Меню

Экология растений и животных организмов

Экология животных: основы, виды, проблемы

Экология животных — это научное исследование отношений между животными, растениями и другими организмами, а также с окружающей их средой. Главными темами являются поведение, пищевые привычки, модели миграции, условия жизни и межвидовые взаимоотношения. Экологи стремятся понять, почему некоторые виды способны жить относительно мирно друг с другом в одной и той же среде.

Экология также может сосредоточиться на деятельности человеческого поведения. Преднамеренные и непреднамеренные действия людей могут оказывать полезное или вредное воздействие на окружающую среду. Основные темы включают опасные отходы, истребление видов, изменение землепользования и загрязнение.

Основы экологии животных: экосистемы

Экосистемы являются основным компонентом общего изучения экологии, который включает взаимодействие животных, растений и микроорганизмов с их конкретной физической областью обитания. Они, как правило, подразделяются на три категории: водные, наземные и водно-болотные. Примеры экосистем включают пустыню, лес, прерию, тундру, коралловый риф, степь и тропический лес, существуют также городские экосистемы, которые в значительной степени населены людьми. Их изучение важно для понимания того, как работает экология животного мира в целом.

Что такое экология?

Экология — это изучение отношений между живыми организмами, включая людей, и их физической средой. Эта наука стремится понять жизненные связи между растениями и животными и окружающим их миром. Экология растений и животных также содержит информацию о преимуществах экосистем и о том, как мы можем использовать ресурсы Земли, с тем чтобы сохранить окружающую среду здоровой для будущих поколений.
Изучаются отношения между организмами и местами обитания в самых разных масштабах: от изучения микроскопических бактерий, растущих в аквариуме, до сложных взаимодействий между тысячами растений, животных и другими сообществами. Экологи также исследуют многие виды окружающей среды: от микроба, живущего в почве, до животных и растений в тропическом лесу или в океане.

Роль экологии в нашей жизни

Многие специальности в области экологии, такие как морская, растительная и статистическая экология, предоставляют нам информацию для лучшего понимания окружающего нас мира. Эта информация также может помочь нам улучшить нашу окружающую среду, управлять нашими природными ресурсами и защищать здоровье людей. Следующие примеры иллюстрируют лишь некоторые из способов, которыми экологические знания оказали положительное влияние на нашу жизнь.

Экология, или экологическая наука, — это ветвь биологии, которая изучает взаимосвязь растений и животных с их физической и биологической средой. Физическая среда включает в себя свет и тепло, солнечную радиацию, влагу, ветер, кислород, углекислый газ, питательные вещества в почве, воду и атмосферу. Биологическая среда включает в себя организмы того же вида, а также растения и животных других видов.

Одна из новейших наук с долгой историй

Экология животных является одной из новейших наук, повышенное внимание к которой было приковано во второй половине 20-го века, хотя исследованиями популяций и их сред обитания занимались задолго до этого. Так, учеником греческого философа Аристотеля Теофрастом были описаны взаимосвязи между самими животными и тем, что их окружает еще в четвертом веке до н. э.

Эта область начала развиваться с издания в 1850 году Чарльзом Дарвином его «Происхождения видов» и работ его современника и конкурента Альфреда Рассела Уоллеса. Последним была признана взаимозависимость видов животных и растений и группирование их в живые сообщества, или биоценозы. В 1875 году австрийский геолог Эдуард Зюсс предложил термин биосферы, чтобы охватить различные условия, которые способствуют существованию жизни на Земле.

Основной принцип экологии

Главным принципом экологии является то, что каждый живой организм имеет постоянную и регулярную связь с любым другим элементом, который составляет его окружение. Экосистему можно определить как ситуацию, когда есть взаимодействие между организмами и окружающей их средой. В ее пределах виды связывают пищевые цепи и пищевые сети. Энергия от солнца, захваченная первичными продуцентами (растениями) посредством фотосинтеза, движется вверх по цепочке первичных потребителей (травоядных животных), а затем вторичных и третичных потребителей (плотоядных животных, или хищников). В процесс включены также редуценты (грибы и бактерии), которые разлагают питательные вещества и возвращают их назад в экосистему.

Проблемы экологии

Экологический кризис может произойти, если окружающая среда изменяется таким образом, что становится неблагоприятной для выживания. Проблемы экологии животных могут быть связаны с изменением климата (повышение температуры или снижение количества осадков), человеческим фактором (разливы нефти), повышенной активностью хищников, сокращением численности или, наоборот, стремительным ростом популяции и вследствие этого неспособностью поддержания их экосистемой. За последние несколько веков действия человека серьезно повлияли на окружающую среду. За счет лесов появляются новые сельскохозяйственные площади, строительство зданий и дорог также вносит свой вклад в загрязнение экосистем.

