Действие абиотических факторов на виды

     На уровне вида абиотические факторы определяют или ограничивают географическое распространение видов и в итоге приводят к возникновению географической изменчивости видов. Основной способ адаптации видов к изменению абиотических факторов - приспособительная эволюция. Географическое распространение видов определяется положением и размером их ареалов. Эти показатели одновременно зависят от многих абиотических факторов, но чаще всего самым главным является температура воздуха (воды).                           

     В 1918 году Хопкинс установил биоклиматический закон: существует закономерная и довольно тесная связь развития физиологических явлений с широтой, долготой и высотой над уровнем моря. Поэтому при продвижении на север, на восток и в горы время наступления периодических явлений в жизни организмов запаздывает на 4 дня на каждый градус широты, на 5 градусов долготы и примерно на 100 метров высоты. Из биоклиматического закона следует важнейшая закономерность-явление  биполярности. Биполярность заключается в том, что у организмов в высоких широтах умеренных зон наблюдается определенное сходство в систематическом составе и ряде биологических явлений, как для организмов наземной, так и морской флоры и фауны. Проявляется в том, что качественной состав организмов, обитающих в определенной местности, зависит от широты этой местности.

     Изменение абиотических факторов среды обуславливает географическую изменчивость видов. Изменчивость - это свойство живых организмов существовать в различных формах. В зависимости от механизма возникновения различают:

• наследственную (генотипическую) изменчивость, возникает в результате мутаций.

• ненаследственную (модификационную) изменчивость(не затрагивает генотип), например появление загара, повышение уровня эритроцитов в горах.

• онтогенетическую изменчивость, происходящую в процессе жизни организма и представляющая собой различие между молодым и взрослым организмами на разных этапах развития (например, молодые растения часто имеют более простое строение листовой пластинки, которая в процессе роста растения усложняется).

     Одним из наиболее важных факторов, определяющих существование, развитие и распространение организмов по земному шару, является температура. Растения не имеют собственной температуры тела, поэтому их анатомо-морфологические и физиологические механизмы терморегуляции направлены на защиту организмов от неблагоприятного воздействия температуры. Например, в тундрах наиболее распространены низкорослые и стелющиеся формы. Физиологические приспособления растений: интенсивность транспирации (испарение воды); накоплений в клетках солей калия, изменяющих температуру свертывания плазмы; свойство хлорофилла препятствовать проникновению наиболее горячих солнечных лучей. Существуют экологические правила, которые подразумевают совокупность естественных закономерностей, характеризующих реакции живых организмов на стойкие изменения природной среды и определяющие функционирование популяций и экосистем.

Правило Бергмана. У теплокровных животных одного вида или группы близких видов размеры тела больше в холодных частях ареала, и меньше в его более теплых частях. Таким образом, размер тела с увеличением широты возрастает. Правило отражает адаптацию теплокровных животных к поддержанию постоянной температуры тела в различных климатических условиях. У более крупных животных отношение поверхности тела к его объему меньше, чем у мелких. Благодаря этому для поддержания постоянной температуры тела при низкой температуре необходим меньший расход энергии. Однако, между размером тела, характером пищи, двигательной активностью и процессами обмена веществ существуют очень сложные взаимосвязи, поэтому существует множество исключений из этого правила. Например, роющие млекопитающие хорошо защищены от холода, для них решающий фактор размера тела - количество пищи, доступной в зимнее время. Для хладнокровных животных характерна обратная закономерность.  

     Правило Глогера. В пределах одно вида или группы близких видов у особей, обитающих в прохладных и (или) влажных областях, пигментация выражена сильнее (окраска темная и насыщенная), а у обитателей теплых и сухих областей - слабее. Темная окраска оперения и скорлупы яиц многих птиц, обитающих в холодных местностях, обусловлены тем, что такая окраска способствует усилению поглощения солнечных лучей. Физиологический смысл этого правила не вполне изучен, так как оно распространяется на даже на виды, ведущие ночной образ жизни.

     Правило Шелфорда-Парка. На организмы, обитающие в умеренных областях, стимулирующее действие оказывают изменения температуры среды.

     Правило Уоллеса. По мере продвижения с севера на юг наблюдается увеличение видового разнообразия сообществ организмов.

     Правило Дармингтона. Уменьшение площади острова в 10 раз сокращает число живущих на нем видов (амфибии, рептилии) вдвое. Это правило необходимо учитывать при определении размеров охраняемых природных территорий (заповедники, заказники и т.д.).