Корсак М.Н., Мошаров С.А. и др. Учебное пособие по экологии. Под ред. С.В.Белова (2006) (1092088), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Однако наибольшеезначение имеет длина светового дня. Изменение продолжительности световогодня многих организмом служит сигналом для изменения физиологической активности. Реагируя на изменение длины светового дня, организмы заранее подготавливаются к условиям наступающего сезона. Эти реакции на изменение длинысветового дня называются фотопериодизмом. От длины дня зависят сроки цветения и другие процессы у растений. У многих пресноводных животных уменьшение длины светового дня осенью вызывает образование покоящихся яиц илицист, переживающих зиму.
Для перелетных птиц сокращение продолжительностисветового дня служит сигналом к началу миграции. У многих млекопитающих отдлины дня зависит созревание половых желез и сезонность размножения.Длина светового дня, или фотопериод, - надежный сигнал, по которому организмы умеренных зон упорядочивают во времени свою активность. Фотопериодрассматривается как некое «реле времени», т. е.
пусковой механизм, включающийпоследовательность физиологических процессов, приводящих к росту и цветениюмногих растении, линьке и накоплению жира, миграции и размножению у птиц имлекопитающих и к наступлению диапаузы (стадии покоя) у насекомых.Часто фотопериодическая реакция происходит только при определенномсочетании длины дня и какого-либо другого фактора окружающей среды.
Например, при слишком низкой температуре растения не зацветают даже при оптимальной продолжительности светового периода. Лишь когда температура окружающей среды станет выше некоторого критического уровня, данный вид растений начнет реагировать на фотопериод.Для большинства животных свет играет важную роль. Животные, ориентирующиеся с помощью зрения, приспособлены к определенной освещенности.
Поэтому практически все животные имеют суточный ритм активности и заняты поисками пищи в определенное время суток. Многие насекомые и птицы, как и человек, способны запоминать положение Солнца и использовать его в качествеориентира, позволяющего находить обратную дорогу. Для многих обитателейводной толщи (например, мелких ракообразных - зоопланктона) суточные изменения освещенности служат стимулом, вызывающим вертикальные миграции.Обычно ночью организмы зоопланктона поднимаются в верхние слои воднойтолщи, где находится много микроводорослей (фитопланктон), служащих пищейдля зоопланктона. С рассветом наблюдается миграция организмов зоопланктонавниз в область меньшей освещенности на глубины 150.. .200 м.Температура и ее влияние на биологические процессы. Температура один из важнейших абиотических факторов, влияющих на скорость многих физических и химических реакций в клетках живых организмов.
С повышением температуры среды до определенного предела скорость химической реакции увеличивается, а при дальнейшем повышении температуры резко падает. Температуравлияет на скорость различных физиологических процессов, от пищеварения допрохождения нервного импульса. Слишком низкие или слишком высокие температуры губительны для организмов. Значения температуры, при которых активносуществуют живые организмы, колеблются в диапазоне —1,5.
..+100 °С. Однакобольшая часть активных физиологических процессов реализуется в более узкомдиапазоне температур. Как правило, это значения температуры, при которых возможно нормальное функционирование белков (0...+50 °С).Организмы достаточно чувствительны к изменениям температуры. Диапазон колебаний температуры в воде обычно меньше, чем на суше, и диапазон толерантности к температуре у водных организмов обычно уже, чем у наземных организмов. Таким образом, температура служит важным лимитирующим фактором.По отношению к температуре как экологическому фактору различают теплолюбивые и холодолюбивые организмы. Температура окружающей среды во многом определяет зональность (географическое распространение организмов) истратификацию (вертикальное распределение организмов) в водных и наземныхэкосистемах.Растения и животные в ходе длительного эволюционного развития приспособились к периодическим изменениям температурных условий, выработали в себе различную потребность к теплу в разные периоды жизни.
Например, прорастание семян растений происходит при более низких температурах, чем последующий их рост.Температурный оптимум зависит и от влияния других экологических факторов. Установлено, что при полном освещении и избытке углекислого газа в воз-духе оптимальная температура фотосинтеза 30 °С, а при слабом освещении и недостатке углекислого газа она снижается до 10 °С.Вода.
В жизни всех организмов вода выступает как важнейший экологический фактор. Все живые организмы содержат воду (от 70 до 98 % от массы тела).Живых организмов, не содержащих воду, на Земле не найдено, Она является основной частью протоплазмы клеток, тканей, растительных и животных соков. Все биохимические процессы в организме (синтез и распад органическоговещества, газообмен) осуществляются при достаточном обеспечении водой. Водас растворенными в ней веществами обусловливает осмотическое давление клеточных и тканевых жидкостей, обеспечивает межклеточный обмен. В период активной жизнедеятельности растений и животных содержание воды в их организмах, как правило, довольно высокое (приблизительно 80..
.90 % от массы тела). Всостоянии покоя количество воды в организме может значительно снижаться, однако она не исчезает полностью. Например, в сухих мхах и лишайниках содержание воды в общей массе организмов составляет 5...7 %. Наземные организмы вынуждены постоянно пополнять запасы воды. Поэтому у них в процессе эволюциивыработались приспособления, регулирующие водный обмен и обеспечивающиеэкономное расходование влаги.
