рослинністю; найбідніша фауна голих рухомих пісків і широких кам'янистих (щебенистих) пустель.

Умови існування в пустелях дуже суворі: відсутність води, сухість повітря, сильна інсоляція, зимові морози при дуже малому сніжному покриві або його відсутності. Тому тут мешкають головним чином спеціалізовані форми (з пристосуваннями як морфо-фізіологічними, так і в образі життя й поведінці).

Для пустель характерні тварини, що швидко пересуваються, що пов'язано з пошуками води (водопої віддалені) і корму (трав'яний покрив розріджений), а також із захистом від переслідування хижаками (укриття відсутні). У зв'язку з необхідністю укриття від ворогів і суворими кліматичними умовами у ряду тварин сильно розвинені пристосування, що слугують для відгортання і відкидання піску (щітки з подовженого пружного волосся, шипики і щетина на ногах, службовці для відгортання і відкидання піску; різці, а також гострі кігтики на передніх лапках — у гризунів). Вони споруджують підземні притулки (нори), часто дуже великі, глибокі і складні (велика піщанка), або здатні швидко закопуватися в рихлий пісок (ящірки круглоголовки, деякі комахи). Є швидко бігаючі форми (особливо копитні). Багато пустинних плазунів (ящірки і змії) також здатні дуже швидко пересуватися [4, 32-37].

Фауні пустель властиве «пустельне» забарвлення — жовті, ясно-бурі і сірі тони, що робить багато тварин малопомітними. Велика частина пустельної фауни влітку веде нічний спосіб життя. Деякі впадають в сплячку, причому у окремих видів (наприклад, у ховрахів) вона починається в розпал спеки (літня сплячка, безпосередньо перехідна в зимову) і пов'язана з вигоранням рослин і нестатком вологи.

Дефіцит вологи, особливо питної води, — одна з головних труднощів в житті мешканців пустелі. Одні з них п'ють регулярно і багато і у зв'язку з цим пересуваються у пошуках води на значні відстані (рябки) або на суху пору року переселяються ближче до води (копитні). Інші користуються водопоєм рідко або зовсім не п'ють, обмежуючись вологою, що отримується з їжі. Значну роль у водному балансі багатьох представників пустинної фауни грає метаболічна вода, що утворюється в процесі обміну речовин (великі запаси накопиченого жиру).

Пустельна фауна характеризується відносно великим числом видів ссавців (головним чином гризуни, копитні), плазунів (особливо ящірок, агам і варанів), комах (двокрилих, перетинчастокрилих, прямокрилих) і павукоподібних.

2.3.1 Ссавці

Ссавці пустелі – не відзначаються багаточисельністю стосовно видової різноманітності і багатоманітності у розмірних показниках. Тут здебільшого переважають дрібні ссавці, або ссавці середніх розмірів. Наприклад, гризуни є найбільш багаточисельними стосовно інших ссавців, що тут наявні. Серед інших зустрічаються окремі представники родин вовчих, котячих, копитних, деякі зайцеподібні [1, 96-101].

В тому випадку коли ссавці наявні в пустелі, в них певним чином відзначаються унікальні особливості, й адаптивні пристосування, тобто нехарактерні для звичайних ссавців інших природних зон. Характеризуються вони більшою витривалістю і пристосуванням до умов пустелі. Згідно з теорією Майєра, ссавці цієї природної зони характеризуються видовженими і збільшеними кінцівками, при цьому будова тулубу є більш сплюснутою і гнучкою, що певним чином і сприяє наявним тут умовам середовища. В деяких існуючих тут ссавців в організмі наявні певні зміни в будові, а найважливіше – пристосувальні ознаки накопичення і зберігання такої рідкісної у цих місцевостях вологи. Провідну роль в цьому мають горби у верблюдів (з м’язо-жировою сумішшю), підшкірна жирова клітковина інших ссавців, зокрема й накопичення жиру в хвості гризунів, що найкраще виражено, наприклад, у тушканчика. Це пояснюється тим, що жироподібний субстрат цих тварин зберігає воду з якомога кращими запасами і мінімальними витратами.