Разделы экологии

Выделяют следующие виды экологии животных:

  • Физиологическая (поведенческая), изучающая процессы адаптации индивида к окружающей среде.
  • Популяционная, изучающая динамику популяций одного вида или группы видов (например, животное, растение или экология насекомых).
  • Экология сообществ сосредоточивается на взаимодействиях между видами в рамках биоценоза.
  • Экология экосистемы, изучающая потоки энергии и вещества через компоненты экосистем.

Что касается экологии в целом, то выделяют также ландшафтную, в которой рассматриваются процессы и отношения нескольких экосистем или очень большие географических зон (например, арктическая, полярная, морская и т. д.), и экологию человека.

Влияние на животных

Экология (от греческого oikos — дом и logos — знание) — это научное исследование того, как живые существа взаимодействуют друг с другом и с их природной средой. Она рассматривает сложные и разнообразные отношения с разных точек зрения. Изучаемыми физиологическими процессами являются регулирование температуры, питания и обмена веществ. Факторы, оказывающие влияние на животных, могут включать в себя болезни, изменение климата и токсическое воздействие.

Экология — это научное исследование распределения, изобилия и отношений организмов и их взаимодействия с окружающей средой. Изучается все: от роли крошечных бактерий в рециркуляции питательных веществ до воздействия тропических дождевых лесов на атмосферу Земли. Экология животных тесно связана с физиологией, эволюцией, генетикой.

Ежегодно в мире изчезают сотни видов, трудно себе предствавить, насколько масштабной может оказаться эта проблема для человечества. Мир фауны уникален, и животные являются важной частью окружающей среды, так как они регулируют численность растений, способствуют распространению пыльцы, плодов, семян, являются неотъемлемой частью цепочки питания, играют важную роль в процессе образования почвы формирования ландшафтов.

Концептуальное понимание экологии

Как и многие естественные науки, концептуальное понимание экологии затрагивает более широкие детали исследования, в том числе:

  • Жизненные процессы, объясняющие адаптацию.
  • Распространение и обилие организмов.
  • Движение веществ и энергии через живые сообщества.
  • Последовательное развитие экосистем.
  • Изобилие и распределение биоразнообразия в контексте окружающей среды.

Экология отличается от естественной истории, которая в основном касается описательного изучения организмов. Это поддисциплина биологии, которая является изучением жизни.

Защита животных

Экология животных – это междисциплинарная наука, которая образовалась на стыке зоологии, экологии и географии. Она изучает жизнь различных видов фауны в зависимости от окружающей среды. Поскольку животные являются частью экосистем, то они имеют большое значение для поддержания жизни на нашей планете. Они распространились по всем уголкам земли: живут в лесах и пустынях, в степи и в воде, в арктических широтах, летают в воздухе и прячутся под землей.

Важный вопрос в экологии — охрана животных. Многие факторы приводят к изменению разнообразия видов в самых разных масштабах. Например, некоторые хищники могут быть вредными для отдельных видов, их присутствие может фактически сократить или увеличить количество видов, присутствующих в сообществе. Биология сохранения направлена ​​на то, чтобы понять, какие факторы предрасполагают к исчезновению видов и что люди могут сделать для предотвращения исчезновения.

Вмешательство человека

Экологические проблемы, от которых страдает не только человек, но и животные, включают в себя загрязнение воздуха и воды, грязную почву, кислотные дожди. Вырубка лесов, осушение болот, изменения русла рек приводят к тому, что под угрозой оказываются целые экосистемы. Живым организмам приходится быстро приспосабливаться к изменяющимся условиям, менять место обитания, и не все могут справиться с этим успешно. В результате — сокращение или полное вымирание популяций. Животные находятся в сильной зависимости от состояния и факторов окружающей среды. Губительное вмешательство человека в природу способно погубить многие виды и формы животного мира без возможности для их восстановления.

