Ποιοι περιβαλλοντικοί παράγοντες περιλαμβάνουν την υγρασία; Φυσικοί παράγοντες

Οι πιο σημαντικοί φυσικοί παράγοντες που καθορίζουν την ανάπτυξη των μικροοργανισμών είναι η υγρασία, η θερμοκρασία, η ενέργεια ακτινοβολίας, τα ραδιοκύματα, οι υπέρηχοι, η συγκέντρωση ουσιών διαλυμένων στο νερό, η πίεση.

Χαρακτηριστικά της υγρασίας ως αβιοτικού περιβαλλοντικού παράγοντα

Για την ανάπτυξη μικροοργανισμών, είναι απαραίτητο το ελεύθερο νερό, καθώς τα θρεπτικά συστατικά διεισδύουν στο κύτταρο μόνο σε διαλυμένη κατάσταση. Η κατάσταση του νερού ως διαλύτη σε ένα προϊόν εκφράζεται από τη δραστηριότητα του νερού Aw - η αναλογία μεταξύ των πιέσεων υδρατμών του διαλύματος (υποστρώματος) P και του καθαρού διαλύτη (νερό) P0 στην ίδια θερμοκρασία. Έτσι, Aw=P/P0. Η δραστηριότητα του νερού είναι αριθμητικά ίση με τη σχετική υγρασία ισορροπίας, εκφρασμένη ως κλάσμα που είναι μικρότερο από τη μονάδα. Η δραστικότητα του απεσταγμένου νερού ισούται με μονάδα και αντιστοιχεί σε σχετική υγρασία αέρα 100%. Η δραστηριότητα του νερού ενός διαλύματος του οποίου η τάση ατμών βρίσκεται σε ισορροπία με σχετική υγρασία αέρα 97% είναι 0,97.

Η ζωτική δραστηριότητα των μικροοργανισμών πραγματοποιείται στο Aw από 0,999 έως 0,62. Για κάθε μικροοργανισμό, αυτά τα όρια ορίζονται επακριβώς, σταθερά και εξαρτώνται από τη θερμοκρασία, το pH του περιβάλλοντος, τη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών κ.λπ. Ανάλογα με την ανάγκη για υγρασία, οι μικροοργανισμοί χωρίζονται σε τρεις ομάδες: υδρόφυτα - υδρόφυτα, μεσοφύτα - μέτρια υγρόφιλοι, ξηρόφυτοι - ξηρόφιλοι.

Τα υδρόφυτα είναι τα πιο απαιτητικά για την παρουσία υγρασίας στο περιβάλλον. Αυτά περιλαμβάνουν όλα τα βακτήρια και τη ζύμη. Τα περισσότερα βακτήρια δεν αναπτύσσονται όταν το Aw του υποστρώματος είναι κάτω από 0,94 - 0,90. για τη μαγιά η οριακή τιμή Aw0,88 είναι 0,05. Πολλοί μύκητες είναι μεσόφυτα, αν και μεταξύ αυτών υπάρχουν ξηρόφυτα και υδρόφυτα. Έτσι, οι μύκητες του γένους Aspergillus αναπτύσσονται με υπόστρωμα Aw 0,75 - 0,62. Τα ξερόφυτα μπορούν να αναπτυχθούν υπό συνθήκες έλλειψης υγρασίας.

Διαφορετικοί μικροοργανισμοί ανέχονται τις αλλαγές στο Aw διαφορετικά. Μερικοί μικροοργανισμοί (το γένος Acetobacter και Acetomonas, άλλοι σήψης και κάποιοι παθογόνοι) είναι πολύ απαιτητικοί σε υγρασία και όταν η τιμή Aw μειώνεται (ξήρανση) πεθαίνουν γρήγορα. Άλλοι μικροοργανισμοί (τα γένη Lactobacterium, Mycobacterium, Salmonella, Staphylococcus και Micrococcus) μπορούν να παραμείνουν σε ξηρή κατάσταση για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα. Πολλές ζύμες και ιδιαίτερα σπόρια βακτηρίων και μικροσκοπικών μυκήτων, που διατηρούν την ικανότητα να βλασταίνουν για δεκαετίες, είναι ανθεκτικά στην ξήρανση. Τα αλόφιλα βακτήρια (που αγαπούν το αλάτι) δεν είναι απαιτητικά για τη δραστηριότητα του νερού.

Οι αβιοτικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες περιλαμβάνουν το υπόστρωμα και τη σύνθεσή του, την υγρασία, το φως και άλλους τύπους ακτινοβολίας στη φύση, τη σύνθεσή του και το μικροκλίμα. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η θερμοκρασία, η σύσταση του αέρα, η υγρασία και το φως μπορούν υπό όρους να ταξινομηθούν ως «μεμονωμένα», και το υπόστρωμα, το κλίμα, το μικροκλίμα κ.λπ. - ως «σύνθετοι» παράγοντες.

Το υπόστρωμα (κυριολεκτικά) είναι η θέση προσάρτησης. Για παράδειγμα, για ξυλώδεις και ποώδεις μορφές φυτών, για μικροοργανισμούς του εδάφους αυτό είναι το έδαφος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το υπόστρωμα μπορεί να θεωρηθεί συνώνυμο του οικοτόπου (για παράδειγμα, το έδαφος είναι ένας εδαφικός βιότοπος). Το υπόστρωμα χαρακτηρίζεται από μια ορισμένη χημική σύνθεση που επηρεάζει τους οργανισμούς. Εάν το υπόστρωμα νοείται ως βιότοπος, τότε στην περίπτωση αυτή αντιπροσωπεύει ένα σύμπλεγμα χαρακτηριστικών βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων στους οποίους προσαρμόζεται αυτός ή ο άλλος οργανισμός.

Χαρακτηριστικά της θερμοκρασίας ως αβιοτικού περιβαλλοντικού παράγοντα

Η θερμοκρασία είναι ένας περιβαλλοντικός παράγοντας που σχετίζεται με τη μέση κινητική ενέργεια της κίνησης των σωματιδίων και εκφράζεται σε μοίρες σε διάφορες κλίμακες. Η πιο κοινή κλίμακα είναι σε βαθμούς Κελσίου (°C), η οποία βασίζεται στη διαστολή του νερού (το σημείο βρασμού του νερού είναι 100°C). Το SI υιοθέτησε μια κλίμακα απόλυτης θερμοκρασίας, για την οποία το σημείο βρασμού του νερού είναι T bp. νερό = 373 Κ.

Πολύ συχνά, η θερμοκρασία είναι ο περιοριστικός παράγοντας που καθορίζει τη δυνατότητα (αδυναμία) διαβίωσης των οργανισμών σε ένα συγκεκριμένο βιότοπο.

Σύμφωνα με τη φύση της θερμοκρασίας του σώματος, όλοι οι οργανισμοί χωρίζονται σε δύο ομάδες: ποικιλοθερμικούς (η θερμοκρασία του σώματός τους εξαρτάται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος και είναι σχεδόν ίδια με τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος) και ομοιοθερμικούς (η θερμοκρασία του σώματός τους δεν εξαρτάται από την εξωτερική θερμοκρασία και είναι λίγο-πολύ σταθερό: αν αυξομειώνεται είναι μέσα σε μικρά όρια - κλάσματα της μοίρας).

Οι Ποικιλόθερμοι περιλαμβάνουν φυτικούς οργανισμούς, βακτήρια, ιούς, μύκητες, μονοκύτταρα ζώα, καθώς και ζώα με σχετικά χαμηλό επίπεδο οργάνωσης (ψάρια, αρθρόποδα κ.λπ.).

Οι ομοιόθερμες περιλαμβάνουν πτηνά και θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Η σταθερή θερμοκρασία του σώματος μειώνει την εξάρτηση των οργανισμών από τη θερμοκρασία του εξωτερικού περιβάλλοντος, καθιστώντας δυνατή την εξάπλωση περισσότερο οικολογικές κόγχεςτόσο σε γεωγραφική όσο και σε κατακόρυφη κατανομή σε ολόκληρο τον πλανήτη. Ωστόσο, εκτός από την ομοιοθερμία, οι οργανισμοί αναπτύσσουν προσαρμογές για να ξεπεράσουν τις επιπτώσεις των χαμηλών θερμοκρασιών.

Με βάση τη φύση της ανοχής τους στις χαμηλές θερμοκρασίες, τα φυτά χωρίζονται σε θερμόφιλα και ανθεκτικά στο κρύο. Τα θερμόφιλα φυτά περιλαμβάνουν φυτά του νότου (μπανάνες, φοίνικες, νότιες ποικιλίες μηλιών, αχλαδιές, ροδακινιές, σταφύλια κ.λπ.). Τα ανθεκτικά στο κρύο φυτά περιλαμβάνουν φυτά μεσαίου και βόρειου γεωγραφικού πλάτη, καθώς και φυτά που αναπτύσσονται ψηλά στα βουνά (για παράδειγμα, βρύα, λειχήνες, πεύκο, έλατο, έλατο, σίκαλη κ.λπ.). ΣΕ μεσαία λωρίδαΣτη Ρωσία, καλλιεργούνται ποικιλίες οπωροφόρων δέντρων ανθεκτικών στον παγετό, τα οποία εκτρέφονται ειδικά από κτηνοτρόφους. Οι πρώτες μεγάλες επιτυχίες σε αυτόν τον τομέα πέτυχαν ο I.V. Michurin και άλλοι λαϊκοί κτηνοτρόφοι.

Ο κανόνας της αντίδρασης του σώματος στον παράγοντα θερμοκρασίας (για μεμονωμένους οργανισμούς) είναι συχνά στενός, δηλ. ένας συγκεκριμένος οργανισμός μπορεί να λειτουργήσει κανονικά σε ένα αρκετά στενό εύρος θερμοκρασίας. Έτσι, τα θαλάσσια σπονδυλωτά πεθαίνουν όταν η θερμοκρασία αυξάνεται στους 30-32°C. Αλλά για τη ζωντανή ύλη στο σύνολό της, τα όρια της επίδρασης της θερμοκρασίας στα οποία διατηρείται η ζωή είναι πολύ μεγάλα. Έτσι, στην Καλιφόρνια, σε θερμές πηγές ζει ένα είδος ψαριού που λειτουργεί κανονικά σε θερμοκρασία 52 ° C και τα ανθεκτικά στη θερμότητα βακτήρια που ζουν σε θερμοπίδακες μπορούν να αντέξουν θερμοκρασίες έως και 80 ° C (αυτή είναι η «κανονική» θερμοκρασία για τους). Μερικοί άνθρωποι ζουν σε παγετώνες σε θερμοκρασία -44°C κ.λπ.

Ο ρόλος της θερμοκρασίας ως περιβαλλοντικού παράγοντα οφείλεται στο γεγονός ότι επηρεάζει το μεταβολισμό: πότε χαμηλές θερμοκρασίεςο ρυθμός των βιοοργανικών αντιδράσεων επιβραδύνεται πολύ και σε υψηλές ταχύτητες αυξάνεται σημαντικά, γεγονός που οδηγεί σε ανισορροπία στην πορεία των βιοχημικών διεργασιών και αυτό προκαλεί διάφορες ασθένειες και μερικές φορές θάνατο.

Η επίδραση της θερμοκρασίας στους φυτικούς οργανισμούς

Η θερμοκρασία δεν είναι μόνο ένας παράγοντας που καθορίζει τη δυνατότητα των φυτών να ζουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή, αλλά για ορισμένα φυτά επηρεάζει τη διαδικασία ανάπτυξής τους. Έτσι, οι χειμερινές ποικιλίες σιταριού και σίκαλης, που κατά τη διάρκεια της βλάστησης δεν υπέστησαν τη διαδικασία της «εαρινοποίησης» (έκθεση σε χαμηλές θερμοκρασίες), δεν παράγουν σπόρους όταν καλλιεργούνται στις πιο ευνοϊκές συνθήκες.

Για να αντέξουν τις επιπτώσεις των χαμηλών θερμοκρασιών, τα φυτά έχουν διάφορες προσαρμογές.

1. Το χειμώνα, το κυτταρόπλασμα χάνει νερό και συσσωρεύει ουσίες που έχουν «αντιψυκτικό» αποτέλεσμα (μονοσακχαρίτες, γλυκερίνη και άλλες ουσίες) - συμπυκνωμένα διαλύματα τέτοιων ουσιών παγώνουν μόνο σε χαμηλές θερμοκρασίες.

2. Η μετάβαση των φυτών σε ένα στάδιο (φάση) ανθεκτικό στις χαμηλές θερμοκρασίες - το στάδιο των σπορίων, των σπόρων, των κονδύλων, των βολβών, των ριζωμάτων, των ριζών κ.λπ. Οι ξυλώδεις και θαμνώδεις μορφές φυτών ρίχνουν τα φύλλα τους, οι μίσχοι καλύπτονται με φελλό , που έχει υψηλές θερμομονωτικές ιδιότητες, και αντιψυκτικές ουσίες συσσωρεύονται στα ζωντανά κύτταρα.

Η επίδραση της θερμοκρασίας στους ζωικούς οργανισμούς

Η θερμοκρασία επηρεάζει διαφορετικά τα ποικιλοθερμικά και τα ομοιοθερμικά ζώα.

Τα ποικιλοθερμικά ζώα είναι ενεργά μόνο σε θερμοκρασίες που είναι βέλτιστες για τη ζωή τους. Σε περιόδους χαμηλών θερμοκρασιών πέφτουν σε χειμερία νάρκη (αμφίβια, ερπετά, αρθρόποδα κ.λπ.). Μερικά έντομα διαχειμάζουν είτε ως αυγά είτε ως νύμφοι. Η παρουσία ενός οργανισμού σε χειμερία νάρκη χαρακτηρίζεται από μια κατάσταση αναστολής κίνησης, στην οποία οι μεταβολικές διεργασίες αναστέλλονται πολύ και το σώμα μπορεί να μείνει χωρίς τροφή για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα ποικιλοθερμικά ζώα μπορούν επίσης να αδρανοποιηθούν όταν εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες. Έτσι, τα ζώα σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη βρίσκονται σε λαγούμια κατά το πιο ζεστό μέρος της ημέρας και η περίοδος της ενεργούς δραστηριότητας ζωής τους συμβαίνει νωρίς το πρωί ή αργά το βράδυ (ή είναι νυχτερινά).

Οι ζωικοί οργανισμοί πέφτουν σε χειμερία νάρκη όχι μόνο λόγω της επίδρασης της θερμοκρασίας, αλλά και λόγω άλλων παραγόντων. Έτσι, μια αρκούδα (ένα ομοιοθερμικό ζώο) πέφτει σε χειμερία νάρκη το χειμώνα λόγω έλλειψης τροφής.

