10. Роль тепла в жизни организмов.

Адаптация растений и животных к высоким и низким температурам. 2. Экологические группы организмов по отношению к теплу.

Температура оказывает влияние на скорость протекания химических реакций, пронизывающих органическую жизнедеятельность.

Чем сложнее организм, тем ниже верхний предел диапазона толерантности:

высшие животные – около 45^o

растения – около 55^o

низшие животные – около 60^o

бактерии – около 80^o

специализирующиеся бактерии – до 105^o

По характеру терморегуляции организмы делятся на:

1) теплокровные (птицы, млекопитающие);

2) хладнокровные (остальные).

Но эта терминология неточна. Более принятой и правильной в экологии считается следующая:

1) эктотермные (пойкилотермные, переменная тем-ра, зависящая от условий внешней среды);

2) эндотермные (гомотермные, постоянно поддерживаемая температура, относительно независимая от условий внешней среды, достигаемая обогревом за счёт сжигания поглощённого органического вещества).

Механизмы терморегуляции:

а) химические (базовый метаболизм, мышечный тонус, холодная дрожь);

б) физические (для «+» - использование волосяного покрова, для «–» - испарение);

в) поведенческие (суточные/сезонные: выбор тёплого или холодного места, снижение или повышение подвижности).

И ещё раз: чем выше температура, тем быстрее и легче разлагаются органические вещества.

Механизмы холодовой адаптации (приспособления к холодным температурам):

1) появление биологических антифризов (например, глицерин), понижающих порог кристаллизации вещества;

2) уменьшение количества воды в клетках и вывод её в межклеточное пространство.

Бактерии и некоторые грибы в Арктике имеют температурный минимум -5 ^o – -10^o, и при положительных температурах они впадают в анабиоз, так как метаболизм начинает происходить слишком активно.

Различают три основных пути адаптации к неблагоприятным условиям среды:

активный - активная перестройка функций организма (например, возникновение теплокровности, а по-научному - гомойотермности);

пассивный - пассивное подчинение функций организма изменениям внешней среды (например, холоднокровные, или пойкилотермные, животные);

избегание - избегание неблагоприятных условий (таксисы у растений, миграция у животных, выработка циклов развития у животных и растений).

11. Вода как фактор среды.

Адаптации растений к недостатку и избытку влаги. Экологические группы растений по отношению к воде.

Вода является субстратом раствора, в котором происходят химические реакции.

Обычно, в живом организме – от 50% до 80% воды. У некоторых медуз – до 95%.

По отношению к воде живые организмы делятся на:

1. организмы с проницаемым покровом (черви, грибы, водоросли);

2. организмы с непроницаемым покровом (птицы, млекопитающие, рептилии, растения).

Существуют редкие животные (некот. суслики и тушканчики), которые никогда не пьют (производят всю воду при метаболизме: при окислении органического вещества кислородом образуется углекислый газ и вода, с выделением энергии).

Но подавляющая часть растений, птиц и животных регулярно нуждается в воде.

По объему своей потребности в воде растения делятся на:

1. гидрофиты (обитают в переувлажненных местах);

2. гигрофиты (обитают в влажных местах);

3. мезофиты (обитают в местах средней влажности);

4. ксерофиты (обитают в засушливых и сухих местах).

Вода используется растениями не только как субстрат химических реакций, но также и для транспирации, которая заключается в испарении растениями с листьев согретой воды, выкачанной корнями, с целью охлаждения. Причём соотношение примерно такое: 1-3% уходит на фотосинтез, а около 97% - на транспирацию.