Источник

Экологические проблемы животных

К глобальным экологическим проблемам следует отнести и проблемы животного мира, который является неотъемлемым компонентом биосферы. Животные принимают участие в биотическом круговороте энергии и веществ на планете. От устойчивости фауны зависят все остальные элементы экосистем. Проблема сокращения популяций животных происходит не только потому, что ухудшается экология, а и потому, что люди используют их в качестве питания.

p, blockquote 1,0,1,0,0 —>

В природе нужны абсолютно все представители фауны: и мелкие насекомые, и травоядные, и хищники, и крупные морские животные. Вредных видов, от которых следует избавиться, не существует. Лишь популяции клещей и грызунов-вредителей нужно контролировать.

p, blockquote 2,1,0,0,0 —>

Причины экологических проблем животных

Существует несколько причин, по которым происходит не то, что сокращение видов, но и их вымирание:

p, blockquote 3,0,0,1,0 —>

  • нарушение мест обитания фауны;
  • чрезмерное убийство животных не только ради пропитания;
  • перемещение некоторых животных на другие континенты;
  • уничтожение животных ради забавы;
  • непреднамеренное убийство зверей;
  • загрязнение среды обитания фауны;
  • уничтожение растений, которыми питаются животные;
  • загрязнение воды, которую пьют животные;
  • лесные пожары;
  • использование животных в экономике;
  • негативное влияние биологических бактерий.

Когда изменяется место, где живут животные, будь то лес, степь или луг, то животные должны либо приспособиться к новому образу жизни, найти новые источники питания, либо перемещаться на другие территории. До того, как обрести новый дом, многие представители фауны не доживают. Все это приводит к гибели не единиц, и даже не сотен, а к исчезновению тысяч представителей животного мира.

p, blockquote 4,0,0,0,0 —>

Как сохранить мир фауны?

Многие люди осознают проблему истребления животных, поэтому ведут активную деятельность, направленную на охрану фауны. Одной из крупнейших организаций мира, которые занимаются спасением животных, является Гринпис. Во многих странах мира есть местные подразделения, чтобы можно было сохранить фауну на определенном локальном уровне. Кроме этого необходимо действовать в следующих направлениях:

  • создавать заповедники, в которых бы создавались максимально природные условия жизни;
  • организация заказников – территорий, на которых охраняются животные;
  • создание резерватов – функционируют определенное время, по сути похожи на заказники;
  • организация природных национальных парков.

after —>

Источник

Экология растений и животных

Теплообмен и температура среды в жизни животных, их типы: пойкилотермные и гомойотермные. Влияние температуры среды на размножение и смертность животных. Экологические группы растений по степени адаптации к высоким температурам. Структура микроклимата.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 16.12.2015
Размер файла 40,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Теплообмен и температура среды в жизни животных

микроклимат теплообмен адаптация экологический

Необходимость тепла для существования организмов обусловлена прежде всего тем, что все процессы жизнедеятельности возможны лишь на определенном тепловом фоне, определяемом количеством тепла и продолжительностью его действия. От температуры окружающей среды зависит температура организмов и, как следствие, скорость и характер протекания всех химических реакций, составляющих обмен веществ.

Границами существования жизни являются температурные условия, при которых, не происходит денатурации, белков, необратимого изменения коллоидных свойств цитоплазмы, нарушения активности ферментов, дыхания. Для большинства организмов этот диапазон температур составляет от 0 до +50°С.

Виды, оптимальные условия жизнедеятельности которых приурочены к области высоких значений температур, относят к экологической группе термофилов. Термофильность характерна для многих бактерий, вызывающих самонагревание влажного зерна, сена, цианобактерии осцилатории, населяющей термальные источники Камчатки с температурой воды 85-93°С. Успешно переносят высокие температуры (65-80°С) несколько видов зеленых водорослей, накипные лишайники, семена пустынных растений, находящиеся в верхнем раскаленном слое почвы. Температурный предел представителей животного мира обычно не превышает +55-58°С (раковинные амебы, нематоды, клещи, некоторые ракообразные, личинки многих двукрылых).

У многих видов растений и животных клетки сохраняют активность при температуре от 0 до -8°С. Такие организмы относятся к экологической группе криофилов. Криофилия характерна для многих бактерий, грибов, лишайников, членистоногих и других существ, арктических и антарктических пустынях, в высокогорьях, холодных полярных водах и т.п. [1.55]

Пойкилотермные животные

Представители большинства видов живых организмов не обладают способностью активной терморегуляции своего тела. Их активность зависит прежде всего от тепла, поступающего извне, а температура тела — от величины температуры окружающей среды. Такие организмы называют пойкилотермными (эктотермпыми). Пойкилотермия свойственна всем микроорганизмам, растениям, беспозвоночным и большей части хордовых.