Τα ομοιοθερμικά ζώα εξαρτώνται λιγότερο από τη θερμοκρασία στις δραστηριότητες της ζωής τους, αλλά η θερμοκρασία τα επηρεάζει από την άποψη της διαθεσιμότητας (απουσίας) προσφοράς τροφής. Αυτά τα ζώα έχουν τις ακόλουθες προσαρμογές για να ξεπεράσουν τις επιπτώσεις των χαμηλών θερμοκρασιών:

1) τα ζώα μετακινούνται από ψυχρότερες περιοχές σε θερμότερες (μεταναστεύσεις πτηνών, μεταναστεύσεις θηλαστικών).

2) αλλάξτε τη φύση του καλύμματος (η καλοκαιρινή γούνα ή το φτέρωμα αντικαθίσταται από ένα παχύτερο χειμερινό· συσσωρεύουν ένα μεγάλο στρώμα λίπους - άγριοι χοίροι, φώκιες κ.λπ.)

3) χειμερία νάρκη (για παράδειγμα, μια αρκούδα).

Τα ομοιοθερμικά ζώα έχουν προσαρμογές για τη μείωση των επιπτώσεων των θερμοκρασιών (τόσο υψηλές όσο και χαμηλές). Έτσι, ένα άτομο έχει ιδρωτοποιούς αδένες που αλλάζουν τη φύση της έκκρισης σε υψηλές θερμοκρασίες (η ποσότητα της έκκρισης αυξάνεται), αλλάζει ο αυλός αιμοφόρα αγγείαστο δέρμα (σε χαμηλές θερμοκρασίες μειώνεται, και σε υψηλές θερμοκρασίες αυξάνεται) κ.λπ.

Η ακτινοβολία ως αβιοτικός παράγοντας

Και στη ζωή των φυτών και στη ζωή των ζώων τεράστιο ρόλοπαίζουν διάφορες ακτινοβολίες που είτε εισέρχονται στον πλανήτη από έξω (ακτίνες του ήλιου) είτε απελευθερώνονται από τα έγκατα της Γης. Εδώ θα εξετάσουμε κυρίως την ηλιακή ακτινοβολία.

Η ηλιακή ακτινοβολία είναι ετερογενής και αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα διαφορετικού μήκους, και ως εκ τούτου έχουν διαφορετικές ενέργειες. Ακτίνες τόσο του ορατού όσο και του αόρατου φάσματος φτάνουν στην επιφάνεια της Γης. Οι ακτίνες του αόρατου φάσματος περιλαμβάνουν υπέρυθρες και υπεριώδεις ακτίνες, και οι ακτίνες του ορατού φάσματος έχουν επτά πιο διακριτές ακτίνες (από κόκκινες έως μοβ). Τα κβάντα της ακτινοβολίας αυξάνονται από το υπέρυθρο σε υπεριώδες (δηλαδή, οι υπεριώδεις ακτίνες περιέχουν κβάντα με τα μικρότερα κύματα και την υψηλότερη ενέργεια).

Οι ακτίνες του ήλιου έχουν πολλές περιβαλλοντικά σημαντικές λειτουργίες:

1) χάρη στις ακτίνες του ήλιου, επιτυγχάνεται ένα ορισμένο καθεστώς θερμοκρασίας στην επιφάνεια της Γης, το οποίο έχει γεωγραφικό και κάθετο ζωνικό χαρακτήρα.

Ελλείψει ανθρώπινης επιρροής, η σύνθεση του αέρα μπορεί, ωστόσο, να ποικίλλει ανάλογα με το υψόμετρο (με το υψόμετρο, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα μειώνεται, καθώς αυτά τα αέρια είναι βαρύτερα από το άζωτο). Ο αέρας των παράκτιων περιοχών εμπλουτίζεται με υδρατμούς, οι οποίοι περιέχουν θαλασσινά άλατα σε διαλυμένη κατάσταση. Ο αέρας του δάσους διαφέρει από τον αέρα των αγρών στις ακαθαρσίες των ενώσεων που απελευθερώνονται από διάφορα φυτά (για παράδειγμα, ο αέρας ενός πευκοδάσους περιέχει μεγάλη ποσότητα ρητινωδών ουσιών και εστέρων που σκοτώνουν παθογόνα, επομένως αυτός ο αέρας είναι θεραπευτικός για ασθενείς με φυματίωση).

Ο πιο σημαντικός πολύπλοκος αβιοτικός παράγοντας είναι το κλίμα.

Το κλίμα είναι ένας αθροιστικός αβιοτικός παράγοντας, που περιλαμβάνει μια ορισμένη σύνθεση και επίπεδο ηλιακή ακτινοβολία, το σχετικό επίπεδο έκθεσης σε θερμοκρασία και υγρασία και ένα συγκεκριμένο καθεστώς ανέμου. Το κλίμα εξαρτάται επίσης από τη φύση της βλάστησης που αναπτύσσεται σε μια δεδομένη περιοχή και από το ανάγλυφο.

Υπάρχει μια ορισμένη γεωγραφική και κάθετη κλιματική ζώνη στη Γη. Υπάρχουν υγρά τροπικά, υποτροπικά, έντονα ηπειρωτικά και άλλα είδη κλίματος.

Επαναλάβετε πληροφορίες για διάφοροι τύποικλίμα σύμφωνα με το σχολικό βιβλίο φυσική γεωγραφία. Λάβετε υπόψη τα κλιματικά χαρακτηριστικά της περιοχής όπου ζείτε.

Το κλίμα ως αθροιστικός παράγοντας διαμορφώνει τον ένα ή τον άλλο τύπο βλάστησης (χλωρίδα) και έναν στενά συνδεδεμένο τύπο πανίδας. Οι ανθρώπινοι οικισμοί έχουν μεγάλη επίδραση στο κλίμα. Κλίμα μεγάλες πόλειςδιαφέρει από το κλίμα των περιαστικών περιοχών.

Συγκρίνετε το καθεστώς θερμοκρασίας της πόλης στην οποία ζείτε και το καθεστώς θερμοκρασίας της περιοχής όπου βρίσκεται η πόλη.

Κατά κανόνα, η θερμοκρασία εντός της πόλης (ειδικά στο κέντρο) είναι πάντα υψηλότερη από ό,τι στην περιοχή.

Το μικροκλίμα σχετίζεται στενά με το κλίμα. Ο λόγος για την εμφάνιση του μικροκλίματος είναι οι διαφορές στο ανάγλυφο σε μια δεδομένη περιοχή, η παρουσία δεξαμενών, η οποία οδηγεί σε αλλαγές των συνθηκών σε διαφορετικά εδάφη μιας δεδομένης κλιματικής ζώνης. Ακόμη και σε μια σχετικά μικρή περιοχή ενός καλοκαιρινού εξοχικού σπιτιού, σε ορισμένα μέρη του, ενδέχεται να προκύψουν διαφορετικές συνθήκες για την ανάπτυξη των φυτών λόγω διαφορετικών συνθηκών φωτισμού.

Το νερό είναι η πιο διαδεδομένη χημική ένωση στην επιφάνεια της Γης και ταυτόχρονα η πιο εκπληκτική. Είναι η μόνη ουσία που βρίσκεται στη φύση ταυτόχρονα και στις τρεις καταστάσεις συσσωμάτωσης - στερεή, υγρή και αέρια. Το νερό είναι ένας γενικός διαλύτης.

Το νερό είναι μια πολύ ισχυρή χημική ένωση. Έχει την υψηλότερη επιφανειακή τάση από όλα τα υγρά, γεγονός που προκαλεί την υψηλή τριχοειδή του.

Το αέριο νερό - υδρατμοί - είναι ελαφρύτερο από τον αέρα, γεγονός που επιτρέπει το σχηματισμό νεφών, τη μεταφορά νερού στην ατμόσφαιρα και τη βροχόπτωση. Η μεγάλη θερμική ρυθμιστική ικανότητα των γεωσφαιρών οφείλεται σε μεγάλο βαθμό σε τέτοιες υψηλές ιδιότητες του νερού ειδική θερμότητα, υψηλή λανθάνουσα θερμότητα σύντηξης και εξάτμισης. Ιδιότητες

Πολλές ουσίες που διαλύονται στο νερό, καθώς και οι μοριακές βιολογικές δομές, εξαρτώνται σημαντικά από τις διαμορφώσεις των ένυδρων συμπλεγμάτων του δεσμευμένου νερού.

Το νερό είναι ο σημαντικότερος περιβαλλοντικός παράγοντας για τους ζωντανούς οργανισμούς και το μόνιμο συστατικό τους, το οποίο αντικατοπτρίζεται στον πίνακα.

ΜΕ οικολογικό σημείοΌσον αφορά το νερό, το νερό είναι περιοριστικός παράγοντας τόσο στους χερσαίους όσο και στους υδάτινους οικοτόπους εάν η ποσότητά του υπόκειται σε ξαφνικές αλλαγές (υψηλή παλίρροια) ή χάνεται από τον οργανισμό σε πολύ αλμυρό νερό με όσμωση.

Στο περιβάλλον ξηράς-αέρας, αυτός ο αβιοτικός παράγοντας χαρακτηρίζεται από την ποσότητα της βροχόπτωσης, την υγρασία, τις ιδιότητες ξήρανσης του αέρα και τη διαθέσιμη περιοχή αποθέματος νερού.

Η ποσότητα της βροχόπτωσης καθορίζεται από τις φυσικές και γεωγραφικές συνθήκες και είναι άνιση σε όλη την υδρόγειο. Αλλά για τους οργανισμούς, ο πιο σημαντικός περιοριστικός παράγοντας είναι η κατανομή της βροχόπτωσης ανά εποχή. Σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, ακόμη και με επαρκή ετήσια βροχόπτωση, η ανομοιόμορφη κατανομή του μπορεί να οδηγήσει σε θάνατο των φυτών από ξηρασία ή, αντίθετα, υπερχείλιση. Στο τροπικό

ζώνη, οι οργανισμοί πρέπει να βιώσουν υγρές και ξηρές εποχές, ρυθμίζοντας την εποχιακή τους δραστηριότητα σε σταθερή θερμοκρασία σχεδόν όλο το χρόνο.

Τα φυτά προσαρμοσμένα στις συνθήκες της ερήμου περιέχουν έναν αναστολέα βλάστησης, ο οποίος ξεπλένεται μόνο με μια ορισμένη ποσότητα βροχόπτωσης επαρκής για τη βλάστηση (για παράδειγμα, 10 mm) και μόνο τότε βλασταίνει. Μια βραχυπρόθεσμη «άνθιση της ερήμου» ξεκινά (συνήθως την άνοιξη).

Υγρασία ατμοσφαιρικό περιβάλλον- την ποσότητα των υδρατμών που περιέχεται σε μια μονάδα όγκου αέρα σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Ωστόσο, η έννοια της σχετικής υγρασίας χρησιμοποιείται συχνότερα, δηλαδή ο λόγος της απόλυτης υγρασίας προς την ποσότητα υδρατμών που μπορεί να κορεστεί δεδομένου χώρουσε δεδομένη θερμοκρασία.

Εξ ου και η ικανότητα της υγρασίας να τροποποιεί τις επιδράσεις της θερμοκρασίας: μια μείωση της υγρασίας κάτω από ένα ορισμένο όριο σε μια δεδομένη θερμοκρασία οδηγεί στο φαινόμενο ξήρανσης του αέρα, το οποίο έχει τη σημαντικότερη οικολογική σημασία για τα φυτά.

Η συντριπτική πλειοψηφία των φυτών απορροφά νερό από το έδαφος μέσω του ριζικού τους συστήματος.

Η ξήρανση του εδάφους δυσχεραίνει την απορρόφηση. Η προσαρμογή των φυτών σε τέτοιες συνθήκες είναι μια αύξηση της δύναμης αναρρόφησης και της ενεργής επιφάνειας της ρίζας. Το μέγεθος αυτής της δύναμης στις ρίζες της εύκρατης ζώνης είναι από 2 έως 4 ⋅ 106 Pa και σε φυτά ξηρών περιοχών - έως 6 ⋅ 106 Pa.

Μόλις επιλεγεί το διαθέσιμο νερό σε έναν δεδομένο όγκο, οι ρίζες αναπτύσσονται περαιτέρω προς τα μέσα και πλευρικά, και το ριζικό σύστημα μπορεί να φτάσει, για παράδειγμα, στα δημητριακά σε μήκος 13 km ανά 1000 cm3 εδάφους (χωρίς τρίχες ρίζας) (Εικ. 5.9 ).

Το νερό ξοδεύεται στη φωτοσύνθεση, μόνο το 0,5% περίπου απορροφάται από τα κύτταρα και το 97-99% δαπανάται για διαπνοή - εξάτμιση μέσω των φύλλων. Με αρκετό νερό και θρεπτικά συστατικά, η ανάπτυξη των φυτών είναι ανάλογη με τη διαπνοή και η απόδοσή της θα είναι η υψηλότερη. Η αποτελεσματικότητα της διαπνοής είναι ο λόγος της ανάπτυξης (καθαρή παραγωγή) προς την ποσότητα του νερού που διαπνέεται. Μετριέται σε γραμμάρια ξηράς ουσίας ανά 1000 g νερού. Για τα περισσότερα φυτά, ακόμη και για τα πιο ανθεκτικά στην ξηρασία, ισούται με δύο, δηλαδή δαπανώνται 500 g νερού για να ληφθεί κάθε γραμμάριο ζωντανής ύλης. Η κύρια μορφή προσαρμογής δεν είναι η μείωση της διαπνοής, αλλά η διακοπή της ανάπτυξης σε περιόδους ξηρασίας.

Ανάλογα με τις μεθόδους προσαρμογής των φυτών στην υγρασία, διακρίνονται διάφορες οικολογικές ομάδες: υγρόφυτα - χερσαία φυτά που ζουν σε πολύ υγρά εδάφη και συνθήκες υψηλής υγρασίας (ρύζι, πάπυρος, φτέρη, σαχλαμάρα, σπαθί, οξαλίδα, βακκίνιο, ελώδη φυτά). μεσόφυτα - ανέχονται μικρή ξηρασία (ξυλώδη φυτά διαφόρων κλιματικών ζωνών, ποώδη φυτά δασών βελανιδιάς, τα περισσότερα καλλιεργούμενα φυτά κ.λπ.). ξερόφυτα - φυτά της ερήμου, ξηρό ste-

pei, σαβάνες, ξηρές υποτροπικές περιοχές, αμμόλοφοι και ξηρές, πολύ θερμές πλαγιές, ικανές να συσσωρεύουν υγρασία σε σαρκώδη φύλλα και μίσχους - παχύφυτα (αλόη, κάκτοι κ.λπ.), καθώς και σκληρόφυτα - με μεγάλη δύναμη αναρρόφησης των ριζών και ικανό να μειώσει τη διαπνοή του φυτού με στενά μικρά φύλλα (ψυχρή αψιθιά, edelweiss edelweiss, πουπουλόχορτο, φέσου κ.λπ.).

