2.4. Наземно-воздушная среда

В ходе эволюции эта среда была освоена позже, чем водная. После достижения

содержания кислорода в атмосфере равного 0,1 от современного, озоновый экран

был уже в состоянии полностью защитить организмы от действия жесткой

ультрафиолетовой радиации. С этого момента организмы смогли начать освоение

суши как среды обитания. По расчетам учёных это должно было произойти около

400-600 млн. лет назад. В формировании условий наземно-воздушной среды жизни

сами организмы играют первостепенную роль, и, прежде всего, - газового состава

атмосферы. Практически весь кислород земной атмосферы имеет биогенное

происхождение.

Наземно-воздушная среда характеризуется огромным разнообразием условий

существования, экологических ниш и заселяющих их организмов; условия жизни

здесь меняются во времени и в пространстве. Экологические факторы в наземно-

воздушной среде отличаются от других сред обитания значительными

колебаниями температуры и влажности воздуха, корреляцией всех факторов с

географическим положением, сменой сезонов года и времени суток. В ходе

эволюции у живых организмов выработались необходимые анатомо-

морфологические, физиологические, поведенческие и другие адаптации. Данной

среде свойствен более высокий уровень организации живого.

Основная особенность заключается в том, что данная среда газообразная,

поэтому характеризуется низкими плотностью и давлением, высокими

интенсивностью света и содержанием кислорода (около 21%), что в свою очередь

определяет возможность формирования высокого энергетического уровня обмена

веществ.

Плотность воздуха гораздо ниже плотности воды, поэтому освоение

организмами суши сопровождалось усилением развития механических тканей. У

наземных организмов сильно развиты внутренний и наружный скелет (скелет у

позвоночных животных, хитиновые панцири у насекомых, механические ткани у

растений). Это позволило им противостоять действию закона всемирного тяготения

и ветра, а также обеспечило автономность передвижения по суше. Формы

движения крайне разнообразны: бегание, прыгание, ползание, полет и т. д. По

воздуху передвигаются птицы и многие насекомые, но ни один организм постоянно

----------------------- Page 26-----------------------

26

жить в условиях только воздушной среды не может, т.к. должен периодически

опускаться на землю.

Температура воздуха может меняться очень быстро и на больших

пространствах. Колебания температуры воздуха велики в разных природных зонах

и в разные сезоны года. Воздух может охлаждаться до -80° С и нагреваться до +50-

60° С. Поэтому живущие на суше организмы имеют многочисленные

приспособления, позволяющие выдерживать резкие изменения температуры или

избегать их. Наиболее замечательным приспособлением является развитие

теплокровности, возникшее именно в наземно-воздушной среде.

Вместе с тем, здесь слабее выражены перепады давления, но часто возникает

недостаток влаги. Атмосферный воздух отличается низкой и изменчивой

влажностью. Поэтому у наземных обитателей развиты приспособления, связанные

с обеспечением организма водой, особенно в засушливых условиях. У растений это

мощная корневая система, водонепроницаемый слой на поверхности листьев и

стеблей, способность к регуляции испарения воды через устьица. У животных,

помимо особенностей строения внешних покровов, это и особенности поведения,

способствующие поддержанию водного баланса, например миграции к водопоям.

Для жизни на суше потребовались более сложные механизмы размножения,

исключавшие риск высыхания половых клеток. У растений появились семязачатки

и завязи, появились переносимые ветром споры, семена и пыльца, у животных –

внутреннее оплодотворение, яйца с плотной оболочкой и т.д.

Большое значение для жизни наземных организмов имеет состав воздуха (79 %

азота, 21 % кислорода и 0,03 % углекислого газа), который обеспечивает

химическую основу жизни. Появились органы, которыми сухопутные обитатели

планеты усваивают кислород прямо из воздуха: у животных - легкие и трахеи, а у

растений – устьичный аппарат. Снижение удельного количества кислорода в

воздухе в зависимости от повышения высоты местности определяет верхнюю

границу жизни животных. Люди, например, никогда не образовывали постоянных

поселений на высоте свыше 6000 м над уровнем моря.

Углекислый газ (диоксид углерода) является важнейшим сырьевым

источником для фотосинтеза. Азот воздуха необходим для синтеза белков и

нуклеиновых кислот.

Атмосфера не только поддерживает жизнь, она служит также защитным

экраном. На высоте 20-25 км от поверхности Земли находится защитный озоновый

экран (слой), задерживающий губительную для всего живого ультрафиолетовую

радиацию.