Подавляющее большинство животных являются пойкилотермными, т.е. температура их собственного тела меняется с изменением температуры окружающей среды: земноводные, пресмыкающиеся, насекомые и др. Значительно меньшая часть животных — гомойотермные, т.е. имеют постоянную температуру тела, независящую от температуры внешней среды: млекопитающие (в том числе и человек), имеющие температуру тела 36 — 39 о С, и птицы с температурой тела 40 о С [1.43].

Гомойотермные животные

Только у птиц и млекопитающих тепло, вырабатываемое в процессе интенсивного обмена веществ, служит достаточно надежным источником повышения температуры тела и поддержания ее на постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды. Этому способствует хорошая тепловая изоляция, создаваемая шерстным покровом, плотным оперением, толстым слоем подкожной жировой ткани. Такие организмы называют гомойотермными (эндотермными, или теплокровными). Свойство эндотермности позволяет многим видам животных (белым медведям, ластоногим, пингвинам и др.) вести активный образ жизни при низких температурах.

Частный случай гомойотермии — гетеротермия — свойственна животным, впадающим в неблагоприятный период года в спячку или временное оцепенение (суслики, ежи, летучие мыши, сони и др.). В активном состоянии они поддерживают высокую температуру тела, а в случае низкой активности организма — пониженную, что сопровождается замедлением процессов обмена веществ и, как следствие, низкой теплоотдачей [1.43].

Химическая терморегуляция;

Температура тела человека и высших животных поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на колебания температуры окружающей среды. Это постоянство температуры тела носит название изотермии.

Изотермия свойственна только так называемым гомойотермным, или теплокровным, животным. Изотермия отсутствует у пойкилотермных, или холоднокровных, животных, температура тела которых переменна и мало отличается от температуры окружающей среды.

Химическая терморегуляция осуществляется путем изменения уровня теплообразования, т.е. усиления или ослабления интенсивности обмена веществ в клетках организма [1.56].

Усиление теплообразования вследствие увеличения интенсивности обмена веществ отмечается, в частности, тогда, когда температура окружающей среды становится ниже оптимальной температуры, или зоны комфорта. Для каждого вида животного эта зона индивидуальна.

Оптимальная температура во время пребывания в воде выше, чем на воздухе. Это обусловлено тем, что вода, обладающая высокой теплоемкостью и теплопроводностью, охлаждает тело в 14 раз сильнее, чем воздух, поэтому в прохладной ванне обмен веществ повышается значительно больше, чем во время пребывания на воздухе при той же температуре.

Наиболее интенсивное теплообразование в организме происходит в мышцах.

Небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования на 50-80%, а тяжелая мышечная работа — на 400 — 500%.

В условиях холода теплообразование в мышцах увеличивается, даже если животное находится в неподвижном состоянии. Это обусловлено тем, что охлаждение поверхности тела, действуя на рецепторы, воспринимающие холодовое раздражение, рефлекторно возбуждает беспорядочные непроизвольные сокращения мышц, проявляющиеся в виде дрожи (озноб).

Если животное дрожит у него поднимается температура.

При этом обменные процессы организма значительно усиливаются, увеличивается потребление кислорода и углеводов мышечной тканью, что и влечет за собой повышение теплообразования. Данный процесс очень сильно проявляется у мелких животных при проведении операций.

В химической терморегуляции значительную роль играют также печень и почки. Температура крови печеночной вены выше температуры крови печеночной артерии, что указывает на интенсивное теплообразование в этом органе. При охлаждении тела теплопродукция в печени возрастает[2].

Физическая терморегуляция

Физическая терморегуляция, обеспечивающая адаптацию к холоду не за счет дополнительной выработки тепла, а за счет сохранения его в теле животного, осуществляется путем рефлекторного сужения и расширения кровеносных сосудов кожи, меняющих ее теплопроводность, изменения теплоизолирующих свойств меха и перьевого покрова, регуляции испарительной теплоотдачи. [1.51]

Густой мех млекопитающих, перьевой покров птиц позволяют сохранять вокруг тела прослойку воздуха с температурой, близкой к температуре тела животного, и тем самым уменьшать теплоотдачу во внешнюю среду. У обитателей холодного климата хорошо развит слой подкожной жировой клетчатки, который равномерно распределен по всему телу и является хорошим теплоизолятором [1.57].