Эти приспособления могут выражаться в изменении структур (плотные внешние оболочки), модификации физиологических процессов (более экономное использование воды в организме).Без воды на нашей планете не могло бы быть жизни. Вода важна для живых организмов вдвойне, так как она не только необходимый компонент живыхклеток, но для многих организмов еще и среда обитания.Из всех жидких и твердых веществ у воды наибольшая теплоемкость. Благодаря этому биохимические процессы в клетках живых организмов протекают встабильных условиях, что обеспечивает их высокую эффективность. Кроме того,прогревшись в течение лета, моря и океаны медленно остывают зимой, отдаваятепло атмосфере.
С этим связано значительное постоянство температурных условий водной среды обитания. Вода обладает наибольшим поверхностным натяжением из всех известных жидкостей, за исключением ртути, что имеет огромноезначение для жизни растительного мира, так как поверхностное натяжение иплотность воды определяют высоту, на которую она может подниматься в капиллярных системах проводящих тканей у растений.Вода является превосходным растворителем для многих веществ.
Когдавещество переходит в раствор, его молекулы и ионы получают возможность двигаться более свободно и, соответственно, его реакционная способность возрастает. По этой причине в клетке большая часть химических реакций протекает в водных растворах. Присущие воде свойства растворителя означают также, что водаслужит средой для транспорта различных веществ (кровеносная система у животных, проводящие системы растений).Большая теплота испарения воды, обусловленная водородными связями вмолекулах воды, также играет очень важную роль в жизнедеятельности организмов. Испарение сопровождается охлаждением поверхности тела. Это используется при потоотделении (у животных), при транспирационном охлаждении листьев(у растений).Первостепенное значение во всех проявлениях жизнедеятельности имеетводный обмен между организмами и внешней средой.
Степень насыщения воздуха и почвы водяными парами (влажность) имеет большое значение для обитателей суши и нередко является фактором, лимитирующим распространение и численность организмов Земли. Например, степные и особенно лесные растениятребуют повышенного содержания паров в воздухе, растения же пустынь приспособились к низкой влажности. Перечислим важные биологические функции воды.У всех организмов вода обеспечивает поддержание структуры (высокое содержание воды в протоплазме), служит растворителем и средой для диффузии, участвует в реакциях гидролиза, служит средой, в которой проходит оплодотворение.У растений вода обеспечивает поддержание структуры, а также транспорт неорганических ионов о органических молекул, прорастание семян (набухание разрывсеменной кожуры и дальнейшее развитие), участвует в фотосинтезе (на молекулярном уровне) и транспирации, т.е. испаряется с поверхности листьев, охлаждаяих.У животных вода обеспечивает транспорт веществ внутри организма, способствует охлаждению тела(потоотделение), служит одним из компонентовсмазки (например в суставах), обеспечивает опорные функции (гидростатическийскелет), выполняет защитную функцию.Атмосферные газы.
На протяжении большей части биосферы состав атмосферы практически не изменяется, если не считать резких колебаний содержанияводяных паров. Интересно, что концентрации двуокиси углерода (0,03 % по объему) и кислорода (21 % по объему) в современной атмосфере являются лимитирующими для многих высших растений. Общеизвестно, что в эксперименте умногих растений удается повысить интенсивность фотосинтеза, умеренно повысив концентрацию углекислого газа, однако менее известно, что снижение в эксперименте содержания кислорода также может приводить к увеличению фотосинтеза. Например, у бобов понижение до 5 % содержания кислорода в воздухе, окружающем листья, приводит к повышению интенсивности фотосинтеза на 50 %.Уместно напомнить о роли кислорода и углекислого газа в жизнедеятельности самых разных организмов.
Кислород необходим для дыхания животных ирастений, а также для микробного разложения мертвого органического вещества.Образуется кислород в процессе фотосинтеза. При дыхании организмов и примикробном разложении (окислении) органического вещества выделяется углекислый газ, который используется для новообразования органического вещества прифотосинтезе.В водных местообитаниях количество кислорода, двуокиси углерода и других атмосферных газов, растворенных в воде и потому доступных организмам,сильно изменяется во времени и в пространстве, чего в наземных местообитанияхне бывает.
Кислород хорошо растворяется в воде, однако его содержание в воде(1% по объему) значительно ниже, чем в воздухе. Температура воды и количестворастворенных в ней солей сильно влияют на способность воды удерживать кислород (растворимость кислорода повышается с понижением температуры и с понижением солености). Запас кислорода в воде пополняется из двух источников: путем диффузии из воздуха и благодаря фотосинтезу водных растений. Кислороддиффундирует в воду очень медленно. Основной источник кислорода в воде процесс фотосинтеза, который зависит от проникающего в водную толщу света.Таким образом, содержание кислорода в водной среде сильно меняется в зависимости от времени суток, времени года и географического положения, глубины.Содержание углекислого газа в воде также может сильно изменяться.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