Τα δομικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά των υγρόφυτων έχουν σχεδιαστεί για να απομακρύνουν συνεχώς την υπερβολική υγρασία. Αυτό επιτυγχάνεται με έντονη διαπνοή, η οποία διαφέρει ελάχιστα από τη φυσική εξάτμιση. Η υπερβολική υγρασία αφαιρείται επίσης με εκσπλαχνισμό - την απελευθέρωση νερού μέσω ειδικών απεκκριτικών κυττάρων που βρίσκονται κατά μήκος της άκρης του φύλλου. Η υπερβολική υγρασία εμποδίζει τον αερισμό και συνεπώς την αναπνοή

και τη δραστηριότητα αναρρόφησης των ριζών, οπότε η απομάκρυνση της περίσσειας υγρασίας αντιπροσωπεύει τον αγώνα των φυτών για πρόσβαση στον αέρα.

Τα δομικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά των ξερόφυτων στοχεύουν στην αντιμετώπιση μιας μόνιμης ή προσωρινής έλλειψης υγρασίας στο έδαφος ή στον αέρα. Αυτό το πρόβλημα επιλύεται με τρεις τρόπους: 1) αποτελεσματική εξαγωγή (αναρρόφηση) νερού. 2) την οικονομική του χρήση. 3) την ικανότητα να ανέχονται μεγάλες απώλειες νερού.

Η εντατική εξαγωγή νερού από το έδαφος επιτυγχάνεται από τα ξηρόφυτα χάρη σε ένα καλά ανεπτυγμένο ριζικό σύστημα. Όσον αφορά τη συνολική μάζα, τα ριζικά συστήματα των ξερόφυτων είναι περίπου 10, και μερικές φορές 300-400 φορές, μεγαλύτερα από τα υπέργεια μέρη. Το μήκος των ριζών μπορεί να φτάσει τα 10-15 m, και για το μαύρο σαξόλι - 30-40 m, το οποίο επιτρέπει στα φυτά να χρησιμοποιούν την υγρασία των βαθιών οριζόντων του εδάφους και σε ορισμένες περιπτώσεις- και υπόγεια ύδατα. Υπάρχουν επίσης επιφανειακά, καλά ανεπτυγμένα ριζικά συστήματα,

ικανό να απορροφά ελάχιστες ατμοσφαιρικές βροχοπτώσεις, ποτίζοντας μόνο τους ανώτερους εδαφικούς ορίζοντες.

Η οικονομική κατανάλωση υγρασίας από τα ξερόφυτα εξασφαλίζεται από το γεγονός ότι τα φύλλα τους είναι μικρά, στενά, σκληρά, με παχιά επιδερμίδα, πολυστρωματική παχύτοιχη επιδερμίδα και μεγάλο ποσόμηχανικούς ιστούς, έτσι ακόμα και με μεγάλη απώλεια νερού, τα φύλλα δεν χάνουν την ελαστικότητα και την ώθησή τους. Τα κύτταρα των φύλλων είναι μικρά, πυκνά συσκευασμένα, λόγω των οποίων η εσωτερική επιφάνεια εξάτμισης μειώνεται πολύ.

Επιπλέον, τα ξηρόφυτα έχουν αυξημένη ωσμωτική πίεση του κυτταρικού χυμού, λόγω της οποίας μπορούν να απορροφήσουν νερό ακόμη και με υψηλές δυνάμεις απομάκρυνσης του νερού από το έδαφος.

Οι φυσιολογικές προσαρμογές περιλαμβάνουν επίσης την υψηλή ικανότητα συγκράτησης νερού των κυττάρων και των ιστών, λόγω του υψηλού ιξώδους και ελαστικότητας του κυτταροπλάσματος, μιας σημαντικής αναλογίας δεσμευμένου νερού στη συνολική παροχή νερού κ.λπ. Αυτό επιτρέπει στα ξηρόφυτα να ανέχονται τη βαθιά αφυδάτωση των ιστών ( έως και 75% της συνολικής παροχής νερού) χωρίς απώλεια βιωσιμότητας. Επιπλέον, μία από τις βιοχημικές βάσεις της αντοχής των φυτών στην ξηρασία είναι η διατήρηση της ενζυμικής δραστηριότητας κατά τη βαθιά αφυδάτωση.

Τα μεσόφυτα καταλαμβάνουν μια ενδιάμεση θέση μεταξύ των υγρόφυτων και των ξερόφυτων. Είναι κοινά σε μέτρια υγρές περιοχές με μέτρια θερμές συνθήκες και αρκετά καλή παροχή ορυκτών θρεπτικών στοιχείων. Τα μεσόφυτα περιλαμβάνουν φυτά λιβαδιών, ποώδη δάση, φυλλοβόλα δέντρα και θάμνους από περιοχές μέτριας υγρασίας, καθώς και τα περισσότερα καλλιεργούμενα φυτά και ζιζάνια. Τα μεσόφυτα χαρακτηρίζονται από υψηλή οικολογική πλαστικότητα, επιτρέποντάς τους να προσαρμοστούν στις μεταβαλλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες. Συγκεκριμένοι τρόποι ρύθμισης της ανταλλαγής νερού επέτρεψαν στα φυτά να καταλαμβάνουν εδαφικές περιοχές με ποικίλες περιβαλλοντικές συνθήκες.

Η ποικιλία των μεθόδων προσαρμογής αποτελεί λοιπόν τη βάση της κατανομής των φυτών στη Γη, όπου η έλλειψη υγρασίας είναι ένα από τα κύρια προβλήματα της οικολογικής προσαρμογής.

12. Προσαρμογή των ζώων στο υδάτινο καθεστώς.

Σε σχέση με το νερό μεταξύ των ζώων, εσείς

χωρίζονται στις ακόλουθες οικολογικές ομάδες: υγρόφιλα (υγρόφιλα) (ξυλοψείρες, ελατήρια, χερσαία πλανάρια, κουνούπια, χερσαία μαλάκια και αμφίβια). ξερόφιλα (στερόφιλα) (καμήλες, τρωκτικά της ερήμου, ερπετά), καθώς και μια ενδιάμεση ομάδα - μεσόφιλα (πολλά έντομα, πτηνά, θηλαστικά).

Μέθοδοι ρύθμισης ισορροπία νερούτα ζώα είναι πιο διαφορετικά από τα φυτά. Μπορούν να χωριστούν σε συμπεριφορικές, μορφολογικές και φυσιολογικές.

Οι προσαρμογές συμπεριφοράς περιλαμβάνουν την αναζήτηση υδάτινων σωμάτων, την επιλογή οικοτόπων, το σκάψιμο λαγούμια κ.λπ. Στα λαγούμια, η υγρασία του αέρα πλησιάζει το 100%, γεγονός που μειώνει την εξάτμιση μέσω του περιβλήματος και εξοικονομεί υγρασία στο σώμα.

Οι μορφολογικές μέθοδοι διατήρησης της φυσιολογικής ισορροπίας του νερού περιλαμβάνουν σχηματισμούς που προάγουν την κατακράτηση νερού στο σώμα: κοχύλια χερσαίων μαλακίων, απουσία δερματικών αδένων και κερατινοποίηση του περιβλήματος των ερπετών, χιτινοποιημένη επιδερμίδα εντόμων κ.λπ.

Οι φυσιολογικές προσαρμογές για τη ρύθμιση του μεταβολισμού του νερού μπορούν να χωριστούν σε τρεις ομάδες: 1) την ικανότητα ενός αριθμού ειδών να σχηματίζουν μεταβολικό νερό και να ικανοποιούνται με την υγρασία που παρέχεται με την τροφή (πολλά έντομα, μικρά τρωκτικά της ερήμου). 2) την ικανότητα εξοικονόμησης υγρασίας στον πεπτικό σωλήνα λόγω της απορρόφησης νερού από τα εντερικά τοιχώματα, καθώς και του σχηματισμού ούρων υψηλής συγκέντρωσης

(πρόβατα, jerboas)? 3) στις πιο ακραίες περιπτώσεις έλλειψης υγρασίας - παύση της θερμορρυθμιστικής απελευθέρωσης υγρασίας (απώλεια υγρασίας), όπως συμβαίνει σε καμήλες που δεν έχουν πρόσβαση σε νερό. Σε μια τέτοια κατάσταση, η εφίδρωση απενεργοποιείται και η εξάτμιση από την αναπνευστική οδό μειώνεται απότομα.

Εισαγωγή

4. Εδαφικοί παράγοντες

5. Διαφορετικά περιβάλλοντα διαβίωσης

συμπέρασμα

Εισαγωγή

Υπάρχει μια τεράστια ποικιλία συνθηκών διαβίωσης στη Γη, η οποία παρέχει μια ποικιλία από οικολογικές θέσεις και τον «πληθυσμό» τους. Ωστόσο, παρά αυτή την ποικιλομορφία, υπάρχουν τέσσερα ποιοτικά διαφορετικά περιβάλλοντα διαβίωσης που έχουν ένα συγκεκριμένο σύνολο περιβαλλοντικών παραγόντων και επομένως απαιτούν ένα συγκεκριμένο σύνολο προσαρμογών. Αυτά είναι τα περιβάλλοντα διαβίωσης: έδαφος-αέρας (γη); νερό; το χώμα? άλλους οργανισμούς.

Κάθε είδος προσαρμόζεται στις συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες του—μια οικολογική θέση.

Κάθε είδος είναι προσαρμοσμένο στο συγκεκριμένο περιβάλλον του, σε ορισμένα τρόφιμα, αρπακτικά, θερμοκρασία, αλατότητα του νερού και άλλα στοιχεία του εξωτερικού κόσμου, χωρίς τα οποία δεν μπορεί να υπάρξει.

Για την ύπαρξη οργανισμών απαιτείται ένα σύμπλεγμα παραγόντων. Η ανάγκη του οργανισμού για αυτά είναι διαφορετική, αλλά το καθένα περιορίζει την ύπαρξή του σε κάποιο βαθμό.

Η απουσία (ανεπάρκεια) ορισμένων περιβαλλοντικών παραγόντων μπορεί να αντισταθμιστεί από άλλους παρόμοιους (παρόμοιους) παράγοντες. Οι οργανισμοί δεν είναι «σκλάβοι» των περιβαλλοντικών συνθηκών - σε κάποιο βαθμό, οι ίδιοι προσαρμόζονται και αλλάζουν τις περιβαλλοντικές συνθήκες με τέτοιο τρόπο ώστε να μετριάζουν την έλλειψη ορισμένων παραγόντων.

Η απουσία φυσιολογικά αναγκαίων παραγόντων (φως, νερό, διοξείδιο του άνθρακα, θρεπτικά συστατικά) στο περιβάλλον δεν μπορεί να αντισταθμιστεί (αντικατασταθεί) από άλλους.

1. Το φως ως περιβαλλοντικός παράγοντας. Ο ρόλος του φωτός στη ζωή των οργανισμών

Το φως είναι μια από τις μορφές ενέργειας. Σύμφωνα με τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής, ή τον νόμο της διατήρησης της ενέργειας, η ενέργεια μπορεί να αλλάξει από τη μια μορφή στην άλλη. Σύμφωνα με αυτόν τον νόμο, οι οργανισμοί είναι ένα θερμοδυναμικό σύστημα που ανταλλάσσει συνεχώς ενέργεια και ύλη με το περιβάλλον. Οι οργανισμοί στην επιφάνεια της Γης εκτίθενται κυρίως σε ενεργειακές ροές ηλιακή ενέργεια, καθώς και θερμική ακτινοβολία μακρών κυμάτων κοσμικών σωμάτων. Και οι δύο αυτοί παράγοντες καθορίζουν τις κλιματικές συνθήκες του περιβάλλοντος (θερμοκρασία, ρυθμός εξάτμισης νερού, κίνηση αέρα και νερού). Το ηλιακό φως με ενέργεια 2 θερμίδων πέφτει στη βιόσφαιρα από το διάστημα. κατά 1 cm 2 σε 1 λεπτό. Αυτή είναι η λεγόμενη ηλιακή σταθερά. Αυτό το φως, που διέρχεται από την ατμόσφαιρα, εξασθενεί και όχι περισσότερο από το 67% της ενέργειάς του μπορεί να φτάσει στην επιφάνεια της Γης σε ένα καθαρό μεσημέρι, δηλ. 1,34 θερμ. ανά cm 2 σε 1 λεπτό. Περνώντας μέσα από νεφοκάλυψη, νερό και βλάστηση, το ηλιακό φως εξασθενεί περαιτέρω και η κατανομή της ενέργειας σε αυτό σε διάφορα μέρη του φάσματος αλλάζει σημαντικά.

Ο βαθμός στον οποίο το ηλιακό φως και η κοσμική ακτινοβολία εξασθενούν εξαρτάται από το μήκος κύματος (συχνότητα) του φωτός. Υπεριωδης ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑμε μήκος κύματος μικρότερο από 0,3 μικρά σχεδόν δεν διέρχεται στιβάδα του όζοντος(σε υψόμετρο περίπου 25 χλμ.). Μια τέτοια ακτινοβολία είναι επικίνδυνη για έναν ζωντανό οργανισμό, ιδιαίτερα για το πρωτόπλασμα.

Στη ζωντανή φύση, το φως είναι η μόνη πηγή ενέργειας· όλα τα φυτά, εκτός από τα βακτήρια, φωτοσυνθέτουν, δηλ. συνθέτουν οργανικές ουσίες από ανόργανες ουσίες (δηλαδή από νερό, μεταλλικά άλατα και CO 2 - χρησιμοποιώντας ακτινοβολούμενη ενέργειαστη διαδικασία της αφομοίωσης). Όλοι οι οργανισμοί εξαρτώνται για τη διατροφή τους από τους επίγειους φωτοσυνθετικούς οργανισμούς, δηλ. φυτά που φέρουν χλωροφύλλη.

Το φως ως περιβαλλοντικός παράγοντας χωρίζεται σε υπεριώδες με μήκος κύματος 0,40 - 0,75 μικρά και υπέρυθρο με μήκος κύματος μεγαλύτερο από αυτά τα μεγέθη.

Η δράση αυτών των παραγόντων εξαρτάται από τις ιδιότητες των οργανισμών. Κάθε τύπος οργανισμού είναι προσαρμοσμένος σε ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος φωτός. Ορισμένοι τύποι οργανισμών έχουν προσαρμοστεί στην υπεριώδη ακτινοβολία, ενώ άλλοι έχουν προσαρμοστεί στην υπέρυθρη ακτινοβολία.

Μερικοί οργανισμοί είναι σε θέση να διακρίνουν τα μήκη κύματος. Έχουν ειδικά συστήματα αντίληψης φωτός και χρωματικής όρασης, τα οποία έχουν μεγάλη σημασία στη ζωή τους. Πολλά έντομα είναι ευαίσθητα στην ακτινοβολία βραχέων κυμάτων, την οποία ο άνθρωπος δεν μπορεί να αντιληφθεί. Οι σκώροι αντιλαμβάνονται καλά τις υπεριώδεις ακτίνες. Οι μέλισσες και τα πουλιά καθορίζουν με ακρίβεια τη θέση τους και περιηγούνται στην περιοχή ακόμα και τη νύχτα.

