Абиотические факторы

1. Температура.

Температура оказывает влияние на скорость протекания химических реакций, пронизывающих органическую жизнедеятельность и определяющих её, согласно закону Вант-Гофа.

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 темпера-тура, 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.

0^o – критическая точка (замерзание воды), сопровождается у высокоорганизованных организмов разрушением клеток, ведь они большей частью состоят из воды, а лёд больше воды по объёму.

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.

2. Свет.

Графическое и числовое соотношение частей спектра солнечного света до проникновения в атмосферу и после него:

Атмосфера фильтрует жёсткое УФ-излучение. Жёсткий ультрафиолет убивает живые организмы.

За счёт энергии солнечного света происходит фотосинтез. Органическое вещество (а именно – организмы-продуценты) запасает энергию солнечного света в собственных химических связях.

Уравнение фотосинтеза

(реакция с поглощением тепла)

+ свет

6CO₂ + 6H₂O => C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Глюкозу, запасённую таким образом, можно окислять кислородом, сжигать, с получением энергии.

Итак, роль фактора света:

1. необходимое условие фотосинтеза;

2. информационная сигнализация;

3. участие в тепловом балансе (инфракрасный свет).

3. Вода.

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.