Влияние температуры, влажности и света на живые организмы

В природе  происходят и суточные колебания  влажности воздуха, которые влияют на активность организмов. Между влажностью и температурой есть тесная связь. Температура  сильнее влияет на организм при влажность  высокая или низкая. У растений и животных появились приспособления к разной влажности. Например, у растений – развита мощная корневая система, утолщена кутикула листа, листовая пластинка  уменьшена или превращена в иголки и колючки. У саксаула фотосинтез идет зеленой частью стебля. Рост в  период засухи у растений прекращается. Кактусы запасают влагу в расширенной  части стебля, иголки вместо листьев  уменьшают испарение.

У животных тоже появились приспособленности, позволяющих переносить недостаток влаги. Мелкие животные – грызуны, змеи, черепахи, членистоногие – добывают влагу из пищи. Источником воды может  стать жироподобное вещество например у верблюда. В жаркое время некоторые  животные – грызуны, черепахи впадают  в спячку, продолжавшуюся несколько  месяцев. Растения – эфемеры к  началу лета, после кратковременного цветения,  могут сбрасывать листья, отмирать наземные части и так переживать период засухи. При этом до следующего сезона сохраняются луковицы, корневища. 

По отношению к воде растения делят:

1. водные растения повышенной влажности;
2. околоводные растения,  наземно-водные; 
3. наземные растения; 
4. растения сухих и очень сухих мест, обитают в местах с недостаточным увлажнениям, могут переносить непродолжительную засуху;
5. суккуленты – сочные, накапливают воду в тканях своего тел.

По отношению к воде животных делят: 

1. влаголюбивые животные;
2. промежуточная группа;
3. сухолюбивые животные.

 

Влияние световых волн на живые организмы 

 

Свет, с  одной стороны, служит для организмов первичным источником энергии, без  которого невозможна жизнь. С другой стороны, прямое воздействие света  на клетку смертельно для организмов. Эволюция биосферы в целом была направлены на «укрощение» поступающего солнечного излучения, использование его полезных составляющих и защиту от вредных. Следовательно, свет – это не только жизненно важный, но и лимитирующий фактор, как на минимальном, так и максимальном уровнях.

Солнечный свет представляет собой электромагнитное излучение с различными длинами  волн от 0,05 до 3000 нм (1 нм = 1×10-9 м) и более. Этот поток можно разделить на несколько областей, различающихся  физическими свойствами и экологическим  значением для различных групп  организмов. Границы этих областей приближенно можно представить  следующим образом:

•        <150 нм - зона ионизирующей радиации,

•        150 - 400 (390) нм - ультрафиолетовая (УФ) радиация,

•        400 (390) - 800 (760) нм - видимый свет (границы диапазона различаются для разных организмов),

•        800 (760) - 1000 нм - инфракрасная (ИК) радиация,

•        >1000 нм - зона т.н. дальней ИК - радиации - мощного фактора теплового режима среды.

Солнечное излучение является основным источником энергии для всех процессов, происходящих на Земле. В спектре солнечного излучения  можно выделить три области, различные  по биологическому действию: ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную.  Ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 0,290 мкм губительны для всего живого, но они задерживаются озоновым слоем атмосферы. До поверхности Земли доходит лишь небольшая часть более длинных ультрафиолетовых лучей (0,300 - 0,400 мкм). Они составляют около 10% лучистой энергии. Эти лучи обладают высокой химической активностью - при большой дозе могут повреждать живые организмы. В небольших количествах, однако, они необходимы, например, человеку: под влиянием этих лучей в организме человека образуется витамин Д, а насекомые зрительно различают эти лучи, т.е. видят в ультрафиолетовом свете. Они могут ориентироваться по поляризованному свету. 

Видимые лучи с длиной волны от 0,400 до 0,750 мкм (на их долю приходится большая  часть энергии - 45% - солнечного излучения), достигающие поверхности Земли, имеют особенно большое значение для организмов. Зеленые растения за счет этого излучения синтезируют  органическое вещество (осуществляют фотосинтез), которое используют в  пищу все остальные организмы. Для  большинства растений и животных видимый свет является одним из важных факторов среды, хотя есть и такие, для  которых свет не является обязательным условием существования (почвенные, пещерные и глубоководные виды приспособления к жизни в темноте). Большинство  животных способны различать спектральный состав света - обладать цветовым зрением, а у растений цветки имеют яркую  окраску для привлечения насекомых-опылителей. 

