Фотопериодизм

Один из важных путей воздействия света на живые организмы связан с восприятием изменений длины светового дня, или фотопериода. Чем дальше от экватора, где длина светового дня всегда составляет примерно 12 ч, тем больше ее сезонные колебания. В умеренных широтах долгота дня в течение года варьирует от 9 до 15 ч, поэтому совершенно очевидно, что она служит одним из важных сигналов к сезонной перестройке жизнедеятельности. Хорошо известно, что у растений такие этапы их жизненного, как цветение, плодоношение, прорастание, появление и опадение листьев и т. п. четко согласуются с закономерными изменениями на протяжении года долготы дня и температуры, причем нарушение по каким-либо причинам такой адаптивной корреляции приводит к гибели растений. Во многих случаях главным внешним фактором, регулирующим ритмичную активность, служит фотопериод, т. е. долгота дня (и ночи). Это единственный надежный показатель смены времен года, по которому можно «сверять» биологические часы. Точная природа часов неизвестна, хотя несомненно, что здесь действует какой-то физиологический механизм, который может включать как нервные, так и эндокринные компоненты. Влияние фотопериода широко изучалось на млекопитающих, птицах и насекомых. Хотя очевидно, что он играет важную роль в контроле таких видов активности, как подготовка к спячке у млекопитающих, миграции у птиц и диапауза у насекомых, это не единственный внешний фактор, регулирующий биологические ритмы.

4.

Большинство видов растений и животных приспособлены к довольно узкому диапазону температур. Некоторые организмы, особенно в состоянии покоя или анабиоза способны выдерживать довольно низкие температуры. Колебание температуры в воде обычно меньше, чем на суше, поэтому пределы устойчивости к температуре у водных организмов хуже, чем у наземных. От температуры зависит интенсивность обмена веществ.

Различают животные организмы:  1.с постоянной температурой тела (теплокровные);  2.с непостоянной температурой тела (хладнокровные).  Организмы с непостоянной температурой тела (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся)  В природе температура не постоянна. Организмы, которые живут в умеренных широтах и подвергаются колебанию температур, хуже переносят постоянную температуру. Резкие колебания – зной, морозы – неблагоприятны для организмов. Животные выработали приспособления для борьбы с охлаждением и перегревом. Например, с наступлением зимы растения и животные с непостоянной температурой тела впадают в состояние зимнего покоя. Интенсивность обмена веществ у них резко снижается. При подготовке к зиме в тканях животных запасается много жира, углеводов, количество воды в клетчатке уменьшается, накапливаются сахара, глицерин, препятствующий замерзанию. Так морозостойкость зимующих организмов увеличивается.  В жаркое время года наоборот, включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева. У растений усиливается испарение влаги через устьица, что приводит к снижению температуры листьев. У животных усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожу.  Организмы с постоянной температурой тела. (птицы, млекопитающие)  У этих организмов произошли изменения во внутреннем строении органов, что способствовало их приспособленности к постоянной температуре тела. Это, например – 4-х камерное сердце и наличие одной дуги аорты, обеспечивающие полное разделение артериального и венозного кровотока, интенсивный обмен веществ благодаря снабжению тканей артериальной кровью, насыщенной кислородом, перьевой или волосяной покров тела, способствующий сохранению тепла, хорошо развитая нервная деятельность). Все это позволило представителям птиц и млекопитающим сохранять активность при резких перепадах температур и освоить все места обитания.  В природных условиях температура очень редко держится на уровне благоприятности для жизни. Поэтому у растений и животных возникает специальные приспособления, которые ослабляют резкие колебания температуры. У животных, например слонов большая ушная раковина, по сравнению с его предком мамонтом, живущем в холодном климате. Ушная раковина кроме органа слуха выполняет функцию терморегулятора. У растений для защиты от перегрева появляется восковой налет, плотная кутикула.

Толерантность или экологическая валентность – это степень, в которой организмы способны переносить колебания факторов. Например, человек выдерживает колебания температуры от -70 до +60 С. Это будет пределами его толерантности в отношении температуры.

Пойкилотермия— эволюционная адаптация вида или (в медицине и физиологии) состояние организма, при котором температура тела живого существа меняется в широких пределах в зависимости от температуры внешней среды.

