Абиотические факторы и среды обитания (фотопериодизм, пойкилотермные организмы, суккуленты)
| Фактор | Действие и адаптации |
|---|---|
| Свет | Источник энергии для фотосинтеза (красные и синие лучи), сигнал времени. УФ — синтез витамина D, мутагенный; инфракрасные — тепло. Растения: светолюбивые (сосна, берёза, ковыль, подсолнечник), теневыносливые (ель, пихта, липа, клён), тенелюбивые (кислица, копытень, папоротники); световые листья толще, теневые тоньше с крупными хлоропластами. Животные: дневные, ночные, сумеречные. Фотопериодизм — реакция на длину дня: перелёты, линька, спячка, цветение, листопад (сигнальная роль света, а не самой температуры) |
| Температура | Определяет скорость реакций и распространение видов. Пойкилотермные (холоднокровные: беспозвоночные, рыбы, амфибии, рептилии) — температура тела зависит от среды, при холоде — оцепенение; гомойотермные (птицы, млекопитающие) — постоянная температура (терморегуляция). Адаптации к холоду: подкожный жир, мех, пух, спячка, миграции, антифризы; правила Бергмана (в холодном климате особи крупнее) и Аллена (короче выступающие части — уши, хвосты); к жаре — ночная активность, большие уши (отдача тепла), потоотделение, летняя спячка, опушение листьев |
| Влажность | Растения: гидрофиты (в воде: кувшинка, элодея — аэренхима, слабая корневая система; укоренённые на дне с надводными побегами — рогоз, стрелолист), гигрофиты (сырые места: калужница, недотрога, росянка — крупные тонкие листья), мезофиты (умеренно: дуб, клевер, большинство культурных), ксерофиты (сухие места: суккуленты — кактус, алоэ запасают воду; склерофиты — ковыль, саксаул, верблюжья колючка с глубокими корнями, мелкими опушёнными листьями, толстой кутикулой). Животные: концентрированная моча, метаболическая вода (верблюд, тушканчик), ночная активность, водонепроницаемые покровы, впадение в спячку при засухе |
В воде свет быстро ослабевает: красные лучи поглощаются в верхних метрах, глубже всего (в прозрачной морской воде — на сотню метров и более) проникают сине-зелёные. Поэтому фотосинтез идёт лишь в верхнем слое водоёма, а глубже других водорослей обитают красные: их пигмент фикоэритрин улавливает сине-зелёный свет.
Животные и свет. Фотопериодизм — реакция организмов на длину дня (соотношение светлого и тёмного времени суток).
| Признак | Пойкилотермные (эктотермные) | Гомойотермные (эндотермные) |
|---|---|---|
| Кто | Растения, грибы, микроорганизмы, беспозвоночные, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся | Птицы и млекопитающие |
| Температура тела | Близка к температуре среды и меняется вместе с ней | Постоянная и высокая: у птиц около 40–42 °C, у млекопитающих около 36–39 °C |
| Источник тепла | В основном внешний: солнце, нагретый грунт | Собственный интенсивный обмен веществ |
| Регуляция | Поведенческая: греются на солнце, уходят в тень и норы, меняют позу | Химическая (изменение теплопродукции: мышечная дрожь, бурый жир) и физическая (изменение теплоотдачи: сужение и расширение сосудов кожи, потоотделение, тепловая одышка, мех, перья, жир), а также поведенческая |
| При похолодании | Обмен веществ замедляется, наступает оцепенение | Сохраняют активность, но тратят больше энергии |
| Потребность в пище | Небольшая — переживают периоды скудного корма | Во много раз больше, чем у пойкилотермного животного той же массы |
Действие температуры. У пойкилотермных при нагревании на 10 °C скорость реакций возрастает примерно в 2–3 раза (правило Вант-Гоффа), но лишь до оптимума: выше него белки денатурируют. Развитие идёт только выше порога развития, а для завершения стадии или поколения нужна постоянная для вида сумма эффективных температур (СЭТ) — сумма превышений среднесуточной температуры над порогом за все дни развития:
Как растения поддерживают водный баланс. У суккулентов немногочисленные устьица открываются ночью: CO₂ запасается в виде органических кислот и используется днём.