Οι οργανισμοί αντιδρούν επίσης έντονα στην ένταση του φωτός. Με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά, τα φυτά χωρίζονται σε τρεις οικολογικές ομάδες:

1. Φωτολάτρες, ηλιόλουστες ή ηλιόφυτα - που μπορούν να αναπτυχθούν κανονικά μόνο κάτω από τις ακτίνες του ήλιου.

2. Τα σκιερά φυτά ή σκιόφυτα είναι φυτά των κατώτερων βαθμίδων των δασών και φυτών βαθέων υδάτων, για παράδειγμα, κρίνοι της κοιλάδας και άλλα.

Καθώς η ένταση του φωτός μειώνεται, επιβραδύνεται και η φωτοσύνθεση. Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί έχουν οριακή ευαισθησία στην ένταση του φωτός, καθώς και σε άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Διαφορετικοί οργανισμοί έχουν διαφορετικό κατώφλι ευαισθησίας στους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Για παράδειγμα, το έντονο φως αναστέλλει την ανάπτυξη των μυγών Drosophila, προκαλώντας ακόμη και το θάνατό τους. Οι κατσαρίδες και τα άλλα έντομα δεν αγαπούν το φως. Στα περισσότερα φωτοσυνθετικά φυτά, σε χαμηλή ένταση φωτός, η σύνθεση πρωτεϊνών αναστέλλεται και στα ζώα, οι διαδικασίες βιοσύνθεσης αναστέλλονται.

3. Ανεκτικά στη σκιά ή προαιρετικά ηλιόφυτα. Φυτά που αναπτύσσονται καλά και στη σκιά και στο φως. Στα ζώα, αυτές οι ιδιότητες των οργανισμών ονομάζονται φωτόφιλες (φωτόφιλες), σκιόφιλες (φωτοφοβικές), ευρυφοβικές - στενοφοβικές.

2. Η θερμοκρασία ως περιβαλλοντικός παράγοντας

Η θερμοκρασία είναι ο σημαντικότερος περιβαλλοντικός παράγοντας. Θερμοκρασία έχει τεράστιο αντίκτυποσχετικά με πολλές πτυχές της δραστηριότητας της ζωής των οργανισμών, τη γεωγραφία κατανομής, αναπαραγωγής τους και άλλες βιολογικές ιδιότητεςοργανισμών που εξαρτώνται κυρίως από τη θερμοκρασία. Εύρος, δηλ. Τα όρια θερμοκρασίας στα οποία μπορεί να υπάρχει ζωή κυμαίνονται από περίπου -200°C έως +100°C και μερικές φορές έχει βρεθεί ότι υπάρχουν βακτήρια σε θερμές πηγές σε θερμοκρασίες 250°C. Στην πραγματικότητα, οι περισσότεροι οργανισμοί μπορούν να επιβιώσουν σε ακόμη στενότερο εύρος θερμοκρασιών.

Ορισμένοι τύποι μικροοργανισμών, κυρίως βακτήρια και φύκια, μπορούν να ζουν και να αναπαράγονται σε θερμές πηγές σε θερμοκρασίες κοντά στο σημείο βρασμού. Το ανώτερο όριο θερμοκρασίας για τα βακτήρια των θερμών πηγών είναι περίπου 90°C. Η διακύμανση της θερμοκρασίας είναι πολύ σημαντική από περιβαλλοντική άποψη.

Οποιοδήποτε είδος μπορεί να ζήσει μόνο μέσα σε ένα συγκεκριμένο εύρος θερμοκρασίας, τις λεγόμενες μέγιστες και ελάχιστες θανατηφόρες θερμοκρασίες. Πέρα από αυτές τις κρίσιμες ακραίες θερμοκρασίες, κρύο ή ζέστη, επέρχεται ο θάνατος του οργανισμού. Κάπου ανάμεσά τους υπάρχει μια βέλτιστη θερμοκρασία στην οποία είναι ενεργή η ζωτική δραστηριότητα όλων των οργανισμών, η ζωντανή ύλη στο σύνολό της.

Με βάση την ανοχή των οργανισμών στις συνθήκες θερμοκρασίας, χωρίζονται σε ευρυθερμικές και στενόθερμες, δηλ. ικανό να ανέχεται τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας εντός ευρειών ή στενών ορίων. Για παράδειγμα, οι λειχήνες και πολλά βακτήρια μπορούν να ζουν σε διαφορετικές θερμοκρασίες ή οι ορχιδέες και άλλα φυτά που αγαπούν τη θερμότητα των τροπικών ζωνών είναι στενόθερμα.

Μερικά ζώα είναι σε θέση να διατηρήσουν μια σταθερή θερμοκρασία σώματος, ανεξάρτητα από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Τέτοιοι οργανισμοί ονομάζονται ομοιοθερμικοί. Σε άλλα ζώα, η θερμοκρασία του σώματος ποικίλλει ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Ονομάζονται ποικιλοθερμικά. Ανάλογα με τη μέθοδο προσαρμογής των οργανισμών στις συνθήκες θερμοκρασίας, χωρίζονται σε δύο οικολογικές ομάδες: κρυόφυλλοι - οργανισμοί προσαρμοσμένοι στο κρύο, σε χαμηλές θερμοκρασίες. θερμόφιλοι - ή θερμόφιλοι.

3. Η υγρασία ως περιβαλλοντικός παράγοντας

Αρχικά, όλοι οι οργανισμοί ήταν υδρόβιοι. Έχοντας κατακτήσει γη, δεν έχασαν την εξάρτησή τους από το νερό. Το νερό είναι αναπόσπαστο μέρος όλων των ζωντανών οργανισμών. Η υγρασία είναι η ποσότητα των υδρατμών στον αέρα. Χωρίς υγρασία ή νερό δεν υπάρχει ζωή.

Η υγρασία είναι μια παράμετρος που χαρακτηρίζει την περιεκτικότητα του αέρα σε υδρατμούς. Η απόλυτη υγρασία είναι η ποσότητα των υδρατμών στον αέρα και εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την πίεση. Αυτή η ποσότητα ονομάζεται σχετική υγρασία (δηλαδή, η αναλογία της ποσότητας υδρατμών στον αέρα προς την κορεσμένη ποσότητα ατμού υπό ορισμένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης.)

Στη φύση υπάρχει ένας καθημερινός ρυθμός υγρασίας. Η υγρασία κυμαίνεται κατακόρυφα και οριζόντια. Αυτός ο παράγοντας, μαζί με το φως και τη θερμοκρασία, παίζει μεγάλο ρόλο στη ρύθμιση της δραστηριότητας των οργανισμών και της κατανομής τους. Η υγρασία τροποποιεί επίσης την επίδραση της θερμοκρασίας.

Ένας σημαντικός περιβαλλοντικός παράγοντας είναι η ξήρανση στον αέρα. Ειδικά για τους χερσαίους οργανισμούς, η επίδραση ξήρανσης του αέρα έχει μεγάλη σημασία. Τα ζώα προσαρμόζονται μετακινώντας σε προστατευμένα μέρη και ακολουθώντας έναν ενεργό τρόπο ζωής τη νύχτα.

Τα φυτά απορροφούν νερό από το έδαφος και σχεδόν όλο (97-99%) εξατμίζεται μέσω των φύλλων. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται διαπνοή. Η εξάτμιση δροσίζει τα φύλλα. Χάρη στην εξάτμιση, τα ιόντα μεταφέρονται μέσω του εδάφους στις ρίζες, τα ιόντα μεταφέρονται μεταξύ των κυττάρων κ.λπ.

Μια ορισμένη ποσότητα υγρασίας είναι απολύτως απαραίτητη για τους χερσαίους οργανισμούς. Πολλά από αυτά απαιτούν σχετική υγρασία 100% για κανονική λειτουργία και αντίστροφα, ένας οργανισμός που βρίσκεται σε Σε καλή κατάσταση, δεν μπορεί να ζήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα σε απόλυτα ξηρό αέρα, γιατί χάνει συνεχώς νερό. Το νερό είναι ουσιαστικό μέρος της ζωντανής ύλης. Επομένως, η απώλεια νερού σε μια ορισμένη ποσότητα οδηγεί σε θάνατο.

Τα φυτά σε ξηρά κλίματα προσαρμόζονται μέσω μορφολογικών αλλαγών και μείωσης των βλαστικών οργάνων, ιδιαίτερα των φύλλων.

Τα ζώα της ξηράς προσαρμόζονται επίσης. Πολλοί από αυτούς πίνουν νερό, άλλοι το απορροφούν μέσω του σώματος σε υγρή ή ατμό μορφή. Για παράδειγμα, τα περισσότερα αμφίβια, μερικά έντομα και ακάρεα. Τα περισσότερα ζώα της ερήμου δεν πίνουν ποτέ· ικανοποιούν τις ανάγκες τους από νερό που παρέχεται με τροφή. Άλλα ζώα λαμβάνουν νερό μέσω της διαδικασίας οξείδωσης του λίπους.

Το νερό είναι απολύτως απαραίτητο για τους ζωντανούς οργανισμούς. Επομένως, οι οργανισμοί εξαπλώνονται σε ολόκληρο τον βιότοπό τους ανάλογα με τις ανάγκες τους: οι υδρόβιοι οργανισμοί ζουν συνεχώς στο νερό. τα υδρόφυτα μπορούν να ζήσουν μόνο σε πολύ υγρά περιβάλλοντα.

Από την άποψη του οικολογικού σθένους, τα υδρόφυτα και τα υγρόφυτα ανήκουν στην ομάδα των στενόγυρων. Η υγρασία επηρεάζει πολύ τις ζωτικές λειτουργίες των οργανισμών, για παράδειγμα, η σχετική υγρασία 70% ήταν πολύ ευνοϊκή για την ωρίμανση του αγρού και τη γονιμότητα των θηλυκών αποδημητικών ακρίδων. Όταν πολλαπλασιάζονται με επιτυχία, προκαλούν τεράστια οικονομική ζημιά στις καλλιέργειες σε πολλές χώρες.

Για εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεωνΗ κατανομή των οργανισμών χρησιμοποιείται ως δείκτης της ξηρασίας του κλίματος. Η ξηρότητα χρησιμεύει ως επιλεκτικός παράγοντας για την οικολογική ταξινόμηση των οργανισμών.

Έτσι, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά υγρασίας του τοπικού κλίματος, τα είδη οργανισμών κατανέμονται σε οικολογικές ομάδες:

1. Τα υδρόφυτα είναι υδρόβια φυτά.

2. Τα υδρόφυτα είναι χερσαία-υδάτινα φυτά.

3. Υγρόφυτα - χερσαία φυτά που ζουν σε συνθήκες υψηλής υγρασίας.

4. Τα μεσόφυτα είναι φυτά που αναπτύσσονται με μέση υγρασία

5. Τα ξερόφυτα είναι φυτά που αναπτύσσονται με ανεπαρκή υγρασία. Αυτοί, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε: παχύφυτα - παχύφυτα (κάκτοι). Τα σκληρόφυτα είναι φυτά με στενά και μικρά φύλλα και τυλιγμένα σε σωλήνες. Διακρίνονται επίσης σε ευξερόφυτα και στυπαξερόφυτα. Τα ευξερόφυτα είναι φυτά στέπας. Τα στυπαξερόφυτα είναι μια ομάδα στενόφυλλων χλοοτάπητα (πουπουλόχορτο, φέσουα, tonkonogo κ.λπ.). Με τη σειρά τους, τα μεσόφυτα διακρίνονται επίσης σε μεσουγρόφυτα, μεσοξερόφυτα κ.λπ.

Αν και κατώτερη σε σημασία από τη θερμοκρασία, η υγρασία είναι ωστόσο ένας από τους κύριους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Για το μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας της ζωντανής φύσης, ο οργανικός κόσμος αντιπροσωπευόταν αποκλειστικά από υδρόβιους οργανισμούς. Αναπόσπαστο μέρος της συντριπτικής πλειοψηφίας των ζωντανών όντων είναι το νερό και σχεδόν όλα χρειάζονται ένα υδάτινο περιβάλλον για την αναπαραγωγή ή τη σύντηξη γαμετών. Τα ζώα της ξηράς αναγκάζονται να δημιουργήσουν ένα τεχνητό υδάτινο περιβάλλον στο σώμα τους για γονιμοποίηση, και αυτό οδηγεί στο να γίνει το τελευταίο εσωτερικό.

Η υγρασία είναι η ποσότητα των υδρατμών στον αέρα. Μπορεί να εκφραστεί σε γραμμάρια ανά κυβικό μέτρο.

4. Εδαφικοί παράγοντες

Οι κύριες ιδιότητες του εδάφους που επηρεάζουν τη ζωή των οργανισμών περιλαμβάνουν τη φυσική του δομή, δηλ. κλίση, βάθος και κοκκομετρία, η χημική σύνθεση του ίδιου του εδάφους και οι ουσίες που κυκλοφορούν σε αυτό - αέρια (είναι απαραίτητο να μάθουμε τις συνθήκες αερισμού του), νερό, οργανικές και ορυκτές ουσίες με τη μορφή ιόντων.

Το κύριο χαρακτηριστικό του εδάφους, το οποίο έχει μεγάλη σημασία τόσο για τα φυτά όσο και για τα ζώα που τρυπώνουν, είναι το μέγεθος των σωματιδίων του.

Οι συνθήκες του εδάφους καθορίζονται από κλιματικούς παράγοντες. Ακόμη και σε ασήμαντο βάθος, το απόλυτο σκοτάδι βασιλεύει στο έδαφος και αυτή η ιδιότητα είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα του οικοτόπου εκείνων των ειδών που αποφεύγουν το φως. Καθώς κάποιος πηγαίνει βαθύτερα στο έδαφος, οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας γίνονται όλο και λιγότερο σημαντικές: οι καθημερινές αλλαγές εξασθενούν γρήγορα και ξεκινώντας από ένα συγκεκριμένο βάθος, οι εποχιακές διαφορές εξομαλύνονται. Οι ημερήσιες διαφορές θερμοκρασίας εξαφανίζονται ήδη σε βάθος 50 εκ. Καθώς βουτάτε στο έδαφος, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο σε αυτό μειώνεται και το CO 2 αυξάνεται. Σε σημαντικά βάθη, οι συνθήκες πλησιάζουν τις αναερόβιες συνθήκες, όπου ζουν κάποια αναερόβια βακτήρια. Ήδη γαιοσκώληκεςπροτιμήστε ένα περιβάλλον με υψηλότερη περιεκτικότητα σε CO 2 από ότι στην ατμόσφαιρα.