Поддержание теплового баланса растений, подчиняются физическим законам природы и относятся к способам физической терморегуляции. У растений физическая терморегуляция хотя и представлена различными элементами, но в целом эффективность ее низка и распространяется лишь на несколько процентов общего теплового потока через организмы. Эти элементы терморегуляции позволяют растениям выживать в условиях, когда температура среды приближается к основным критическим значениям, но не могут стабилизировать их общий тепловой баланс. Более существенное значение для растений имеют физиологические механизмы температурных адаптации, повышающие их толерантность к холоду или перегреву (накопление в клетках антифризов, листопад, отмирание надземных частей, уменьшение в клетках воды и т.п.).

В разные фазы онтогенеза требования к теплу различны. В умеренном поясе прорастание семян происходит обычно при более низких температурах, чем цветение, а для цветения требуется более высокая температура, чем для созревания плодов. [1.39]

Влияние температуры среды на размножение и смертность животных

Температура — важнейший из ограничивающих (лимитирующих) факторов. Пределами толерантности для любого вида являются максимальная и минимальная летальные температуры, за пределами которых вид смертельно поражают жара или холод. Если не принимать во внимание некоторые уникальные исключения, все живые существа способны жить при температуре между 0 и 50 о С, что обусловлено свойствами протоплазмы клеток.

На рис. 1 показаны температурные пределы жизни видовой группы, популяции. В оптимальном интервале организмы чувствуют себя комфортно, активно размножаются, и численность популяции растет. К крайним участкам температурного предела жизни — пониженной жизнедеятельности — организмы чувствуют себя угнетенно.

При дальнейшем похолодании в пределах нижней границы стойкости или увеличении жары в пределах верхней границы стойкости организмы попадают в зону смерти и погибают.

Адаптационные процессы у животных по отношению к температуре привели к появлению животных, способных существовать как при низких температурах, так и при высоких.

Активную жизнь при температуре ниже нуля могут вести только гомойотермные животные. Пойкилотермные хотя выдерживают температуру значительно ниже нуля, но при этом теряют подвижность. Температура порядка +40 о С, т.е. даже ниже температуры свертывания белка, для большинства животных предельна. [3.42]

Не меньшее значение температура играет в жизни растений. При повышении температуры на 10 о С интенсивность фотосинтеза увеличивается в два раза, но лишь до 30… 35 о С, затем его интенсивность падает, и при +40…45 о С фотосинтез вообще прекращается. При 50 о С большинство наземных растений погибают, что связано с интенсификацией их дыхания при повышении температуры, а затем с его прекращенем

Температура влияет и на ход корневого питания у растений: он возможен лишь при условии, когда температура почвы на всасывающих участках на несколько градусов ниже температуры наземной части растения. Нарушение этого равновесия влечет за собой угнетение жизнедеятельности растений и даже их гибель.

Но в жизни животных гораздо большее значение имеют физиологические адаптации, простейшей из которых является акклиматизация — физиологическое приспособление к перенесению жары или холода. Например, борьба с перегревом путем увеличения испарения, борьба с охлаждением у пойкилотермных животных путем частичного обезвоживания своего тела или накопления специальных веществ, понижающих точку замерзания, у гомойотермных — за счет изменения обмена веществ.

Существуют и более радикальные формы защиты от холода: миграция в более теплые края (перелеты птиц; высокогорные серны на зиму переходят на более низкие высоты и др.), зимовка — впадение в спячку на зимний период (сурок, белка, бурый медведь, летучие мыши способны понижать температуру своего тела почти до нуля, замедляя метаболизм, тем самым, трату питательных веществ).

Таким образом, температура, являясь важнейшим лимитирующим фактором, оказывает весьма существенное влияние на адаптационные процессы в организмах и популяциях наземно-воздушной и водной среды [3,43]

Температурный фактор остается значимым с точки зрения влияния на процесс размножения, даже когда животных содержат в помещениях с постоянной температурой на протяжении всего года. В хорошую погоду зафиксировано больше случаев эструса, чем в плохую холодную погоду. [4]

В географических зонах со стабильными круглогодичными температурами домашние козы демонстрируют повышенную половую активность в сезон дождей. В западной Африке такую привязанность половой активности к сезону дождей имеют аборигенные породы крупного рогатого скота и овец.

