Абиотические факторы среды

Вопрос 1. Какие приспособления к изменениям температуры окружающей среды существуют у растений и животных?

Хорошо выдерживают температурные перепады покоящиеся стадии организмов — цисты, куколки насекомых, семена растений. Споры некоторых бактерий способны переносить колебания температур от -273 до +140 °С. Теплокровные животные — птицы и млекопитающие — поддерживают постоянную температуру тела при помощи высокого уровня обмена веществ, совершенной терморегуляции и хорошей теплоизоляции. К примеру, некоторые китообразные и ластоногие, благодаря наличию толстого слоя подкожного жира, живут в северных морях, где температура воды постоянно около 0 °С.

На зиму многие млекопитающие отращивают более плотный мех, часть из них впадают в спячку. У птиц увеличивается масса перьев, многие виды мигрируют в более теплые зоны.

Способны организмы защитить себя и от повышенных температур. Днем в пустыне температура превышает 60 °С, поэтому многие животные прячутся в норах и выходят на поверхность лишь в ночное время. В жару растения увеличивают испарение с поверхности листьев.

У многих млекопитающих защитой от перегрева служит активное выделение пота. Наиболее впечатляющим примером адаптации к высоким температурам являются водоросли и бактерии горячих источников, где температура воды превышает 70 °С. Благодаря особой структуре их белки способны противостоять денатурации.

Вопрос 2. Расскажите о приспособлениях живых организмов к недостатку воды.

Вода жизненно необходима для живых существ. Поэтому в случае ее недостатка организмы вынуждены формировать приспособления для экономии воды. Засухоустойчивые растения обладают очень длинной, уходящей в глубину на 10 и более метров корневой системой.

Их листья обычно узкие и жесткие, с восковым налетом на поверхности, что снижает потери воды при испарении. Эвкалипт для снижения транспирации поворачивает листья ребром к солнцу. У некоторых растений образуется толстый стебель с хорошо развитой фотосинтезирующей и водозапасающей тканью, а листья превращаются в колючки или чешуйки.

Ряд трав успевает вырасти и отцвести за влажный весенний период, а затем переживает засуху в состоянии семян, луковиц, клубней.

Многие животные также хорошо приспособлены к условиям пониженной влажности. Часть из них никогда не пьет, используя метаболическую воду и воду из пищи. Членистоногих защищает от испарения плотный хитиновый панцирь, а пресмыкающихся — ороговевшие покровы, утратившие кожные железы.

Продуктом выделения у многих животных является практически безводная мочевая кислота. Существует и множество поведенческих адаптаций: ночной образ жизни, спячка в засушливый период и т. д.

Вопрос 3. Благодаря какой части спектра солнечного излучения у растений осуществляется фотосинтез?

Для осуществления фотосинтеза растения используют видимую часть спектра. При этом водоросли и высшие растения, обладающие зеленым светочувствительным пигментом , более эффективно используют крайние участки спектра — красно-оранжевый и сине-фиолетовый. Зеленый цвет листьев обусловлен тем, что именно эту составляющую солнечного излучения хлорофилл поглощает слабее .

Бурые и красные водоросли, обладающие несколько иными светочувствительными пигментами, настроены преимущественно на сине-зеленую часть спектра.

Вопрос 4. Расскажите, что вам известно о биологических ритмах живых организмов.

Поведенческая и физиологическая активность очень многих организмов характеризуется ритмичностью: дыхание и сердцебиение, деятельность, синхронная с приливами и отливами , и т. д. Наиболее распространенный фактор, определяющий биологические ритмы, — это освещенность, которая меняется в течение суток и сезонно. Зависимость активности живых существ от света называют фотопериодизмом. Приведем примеры суточных и сезонных ритмов.

Многие цветы открываются и закрываются в определенное время; животные также организуют свой распорядок дня в зависимости от освещенности . Целый ряд биохимических и физиологических процессов в организме человека изменяется с ритмом в 24 часа .

Для сезонных ритмов определяющей является длина светового дня. От нее зависят сроки цветения и созревания плодов, а также начало листопада у растений, миграция птиц, смена шерстного покрова у млекопитающих, начало брачного сезона, подготовка к спячке и т. д.