71. Свет как экологический фактор. Экологические группы животных по отношению к свету. Фотопериодизм,фототаксис, биолюминесценция. Свет как условие ориентации животных в пространстве.

Одним из важнейших экологических факторов, является свет. При этом на видимые лучи приходится примерно половина всей поступающей на Землю лучистой энергии. Остальные 50% составляют невидимые инфракрасные лучи, около 1% - ультрафиолетовые. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны 0,25 – 0,30 мкм стимулируют у животных образование витамина D, с длиной волны 0,20 – 0,30мкм губительно действуют на микроорганизмы.

Особое значение в жизни всех организмов имеет видимый свет.

Видимый свет оказывает смешанное действие на организмы: красные лучи преимущественно тепловое, синие и фиолетовые изменяют скорость и направление биохимических реакций. В целом свет влияет на скорость роста, на активность животных, вызывает изменение влажности и температуры среды, является важным сигнальным фактором, обеспечивающим суточные и сезонные биоциклы.

Для животных свет имеет следующее значение:

- ориентация в пространстве;

- получение информации о окружающем мире.

По отношению к световому фактору выделяют животных: ночных, дневных, сумеречных. Имеются также виды, живущие в постоянной темноте и не выносящие яркого солнечного света (почвенные животные, обитатели пещер и больших глубин, внутренние паразиты животных и растений).

У животных в процессе эволюции выработались следующие органы позволяющие реагировать на свет (органы зрения). Так, эвглена зелёная с помощью светочувствительного «глазка» реагирует на степень освещённости среды. Начиная с кишечнополостных, практически у всех животных развиваются сложные светочувствительные органы – глаза.

У животных ориентация на свет осуществляется в результате фототаксисов: положительного (перемещение в сторону наибольшей освещённости) и отрицательного (перемещение в сторону наименьшей освещённости).

Определённое сигнальное значение в жизни животных имеет биолюминесценция т.е. способность живых организмов светиться. У многих люминесцирующих животных формируются специализированные, часто сложного строения органы свечения. Световые сигналы, испускаемые, например, рыбами, головоногими моллюсками и др служат для привлечения особей противоположного пола, для приманивания добычи или отпугивания хищников. В наземно-воздушной среде люминесценция встречается значительно реже, чем в водной. Наиболее широко распространены светящиеся насекомые (жуки-светляки).

Реакции организмов на чередование и продолжительность светлых и тёмных периодов суток называются фотопериодизмом. Фотопериодизм свойствен животным во всех природных зонах земного шара. Под фотопериодическим контролем находятся все метаболические процессы, связанные с развитием и размножением.

Животные, особенно насекомые, также чутко реагируют на продолжительность дня. Благодаря фотопериодизму у животных выработались свойства, обеспечивающие им существование в условиях определённого светового режима. Продолжительность дня регулирует процессы жизнедеятельности, связанные прежде всего с размножением и эмбриональным развитием, приспособительными реакциями – диапаузой, линькой, спячкой, миграциями.

Также световой режим оказывает влияние и на географическое распространение животных. Так, определённые птицы и млекопитающие поселяются в высоких широтах с длинным полярным днём, и осенью, когда день сокращается, они мигрируют на юг.

Таким образом, для животных свет имеет в основном информационное значение.

72. Температура как экологический фактор. Экологические группы животных по отношению к температуре. Гомойотермные и пойкилотермные животные. Приспособления животных к действию низких и высоких температур.

Температура определяет развитие, существование и распределение живых организмов по земному шару. Экологически значимыми являются: доза воздействия фактора, тепловой режим. Тепловой режим влияет на продолжительность жизни организмов, определяет активность живых организмов в течение суток, сезонов и т.д.

Значение температуры, как фактора состоит в том, что температура оказывает влияние на жизненные процессы (правило Вант-Гоффа). Согласно этому правилу, скорость химической реакции возрастает в 2-3 раза при повышении температуры на каждые 10 градусов.

Все виды животных организмов делятся на 3 группы по отношению к температурному фактору: термофильные (высокий оптимум температур), креофильные (оптимум низких температур), мезотермные (обитают в умеренной зоне).

У животных наблюдаются два основных типа теплообмена. Один характерен для животных с неустойчивым уровнем обмена веществ, непостоянной температурой тела и почти полным отсутствием механизмов терморегуляции. Животных с таким типом теплообмена называют пойкилотермными или холоднокровными. К ним относится абсолютное большинство животных, кроме птиц и млекопитающих. Второй тип свойствен животным с более высоким и устойчивым уровнем обмена веществ, в процессе которого осуществляется терморегуляция и обеспечивается относительно постоянная температура тела. Такие животные называются гомойотермными или теплокровными. Температура тела у пойкилотермных животных незначительно или вообще не отличается от температуры окружающей среды и изменяется вместе с ней. У гомойотермных она поддерживается на сравнительно постоянном уровне и практически не изменяется. Среди пойкилотермных выделяются эвритермные животные, ведущие активный образ жизни в сравнительно широком температурном диапазоне, и стенотермные, не переносящие значительных колебаний температур.

У животных влияние теплового режима на строение прослеживается очень чётко. По мере удаления от полюсов к экватору размеры животных с непостоянной температурой тела увеличиваются, а с постоянной уменьшаются (правило Бергмана).

Температура среды оказывает существенное формообразующее влияние на животных. Под действием теплового фактора у них формируются такие морфологические признаки, как отражательная поверхность тела, пуховой, перьевой и шерстяной покровы у птиц и млекопитающих, жировые отложения. В Арктике и высоко в горах большинство насекомых, как правило, имеет тёмную окраску. Это способствует усиленному поглощению солнечных лучей. Насекомые, подвергающиеся длительному воздействию яркого солнечного света, часто вырабатывают светлую окраску тела, которая, как известно отражает лучи солнца. У животных с постоянной температурой тела в холодных климатических зонах наблюдается тенденция к уменьшению площади выступающих частей тела (правило Алена), поскольку они отдают в окружающую среду наибольшее количества тепла. У млекопитающих при низких температурах относительно сокращаются размеры хвоста, конечностей, ушей, лучше развивается волосяной покров.

У многих мелких млекопитающих тёплых стран вес ряда органов часто оказывается меньше, чем у особей того же вида, но живущих в более холодных климатических зонах.

Низкие температуры отрицательно влияют на размеры животных. Однако часто в условиях холодного климата животные из-за медленного развития растут дольше обычного и бывают более крупными.