| Ритм | Примеры | Что его задаёт |
|---|---|---|
| Суточный | Раскрывание и закрывание цветков («цветочные часы»), «сон» листьев у бобовых и кислицы, вертикальные миграции планктона; у человека — ритм сна, температуры тела, выработки гормонов | Внутренние часы с периодом около 24 ч, ежедневно подводимые сменой света и темноты |
| Приливный и лунный | Активность обитателей литорали в такт приливам и отливам, массовое размножение некоторых морских червей и кораллов в определённые фазы Луны | Приливы, фазы Луны |
| Годичный (сезонный) | Листопад, покой почек и семян, цветение, линька, спячка, миграции, сезоны размножения | Внутренние годичные ритмы и длина дня как главный сигнал; температура ускоряет или задерживает наступление фаз |
| Фактор | Действие и адаптации |
|---|---|
| Влажность | Растения: гидрофиты (в воде: кувшинка, элодея — аэренхима, слабая корневая система; укоренённые на дне с надводными побегами — рогоз, стрелолист), гигрофиты (сырые места: калужница, недотрога, росянка — крупные тонкие листья), мезофиты (умеренно: дуб, клевер, большинство культурных), ксерофиты (сухие места: суккуленты — кактус, алоэ запасают воду; склерофиты — ковыль, саксаул, верблюжья колючка с глубокими корнями, мелкими опушёнными листьями, толстой кутикулой). Животные: концентрированная моча, метаболическая вода (верблюд, тушканчик), ночная активность, водонепроницаемые покровы, впадение в спячку при засухе |
Как растения поддерживают водный баланс. Гигрофиты испаряют воду без ограничений, а при её избытке выделяют капли через водяные устьица (гуттация); у гидрофитов слабы механические и проводящие ткани, у погружённых листьев нет устьиц и кутикулы.
Животные и влажность. По отношению к воде животных делят на гигрофилов (влаголюбивых: земноводные, мокрицы, дождевые черви, слизни — быстро теряют воду через покровы), мезофилов и ксерофилов (сухолюбивых обитателей пустынь). Кроме приспособлений, названных в таблице, воду экономят выведение азота в виде малорастворимой мочевой кислоты (птицы, пресмыкающиеся, насекомые), сухой помёт, норы с влажным воздухом; метаболическая вода образуется при окислении жира (жир горба верблюда); верблюд переносит потерю воды до четверти массы тела; двоякодышащий протоптер пережидает засуху в коконе в иле, а коловратки и тихоходки — высохнув, в состоянии анабиоза.
| Фактор | Действие и адаптации |
|---|---|
| Влажность | Растения: гидрофиты (в воде: кувшинка, элодея — аэренхима, слабая корневая система; укоренённые на дне с надводными побегами — рогоз, стрелолист), гигрофиты (сырые места: калужница, недотрога, росянка — крупные тонкие листья), мезофиты (умеренно: дуб, клевер, большинство культурных), ксерофиты (сухие места: суккуленты — кактус, алоэ запасают воду; склерофиты — ковыль, саксаул, верблюжья колючка с глубокими корнями, мелкими опушёнными листьями, толстой кутикулой). Животные: концентрированная моча, метаболическая вода (верблюд, тушканчик), ночная активность, водонепроницаемые покровы, впадение в спячку при засухе |
Физико-химические особенности сред. Почва — трёхфазная среда (твёрдые частицы, вода и воздух в порах): воздух в порах почти насыщен влагой, CO₂ в нём больше, а O₂ меньше, чем в атмосфере; колебания температуры с глубиной быстро затухают; по свойствам почва занимает промежуточное положение между водной и наземно-воздушной средами. Организм хозяина (внутриорганизменная, или организменная, среда) — стабильная среда с обилием пищи, но в кишечнике мало кислорода, хозяин защищается иммунитетом и пищеварительными ферментами, а главная трудность паразита — попасть в нового хозяина: отсюда огромная плодовитость и смена хозяев.
Жизненная форма отражает приспособление к среде, а не родство: у неродственных организмов в сходных условиях возникает сходный облик — это конвергенция (крот и медведка — роющие; акула, ихтиозавр и дельфин — обтекаемые пловцы).
Закрепите теорию: 9 терминов и 7 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.
Пройти урок arrow_forward