Вопрос 13. Экологические адаптации организмов к световому режиму.

Для наземных условий

Для и растений и животных к этому фактору возникают разные адаптации. У растений по требовательности к условиям освещения выделяют 3 группы:

• Светолюбивые (гелиофиты)

• Тенелюбивые (сциофиты)

• Факультативные гелиофиты.

Гелиофиты часто имеют побеги с укороченными междоузлиями. Листья часто покрыты толстым эпидермисом, кутикулой, имеют опушение; наблюдается много жилок на площадь листа, устьица часто перенесены на нижнюю сторону. Может встречаться явление фотометрии, т.е. поворота пластинки в зависимости от освещения.

Яркими представителями будут семейство мятликов, осоковых, омарантовых, гвоздичных, молочаевых и т.д.

Группа сциофитов.

Листья их обычно темно-зеленые, более тонкие и часто очень крупные.

Для лучшего поглощения света листья располагаются в порядке листовой мозаики. У них сильнее развита фотосинтезирующая ткань, меньше площадь жилок, а устьица располагаются по обеим сторонам листа. Липа, дуб, клен, сирень обыкновенная, зеленые мхи, плауны, кислица и т.д..

Факультативные гелиофиты имеют переходные черты строения, которые порой могут проявиться при изменении условий. Чаще всего сюда относятся растения лесных опушек, полян и т.д.

Животные нуждаются в свете в основном для ориентирования в пространстве, а некоторые животные проявляют серьезную чувствительность к лучам солнечного спектра.

По этому фактору их разделяют на фотофилы и фотофобы, эврифотные и стенофотныые организмы.

Основная адаптация животных связана с разивтием у них органов зрения: от светочувствительных глазков простейших до сложных глаз млекопитающих

Экологическая обстановка и образ жизни конкретных животных способны оказывать влияние на строение, расположение и активность органов зрения.

Например, у млекопитающих со сложными глазами наблюдается различие в виде гипертрофированного или редуцированного зрения ночных животных. Могут ночные животные терять цветовое восприятие. Приобретают тапитум.

В водной среде

Закономерность распределения света делит их на планктонные и бентосные. Планктонные водоросли могут испытывать недостаток минерального питания, но всегда находятся в области действия света и распространены по всей поверхности мирового океана.

Бентосные не испытывают недостатка в питании, но ограничены вместе со светом по глубине. Следовательно у них часто присутствуют дополнительные пигменты, которые играют вспомогательную роль при фотосинтезе.

У животных положение глаз часто зависит от области распространения света и способа питания. Например, у донных рыб и верхоплавок глаза расположены в верхней части головы.

У глубоководных животных в полной темноте также присутствует гиипертрофия или редукция зрения. В первом случае животные ориентируются на биолюминисцентное свечение, выделяемое другими организмами.

Вопрос 14. Адаптации организмов к температурному фактору.

Зимостойкость - стойкость растений к комплексу неблагоприятных факторов зимнего периода обусловливается и обеспечивается переходом растений в состояние органического покоя, размещением почек в защищенных местах, накоплением энергетического материала (крахмала, жиров), сбрасыванием листьев, адаптивными реакциями организмов.

Морозоустойчивость - способность клеток, тканей и целых растений без повреждений переносить действие морозов. Благодаря многим физиолого-биохимическим приспособлениям и свойствам у морозоустойчивых растений образование льда происходит при более низкой температуре, чем у менее морозоустойчивых, и сопровождается меньшими повреждениями.

Холодостойкость - свойство ранневесенних растений (эфемеров и эфемероидов) успешно произрастать при низких плюсовых температурах. Этот термин используется также для характеристики теплолюбивых растений (кукуруза, огурцы, арбузы).

Состояние покоя - качественно новый этап растительного организма, в который переходят зимующие растения с наступлением неблагоприятных условий. Характеризуется прекращением видимого роста и сведением к минимуму жизнедеятельности, отмиранием и опадением листьев и надземных органов травянистых многолетников, образованием чешуек на почках, толстого слоя кутикулы и коры на стеблях. В тканях и клетках накопляются ингибиторы, которые тормозят ростовые и формообразовательные процессы, что делает растения неспособными к прорастанию даже в самых благоприятных искусственно созданных условиях, а также во время случайных осенних и раннезимних потеплений.

Способность переходить в состояние покоя - необходимый этап онтогенеза растений, внутренне обусловленный ритмичностью физиолого-биохимических процессов. Это свойство возникло у растений в процессе эволюции как приспособительная реакция в ответ на периодические изменения температурных условий внешней среды.

Температурные адаптации животных

По сравнению с растениями животные обладают более разнообразными возможностями регулировать температуру тела, а именно:

путем химической терморегуляции - активным изменением величины теплопродукции повышением метаболизма;

путем физической терморегуляции - изменением уровня теплоотдачи на основе развития теплозащитных покровов, особыми устройствами крoвеносной системы, распределением жировых запасов, особенно в бурой жировой ткани и т. п.

Кроме того, некоторые особенности поведения животных также cпособствуют существованию их в изменчивых условиях среды: выбор места с благоприятными микроклиматическими условиями - зарывание в песок, в норки, под камни (животные жарких степей и пустынь), активность в определенный период суток (змеи, тушканчики, суслики), сооружение хранилищ, гнезд и др.

Одно из самых важных прогрессивных приспособлений - способность к терморегуляции организма у млекопитающих и птиц, их теплокровность. Благодаря этому экологически важному приспособлению высшие животные относительно независимы от температурных условий среды.

Важное значение для поддержания температурного баланса имеет отношение поверхности тела к его объему, так как количество выработанного тепла зависит от массы тела, а теплообмен осуществляется через покровы.

На связь размеров и пропорций тела животных с температурно-климатическими условиями указывает правило Бергмана, согласно которому из двух близких видов теплокровных, отличающихся размерами, более крупный обитает в более холодном климате, а также правило Аллепа, по которому у многих млекопитающих и птиц северного полушария относительные размеры конечностей и других выступающих частей (ушей, клювов, хвостов) увеличиваются к югу и уменьшаются к северу (для уменьшения теплоотдачи в холодном климате).