Торможение половой активности наблюдают у быков-производителей в жаркие летние дни в странах южной Европы. Физическая активность животных в таких условиях еще больше усугубляет ситуацию. Дискомфорт, вызываемый гипертермией, определенно тормозит половое поведение животных, о чем свидетельствуют и наблюдения за половым поведением диких животных, обитающих в жарком климате. В полуденную жару приоритетность половой доминанты понижается потребностями организма в температурном гомеостатировании. Для охлаждения животные уходят в тень, залезают в норы или заходят в водоемы, где и остаются до тех пор, пока жара не спадет. Половая активность животных восстанавливается в сумерках, когда температура воздуха понижается на несколько градусов[4]

2. Температура среды в жизни растений

Э кологические группы растений по степени адаптации к высоким температурам

По степени адаптации к высоким температурам можно выделить следующие группы организмов:

1) нежаростойкие виды — повреждаются уже при + 30… + 40°С (эукариотические водоросли, водные цветковые, наземные мезофиты);

2) жаровыносливые э у к а р и о т ы — растения сухих местообитаний с сильной инсоляцией (степей, пустынь, саванн, сухих субтропиков и т.п.); переносят получасовое нагревание до + 50… + 60°С;

3) жароустойчивые прокариоты — термофильные бактерии и некоторые виды сине-зеленых водорослей, могут жить в горячих источниках при температуре +85… + 90°С. [1,40].

Некоторые растения регулярно испытывают влияние пожаров, когда температура кратковременно повышается до сотен градусов. Пожары особенно часты в саваннах, в сухих жестколистных лесах и кустарниковых зарослях типа чапарраля. Там выделяют группу растений пирофитов, устойчивых к пожарам. У деревьев саванн на стволах толстая корка, пропитанная огнеупорными веществами, надежно защищающая внутренние ткани. Плоды и семена пирофитов имеют толстые, часто одревесневшие покровы, которые растрескиваются, будучи опалены огнем.

Наиболее общие адаптации, позволяющие избегать перегрева, — повышение термоустойчивости протопласта в результате закаливания, охлаждение тела путем повышенной транспирации, отражение и рассеивание падающих на растение лучей благодаря глянцевитой поверхности листьев или густому опушению из светлых волосков, уменьшение тем или иным способом нагреваемой площади. У многих тропических растений из семейства бобовых при температуре воздуха выше +35°С листочки сложного листа складываются, чем вдвое сокращается поглощение радиации. У растений жестколистных лесов и кустарниковых группировок, растущих при сильной летней инсоляции, листья повернуты ребром к полуденным лучам солнца, что помогает избегать перегревания. [1,40]

Экологические группы растении по степени адаптации к дефициту тепла

По степени адаптации растений к условиям крайнего дефицита тепла можно выделить три группы:

1) не холодостойкие растения сильно повреждаются или гибнут при температурах, еще не достигающих точки замерзания воды. Гибель связана с инактивацией ферментов, нарушением обмена нуклеиновых кислот и белков, проницаемости мембран и прекращением тока ассимилятов. Это растения дождевых тропических лесов, водоросли теплых морей;

2) неморозостойкие растения — переносят низкие температуры, но гибнут, как только в тканях начинает образовываться лед. При наступлении холодного времени года у них повышается концентрация осмотически активных веществ в клеточном соке и цитоплазме, что понижает точку замерзания до — (5-7)°С. Вода в клетках может охлаждаться ниже точки замерзания без немедленного образования льда. Переохлажденное состояние неустойчиво и длится чаще всего несколько часов, что, однако, позволяет растениям переносить заморозки. Таковы некоторые вечнозеленые субтропические растения — лавры, лимоны и др.;

3) льдоустойчивые, или морозоустойчивые, растения — произрастают в областях с сезонным климатом, с холодными зимами. Во время сильных морозов надземные органы деревьев и кустарников промерзают, но тем не менее сохраняют жизнеспособность, так как в клетках кристаллического льда не образуется. Растения подготавливаются к перенесению морозов постепенно, проходя предварительную закалку после того, как заканчиваются ростовые процессы. Закалка заключается в накоплении в клетках сахаров (до 20-30%), производных углеводов, некоторых аминокислот и других защитных веществ, связывающих воду. При этом морозоустойчивость клеток повышается, так как связанная вода труднее оттягивается образующимися во внеклеточных пространствах кристаллами льда.

Оттепели в середине, а особенно в конце зимы вызывают быстрое снижение устойчивости растений к морозам. После окончания зимнего покоя закалка утрачивается. Весенние заморозки, наступившие внезапно, могут повредить тронувшиеся в рост побеги и особенно цветки даже у морозоустойчивых растений. [1.41]

3. Влажность и осадки как экологические факторы

Влажность — показатель содержания в физических телах воды.

