ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Свет. В спектре солнечного света выделяют области, различные по своему биологическому действию. Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах необходимы живым организмам (бактерицидное действие, стимуляция роста и развития клеток, синтез витамина О и т.д.), в больших дозах губительны из-за способности вызывать мутации. Значительная часть ультрафиолетовых лучей отражается озоновым слоем. Видимые лучи — основной источник жизни на Земле, дающий энергию для фотосинтеза. Инфракрасные лучи — основной источник тепловой энергии.
Для растений солнечный свет необходим, прежде всего, как источник энергии для фотосинтеза. По отношению к условиям освещенности растения подразделяют на экологические группы (табл. 5).
Таблица 5
Классификация растений по отношению к условиям освещенности
Группа |
Характеристика |
Адаптации |
Примеры |
Гелиофиты (светолюбивые) |
Обитают в условиях хорошего освещения |
Имеют мелкие листья, сильно ветвящиеся побеги, значительное количество пигментов в листьях |
Многие деревья (акация, сосна, береза), травянистые растения лугов и степей, большинство ксерофитов (кактусы), эфемеры полупустынь и пустынь, все водные растения, листья которых расположены над поверхностью воды (лотос, кувшинка) |
Окончание
Группа |
Характеристика |
Адаптации |
Примеры |
Сциофиты (тенелюбивые) |
Плохо переносят прямые солнечные лучи |
Имеют крупные, тонкие листья, расположенные горизонтально, с меньшим количеством устьиц |
Водоросли, обитающие в толще воды, мхи, лишайники, плауны, папоротники в лесах |
Факультативные гелиофиты (теневыносливые) |
Способны обитать как в условиях хорошего освещения, так и в условиях затенения |
Имеют переходные черты |
Клен сахарный, тсуга канадская, копытень, сныть |
Для животных свет — это условие ориентации. Животные бывают с дневным, ночным и сумеречным образом жизни.
По отношению к продолжительности дня организмы (в основном растения) делят на короткодневные (обитатели низких широт) и длиннодневные (обитатели умеренных и высоких широт).
Реакция организмов на продолжительность дня называется фотопериодизмом. Это очень важное приспособление, регулирующее сезонные явления у организмов. Изменение длины дня тесно связано с годовым ходом температуры, но в отличие от последней не подвержено случайным колебаниям. Фотопериодизм обусловливает такие сезонные явления, как листопад, перелеты птиц и т.п.
Температура. От температуры окружающей среды зависит температура организмов, а, следовательно, скорость всех химических реакций, составляющих обмен веществ. В основном живые организмы способны жить при температуре от 0 до +50 °С, что обусловлено свойствами цитоплазмы клеток. Верхним температурным пределом жизни является +120... +140 °С (близкие к нему значения температуры выдерживают споры, бактерии), нижним--190...—273 °С (переносят споры, семена, сперматозоиды).
По отношению к температуре организмы делят на криофилов (обитающих в условиях низких температур) и термофилов (обитающих в условиях высоких температур).
Организмы могут использовать два источника тепловой энергии: внешний (тепловая энергия Солнца или внутреннее тепло Земли) и внутренний (тепло, выделяемое при обмене веществ). В зависимости от того, какой источник преобладает в тепловом балансе, живые организмы делят на пойкилотермных и гомойотермных (табл. 6). Если речь идет только о животных, то их еще называют холоднокровными и теплокровными соответственно.
Таблица 6
Классификация организмов по преобладанию источника тепла в их тепловом балансе
Группа |
Характеристика |
Организмы |
Пойкилотерм- ные |
Организмы с непостоянной внутренней температурой тела, меняющейся в зависимости от температуры внешней среды. Температура их тела обычно на 1—2 °С выше температуры окружающей среды или равна ей |
Микроорганизмы, растения, беспозвоночные и низшие позвоночные животные |
Гомойотермные |
Способны поддерживать внутреннюю температуру тела на относительно постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды |
Птицы и млекопитающие |
в том числе гетеротермные |
Организмы, у которых периоды сохранения постоянно высокой температуры тела сменяются периодами ее понижения при впадении в спячку в неблагоприятный период года |
Суслики, сурки, ежи, летучие мыши и др. |
У живых организмов различают три механизма терморегуляции (табл. 7).
Таблица 7
Механизмы терморегуляции
Вид терморегуляции |
Характеристика |
Примеры |
Химическая |
Изменение величины теплопродукции за счет изменения интенсивности обмена веществ |
Повышение интенсивности окисления органических веществ в холодный период |
Физическая |
Изменение величины теплоотдачи |
Потоотделение, шерстяной покров, слой подкожного жира у млекопитающих |
Зтологическая (поведенческая) |
Избегание условий с неблагоприятными температурами |
Сезонные миграции птиц и млекопитающих, использование нор и других укрытий, впадение в спячку |
Вода. Вода обеспечивает протекание в организме обмена веществ и нормальное функционирование организма в целом. Одни организмы живут в воде, другие приспособились к постоянному недостатку влаги. Среднее содержание воды в клетках большинства живых организмов составляет около 70%.
По отношению к воде среди живых организмов выделяют следующие экологические группы: гигрофилы (влаголюбивые), ксерофилы (сухолюбивые) и мезофилы (промежуточная группа).
Из наземных животных к гигрофилам относятся ондатра и бобр, к ксерофилам — суслик и варан, к мезофилам — волк и косуля.
Среди растений различают гигрофитов, мезофитов и ксерофитов (табл. 8).
Таблица 8
Классификация растений по отношению к воде
Группа |
Характеристика |
Примеры |
Гигрофиты: |
Растения влажных местообитаний, не переносящие водного дефицита |
|
гидатофиты |
Водные растения, целиком или большей своей частью погруженные в воду |
Рдест, кувшинка |
гидрофиты |
Водные растения, прикрепленные к грунту и погруженные в воду только нижними частями |
Тростник, камыш |
Ксерофиты: |
Растения сухих местообитаний, способные переносить перегрев и обезвоживание |
|
суккуленты |
Ксерофитные растения с сочными, мясистыми листьями или стеблями, в которых развита водозапасающая ткань |
Алоэ, кактусовые |
склерофиты |
Ксерофитные растения с жесткими побегами, благодаря чему при водном дефиците у них не наблюдается внешней картины завядания |
Ковыли, саксаул |
Мезофиты |
Растения умеренно увлажненных местообитаний; промежуточная группа между гидрофитами и ксерофитами |
Ромашка, клевер, ландыш, бук, сирень, лещина |
Водные организмы по типу местообитания и образу жизни объединяются в следующие экологические группы (табл. 9).
Таблица 9
Классификация водных организмов по типу местообитания и образу
жизни |
||
Группа |
Характеристика |
Примеры |
Планктон: |
Организмы, в основном пассивно перемещающиеся за счет течения |
|
фитопланктон |
Одноклеточные водоросли |
|
зоопланктон |
Одноклеточные животные, рачки, медузы |
Окончание
Группа |
Характеристика |
Примеры |
Нектон |
Активно передвигающиеся в воде животные |
Рыбы, амфибии, головоногие моллюски, черепахи, китообразные |
Бентос: |
Организмы, живущие на дне и в грунте |
|
фитобентос |
Прикрепленные водоросли и высшие растения |
|
зообентос |
Ракообразные, моллюски, морские звезды |