11. Экологические факторы и адаптации к ним организмов.

Экологический фактор — это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на жи­вой организм хотя бы на протяжении одной из фаз его индивидуального развития. В свою очередь, организм реагирует на экологический фактор специфическими приспособительными реакциями, т.е. адаптируется к ним.

Абиотические факторы — это все свойства неживой природы, прямо или косвенно влияющие на живые орга­низмы (свет, температура, радиация, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, рельеф местности и т.д.).

Биотические факторы — это прямые и опосредованные формы воздействия живых существ друг на друга. Лю­бой организм в реальных условиях постоянно испытывает на себе самое различное влияние других существ.

Антропогенные факторы — факторы, которые возникают в ходе воздействия человека.

Экологические факторы могут влиять на организмы как раздражители, вызывающие изменение физиологических и биохимических функций; как ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях; как сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.

Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма - оптимум. Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды - экологическая пластичность (валентность). Экологически непластичные виды (маловыносливые) называются стенобионтными, более выносливые - эврибионтными. По отношению к температуре различают эври- и стенотермные организмы, к свету - эври- и стенофотные, к видам пищи -эври- и стенофагные. Эврибионтность способствует широкому распространению вида.

Вода - необходимое условие жизни.

Растения по отношению к воде делят на:

• гидатофиты - водные растения, целиком (или почти) погруженные в воду (элодея, уруть),

• гидрофиты - растения, растущие по берегам водоемов, на мелководьях (тростник),

• гигрофиты - наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влаж­ных почвах (рис, папоротник),

• мезофиты - растения, произрастающие при среднем увлажнении, умеренно теплом режиме и хорошей обеспеченности минеральным питанием (травы, лиственные деревья),

• ксерофиты - растут в местах с недостаточным увлажнением (растения пустынь),

• суккуленты - сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой (кактус, алоэ),

• склерофиты - засухоустойчивые растения с жесткими листьями, задерживающими испарение воды (по­лынь, саксаул),

• эуксерофиты - степные растения (злаки),

• стипаксерофиты - узколистные дерновинные злаки (ковыль, типчак). Среди животных выделяют:

• гидрофилов - влаголюбивые (амфибии),

• ксерофилов - сухолюбивые (верблюды),

• мезофилов - птицы, млекопитающие.

Некоторые животные имеют приспособления к сохранению влаги (жир, роговой покров).

Температура определяет существование, развитие и распространение организмов по Земле.

Как к экологическому фактору, по отношению к температуре все организмы подразделяются на две группы: холодолюбивые (криофилы - бактерии, грибы, моллюски, членистоногие, черви и др.) и теплолюбивые (термофилы - насеко­мые, паукообразные, моллюски и др.).

Под действием теплового фактора у животных формируются такие морфологические признаки, как отражательная поверхность тела, пуховой, перьевой и шерстный покровы у птиц и млекопитающих, жировые отложения. Эндотермные животные, обитающие в холодных областях (полярные медведи, киты и др.), имеют, как правило, крупные размеры, тогда как обитатели жарких стран (например, многие насекомоядные млекопитающие) обычно меньше по размерам. Это явление носит название правила Бергмана. Согласно этому правилу, при продвижении на север средние размеры тела в популяциях эндотермных животных увеличиваются.

При увеличении размеров уменьшается относительная поверхность тела, а следовательно, и теплоотдача.

Размеры выступающих частей тела также варьируют в соответствии с температурой среды. У видов, живущих в более холодном климате, различные выступающие части тела (хвост, уши, конечности и др.) меньше, чем у родственных видов из более теплых мест. Это явление известно как правило Аллена.

Третье правило (носит название правила Глогера) гласит, что окраска животных в холодном и сухом климате сравнительно светлее, чем в теплом и влажном. Эти правила (часто их называют законами), управляющие адаптациями млекопитающих, равным образом относятся и к человеку.

У животных есть разнообразные поведенческие адаптации к температуре. Они проявляются в перемещениях жи­вотных в места с более благоприятными температурами (перелеты, миграции), в изменениях сроков активности, сдвигая ее на более светлое время суток и т. д.

Видимый свет оказывает на организмы смешанное действие: красные лучи - тепловое воздействие, синие и фио­летовые - изменяют скорость и направление биохимических реакций. По отношению к свету растения делят на:

• световые - гелиофиты (пшеница, сосна),

• теневые - сциофиты (мхи, лесные травы),

• теневыносливые - факультативные гелиофиты (луговые, лесные растения).

Среди животных различают дневные, ночные и сумеречные виды, есть виды, не выносящие яркого дневного света.

Расположение листовых пластинок в пространстве значительно варьирует в условиях избытка и недостатка света. Так, листья гелиофитов нередко «увертываются», «отворачиваются» от избыточного света, а у теневыносливых растений, растущих при ослабленном освещении, наоборот, листья направлены таким образом, чтобы получить максимальное коли­чество падающей радиации. Мелкие листья располагаются между крупными. Такая мозаика характерна как для древесной, так и травянистой растительности сильно затененных лесов.

Движение Земли вокруг Солнца вызывает закономерные изменения длины дня и ночи по сезонам года. В действи­ях организмов выработались особые механизмы, реагирующие на продолжительность дня. Так, определенные птицы и млекопитающие поселяются в высоких широтах с длинным полярным днем. Осенью, при сокращении дня, они мигрируют на юг.

Движение воздушных масс может быть в виде их пассивного перемещения конвективной природы или в виде ветра — вследствие циклонической деятельности атмосферы Земли. В первом случае обеспечивается расселение спор, пыльцы, семян, микроорганизмов и мелких животных, которые имеют специальные для этого приспособления — анемохоры: очень мелкие размеры, парашютовидные придатки, и др.. Всю эту массу организмов называют аэропланктоном.