Η υγρασία του εδάφους είναι ένα εξαιρετικά σημαντικό χαρακτηριστικό, ειδικά για τα φυτά που αναπτύσσονται σε αυτό. Εξαρτάται από πολλούς παράγοντες: καθεστώς βροχόπτωσης, βάθος στρώματος, καθώς και από φυσικούς και Χημικές ιδιότητεςχώμα, τα σωματίδια του οποίου, ανάλογα με το μέγεθός τους, την περιεκτικότητά τους σε οργανική ουσία κ.λπ. Η χλωρίδα των ξηρών και υγρών εδαφών δεν είναι η ίδια και οι ίδιες καλλιέργειες δεν μπορούν να καλλιεργηθούν σε αυτά τα εδάφη. Η πανίδα του εδάφους είναι επίσης πολύ ευαίσθητη στην υγρασία του εδάφους και, κατά κανόνα, δεν ανέχεται υπερβολική ξηρότητα. Γνωστά παραδείγματα είναι οι γαιοσκώληκες και οι τερμίτες. Οι τελευταίοι μερικές φορές αναγκάζονται να παρέχουν νερό στις αποικίες τους με αυτό υπόγειες γκαλερίσε μεγάλο βάθος. Ωστόσο, η υπερβολική περιεκτικότητα σε νερό στο έδαφος σκοτώνει τις προνύμφες των εντόμων σε μεγάλους αριθμούς.

Τα απαραίτητα για τη διατροφή των φυτών μέταλλα βρίσκονται στο έδαφος με τη μορφή ιόντων διαλυμένων στο νερό. Τουλάχιστον ίχνη από περισσότερα από 60 χημικά στοιχεία μπορούν να βρεθούν στο έδαφος. Το CO 2 και το άζωτο περιέχονται σε μεγάλες ποσότητες. η περιεκτικότητα άλλων, όπως το νικέλιο ή το κοβάλτιο, είναι εξαιρετικά μικρή. Ορισμένα ιόντα είναι δηλητηριώδη για τα φυτά, άλλα, αντίθετα, είναι ζωτικής σημασίας. Η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου στο έδαφος - pH - είναι κατά μέσο όρο κοντά στο ουδέτερη τιμή. Η χλωρίδα τέτοιων εδαφών είναι ιδιαίτερα πλούσια σε είδη. Τα ασβεστώδη και αλατούχα εδάφη έχουν αλκαλικό pH περίπου 8-9. σε τυρφώνες με σφάγνο το όξινο pH μπορεί να πέσει στο 4.

Ορισμένα ιόντα έχουν μεγάλη περιβαλλοντική σημασία. Μπορούν να προκαλέσουν την εξάλειψη πολλών ειδών και, αντίθετα, να συμβάλουν στην ανάπτυξη πολύ μοναδικών μορφών. Τα εδάφη που βρίσκονται σε ασβεστόλιθο είναι πολύ πλούσια σε ιόντα Ca +2. πάνω τους αναπτύσσεται μια συγκεκριμένη βλάστηση που ονομάζεται calcephyte (edelweiss στα βουνά, πολλά είδη ορχιδέας). Σε αντίθεση με αυτή τη βλάστηση, υπάρχει καλλιφοβική βλάστηση. Περιλαμβάνει την καστανιά, τη φτέρη και τα περισσότερα ρείκια. Μια τέτοια βλάστηση αποκαλείται μερικές φορές βλάστηση πυριτόλιθου, αφού εδάφη φτωχά σε ασβέστιο περιέχουν αντίστοιχα περισσότερο πυρίτιο. Στην πραγματικότητα, αυτή η βλάστηση δεν ευνοεί άμεσα το πυρίτιο, αλλά απλώς αποφεύγει το ασβέστιο. Μερικά ζώα έχουν οργανική ανάγκη για ασβέστιο. Είναι γνωστό ότι τα κοτόπουλα σταματούν να γεννούν αυγά με σκληρό κέλυφος εάν το κοτέτσι βρίσκεται σε περιοχή όπου το έδαφος είναι φτωχό σε ασβέστιο. Η ασβεστολιθική ζώνη κατοικείται άφθονα από κελύφη γαστερόποδα (σαλιγκάρια), τα οποία αντιπροσωπεύονται ευρέως εδώ σε ειδών, αλλά εξαφανίζονται σχεδόν εντελώς σε γρανιτένιους ορεινούς όγκους.

Σε εδάφη πλούσια σε ιόντα 0 3, αναπτύσσεται επίσης μια συγκεκριμένη χλωρίδα που ονομάζεται νιτροφική. Τα οργανικά υπολείμματα που βρίσκονται συχνά σε αυτά και περιέχουν άζωτο αποσυντίθενται από τα βακτήρια, πρώτα σε άλατα αμμωνίου, μετά σε νιτρικά και, τέλος, σε νιτρικά. Φυτά αυτού του τύπου σχηματίζουν, για παράδειγμα, πυκνά αλσύλλια στα βουνά κοντά σε βοσκοτόπια βοοειδών.

Το έδαφος περιέχει επίσης οργανική ύλη που παράγεται από την αποσύνθεση νεκρών φυτών και ζώων. Η περιεκτικότητα σε αυτές τις ουσίες μειώνεται με την αύξηση του βάθους. Στο δάσος, για παράδειγμα, μια σημαντική πηγή προμήθειας τους είναι τα απορρίμματα των πεσμένων φύλλων και τα απορρίμματα των φυλλοβόλων δέντρων είναι πιο πλούσια από αυτή την άποψη από τα κωνοφόρα. Τρέφεται με καταστροφικούς οργανισμούς – σαπρόφυτα φυτά και σαπροφάγα ζώα. Τα σαπρόφυτα αντιπροσωπεύονται κυρίως από βακτήρια και μύκητες, αλλά μεταξύ αυτών μπορεί κανείς να βρει και ανώτερα φυτά που έχουν χάσει τη χλωροφύλλη ως δευτερεύουσα προσαρμογή. Τέτοιες είναι, για παράδειγμα, οι ορχιδέες.

5. Διαφορετικά περιβάλλοντα διαβίωσης

Σύμφωνα με την πλειοψηφία των συγγραφέων που μελετούν την προέλευση της ζωής στη Γη, το εξελικτικά πρωταρχικό περιβάλλον για τη ζωή ήταν το υδάτινο περιβάλλον. Βρίσκουμε αρκετές έμμεσες επιβεβαιώσεις αυτής της θέσης. Πρώτα απ 'όλα, οι περισσότεροι οργανισμοί δεν είναι ικανοί για ενεργό ζωή χωρίς να εισέρχεται νερό στο σώμα ή, τουλάχιστον, χωρίς να διατηρείται μια ορισμένη περιεκτικότητα σε υγρά μέσα στο σώμα.

Ίσως το κύριο χαρακτηριστικό γνώρισμα του υδάτινου περιβάλλοντος είναι ο σχετικός συντηρητισμός του. Για παράδειγμα, το πλάτος των εποχιακών ή ημερήσιων διακυμάνσεων της θερμοκρασίας στο υδάτινο περιβάλλον είναι πολύ μικρότερο από ό,τι στο περιβάλλον ξηράς-αέρας. Τοπογραφία βυθού, διαφορές στις συνθήκες σε διαφορετικά βάθη, παρουσία κοραλλιογενών υφάλων κ.λπ. δημιουργούν ποικίλες συνθήκες στο υδάτινο περιβάλλον.

Τα χαρακτηριστικά του υδάτινου περιβάλλοντος πηγάζουν από τις φυσικές και χημικές ιδιότητες του νερού. Έτσι, η υψηλή πυκνότητα και το ιξώδες του νερού έχουν μεγάλη περιβαλλοντική σημασία. Το ειδικό βάρος του νερού είναι συγκρίσιμο με αυτό του σώματος των ζωντανών οργανισμών. Η πυκνότητα του νερού είναι περίπου 1000 φορές μεγαλύτερη από την πυκνότητα του αέρα. Επομένως, οι υδρόβιοι οργανισμοί (ειδικά οι ενεργά κινούμενοι) αντιμετωπίζουν μια μεγάλη δύναμη υδροδυναμικής αντίστασης. Για το λόγο αυτό, η εξέλιξη πολλών ομάδων υδρόβιων ζώων πήγε προς την κατεύθυνση του σχηματισμού σχημάτων σώματος και τύπων κίνησης που μειώνουν την αντίσταση, γεγονός που οδηγεί σε μείωση του ενεργειακού κόστους για την κολύμβηση. Έτσι, ένα βελτιωμένο σχήμα σώματος βρίσκεται μεταξύ των εκπροσώπων διάφορες ομάδεςοργανισμοί που ζουν στο νερό - δελφίνια (θηλαστικά), οστεώδη και χόνδρινο ψάρι.

Η υψηλή πυκνότητα του νερού είναι επίσης ο λόγος μηχανικές δονήσεις(οι δονήσεις) διαδίδονται καλά στο υδάτινο περιβάλλον. Αυτό ήταν σημαντικό για την εξέλιξη των αισθητηρίων οργάνων, τον χωρικό προσανατολισμό και την επικοινωνία μεταξύ των υδρόβιων κατοίκων. Η ταχύτητα του ήχου στο υδάτινο περιβάλλον, τέσσερις φορές μεγαλύτερη από ό,τι στον αέρα, καθορίζει την υψηλότερη συχνότητα των σημάτων ηχοεντοπισμού.

Εξαιτίας υψηλής πυκνότηταςΣτο υδάτινο περιβάλλον, οι κάτοικοί του στερούνται την υποχρεωτική σύνδεση με το υπόστρωμα, που είναι χαρακτηριστικό των επίγειων μορφών και συνδέεται με τις δυνάμεις της βαρύτητας. Επομένως, υπάρχει μια ολόκληρη ομάδα υδρόβιων οργανισμών (τόσο φυτών όσο και ζώων) που υπάρχουν χωρίς υποχρεωτική σύνδεση με τον πυθμένα ή άλλο υπόστρωμα, «επιπλέουν» στη στήλη του νερού.

Η ηλεκτρική αγωγιμότητα άνοιξε τη δυνατότητα του εξελικτικού σχηματισμού ηλεκτρικών οργάνων αίσθησης, άμυνας και επίθεσης.

Το περιβάλλον εδάφους-αέρος χαρακτηρίζεται από μια τεράστια ποικιλία συνθηκών διαβίωσης, οικολογικές κόγχες και οργανισμούς που κατοικούν σε αυτό.

Τα κύρια χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος εδάφους-αέρα είναι το μεγάλο εύρος μεταβολών των περιβαλλοντικών παραγόντων, η ετερογένεια του περιβάλλοντος, η δράση των βαρυτικών δυνάμεων και η χαμηλή πυκνότητα αέρα. Σύμπλεγμα φυσικογεωγραφικών και κλιματικούς παράγοντες, χαρακτηριστικό μιας συγκεκριμένης φυσικής ζώνης, οδηγεί στον εξελικτικό σχηματισμό μορφοφυσιολογικών προσαρμογών των οργανισμών στη ζωή σε αυτές τις συνθήκες, την ποικιλομορφία των μορφών ζωής.

Ο ατμοσφαιρικός αέρας χαρακτηρίζεται από χαμηλή και μεταβλητή υγρασία. Αυτή η περίσταση περιόρισε σε μεγάλο βαθμό (περιόρισε) τις δυνατότητες κυριαρχίας του περιβάλλοντος εδάφους-αέρα και κατεύθυνε επίσης την εξέλιξη του μεταβολισμού νερού-αλατιού και τη δομή των αναπνευστικών οργάνων.

Το έδαφος είναι το αποτέλεσμα της δραστηριότητας των ζωντανών οργανισμών.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του εδάφους είναι επίσης η παρουσία ορισμένης ποσότητας οργανικής ουσίας. Σχηματίζεται ως αποτέλεσμα του θανάτου των οργανισμών και αποτελεί μέρος των εκκρίσεών τους (εκκρίσεις).

Οι συνθήκες του εδαφικού οικοτόπου καθορίζουν τέτοιες ιδιότητες του εδάφους όπως ο αερισμός του (δηλαδή ο κορεσμός με αέρα), η υγρασία (παρουσία υγρασίας), η θερμική ικανότητα και το θερμικό καθεστώς (ημερήσιες, εποχιακές, ετήσιες διακυμάνσεις θερμοκρασίας). Θερμικό καθεστώς, σε σύγκριση με περιβάλλον εδάφους-αέρα, πιο συντηρητικό, ειδικά σε μεγάλα βάθη. Γενικά, το έδαφος έχει αρκετά σταθερές συνθήκες διαβίωσης.

Οι κάθετες διαφορές είναι επίσης χαρακτηριστικές για άλλες ιδιότητες του εδάφους, για παράδειγμα, η διείσδυση του φωτός εξαρτάται φυσικά από το βάθος.

Οι οργανισμοί του εδάφους χαρακτηρίζονται από συγκεκριμένα όργανα και τύπους κίνησης (άκρα τρυπήματος στα θηλαστικά, ικανότητα αλλαγής του πάχους του σώματος, παρουσία εξειδικευμένων καψουλών κεφαλής σε ορισμένα είδη). σχήμα σώματος (στρογγυλό, ηφαιστειακό, σε σχήμα σκουληκιού). ανθεκτικά και εύκαμπτα καλύμματα. μείωση των ματιών και εξαφάνιση των χρωστικών. Μεταξύ των κατοίκων του εδάφους, η σαπροφαγία είναι ευρέως ανεπτυγμένη - τρώγοντας πτώματα άλλων ζώων, σάπια υπολείμματα κ.λπ.

συμπέρασμα

Η αναχώρηση ενός από τους περιβαλλοντικούς παράγοντες πέρα ​​από τις ελάχιστες (κατώφλι) ή τις μέγιστες (ακραίες) τιμές (η ζώνη ανοχής χαρακτηριστική του είδους) απειλεί τον θάνατο του οργανισμού ακόμη και με έναν βέλτιστο συνδυασμό άλλων παραγόντων. Παραδείγματα περιλαμβάνουν: εμφάνιση ατμόσφαιρα οξυγόνου, παγετωνική περίοδος, ξηρασία, αλλαγές πίεσης όταν ανεβαίνουν οι δύτες κ.λπ.

Κάθε περιβαλλοντικός παράγοντας επηρεάζει διαφορετικούς τύπους οργανισμών διαφορετικά: το βέλτιστο για κάποιους μπορεί να είναι απαισιοδοξία για άλλους.

Οι οργανισμοί στην επιφάνεια της Γης εκτίθενται σε ροή ενέργειας, κυρίως ηλιακής ενέργειας, καθώς και σε θερμική ακτινοβολία μακρών κυμάτων από κοσμικά σώματα. Και οι δύο αυτοί παράγοντες καθορίζουν τις κλιματικές συνθήκες του περιβάλλοντος (θερμοκρασία, ρυθμός εξάτμισης νερού, κίνηση αέρα και νερού).

