4.3.1. Общая характеристика наземно-воздушной среды

В процессе эволюции биосферы наземно-воздушная среда была освоена живыми организмами значительно познее водной. Это обусловлено тем, что выход на сушу потребовал значительной перестройки организации растений и животных, приспособление их в жизни в газообразной среде с низкой плотностью,с высоким содержанием О2, высокой интенсивностью освещения, занчительными колебаниями температуры и влажности в зависимости от географического положения, сезона и времени суток .

Низкая плотность и, как следствие, незначительное подъемная сила вздуха, потребовали развитие механических тканей у растений и твердого (реже гидростатического) скелета у животных. Малая подъемная сила воздуха привела к тому,что по размерам и массе наземные организмы уступают водны. В то же время малая плотность воздуха и низкая сопротивляемость позволила почти 75% всех наземных животных приспособиться к активному полету или пассивному перемещению подвижных воздушных массах. Ветер является и своебразным формообразующим фактором - придает флагообразную форму деревьям, элиминирует плохих летунов.

Сейчас важнейшие экологические особенности нашей планеты определяются наличием и свойствами ее газовой оболочки атмосферы. Считается, что она формировалась с 4 этапа из газов, выделенных при формировании планеты, под влиянием солнечного излучения, химических реакций между ее компанентам и пародами, деятельностью живых организмов. В настоящее время атмосфера имеет слоистую сферическую структуру, которая в основном определяется особенностью вертикального распредения температур (термическая структура).Обычно в ней выделяют следующие слои :

- тропосферу(tropos - поворот ), простирающиеся до высоты 7-18 км и включающую около 80% всей массы воздуха. Здесь наблюдается перепад температур от +70 до - ;

- стратосферу (stratos- слой), которая простирается до 50-55 км и отличается повышением температуры у верней границы до + ;

- мезосферу, которая простирается до 80 км. с температурой от плюс +10 до - ; здесь образуются серебристые облака :

- ионосферу, простирающуюеся до 800 - 1300 км . Отличается высокой ионизацией газов, резкими колебаниями магнитного поля (бури) и полярным сиянием, температура изменяется от - ;

- экзосферу – сферу утечки Н2 и Не, образующих вокруг земли корону до 10-20 тыс.км. Каждая из них отличается определенным сочетанием физических и химических факторов, среди которых наиболее значимы солнечное излучение, температура, влажность и химический состав. Наиболее ярко их комплексное воздействие проявляется в тропосфере.

4.3.2. Солнечное излучение и его роль в жизни наземных организмов.

Солнечное излучение поступает на Землю в виде элементарных частиц разной длины волны, сумманая энергия которого составляет 2 кал/ .мин (солнечная постоянная). Из общего количества 42% радиации отражается в космическое пространство, 15% поглощается атмосферой и лишь 43% достигает земной поверхности (в т.ч. 27% прямая и 16% рассеянная). Наибольшее значение имеют:

-электромагнитны волны (волны Герца), влияющие на ориентированные способности насекомых, червей, птиц;

-лучи Рентгена, в больших дозах нарушающие функции важнейших систем жизнеобеспечения, а в малых вызывают мутации в генофонде;

-ультрафиолетовые лучи, способствуют образованию защитных пигментов в коже и провитамина Д, обладают бактерицидным действием;

-инфракрасные лучи, влияющие на ход окислительных процессов и двигательные реакции;

-видимые лучи (около 50% всего спектра). Наибольшее значение они имеют для растений, поскольку влияют на образование хлорофилла, обеспечивают фотосинтез, синтез белков и нуклеиновых кислот, влияют на ростовые процессы, оказывают формообразующее воздействие, определяют сроки цветения, плодоношения и других фенологических явлений. Однако разные части видимого спектра влияют неодинакого. Так, растения, поглощающие красные и оранжевые лучи, располагаются обычно на открытых участках, а в лесу занимают верхние ярусы; улавливающие зеленые и желтые лучи – занимают низшие ярусы (в тени).

Разная продолжительность освещенности в различных природных зонах определила формирование длиннодневных видов (обитателей высоких и умеренных широт) и короткодневных (обитателей низких широт). Ряд адаптаций выработался и по отношению к световому режиму. По их совокупности выделяют растения:

- светолюбивые (гелиофиты), населяющие открытые места. Отличаются приземистостью, сильным ветвлением, розеточностью, листья фотосинтетической способностью;

- тенелюбивые (сциофиты)- антиподы первых;

- теневыносливые, с промежуточными признаками (это большинство растений наших лесов).

Для животных свет имеет меньшее, главным образом, информационное значение (облегчает поиск пищи, половых партнеров, обеспечивает избегание врагов, ориентацию в пространстве). Однако полнота зрительного восприятия у них неодинакова, а зависит от эволюционного уровня группы и образа жизни конкретных видов. В процессе эволюции различные животные приспосабливались к освещению определенной длительности (длинно- и короткодневные), в условиях слабой (ночные, сумеречные – фотофобы) или сильной освещенности (дневные – фотофилы). Отношение к освещенности влияет и на распространение животных. Так в высоких и умеренных широтах очнь мало ночных видов, а в тропиках количество дневных и ночных видов примерно одинаково. В то же время, ночные животные в условиях длинного дня менее плодовиты. Суточные и сезонные смены освещенности и общего количества света (фотопериодизм ) определяют так же чередование периодов покоя и активности животных и ряд связанных с ними циклических биологических явлений (размножения, линьки, миграций). Световой режим здесь выступает в роли сигнального фактора, своеобразного механизма, включающего ряд физиологических процессов и внутренние биологические часы.