Влажность зависит от природы вещества, а в твёрдых телах, кроме того, от степени измельчённости или пористости. Содержание химически связанной, так называемой конституционной воды, например гидроокисей, выделяющейся только при химическом разложении, а также воды кристаллогидратной не входит в понятие влажности. [5.55]

Влажность обычно характеризуется количеством воды в веществе, выраженным в процентах (%) от первоначальной массы влажного вещества (массовая влажность) или её объёма (объёмная влажность).

Влажность воздуха — это мера, характеризующая содержание водяных паров в воздухе. Относительная влажность — это количество воды, содержащейся в воздухе при данной температуре по сравнению с максимальным количеством воды, которое может содержаться в воздухе при той же температуре в виде пара. Содержание влаги в воздухе в зависимости от относительной влажности воздуха и его температуры

Воздух имеет свойство воспринимать водяной пар. Содержащееся в 1 м 3 воздуха количество водяного пара в г называют абсолютной влажностью воздуха. Способность воздуха воспринимать водяной пар зависит от температуры воздуха. Воздух с более высокой температурой может воспринимать и накапливать больше влаги, чем воздух с более низкой температурой. Так называемая максимальная влажность воздуха в г/м 3 достигается, когда воздух уже больше не может воспринимать влагу. В этом случае говорят, что воздух насыщен влагой. Так, например, воздух при 20°С может накапливать максимально 17,3 г водяного пара. При температуре 10° С насыщение наступает уже при содержании влаги 9,4 г/м 3 . Сколько грамм водяного пара воздух максимально может воспринять при различной температуре, показано на кривой насыщения. [6]

Абсолютная и относительная влажность воздуха

Как правило, воздух не содержит максимально возможное количество влаги, т.е. 100%, а меньшее. Это содержание влаги в воздухе выражается как отношение абсолютной влажности воздуха к максимальной влажности в% и называется относительной влажностью воздуха.

Абсолютная влажность воздуха — количество водяного пара в воздухе, измеряемое в г/м 3 (максимальное значение — на экваторе 30 г./м 3 , в средних широтах значение 3-10 г./м 3 ). [1.19]

Относительная влажность — отношение абсолютной влажности к максимальной (в%) выражена в формуле 3.1.

P S — количество граммов водяных паров, способных создать полное насыщение 1 м 3 воздуха. Наиболее благоприятна для человека r = 40-60%.

Дефицит насыщения воздуха водяными парами — разность между максимальной и абсолютной влажностью выражена в формуле 3.2.

где, d-характеризует испаряющую силу воздуха. [1.19]

С повышением температуры эта сила увеличивается, так как при одной и той же влажности, но при разных температурах дефицит насыщения неодинаков. Чем больше d, тем суше воздух и тем интенсивнее происходит в нем испарение и транспирация. Чем меньше d, тем больше относительная влажность воздуха. В таблице 3.1 видно как меняется характер физиологических реакций живых организмов в зависимости от типа воздуха. [6]

Таблица3.1. Влияние воздуха на живые организмы

Характер физиологических реакций живых организмов

холодный и влажный

у хладнокровных обмен веществ замедляется, у теплокровных усиливается

холодный и сухой

охлаждение организмов протекает менее интенсивно, чем в холодном и влажном воздухе

испарение с поверхности тела усиливается, и терморегуляция организма становится возможной

жаркий и влажный

испарения с поверхности тела почти не происходит, и наблюдается перегрев тела до температуры воздуха

Относительная влажность воздуха — важный экологический показатель среды. При слишком низкой или слишком высокой влажности, наблюдается быстрая утомляемость, ухудшение восприятия и памяти. Продукты питания, строительные материалы и даже многие электронные компоненты допускается хранить в строго определенном диапазоне относительной влажности воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения. Для увлажнения воздуха применяются увлажнители[6]

— обуславливает периодичность активной жизни организмов;

— сезонную динамику жизненных циклов;

— влияет на продолжительность развития, плодовитость и их смертность.

По отношению к водному режиму наземные организмы подразделяются на экологические группы:

— мезофильные (предпочитающие умеренную влажность);

Разделение организмов на данные группы относительно, так как у многих видов степень потребности во влаге непостоянна в различных условиях и неодинакова на разных стадиях развития организмов.

Температура и влажность являются ведущими климатическими факторами и тесно взаимосвязаны между собой. Сочетание температуры и влажности часто играет решающую роль в распределении растительности и животных [7].