Η θερμοκρασία είναι ο σημαντικότερος περιβαλλοντικός παράγοντας. Η θερμοκρασία έχει τεράστιο αντίκτυπο σε πολλές πτυχές της ζωής των οργανισμών, τη γεωγραφία κατανομής, την αναπαραγωγή και άλλες βιολογικές ιδιότητες των οργανισμών, οι οποίες εξαρτώνται κυρίως από τη θερμοκρασία.

Ένας σημαντικός περιβαλλοντικός παράγοντας είναι η ξήρανση στον αέρα. Ειδικά για τους χερσαίους οργανισμούς, η επίδραση ξήρανσης του αέρα έχει μεγάλη σημασία.

Αν και κατώτερη σε σημασία από τη θερμοκρασία, η υγρασία είναι ωστόσο ένας από τους κύριους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Για το μεγαλύτερο μέρος της ιστορίας της ζωντανής φύσης, ο οργανικός κόσμος αντιπροσωπευόταν αποκλειστικά από υδρόβιους οργανισμούς.

Οι εδαφικοί παράγοντες περιλαμβάνουν ολόκληρο το σύνολο των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του εδάφους που μπορεί να έχουν περιβαλλοντικές επιπτώσεις στους ζωντανούς οργανισμούς. Παίζουν σημαντικό ρόλο στη ζωή εκείνων των οργανισμών που σχετίζονται στενά με το έδαφος. Τα φυτά εξαρτώνται ιδιαίτερα από τους εδαφικούς παράγοντες.

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

1. Dedyu I.I. Οικολογικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό. - Chisinau: ITU Publishing House, 1990. - 406 p.

2. Novikov G.A. Βασικά γενική οικολογίακαι τη διατήρηση της φύσης. - L.: Εκδοτικός οίκος Leningr. Πανεπιστήμιο, 1979. - 352 σελ.

3. Radkevich V.A. Οικολογία. - Minsk: Higher School, 1983. - 320 p.

4. Reimers N.F. Οικολογία: θεωρία, νόμοι, κανόνες, αρχές και υποθέσεις. -Μ.: Young Russia, 1994. - 367 σελ.

5. Ricklefs R. Fundamentals of General Ecology. - Μ.: Μιρ, 1979. - 424 σελ.

6. Stepanovskikh A.S. Οικολογία. - Kurgan: GIPP "Zauralye", 1997. - 616 σελ.

7. Khristoforova N.K. Βασικές αρχές της οικολογίας. - Vladivostok: Dalnauka, 1999. -517 σελ.

Ως αβιοτικός παράγοντας

Νερό.Στη ζωή των οργανισμών, το νερό λειτουργεί ως ο σημαντικότερος περιβαλλοντικός παράγοντας. Χωρίς νερό δεν υπάρχει ζωή. Δεν έχουν βρεθεί ζωντανοί οργανισμοί που να μην περιέχουν νερό στη Γη. Αποτελεί το κύριο μέρος του πρωτοπλάσματος των κυττάρων, των ιστών, των χυμών φυτών και ζώων. Ολα βιοχημικές διεργασίεςαφομοίωση και αφομοίωση, η ανταλλαγή αερίων στο σώμα γίνεται παρουσία νερού. Το νερό με ουσίες διαλυμένες σε αυτό καθορίζει την οσμωτική πίεση των κυτταρικών και ιστικών υγρών, συμπεριλαμβανομένης της μεσοκυττάριας ανταλλαγής. Κατά την περίοδο της ενεργού ζωής των φυτών και των ζώων, η περιεκτικότητα σε νερό στο σώμα τους είναι συνήθως αρκετά υψηλή (Πίνακας 4.8).

Πίνακας 4.8

% του σωματικού βάρους (σύμφωνα με τον B. S. Kubantsev, 1973)

Φυτά		Των ζώων
Φύκι ρίζες καρότου Φύλλα βοτάνων Φύλλα δέντρων Κόνδυλοι πατάτας Κορμοι δεντρων		Οστρακόδερμο έντομα Lancelet Αμφίβια Θηλαστικά

Σε ανενεργή κατάσταση του σώματος, η ποσότητα του νερού μπορεί να μειωθεί σημαντικά, αλλά ακόμη και κατά την περίοδο ανάπαυσης δεν εξαφανίζεται εντελώς. Για παράδειγμα, τα ξηρά βρύα και οι λειχήνες περιέχουν το 5-7% της συνολικής μάζας νερού και οι ξηροί στον αέρα κόκκοι δημητριακών περιέχουν τουλάχιστον 12-14%.Λόγω της συνεχούς απώλειας νερού, οι χερσαίοι οργανισμοί χρειάζονται τακτική αναπλήρωση. Ως εκ τούτου, στη διαδικασία της εξέλιξης, έχουν αναπτύξει προσαρμογές που ρυθμίζουν το μεταβολισμό του νερού και εξασφαλίζουν οικονομική κατανάλωση υγρασίας. Οι συσκευές είναι ανατομικές, μορφολογικές, φυσιολογικές και συμπεριφορικό χαρακτήρα. Η ανάγκη για νερό διαφορετικών ειδών φυτών δεν είναι η ίδια σε όλες τις περιόδους ανάπτυξης. Διαφέρει επίσης ανάλογα με το κλίμα και το έδαφος. Έτσι, οι καλλιέργειες δημητριακών απαιτούν λιγότερη υγρασία κατά τις περιόδους βλάστησης και ωρίμανσης των σπόρων από ό,τι κατά την πιο εντατική ανάπτυξη. Εκτός από τις υγρές τροπικές περιοχές, σχεδόν παντού τα φυτά βιώνουν προσωρινή έλλειψη νερού και ξηρασία. Σε υψηλές θερμοκρασίες το καλοκαίρι, εμφανίζεται συχνά ατμοσφαιρική ξηρασία· ξηρασία του εδάφους συμβαίνει όταν η υγρασία του εδάφους που είναι διαθέσιμη στο φυτό μειώνεται. Η έλλειψη ή η ανεπάρκεια υγρασίας μειώνει την ανάπτυξη των φυτών και μπορεί να τα κάνει να μειώνονται και να είναι στείρα λόγω της υπανάπτυξης των γεννητικών οργάνων. Πρωταρχικής σημασίας σε όλες τις εκδηλώσεις της ζωής είναι η ανταλλαγή νερού μεταξύ του σώματος και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Η περιβαλλοντική υγρασία είναι συχνά ένας παράγοντας που περιορίζει την κατανομή και την αφθονία των οργανισμών στη Γη. Για παράδειγμα, τα φυτά της στέπας και ειδικά των δασών απαιτούν υψηλή περιεκτικότητα σε ατμούς στον αέρα, ενώ τα φυτά της ερήμου έχουν προσαρμοστεί στη χαμηλή υγρασία.

Σημαντικό ρόλο στα ζώα παίζει η διαπερατότητα του περιβλήματος και οι μηχανισμοί που ρυθμίζουν το μεταβολισμό του νερού. Εδώ είναι σκόπιμο να χαρακτηρίσουμε βασικοί δείκτες υγρασίας.Η υγρασία είναι μια παράμετρος που χαρακτηρίζει την περιεκτικότητα του αέρα σε υδρατμούς (αέριο νερό). Γίνεται διάκριση μεταξύ απόλυτης και σχετικής υγρασίας. Απόλυτη υγρασία-την ποσότητα αερίου νερού που περιέχεται στον αέρα, εκφρασμένη σε όρους μάζας νερού ανά μονάδα μάζας αέρα (για παράδειγμα, σε γραμμάρια ανά 1 kg ή ανά 1 m 3 αέρα). Σχετική υγρασία-Είναι η αναλογία της ποσότητας ατμού που υπάρχει στον αέρα προς την κορεσμένη ποσότητα ατμού υπό δεδομένες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Αυτή η αναλογία καθορίζεται από τον τύπο:

όπου r είναι η σχετική υγρασία.

R και PS - απόλυτη και κορεσμός (μέγιστη) υγρασία σε μια δεδομένη θερμοκρασία.

Η σχετική υγρασία συνήθως μετριέται συγκρίνοντας τη θερμοκρασία δύο θερμομέτρων, ενός θερμομέτρου υγρού λαμπτήρα και ενός θερμομέτρου ξηρού λαμπτήρα. Αυτή η συσκευή ονομάζεται ψυχόμετρο. Έτσι, εάν και τα δύο θερμόμετρα δείχνουν την ίδια θερμοκρασία, τότε η σχετική υγρασία είναι ίση με 100%, αν το "υγρό" θερμόμετρο δείχνει χαμηλότερη θερμοκρασία από το "ξηρό" (συνήθως συμβαίνει αυτό), τότε η σχετική υγρασία θα είναι μικρότερη από 100% Η ακριβής τιμή προκύπτει από πίνακες ειδικών βιβλίων αναφοράς. Ένας υγρογράφος είναι επίσης χρήσιμος για τη μέτρηση της σχετικής υγρασίας. Η συσκευή χρησιμοποιεί την ικανότητα των ανθρώπινων μαλλιών να κοντύνουν ή να μακραίνουν ανάλογα με τη σχετική υγρασία, γεγονός που επιτρέπει τη συνεχή καταγραφή των μετρήσεων.

Σε περιβαλλοντικές μελέτες, η σχετική υγρασία μετράται αρκετά συχνά. Μεγάλη σημασία για τους οργανισμούς είναι επίσης έλλειμμα κορεσμούαέρα με υδρατμούς ή τη διαφορά μεταξύ μέγιστης και απόλυτης υγρασίας σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Το έλλειμμα κορεσμού αέρα μπορεί να προσδιοριστεί με ένα γράμμα και να προσδιοριστεί από τον τύπο:

d = PS - P. (4.5)

Αυτός ο δείκτης χαρακτηρίζει ξεκάθαρα την εξατμιστική ισχύ του αέρα και παίζει ιδιαίτερο ρόλο για περιβαλλοντικές μελέτες. Λόγω του γεγονότος ότι η εξατμιστική ισχύς του αέρα αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, σε διαφορετικές θερμοκρασίες το έλλειμμα κορεσμού δεν είναι το ίδιο στην ίδια υγρασία. Καθώς αυξάνεται, ο αέρας γίνεται πιο ξηρός και η εξάτμιση και η διαπνοή εμφανίζονται πιο έντονα. Καθώς μειώνεται το έλλειμμα κορεσμού, αυξάνεται η σχετική υγρασία. Η θερμοκρασία του περιβάλλοντος επηρεάζει σημαντικά τη φύση της δράσης της υγρασίας.

Σημαντικά στη ζωή των οργανισμών είναι τα χαρακτηριστικά κατανομή υγρασίας ανά εποχήκατά τη διάρκεια ενός έτους. Η βροχόπτωση συμβαίνει χειμώνα ή καλοκαίρι; Ποια είναι η καθημερινή του διακύμανση; Έτσι, στις βόρειες περιοχές του πλανήτη μας, οι έντονες βροχοπτώσεις που πέφτουν κατά την κρύα περίοδο είναι ως επί το πλείστον απρόσιτες για τα φυτά και ταυτόχρονα, ακόμη και οι μικρές βροχοπτώσεις το καλοκαίρι αποδεικνύονται ζωτικής σημασίας. Είναι σημαντικό να ληφθεί υπόψη η φύση της βροχόπτωσης - ψιλόβροχο, βροχή, χιόνι και η διάρκειά τους. Για παράδειγμα, η βροχόπτωση το καλοκαίρι ενυδατώνει καλά το έδαφος και είναι πιο αποτελεσματική για τα φυτά από την έντονη βροχή που μεταφέρει κολοσσιαία ρεύματα νερού. Κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, το έδαφος δεν έχει χρόνο να απορροφήσει νερό· στραγγίζει γρήγορα, παίρνοντας μαζί του το γόνιμο μέρος, τα φυτά με κακή ρίζα και συχνά οδηγεί στο θάνατο μικρών ζώων, ειδικά εντόμων. Ωστόσο, οι παρατεταμένες βροχοπτώσεις μπορεί να έχουν αρνητικές επιπτώσεις στη ζωή των ζώων, για παράδειγμα, των εντομοφάγων πτηνών κατά την περίοδο ταΐσματος των νεοσσών τους.

Η χειμερινή βροχόπτωση, η οποία πέφτει ως χιόνι σε ψυχρά και εύκρατα κλίματα, δημιουργεί μια χιονοκάλυψη που επηρεάζει ευνοϊκά τη θερμοκρασία του εδάφους και ως εκ τούτου αυξάνει την επιβίωση των φυτών και των ζώων. Αντίθετα, η χειμερινή βροχόπτωση με τη μορφή βροχής έχει δυσμενή επίδραση στα φυτά, την επιβίωσή τους και αυξάνει τη θνησιμότητα των εντόμων.

Ο βαθμός κορεσμού του αέρα και του εδάφους με υδρατμούς έχει μεγάλη σημασία. Υπάρχουν συχνά περιπτώσεις θανάτου ζώων και φυτών κατά τη διάρκεια της ξηρασίας, η οποία προκαλείται από υπερβολικό ξηρό αέρα ή θερμούς ανέμους. Πρώτα απ 'όλα, αυτό επηρεάζει τη ζωή των οργανισμών που ζουν σε υγρά μέρη, κατά κανόνα, λόγω της έλλειψης μηχανισμών που ρυθμίζουν την απώλεια νερού μέσω της διαπνοής και της εξάτμισης, ενώ το εξωτερικό περίβλημα του σώματος είναι πολύ αδιαπέραστο.

Η υγρασία του αέρα καθορίζει τη συχνότητα της ενεργού ζωής των οργανισμών, την εποχιακή δυναμική των κύκλων ζωής και επηρεάζει τη διάρκεια της ανάπτυξης, τη γονιμότητα και τη θνησιμότητα. Για παράδειγμα, φυτικά είδη όπως η άνοιξη speedwell, η άμμος ξεχασμένος, η έρημος alyssum κ.λπ., χρησιμοποιώντας την υγρασία της άνοιξης, καταφέρνουν να βλαστήσουν σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα (12-30 ημέρες), αναπτύσσουν γενετικούς βλαστούς, ανθίζουν, σχηματίζουν καρπούς και σπόρους. Αυτά τα ετήσια φυτά ονομάζονται Εφήμερα(από το ελληνικό εφήμερο - φευγαλέο, μονοήμερο). Τα εφήμερα, με τη σειρά τους, χωρίζονται σε άνοιξη και φθινόπωρο. Τα παραπάνω φυτά είναι ανοιξιάτικα εφήμερα. Ορισμένα είδη πολυετών φυτών, που ονομάζονται εφήμερεςή γεωεφημεροειδή.Στο δυσμενείς συνθήκεςυγρασία, μπορούν να καθυστερήσουν την ανάπτυξή τους μέχρι να γίνει η βέλτιστη, ή, όπως τα εφήμερα, να περάσουν ολόκληρο τον κύκλο του σε μια εξαιρετικά σύντομη περίοδο νωρίς την άνοιξη. Αυτό περιλαμβάνει τυπικά φυτά των νότιων στεπών - υάκινθος στέπας, φυτά πουλερικών, τουλίπες κ.λπ.