Инфракрасные  лучи с длиной волны более 0,750 мкм  глаз человека не воспринимает, но они  являются источником тепловой энергии (45% лучистой энергии). Эти лучи поглощаются  тканями животных и растений, вследствие чего ткани нагреваются. Многие хладнокровные  животные (ящерицы, змеи, насекомые) используют солнечный свет для повышения  температуры тела (некоторые змеи и ящерицы являются экологически теплокровными животными).  Световые условия, связанные с вращением Земли, имеют отчетливую суточную и сезонную периодичность. Почти все физиологические процессы у растений и животных имеют суточный ритм с максимумом и минимумом в определенные часы: например, в определенные часы суток цветок у растений открывается и закрывается, а у животных возникли приспособления к ночной и дневной жизни. Длина дня (или фотопериод), имеет огромное значение в жизни растений и животных. 

Растения, в зависимости от условий обитания, адаптируются к тени - теневыносливые растения или, напротив, к солнцу - светолюбивые растения (к примеру, хлебные злаки). Однако сильное яркое солнце (яркость  выше оптимальной) подавляет фотосинтез, поэтому в тропиках трудно получить высокий урожай культур, богатый  белком. В умеренных зонах (выше и  ниже экватора) цикл развития растений и животных приурочен к сезонам  года: подготовка к изменению температурных  условий осуществляется на основе сигнала - изменения длины дня, которая  в определенное время года в данном месте всегда одинакова. В результате этого сигнала включаются физиологические  процессы, приводящие к росту, цветению растений весной, плодоношения летом  и сбрасывания листьев осенью; у животных - к линьке, накоплению жира, миграции, размножению у птиц и млекопитающих, наступлению стадии покоя у насекомых.  Изменение длины дня животные воспринимают с помощью органов зрения. А растения - с помощью специальных пигментов, расположенных в листьях растений. Раздражения воспринимаются с помощью рецепторов, вследствие чего происходит ряд биохимических реакций (активация ферментов или выделение гормонов), а затем проявляются физиологические или поведенческие реакции. 

Изучение  фотопериодизма растений и животных показало, что реакция организмов на свет основана не просто на количестве получаемого света, а на чередовании  в течение суток периодов света  и темноты определенной длительности.  Организмы способны измерять время, т.е.  обладают “биологическими часами” - от одноклеточных до человека. “Биологические часы” - также управляются сезонными циклами и другими биологическими явлениями.  “Биологические часы” определяют суточный ритм активности как целых организмов, так и процессов, происходящих даже на уровне клеток, в частности клеточных делений. 

 

Заключение

Виды  приспособленностей организмов к колебаниям температуры, влажности и света:

1. теплокровность – поддержание организмом постоянной температуры тела;
2. зимняя спячка – продолжительный сон животных в зимнее время года;
3. анабиоз – временное состояние организма, при котором жизненные процессы замедленны до минимума и отсутствуют все видимые признаки жизни (наблюдается у холоднокровных и у животных зимой и в жаркий период времени);
4. морозостойкость – способность организмов переносить отрицательные температуры;
5. состояние покоя – приспособительное свойство многолетнего  растения, для которого характерно прекращение видимого роста и жизнедеятельности, отмирание наземных побегов у травянистых форм растений и опадение листьев у древесных форм;
6. летний покой – приспособительное свойство раннецветущих растений (тюльпан, шафран) тропических районов, пустынь, полупустынь.

Сделаем вывод, на все живые организмы, т.е. на растения и животные действуют абиотические факторы среды (факторы неживой природы), особенно температура, свет и увлажненность. В зависимости от  влияния  факторов неживой природы,  растения и животных делят на различные группы и у них появляются приспособленности к влиянию этих абиотических факторов.

 

 

 

Список литературы

1. Благосклонов К. Н., Иноземцов А. А., Тихомиров В. Н., «Охрана природы», М., 1967.

2. Степановских А.С. Экология. М., 2001.