Верблюд

Верблюд – великий жуйний ссавець ряду парнокопитних (Artiodactyla). Це найвідоміший і добре пристосований представник ссавців, який має ряд адаптаційних ознак і пристосувань до існування в пустелі. Особливості цієї тварини унікальні. Зокрема на відміну від інших жувальних, верблюд має трьохкамерний шлунок. Має два пальці на нозі з широкою м’якою підошвою, пристосовану для ходіння по піску, і копита, схожі на нігті [1, 87-91].

Існує два види верблюдів: одногорбий верблюд (дромедар) Camelus dromedarius і двогорбий верблюд бактріан Camelus bactrianus, що живе в Азіатських пустелях (рис. 2.6).

Найголовнішою ознакою є те, що верблюди мають великий запас їжі у вигляді жирової тканини горбів, що певним чином сприяє обходженню без води на протязі тривалого часу, також можуть харчуватися солоною рослинністю. Із пристосувань, слід також відзначити, що в них добре виражена терморегуляція, тому вони добре переносять як спеку, так і холод.

Рудий кенгуру

Руді кенгуру – типові мешканці внутрішніх пустельних районів австралійського континенту. Вони є дуже витривалими тваринами, що до наявних тут умов. Руді кенгуру – найкрупніші із існуючих сумчастих тварин (рис. 2.7).

Стверджується, що ці тварини існують в цих краях декілька мільйонів років, від тоді як клімат на більшій частині Австралії став аридним, а тропічні ліси поступилися степам і пустелям. Ці тварини є ендемічними видами цього континенту.

Як у всіх представників родини кенгурових у рудого – короткі передні лапи і довгі дуже міцні задні. Більш того, мускулисті, з міцними кігтями ноги, тварини використовують і як спосіб оборони. Потужний і широкий хвіст використовується виключно в якості опори або балансиру під час бігу [21, 80-87].

Руді кенгуру – справжні пустельники. Вони не лише край невимогливі до їжі, але і стійко переносять недостачу води. Ця якість є особливо важливою влітку, коли малочисельні ріки висихають від спеки, і відповідно настають вкрай складні умови. В полуденні години кенгуру зазвичай проводять в затінку і мало рухаються. Якщо це не допомагає, вони облизують лапи, і розмазують слину по морді і тілу, щоб охолодитися. Завдяки такому ”вмиванню”, вони можуть переносити спеку понад 40° С, що в Австралійській пустелі зазвичай не рідкість. Активними вони стають вночі, з настанням прохолоди. Руді кенгуру живуть стадами з 10-12 особин. Іноді такі маленькі групи об’єднуються у великі, наприклад в тяжкі роки тривалих посух.

Тушканчик

Тушканчик – це гризун, але вельми своєрідний. Видів нараховується до тридцяти, що підрозділяються на десять рядів.

Ці тварини мають неабиякі адаптаційні особливості існування в пустелі. Вони обзавелись пристосуваннями, що дивують біомеханіків і фізіологів, що намагаються розізнати механізми виживання цих тварин.

Перш за все, розглянемо особливості хвоста. Тушканчик скаче, підіймаючи хвіст, який служить балансиром. Але не в цьому його основна функція. Хвіст певним чином подібний жезлу регулювальника: на його кінцівці наявне біле і чорне ошерстіння. Хвіст виконує захисну реакцію – тікаючи від хижаків, він несеться зигзагоподібно, стрімко змінює напрям, і полосата кінцівка хвоста мечеться у різні сторони, відвертаючи увагу переслідувачів. У тушканчика хвіст містить жировий запас, подібно запасам жиру в горбах верблюдів. Жир, як відомо, - це запас метаболічної води, яка вивільняється при його біохімічному розчепленні. При край несприятливих умовах, у тушканчика хвіст стає тонким і блідим. Як тільки умови покращуються, хвіст відновлює свою звичну структуру. До життя в пустелі пристосовані й задні ноги. Для того, щоб краще стрибати, у деяких видів кількість пальців менша. При цьому тушканчик може стрибати на три метри в довжину зі швидкістю 10 м/с. Стопа також має неабияке пристосування. Жорстка і пружна волосяна щітка не дає лапкам тушканчика провалюватись в рихлий пісок. А в основі пальців є еластична мозоля. Ця особливість забезпечує добрий зв’язок ступні з ґрунтом [1, 45-50].