Τα ζώα μπορεί επίσης να είναι εφήμερα. Αυτά είναι έντομα, μαλακόστρακα (ασπίδες που εμφανίζονται σε μεγάλους αριθμούς την άνοιξη σε δασικές λακκούβες), ακόμα και ψάρια που ζουν σε μικρές δεξαμενές και λακκούβες, για παράδειγμα, αφρικανικά μη-κλαδιά και αφιοσεμιόνια από την τάξη των Cyprinodontiformes.

Σε σχέση με την υγρασία υπάρχουν ευρυυγροβιοντΚαι στενοϋγροβίωσηοργανισμών. Οι οργανισμοί Euryhygrobiont έχουν προσαρμοστεί να ζουν κάτω από διάφορες διακυμάνσεις της υγρασίας. Για τους στενουγροβιοντικούς οργανισμούς, η υγρασία πρέπει να ορίζεται αυστηρά: υψηλή, μέση ή χαμηλή. Η ανάπτυξη των ζώων δεν είναι λιγότερο στενά συνδεδεμένη με την υγρασία του περιβάλλοντος. Ωστόσο, τα ζώα, σε αντίθεση με τα φυτά, έχουν την ικανότητα να αναζητούν ενεργά συνθήκες με βέλτιστη υγρασία και διαθέτουν πιο προηγμένους μηχανισμούς ρύθμισης του μεταβολισμού του νερού.

Η περιβαλλοντική υγρασία επηρεάζει την περιεκτικότητα σε νερό στους ιστούς ενός ζώου και ως εκ τούτου έχει άμεση σχέση με τη συμπεριφορά και την επιβίωσή του. Ωστόσο, μπορεί επίσης να έχει έμμεση επίδραση μέσω της τροφής και άλλων παραγόντων. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια ξηρασιών με έντονη καύση της βλάστησης, ο αριθμός των φυτοφάγων ζώων μειώνεται. Η ανάπτυξη των ζώων σε φάσεις απαιτεί αυστηρά καθορισμένες συνθήκες υγρασίας. Όταν υπάρχει έλλειψη υγρασίας στον αέρα ή στην τροφή, η γονιμότητα των ζώων μειώνεται απότομα, και κυρίως σε μορφές που αγαπούν την υγρασία. Η ανεπαρκής ποσότητα νερού στην τροφή μειώνει τον ρυθμό ανάπτυξης των περισσότερων ζώων, επιβραδύνει την ανάπτυξή τους, μειώνει το προσδόκιμο ζωής και αυξάνει τη θνησιμότητα (Εικ. 4.15).

Εικ. 4.15 Η επίδραση της υγρασίας στη βασική ζωή

Διαδικασίες σε ζώα (σύμφωνα με τον N.P. Naumov, 1963):

Α-υγρόφιλοι; Β-ξερόφιλα;

1 - θνησιμότητα, 2 - μακροζωία, 3 - γονιμότητα, 4 - ρυθμός ανάπτυξης

Ως εκ τούτου, υδατικό καθεστώς, δηλαδή διαδοχικές αλλαγές στην παροχή, την κατάσταση και την περιεκτικότητα σε νερό στο εξωτερικό περιβάλλον(βροχή, χιόνι, ομίχλη, κορεσμός ατμών αέρα, επίπεδο υπόγειων υδάτων, υγρασία του εδάφους) έχει σημαντικό αντίκτυπο στη ζωή των ζωντανών οργανισμών.

Σε σχέση με το υδάτινο καθεστώς, οι χερσαίοι οργανισμοί χωρίζονται σε τρεις κύριες οικολογικές ομάδες: υγρόφιλος(αγαπώντας την υγρασία), ξερόφιλος(ξηρολάτρης) και μεσόφιλος(προτιμώντας μέτρια υγρασία). Παραδείγματα υγρόφιλων φυτών είναι ο κατιφές ελών, η κοινή νεραγκούλα, η έρπουσα νεραγκούλα, η νεραγκούλα κ.λπ. Μεταξύ των ζώων είναι σκνίπες, ουρές, κουνούπια, λιβελλούλες, σκαθάρια, γρασίδι, κ.λπ. Όλα αυτά δεν μπορούν να ανεχθούν σημαντικά ελλείμματα νερού και δεν ανέχονται ακόμη και τη βραχυπρόθεσμη ξηρασία.

Τα αληθινά ξερόφιλα είναι τα σκοτεινά σκαθάρια, οι καμήλες και οι σαύρες παρακολούθησης. Εδώ αντιπροσωπεύονται ευρέως διάφοροι μηχανισμοί ρύθμισης του μεταβολισμού του νερού και προσαρμογής στην κατακράτηση νερού στο σώμα και τα κύτταρα, κάτι που εκφράζεται ασθενώς στους υγρόφιλους.

Ταυτόχρονα, η διαίρεση των οργανισμών σε τρεις ομάδες είναι σε κάποιο βαθμό σχετική, αφού σε πολλά είδη ο βαθμός της απαίτησης σε υγρασία είναι μεταβλητός υπό διαφορετικές συνθήκες και δεν είναι ο ίδιος σε διαφορετικά στάδια ανάπτυξης των οργανισμών. Έτσι, τα σπορόφυτα και τα νεαρά φυτά πολλών ειδών δέντρων αναπτύσσονται σύμφωνα με τον μεσόφιλο τύπο και τα ενήλικα φυτά έχουν εμφανή ξηρόφιλα χαρακτηριστικά.

Σύμφωνα με τη μέθοδο ρύθμισης του καθεστώτος νερού, τα χερσαία φυτά χωρίζονται σε δύο ομάδες: ποικιϋδρίδιοΚαι ομοιοϋδρίδιο.Τα Poikihydrid φυτά είναι είδη που αδυνατούν να ρυθμίσουν ενεργά το υδάτινο καθεστώς τους. Δεν έχουν ανατομικά χαρακτηριστικά που θα συνέβαλαν στην προστασία από την εξάτμιση. Οι περισσότεροι στερούνται στομάτων. Η διαπνοή είναι ίση με την απλή εξάτμιση. Η περιεκτικότητα σε νερό στα κύτταρα βρίσκεται σε ισορροπία με την τάση ατμών στον αέρα ή καθορίζεται από την υγρασία του, ανάλογα με τις διακυμάνσεις του. Τα φυτά ποικιλοϋδρίτη περιλαμβάνουν μύκητες, χερσαία φύκια, λειχήνες, μερικά βρύα και μεταξύ των ανώτερων φυτών, φτέρες με λεπτά φύλλα τροπικών δασών. Μια μικρή ομάδα αποτελείται από ανθοφόρα φυτά με στομάχια, εκπροσώπους της οικογένειας Gesneriaceae, που ζουν σε σχισμές βράχων στα Βαλκάνια και τη Νότια Αφρική. Αυτό περιλαμβάνει επίσης την έρημο της Κεντρικής Ασίας - Cagexphysodes. Τα φύλλα των φυτών poikihydride είναι σε θέση να στεγνώσουν σχεδόν σε ξηρή κατάσταση στον αέρα και αφού βρέξουν "ζωντανεύουν" ξανά και γίνονται πράσινα.

Τα ομοιοϋδρικά φυτά είναι σε θέση να ρυθμίζουν την απώλεια νερού εντός ορισμένων ορίων κλείνοντας τα στόματά τους και διπλώνοντας τα φύλλα τους. ΣΕ κυτταρικές μεμβράνεςεναποτίθενται αδιάβροχες ουσίες (suberin, cutin), η επιφάνεια των φύλλων καλύπτεται με μια επιδερμίδα κ.λπ. Αυτό επιτρέπει στα ομοιοϋδρικά φυτά να διατηρήσουν την περιεκτικότητα σε νερό στα κύτταρα και την πίεση των υδρατμών στους μεσοκυττάριους χώρους σε σχετικά σταθερό επίπεδο. Η διαπνοή σε μέγεθος, ημερήσια και εποχιακή δυναμική διαφέρει σημαντικά από την ελεύθερη εξάτμιση του βρεγμένου νερού. φυσικό σώμα(Εικ. 4.16).

Εικ. 4.16 Σχήμα ημερήσιου κύκλου διαπνοής στο

διαφορετική διαθεσιμότητα νερού φυτών (από T.K. Goryshina, 1979):

1 - Διαπνοή χωρίς περιορισμό, 2 - Διαπνοή με μείωση το μεσημέρι λόγω στένωση των στομάτων, 3 - ίδια, με πλήρη σύγκλειση των στομάτων, 4 - πλήρης εξαίρεση της στοματικής διαπνοής λόγω παρατεταμένου κλεισίματος των στομάτων (μόνο επιδερμιδική διαπνοή παραμένει)· 5 - μείωση της επιδερμιδικής διαπνοής λόγω αλλαγής της διαπερατότητας της μεμβράνης. Τα βέλη που δείχνουν προς τα κάτω υποδεικνύουν το κλείσιμο του στομάχου. Τα βέλη που δείχνουν προς τα πάνω υποδεικνύουν το άνοιγμα του στομάχου. Η διακεκομμένη γραμμή δείχνει την ημερήσια πορεία εξάτμισης με δωρεάν επιφάνεια του νερού. Περιοχή εκκόλαψης επιδερμιδικής διαπνοής

Αυτή η ομάδα αποτελεί την πλειοψηφία των ανώτερων αγγειακών φυτών και αποτελεί το φυτικό κάλυμμα της Γης. Διαφορετικά, αντί για πράσινα δάση και λιβάδια, ακόμη και σε εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, φρέσκο ​​πράσινο θα υπήρχε μόνο μετά τις βροχές.

Οι συνθήκες ανταλλαγής νερού στους οργανισμούς καθορίζονται από την υγρασία του οικοτόπου. Ανάλογα με αυτό, αναπτύσσουν χαρακτηριστικά προσαρμογής στη ζωή σε συνθήκες επαρκούς ή χαμηλής παροχής νερού. Αυτό εκφράζεται πιο ξεκάθαρα στα φυτά. Χωρίς την ικανότητα να κινούνται ελεύθερα, προσαρμόζονται καλύτερα από άλλα άτομα στη ζωή σε ενδιαιτήματα με μεγάλες ή μικρές ποσότητες υγρασίας.

Ανάλογα με τον βιότοπο, διακρίνονται οι ακόλουθες οικολογικές ομάδες μεταξύ των χερσαίων φυτών: υγρόφυτα, μεσόφυταΚαι ξερόφυτα. Υγρόφυτα(από το ελληνικό «υγρός» - υγρό και «φυτό» - φυτό) - φυτά που ζουν σε υγρά μέρη, δεν αντέχουν την έλλειψη νερού και έχουν χαμηλή αντοχή στην ξηρασία. Τα φυτά αυτής της ομάδας, κατά κανόνα, έχουν μεγάλες, λεπτές, λεπτές λεπίδες φύλλων με μικρό αριθμό στομάτων, που συχνά βρίσκονται και στις δύο πλευρές. Τα στομία είναι ως επί το πλείστον ορθάνοιχτα, επομένως η διαπνοή διαφέρει ελάχιστα από τη φυσική εξάτμιση. Οι ρίζες είναι συνήθως παχιές και ελαφρώς διακλαδισμένες. Οι τρίχες της ρίζας εκπροσωπούνται ελάχιστα ή απουσιάζουν. Όλα τα όργανα καλύπτονται με μια λεπτή επιδερμίδα μονής στιβάδας, πρακτικά δεν υπάρχει επιδερμίδα. Ευρέως αναπτυγμένο αερένχυμα(ιστός που μεταφέρει τον αέρα) που παρέχει αερισμό του σώματος του φυτού. Τα υγρόφυτα περιλαμβάνουν κυρίως τροπικά φυτά που ζουν σε υψηλές θερμοκρασίες και υγρασία. Τα υγρόφυτα συχνά ζουν στη σκιά κάτω από το κουβούκλιο του δάσους (για παράδειγμα, φτέρες) ή σε ανοιχτούς χώρους, αλλά πάντα σε εδάφη που είναι βρεγμένα ή καλυμμένα με νερό. Σε εύκρατα και ψυχρά κλίματα, τα τυπικά υγρόφυτα είναι σκιάποώδη φυτά των δασών. Αναπτύσσεται σε ανοιχτούς χώρους και υγρά εδάφη φωςυγρόφυτα. Αυτά είναι όπως ο κατιφές (Caltapalustris), το κλαίον γρασίδι (Lythrum salicaria), το λιβάδι (Drosera), πολλά δημητριακά και σχοινιά υγρών ενδιαιτημάτων· μεταξύ των καλλιεργούμενων φυτών, τα ελαφριά υγρόφυτα περιλαμβάνουν ρύζι που καλλιεργείται σε χωράφια πλημμυρισμένα από νερό.

Γενικά, με μια αρκετά μεγάλη ποικιλία οικοτόπων, χαρακτηριστικά υδάτινου καθεστώτος και ανατομικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά, όλα τα υγρόφυτα ενώνονται από την έλλειψη συσκευών που περιορίζουν την κατανάλωση νερού και την αδυναμία ανοχής έστω και μικρής απώλειας νερού.

Για παράδειγμα, στα ελαφριά υγρόφυτα, τα φύλλα κατά τη διάρκεια της ημέρας μπορεί να χάσουν ποσότητα νερού σε μια ώρα που είναι 4-5 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του φύλλου. Είναι γνωστό πόσο γρήγορα μαραίνονται στα χέρια σας τα λουλούδια που μαζεύονται στις όχθες των δεξαμενών. Μικρές τιμές υποθανατηφόρου ελλείμματος νερού είναι επίσης ενδεικτικές των υγρόφυτων. Για την ξυλόξινη και τη μυνίκα, η απώλεια του 15-20% της παροχής νερού είναι ήδη μη αναστρέψιμη και οδηγεί σε θάνατο.

Μεσόφυτα-Πρόκειται για φυτά μέτριας υγρασίας οικοτόπων. Έχουν ένα καλά ανεπτυγμένο ριζικό σύστημα. Οι ρίζες έχουν πολλές τρίχες ρίζας. Τα φύλλα ποικίλλουν σε μέγεθος, αλλά, κατά κανόνα, είναι μεγάλα, μαλακά, όχι παχιά, επίπεδα, με μετρίως ανεπτυγμένους περιβληματικούς, αγώγιμους, μηχανικούς, στηλώδεις και σπογγώδεις ιστούς. Τα στόμια βρίσκονται στην κάτω πλευρά των λεπίδων των φύλλων. Η ρύθμιση της στοματικής διαπνοής είναι καλά εκφρασμένη. Τα μεσόφυτα περιλαμβάνουν πολλά λιβάδια (τριφύλλι λιβαδιού, τιμόθεο, πετεινός), τα περισσότερα δασικά φυτά (κρίνος της κοιλάδας, πράσινο γρασίδι κ.λπ.), σημαντικό μέρος φυλλοβόλων δέντρων (σημύδα, λεύκη, σφενδάμι, φλαμουριά), πολλά φυτά αγρού (σίκαλη, πατάτες, λάχανο) και οπωροφόρα δέντρα (μηλιά , σταφίδα, κεράσι, βατόμουρο) καλλιέργειες και ζιζάνια.

