Вопрос5

Воздух в жизни растений и животных также имеет важное значение. Разграничивают понятия воздуха как фактора, так и среды жизни.

Важнейшей характеристикой воздуха является его газовый состав, который на нашей планете довольно постоянен: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,032% углекислого газа, 0,9% аргона. Кроме того, в воздухе присутствуют водород, водяные пары, аммиак. Развитие промышленности и транспорта резко изменило качественные характеристики воздуха, привнесло новые, не характерные для него компоненты. В настоящее время нет средств и методов обнаружения всех компонентов, которые выбрасываются в атмосферу. Тем не менее, установлено, что за последние 300–400 лет содержание в атмосфере тяжелых металлов, прежде всего свинца, радионуклидов, окислов (NO, NO₂, SO, SO₂), формальдегидов, паров кислот, ртути, увеличилось в десятки и сотни раз.

Так как живые организмы обитали сотни тысяч лет в чистой воздушной среде, то все их системы формировались без адаптации к вредным веществам. Следовательно, ныне живущие организмы практически не имеют барьеров против них. Именно это и является причиной всплеска многих заболеваний у человека, так как попадающие с воздухом, водой и пищей вредные вещества накапливаются в клетках и вызывают нарушения обмена веществ и отравления. Нельзя забывать, что многие из этих компонентов канцерогенны, то есть вызывают онкологические заболевания.

Значение компонентов воздуха для живых организмов неоднозначно.

Азот (N) — инертный газ; он необходим для синтеза белков, так как входит в состав аминокислот, являющихся мономерами полипептидов. Несмотря на огромное содержание азота в атмосфере, для растений он недоступен. Только цианобактерии и азотфиксирующие бактерии могут усваивать атмосферный азот. Поэтому изучение азотного питания растений — это важнейшая и биологическая, и хозяйственная задача. Ее решение возможно путем изменения наследственной программы методами генной инженерии.

Кислород (О₂) является продуктом жизнедеятельности зеленых растений и необходимым условием процесса дыхания аэробных организмов. Ежегодно за счет фотолиза воды в процессе фотосинтеза выделяется 70∙10⁹ т кислорода. Недостаток кислорода вызывает удушение (у человека оно наступает при содержании О₂ в атмосфере менее 8%).

Углекислый газ (СО₂), несмотря на небольшое содержание его в воздухе, является очень важным компонентом, так как поставляет углерод для синтеза органических соединений, осуществляемого в процессе фотосинтеза. Ежегодно в результате этого из атмосферы извлекается 7–8% углекислого газа. Если бы его количество не пополнялось, то весь углекислый газ атмосферы был бы израсходован за 10–15 лет. Однако выбросы промышленности и транспорта с избытком покрывают его потребление растениями. В атмосферу углекислого газа поступает значительно больше, чем могут утилизировать зеленые растения. Содержание СО₂ существенно влияет на интенсивность фотосинтеза — повышение количества углекислого газа в воздухе вызывает повышение интенсивности фотосинтеза, а следовательно, и урожая.

В результате новых антропогенных наступлений содержание углекислого газа в атмосферном фонде постоянно увеличивается. Следовательно, возможность жизни определяется газоустойчивостью и чувствительностью организмов. У растений газоустойчивость может быть обусловлена анатомическими особенностями (толщина кутикулы и стенок эпидермы, листопадность), физиологическими процессами (способность обезвреживать ядовитые вещества или изменять интенсивность процессов), биохимическими реакциями (вовлекать эти вещества в обмен). Особенно чувствительны к составу газов лишайники.

При подборе пород для озеленения населенных пунктов учитывают, что более устойчивы к газам техногенного происхождения тополя, клен американский, липа, белая акация, очень чувствительны хвойные, за исключением лиственницы. Поэтому в условиях города хвойные имеют угнетенный вид, хвоя укорачивается, опадает, побеги и почки деформируются. Объясняется это тем, что хвоя живет несколько лет, в отличие от листьев покрытосеменных растений, и накапливает больше вредных соединений.Воздух как экологический фактор также оказывает воздействие на организмы благодаря своей подвижности. Передвижения воздушных масс содействуют опылению анемофилов (от греч. anemos — ветер) — ветроопыляемых растений, распространению плодов и семян, которые в процессе эволюции выработали многочисленные приспособления для полета: крыловидные придатки, волоски, воздушные мешки и т.д. Вызывая волнение морской поверхности, ветер способствует перемешиванию поверхностных слоев воды, а значит, обогащению ее кислородом. А это улучшает условия обитания животных и растений.