Абиотические факторы окружающей среды

Изучение влияния абиотических факторов окружающей среды на живые организмы и реакцию организмов на их изменения является основной задачей аутэкологии. Как было отмечено ранее, абиотические факторы окружающей среды разделяют на климатические, едафични и химические, но они взаимосвязаны друг от друга. Способность организмов приспосабливаться к изменениям абиотических факторов среды играет важную роль в процессе эволюции. Адаптация организмов осуществляется различными путями, в частности особенностями поведения, например, миграции, особенностями метаболизма организмов, например, стадия анабиоза, и тому подобное. Изучение этих процессов является важным, ведь это позволяет понять природное разнообразие животных и растений, определять пределы их устойчивости к воздействию абиотических факторов среды и т.п.. Рассмотрим более подробно эти процессы.

 

Температура - один из важнейших климатических факторов. От нее зависят все жизненно важные процессы, происходящие в организме: обмен веществ или метаболизм, рост, развитие, размножение и т.д.. На земной поверхности температура переменная и зависит, прежде всего, от географической широты и высоты местности, времени года, времени суток. В то же время, температура может быть ограничительным фактором.

 

Жизни и размножения каждого вида живых организмов возможно лишь в определенных пределах температуры: минимальная - оптимальная - максимальная. Резкое изменение критических для организма значений температуры может повлечь замедление или ускорение физиологических процессов и даже его гибели. Согласно правилу Вант-Гоффа, с каждым повышением температуры на 10 ° С, скорость большинства химических и биохимических реакций ускоряется в 2-3 раза. Исходя из этого видно, что температура играет важное значение в жизни организмов. Для большинства видов температурный интервал существования составляет 0 - 50 ° С.

 

Организмы, приспособились к значительным колебаниям значений температуры, называются евритермнимы, а те, что приспособились к определенным температур - стенотермные. Большинство растений и животных является евритермнимы.

 

Температура всех микроорганизмов, растений и большинства животных, кроме млекопитающих и птиц, зависит от температуры окружающей среды. Поэтому их называют пайкилотермнимы (от греч. "Пойкилос" - переменный и "терма"

 

- Теплота), или хладнокровными.

 

У всех млекопитающих и птиц в процессе эволюции выработалась способность поддерживать относительно постоянную температуру тела независимо от температуры окружающей среды. Поэтому их называют гомойотермным (от греч. "Гомойос" - одинаковый), или теплокровными. У большинства млекопитающих температура тела составляет 37 ° С, у птиц - 40 ° С. Теплота в них производится за счет биохимических окислительных реакций в организме, поэтому в холодное время года они тратят больше энергии на поддержание постоянной температуры тела.

 

Как хладнокровные, так и теплокровные организмы способны регулировать температуру своего тела. Такая их защитная реакция получила название терморегуляции. Холоднокровные организмы приспосабливаются к изменению температуры окружающей среды путем синхронизации биоритмов и этапов развития. Метаболизм холоднокровных значительно менее интенсивный чем метаболизм теплокровных, даже при одинаковой температуры тела. Это обусловливает значительную чувствительность хладнокровных к изменениям температуры, и особенно страдают от ее недостатка. При снижении температуры окружающей среды, процессы жизнедеятельности в них замедляются и они впадают в состояние глубокого покоя. У животных он проявляется в снижении физиологических процессов, газообмена, прекращении питания и в недвижимости - оцепенение.

У растений и насекомых в течение осени и зимы повышается устойчивость против холода и это явление получило название закалки. Особенно устойчивыми к неблагоприятным температур есть организмы, находящиеся в анабиозе. В этом состоянии физиологические процессы в организмах "настолько замедляются, что они кажутся неживыми. Анабиоз для многих организмов является элементом нормального жизненного цикла, например, семена у растений, некоторые ракообразные впадают в анабиоз при высыхании болот, дафнии могут вмерзать в лед и, при оттаивания, оживать т.д..

 

Терморегуляция у млекопитающих гораздо совершеннее, чем у холоднокровных организмов. Кроме того, в них вырабатывается собственная теплота, они еще различные приспособительные механизмы против перегрева или охлаждения, например, охлаждение тела через потоотделение, накопления подкожного жира против холода или замена меха, регуляция поведением. Регуляция поведением осуществляется путем миграции, устройство нор, а некоторые животные при неблагоприятных условиях впадают в спячку, например, летучие мыши, ежи,

 

медведи и т.д.. То есть, есть так называемые гетеротермни животные, которые могут вести себя как теплокровные при активном образе жизни, а когда они впадают в спячку, температура их тела становится переменной, как у холоднокровных.

 

Для растений характерны свои адаптационные механизмы приспособления к изменению температуры. Во избежание перегрева, у растений проходит транспирация есть испарение влаги через устьица, а для предотвращения переохлаждения цветы многих растений ночью закрываются. Как видим, средства адаптации организмов различны.