Το ίδιο μεσόφιλο είδος, όταν εκτίθεται σε διαφορετικές συνθήκες παροχής νερού, παρουσιάζει μια ορισμένη πλαστικότητα, αποκτώντας περισσότερα υγρόμορφα χαρακτηριστικά σε συνθήκες υγρασίας και περισσότερα ξηρόμορφα χαρακτηριστικά σε ξηρές συνθήκες.

Τα μεσόφυτα συνδέονται με μεταβάσεις με άλλα οικολογικούς τύπουςφυτά σε σχέση με το νερό, επομένως είναι συχνά πολύ δύσκολο να χαράξουμε ένα σαφές όριο μεταξύ τους. Για παράδειγμα, μεταξύ των μεσοφυτών λιβαδιών, υπάρχουν είδη με αυξημένη αγάπη για την υγρασία, που προτιμούν συνεχώς υγρές ή προσωρινά πλημμυρισμένες περιοχές (αλεπούδα λιβαδιού, κοινή μπεκμανία, καναρίνι κ.λπ.). Συνδυάζονται σε μια μεταβατική ομάδα υγρομεσόφυτων μαζί με μερικά φυτά που αγαπούν την υγρασία του δάσους που προτιμούν δασικές χαράδρες, βρεγμένα ή υγρά δάση, όπως σπληνόχορτο, ανυπατίνες, φτέρες, μερικά βρύα του δάσους κ.λπ.

Σε ενδιαιτήματα με περιοδική ή σταθερή (αλλά χαμηλή) έλλειψη υγρασίας, εντοπίζονται μεσοφύτα με αυξημένη φυσιολογική αντοχή στην ξηρασία και με ορισμένα ξερόμορφα χαρακτηριστικά. Αυτή η ομάδα, μεταβατική μεταξύ μεσοφύτων και ξερόφυτων, ονομάζεται ξερομεσόφυτα.Αυτό περιλαμβάνει πολλά είδη φυτών των βόρειων στεπών, ξηρά πευκοδάση, αμμώδεις βιότοπους - λευκό τριφύλλι, κίτρινο άχυρο κ.λπ., από καλλιεργούμενα φυτά - μηδική, ανθεκτικές στην ξηρασία ποικιλίες σίτου και μερικές άλλες. Ξερόφυτα(από το ελληνικό «ξερός» - ξηρό και «φυτό» - φυτό) είναι φυτά ξηρών οικοτόπων που μπορούν να ανεχθούν σημαντική έλλειψη υγρασίας - εδάφους και ατμοσφαιρικής ξηρασίας. Τα ξερόφυτα είναι πιο άφθονα και ποικίλα σε περιοχές με ζεστό και ξηρό κλίμα. Αυτά περιλαμβάνουν φυτικά είδη ερήμων, ξηρές στέπες, σαβάνες, ακανθώδεις δασικές εκτάσεις, ξηρές υποτροπικές περιοχές κ.λπ.

Το δυσμενές υδατικό καθεστώς των φυτών σε ξηρούς οικοτόπους οφείλεται στην περιορισμένη παροχή νερού λόγω της έλλειψής του στο έδαφος και στην αύξηση της κατανάλωσης υγρασίας για διαπνοή με πολύ ξηρό αέρα και υψηλές θερμοκρασίες. Έτσι, για να ξεπεραστεί η έλλειψη υγρασίας μπορεί να υπάρξει διαφορετικοί τρόποι: αύξηση της απορρόφησής του και μείωση της κατανάλωσης, καθώς και η ικανότητα ανοχής μεγάλων απωλειών νερού. Ταυτόχρονα, υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι για να ξεπεραστεί η ξηρασία: η ικανότητα αντίστασης στην αποξήρανση των ιστών ή η ενεργός ρύθμιση του ισοζυγίου του νερού και η ικανότητα αντοχής στη σοβαρή αποξήρανση.

Διάφορες δομικές προσαρμογές σε συνθήκες έλλειψης υγρασίας είναι σημαντικές για τα ξηρόφυτα. Για παράδειγμα, η ισχυρή ανάπτυξη των ριζών βοηθά τα φυτά να αυξήσουν την απορρόφηση της υγρασίας του εδάφους. Συχνά, στα ποώδη και θαμνώδη είδη των ερήμων της Κεντρικής Ασίας, η υπόγεια μάζα είναι 9-10 φορές μεγαλύτερη από την υπέργεια μάζα. Τα ριζικά συστήματα των ξερόφυτων είναι συχνά εκτεταμένου τύπου, δηλαδή τα φυτά έχουν μακριές ρίζες που απλώνονται σε μεγάλο όγκο εδάφους, αλλά είναι κακώς διακλαδισμένες. Διεισδύοντας σε μεγάλα βάθη, τέτοιες ρίζες επιτρέπουν, για παράδειγμα, στους θάμνους της ερήμου να χρησιμοποιούν την υγρασία των βαθιών οριζόντων του εδάφους, και σε ορισμένες περιπτώσεις, των υπόγειων υδάτων. Άλλα είδη, όπως τα χόρτα της στέπας, έχουν έντονα ριζικά συστήματα. Καλύπτουν μικρό όγκο εδάφους, αλλά λόγω πυκνής διακλάδωσης χρησιμοποιούν όσο το δυνατόν περισσότερο την υγρασία (Εικ. 4.17).

Τα χερσαία όργανα των ξερόφυτων διακρίνονται από ιδιόμορφα χαρακτηριστικά που φέρουν το αποτύπωμα των δύσκολων συνθηκών παροχής νερού. Έχουν ένα ιδιαίτερα ανεπτυγμένο σύστημα αγωγιμότητας του νερού, ορατό καθαρά από την πυκνότητα του δικτύου των φλεβών στα φύλλα που τροφοδοτούν με νερό τους ιστούς (Εικ. 4.18).

Αυτό το χαρακτηριστικό διευκολύνει τα ξηρόφυτα να αναπληρώσουν τα αποθέματα υγρασίας που χρησιμοποιούνται για τη διαπνοή. Οι δομικές προστατευτικές προσαρμογές σε ξηρόφυτα με στόχο τη μείωση της κατανάλωσης νερού μπορούν να συνοψιστούν ως εξής:

1. Γενική μείωση της επιφάνειας που διαπνέεται λόγω μικρών στενών, πολύ μειωμένων λεπίδων φύλλων.

2. Μείωση της επιφάνειας των φύλλων κατά τις πιο ζεστές και ξηρές περιόδους της καλλιεργητικής περιόδου.

3.Προστασία των φύλλων από μεγάλες απώλειες υγρασίας λόγω διαπνοής λόγω της ανάπτυξης ισχυρών ιστών περιβλήματος - παχύ τοίχωμα ή πολυστρωματική επιδερμίδα, που συχνά φέρει διάφορες εκφύσεις και τρίχες που σχηματίζουν μια παχιά «αισθητή» εφηβεία της επιφάνειας του φύλλου.

4. Ενισχυμένη ανάπτυξη μηχανικού ιστού, αποτρέποντας τη χαλάρωση των λεπίδων των φύλλων λόγω μεγάλων απωλειών νερού.

Εικ. 4.17 Διαφορετικοί τύποι ριζικών συστημάτων:

Α-εκτεταμένη (αγκάθι καμήλας).

Β-έντασης (σιταρ

Τα ξερόφυτα με τα πιο έντονα χαρακτηριστικά ξηρόμορφης δομής φύλλων που αναφέρονται παραπάνω έχουν μια ιδιόμορφη εμφάνιση(γαϊδουράγκαθο, στέπα και αψιθιά της ερήμου, πουπουλόχορτο, σαξάουλ κ.λπ.), για το οποίο έλαβαν το όνομα σκληρόφυτα.Τα σκληρόφυτα (από το ελληνικό «σκλήρος» - σκληρός, σκληρός) δεν συσσωρεύουν υγρασία, αλλά την εξατμίζουν σε μεγάλες ποσότητες, εξάγοντας την συνεχώς από τα βαθιά στρώματα του εδάφους. Το σώμα αυτών των φυτών είναι σκληρό, ξηρό, μερικές φορές ξυλώδες, με μεγάλη ποσότητα μηχανικού ιστού. Εάν η παροχή νερού διακοπεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, τα φύλλα ή μέρος των βλαστών μπορεί να πέσουν, γεγονός που οδηγεί σε μείωση της εξάτμισης. Πολλά ξερόφυτα αντέχουν την ξηρή περίοδο σε κατάσταση αναγκαστικής λήθαργου.

Εικ. 4.18 Διαφορά στην φλέβα (Α), το μέγεθος και τον αριθμό των στομάτων (Β)

Στα ξερόφυτα και τα μεσόφυτα (από τον A.P. Shennikov, 1950):

1 -ξηρόφυτο της ερήμου-Psoraleadrupaceae;

2 -μεσόφυτο δάσος-Paris quadrifolia

Μια άλλη ομάδα ξερόφυτων έχει την ικανότητα να συσσωρεύει μεγάλες ποσότητες νερού στους ιστούς τους και ονομάζεται "παχύφυτα" (από το λατινικό "succulentus" - ζουμερό, λιπαρό). Οι ιστοί που αποθηκεύουν το νερό τους μπορούν να αναπτυχθούν σε μίσχους ή φύλλα, έτσι χωρίζονται σε παχύφυτα μίσχων (κάκτοι, γαλακτόχορτα) και παχύφυτα φύλλων(αλόη, αγαύη, νεαρή). Το σώμα των παχύφυτων καλύπτεται συνήθως με μια παχιά δερματοποιημένη επιδερμίδα και μια κηρώδη επικάλυψη. Δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου στομία στην επιφάνεια του σώματος. Και αν υπάρχουν, τότε είναι μικρά, βρίσκονται σε τρύπες και κλειστά τις περισσότερες φορές. Ανοίγουν μόνο το βράδυ. Όλα αυτά μειώνουν εξαιρετικά τη διαπνοή. Χαρακτηριστικό στοιχείοΤα παχύφυτα έχουν υψηλή ικανότητα απορρόφησης. Κατά την περίοδο των βροχών, ορισμένα είδη απορροφούν μεγαλύτερες ποσότητες νερού. Η συσσωρευμένη υγρασία στη συνέχεια καταναλώνεται αργά από τα παχύφυτα. Τα παχύφυτα αναπτύσσονται σε περιοχές με ζεστό, ξηρό κλίμα. Όπου υπάρχουν βραχυπρόθεσμες, αλλά ισχυρές, καταρρακτώδεις βροχές τουλάχιστον περιστασιακά.

Γενικά διάφορα σχήματαΟι προσαρμογές στο υδατικό καθεστώς στα φυτά και τα ζώα, που αναπτύχθηκαν στη διαδικασία της εξέλιξης, αντικατοπτρίζονται στον Πίνακα 4.9.

Πίνακας 4.9

Προσαρμογές σε ξηρές συνθήκες σε φυτά και ζώα

(σύμφωνα με τους N. Green et al., 1993)

Προσαρμογή	Παραδείγματα
Μειώστε την απώλεια νερού
Τα φύλλα μετατράπηκαν σε βελόνες ή αγκάθια Βυθισμένη στομία Τα φύλλα τυλίγονται σε κύλινδρο Παχύ κέρινο πετσάκι Χοντρό στέλεχος με υψηλή αναλογία όγκου προς επιφάνεια Τριχωτά φύλλα Ρίχνοντας φύλλα κατά την ξηρασία Τα στομάτα είναι ανοιχτά τη νύχτα και κλειστά τη μέρα Αποτελεσματική στερέωση του CO 2 τη νύχτα όταν τα στομία δεν είναι εντελώς ανοιχτά Απελευθέρωση αζώτου ως ουρικό οξύ Επιμήκης θηλιά του Henle στα νεφρά Τα υφάσματα ανέχονται υψηλές θερμοκρασίες λόγω μειωμένης εφίδρωσης ή διαπνοής Τα ζώα κρύβονται σε τρύπες Οι οπές αναπνοής καλύπτονται με βαλβίδες	Cactaceae, Euphorbiaceae (euphorbia), κωνοφόραPinus, AmmophilaAmmophila Φύλλα των περισσότερων ξερόφυτων, έντομα Cactaceae, Euphorbiaceae ("παχύφυτα") Πολλά αλπικά φυτά Fouguieriasplendens Crassulaceae(πυκνός) Φυτά C-4, όπως το Zeamays Έντομα, πουλιά και μερικά ερπετά Θηλαστικά της ερήμου, π.χ. καμήλα, αρουραίος της ερήμου Πολλά φυτά της ερήμου, καμήλα Πολλά μικρά θηλαστικά της ερήμου, όπως ο αρουραίος της ερήμου Πολλά έντομα
Αυξημένη απορρόφηση νερού
Εκτεταμένο επιφανειακό ριζικό σύστημα και βαθιά διεισδυτικές ρίζες Μακριές ρίζες Σκάβοντας περάσματα προς το νερό	Μερικά Cactaceae, όπως Opuntia και Euphorbiaceae Πολλά αλπικά φυτά, όπως το εντελβάις (Leontopodium alpinum)
ΑΠΟΘΗΚΗ ΝΕΡΟΥ
Σε βλεννώδη κύτταρα και κυτταρικά τοιχώματα Σε εξειδικευμένη κύστη Με τη μορφή λίπους (το νερό είναι προϊόν οξείδωσης)		Cactaceae και Euphorbiaceae βάτραχος της ερήμου αρουραίος της ερήμου
Φυσιολογική αντοχή στην απώλεια νερού
Με ορατή αφυδάτωση, η βιωσιμότητα παραμένει Απώλεια σημαντικού μέρους του σωματικού βάρους και γρήγορη ανάκτησή του όταν υπάρχει διαθέσιμο νερό		Μερικές επιφυτικές φτέρες και βρύα, πολλά βρυόφυτα και λειχήνες, σάγκος Sagekh φυσοΐδες Lumbricusterrestris (χάνει έως και 70% του βάρους), καμήλα (χάνει έως και 30%)

Τέλος τραπεζιού 4.9

Προσαρμογή	Παραδείγματα
«Αποφυγή του προβλήματος»
Επιβίωση μιας δυσμενούς περιόδου με τη μορφή σπόρων Επιβιώνουν σε μια δυσμενή περίοδο με τη μορφή βολβών και κονδύλων Διασπορά σπόρων με την ελπίδα ότι κάποιοι θα βρουν ευνοϊκές συνθήκες Αντιδράσεις συμπεριφοράςαποφυγή Καλοκαιρινή χειμερία νάρκη σε ένα γλοιώδες κουκούλι