К пойкилотермным животным относятся все беспозвоночные, из позвоночных — рыбы, земноводные и пресмыкающиеся. Долгое время считалось, что все млекопитающие являются теплокровными, однако современные исследования показали, что голый землекоп — единственный известный на сегодняшний день холоднокровный представитель этого класса.

Гомойоте́рмия— способность живого существа сохранять постоянную температуру тела, независимо от температуры окружающей среды.

Среди ныне существующих живых существ гомойотермными являются птицы и млекопитающие (исключение составляют только голые землекопы).

Способы физической терморегуляции множественны. В филогенетическом ряду млекопитающих – от насекомоядных к рукокрылым, грызунам и хищникам механизмы физической терморегуляции становятся все более совершенными и разнообразными. К ним следует отнести рефлекторное сужение и расширение кровеносных сосудов кожи, меняющее ее теплопроводность, изменение теплоизолирующих свойств меха и перьевого покрова, противоточный теплообмен путем контакта сосудов при кровоснабжении отдельных органов, регуляцию испарительной теплоотдачи.

Густой мех млекопитающих, перьевой и особенно пуховой покров птиц позволяют сохранять вокруг тела прослойку воздуха с температурой, близкой к температуре тела животного, и тем самым уменьшить теплоизлучение во внешнюю среду. Теплоотдача регулируется наклоном волос и перьев, сезонной сменой меха и оперения. Исключительно теплый зимний мех млекопитающих Заполярья позволяет им в холода обходиться без существенного повышения обмена веществ и снижает потребность в пище. Например, песцы на побережье Северного Ледовитого океана зимой потребляют пищи даже меньше, чем летом.

5.

Вода как экологический фактор крайне необходимая живым организмам, потому что без нее не может осуществляться метаболизм и много других связанных с ним процессов. Обменные процессы организмов проходят при наличия воды . Все живые организмы являются открытыми системами, поэтому в них постоянно наблюдаются потери воды и всегда есть потребность в пополнении ее запасов. Для нормального существования растения и животные должны поддерживать определенный баланс между; поступлением воды к организму и ее потерей. Большие потери воды организмом (дегидратация) приводят к снижению его жизнедеятельности, а в дальнейшем — и к гибели. Растения удовлетворяют свои нужды в воде за счет атмосферных осадков, влажности воздуха, а животного — еще и за счет пищи. Стойкость организмов к наличию или отсутствию влаги в окружающей среде разная и зависит от приспособленности вида.

• Вода играет важную роль в жизни живых организмов. Для многих растений и животных она является средой обитания, источником пищи и кислорода, да и сами живые организмы могут содержать до 99% воды.

• Кровь человека и других животных близка по составу к морской воде и разносит по всему организму питательные вещества.

• Растения тоже получают из почвы минеральные соли в виде водных растворов.

• Дышать всё живое может только влажным воздухом. Испаряясь с поверхности кожи животных, человека и через устьица растений, вода выполняет терморегуляторную функцию.

• С помощью воды вредные и ненужные вещества выводятся из живых организмов.

• Без воды не может происходить размножение целого ряда растений (водоросли, мхи, папоротники); животных (рыб, земноводных).

Водный баланс – соотношение за какой–либо промежуток времени (год, месяц, декаду и т.д.) прихода, расхода и аккумуляции (изменение запаса) воды для речного бассейна или участка территории, для озера, болота или другого исследуемого объекта. В общем случае учёту подлежат атмосферные осадки, конденсация влаги, горизонтальный перенос и отложение снега, поверхностный и подземный приток, испарение, поверхностный и подземный сток, изменение запаса влаги в почво–грунтах и др. В отдельных, частных случаях нет необходимости в детальном учёте всех составляющих баланса. Со всей территории суши земного шара (в пределах среднего многолетнего годового водного баланса) испаряется количество воды, равное количеству выпадающих осадков минус речной сток. Для отдельных водных объектов и для более коротких периодов времени при составлении водных балансов возникает необходимость учёта составляющих прихода – расхода влаги более детально, применительно к конкретным условиям поступления и расходования влаги. ний является уравнение водного баланса.

Понятие "Водный баланс" применяется так же для оценки состояния организма, касательно содержания воды в клетках, крови.