Общая экология

Экологический фактор необходимый для жизни: источник энергии для фотосинтеза; интенсивность света, длина волны, свет, продолжительность освещения, а также угол падения солнечных лучей на земную поверхность (зависит от широты, сезона, времени дня и экспозиции склона) оказывают различное влияние на различные организмы. По отношению к свету выделяют три группы растений: светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые. Светолюбивые встречаются на открытых местах в условиях полного солнечного освещения (луговые, степные травы, многие культурные растения). Однако фотосинтез у светолюбивых растений подавляется при увеличении освещенности сверхоптимальной. Для тенелюбивых растений экологическим оптимумом является слабая освещенность (виды, обитающие в нижних, сильно затененных ярусах ельников, дубрав и т.п.). Теневыносливые растения растут при полной освещенности, но адаптируются и к слабому свету. Значительную роль в активности живых организмов и их развитии имеет продолжительность освещения (фотопериод). Смена дня и ночи, изменение продолжительности светового периода суток, организмы используют как сигналы для распределения своих функций во времени и используют самые благоприятные условия для создания своих жизненных циклов ( например, ослабление конкуренции за жертву из-за разной активности хищников во времени).

Фотопериодизм – реакция живых организмов на сезонные изменения длины дня. Весной начинают расти и цвести растения, происходит размножение животных. Осенью листопадные деревья сбрасывают листья, некоторые животные впадают в спячку, многие птицы мигрируют. В широтах, где нет значительных сезонных изменений климата, виды не проявляют фотопериодических реакций (у тропических деревьев плодоношение и цветение растянуто во времени).

1.11. Температура

Температура – один из важнейших климатических факторов. Температура оказывает на живые существа не только прямое влияние, но и косвенное. Температурные условия могут изменяться под действием живых организмов, в первую очередь растительных сообществ. Растительные сообщества трансформируют тепловой режим под своим пологом: нет резких колебаний температуры, как на открытых местах (в жаркую погоду прохладней, в холодную теплее).

Температурные пороги

Необратимые нарушения структур белков возникают при температуре 60⁰С, однако отдельные бактерии живут в источниках при температуре 70-90⁰С, а споры бактерий выдерживают до 130-150⁰С. Отрицательное воздействие высоких температур связано с инактивацией, а иногда даже денатурацией ферментов у организмов. Высокие температуры нарушают обмен веществ. У растений например, дыхание осуществляется интенсивнее, чем фотосинтез, т.к. продукты обмена расходуются быстрее, чем образуются.

Влияние температуры зависит от относительной влажности воздуха: чем выше относительная влажность, тем ниже опасность обезвоживания.

Гибель от высоких температур зависит от продолжительности воздействия.

В определенных стадиях организмы обладают повышенной устойчивостью к высокой температуре (покоящиеся структуры, например, семена). Для многих видов оптимальной является температура 20-30⁰С. Нижние температурные пороги иные: диапазон температур очень велик, большинство низших животных выдерживают падение температуры до 0-5⁰С. Насекомые переносят температуру до – 45 ⁰С (некоторые лишь до –20 ⁰С). Тропические растения погибают при температуре немногим выше 0 ⁰С из-за инактивации ферментов и нарушения некоторых метаболических процессов. Растения в Якутии, мхи и лишайники в Антарктиде переносят чрезвычайно низкие температуры. Некоторые организмы погибают при температуре ниже –1 ⁰С, из-за повреждающего действия, связанного с образованием кристаллов льда, прежде всего внутри клеток.

Многие организмы не погибают, потому что имеют физиологические механизмы, предотвращающие образование кристаллов внутри клетки.

Некоторые организмы переносят зиму в виде особо устойчивых, покоящихся стадий организма. Например, к зиме растения приобретают холодоустойчивость (способность переносить сильные морозы), в то время как летом они плохо переносят слабые заморозки.

Семена, споры переносят в экспериментальных условиях даже –273 ⁰С.

От воздействия температуры зависит скорость и интенсивность физико-химических реакций в тканях и клетках организма.