Значение осадков и влажности воздуха в жизни животных

Осадки, влажность, вода — обязательна для жизни на Земле, в экологическом плане она уникальна. При одинаковых географических условиях на Земле существуют и жаркая пустыня, и тропический лес Различие состоит только в годовом количестве осадков: в первом случае 0,2-200 мм, а во втором 900-2000 мм. Осадки, тесно связанные с влажностью воздуха, представляют собой результат конденсации и кристаллизации водяных паров в высоких слоях атмосферы. В приземном слое воздуха образуются росы, туманы, а при низких температурах наблюдается кристаллизация влаги — выпадает иней.

Одна из основных физиологических функций любого организма в теле. В процессе эволюции у организмов сформировались разнообразные приспособления к добыванию и экономному расходованию воды, а также к переживанию засушливого периода. Одни животные пустыни получают воду из пищи, другие за счет окисления своевременно запасенных жиров (например, верблюд, способный путем биологического окисления из 100 г. жира получить 107 г. метаболической воды); при этому них минимальна водопроницаемость наружных покровов тела, преимущественно ночной образ жизни и т.д.

Дефицит влажности — разность между максимально возможным и фактически существующим насыщением при данной температуре. Это один из важнейших экологических параметров, поскольку характеризует сразу две величины: температуру и влажность. Чем выше дефицит влажности, тем суше и теплее, и наоборот. [8]

Из-за особенностей энергообмена растительность является мощным фактором перераспределения тепла у поверхности Земли и создания мезо- или микроклимата. Под пологом леса подлесок, напочвенный покров, животные находятся в условиях более выравненных температур, более высокой влажности воздуха и в меньшей степени, травянистая растительность; также изменяет режим окружающего пространства. В результате положительных или отрицательных топических взаимоотношений одни виды определяют или исключают возможность существования в биоценозе других видов. [8]

Вода в жизни растений

Растения потребляют воду преимущественно в жидком состоянии. В вегетационный период вода из атмосферы поступает в растения в основном в жидкой фазе — в виде дождя. Однако в умеренной и холодных зонах огромное влияние на растения оказывает также вода в твердой фазе — это снег, лед, ожеледь, изморозь, иней, град. При охлаждении воздуха относительная влажность его увеличивается, и когда достигает 100% (так называемая «точка росы»), начинается конденсация паров в виде капель. Роса и туман не оказывают большого влияния на увлажнение сухого аридного климата, но значительно повышают влажность гумидного (влажного) климата и смягчают отрицательное воздействие коротких сухих периодов.

Пределы распространения растений, определяемые недостаточностью осадков, в противоположность термическим границам не являются абсолютными. Отсутствие дождей может быть компенсировано наличием рек или грунтовых вод (оазисы). Кроме того, даже в крайне засушливых областях могут выпасть случайные осадки, хотя бы и с десятилетним перерывом.

Тем не менее пустыни, почти лишенные растительности, занимают значительную часть земной поверхности, располагаясь, как правило, в пределах субтропических и тропических пассатных поясов В пределах тропических поясов распространение растительности определяется не температурными различиями, а условиями увлажнения, причем скорее имеет значение сезонное распределение осадков и испарения, нежели общее количество осадков.

Во внетропических широтах в периодически сухом климате, летняя сухость в климатах с холодными зимами совсем не допускает роста деревьев (континентальная граница леса). Вид осадков, то есть дождь, снег, туман, роса или иней, и их апериодичность также существенны для растительности, особенно в областях с небольшим количеством осадков. Значение росы, как и ее распространение, еще не полностью изучено. Во всяком случае, в сухих областях утренняя роса увеличивает относительную влажность воздуха, в результате некоторые растения открывают свои устьица, которые в противном случае оставались бы закрытыми; таким образом, роса способствует увеличению периода ассимиляции. [9]

Экологические группы растений по отношению к водному режиму

Водный режим — последовательные изменения в поступлении, состоянии и содержании воды во внешней среде в виде влажности почвы и воздуха, уровня грунтовых вод и осадков. [1.26]

По отношению к влажности различают эвригигробионтные и стеногигробионтные организмы. Эвригигробионтные способны жить при различных колебаниях влажности, а стеногигробионты — при определенном значении. Животные, в отличие от растений, имеют возможность активно отыскивать условия с оптимальной влажностью и обладают более совершенными механизмами регуляции водного обмена.

Все наземные организмы по отношению к водному режиму подразделяются на 3 основные экологические группы:

1. Гигрофильные (влаголюбивые);

2. Ксерофильные (сухолюбивые);

3. Мезофильные (умеренная влажность).

По характеру адаптаций, связанных с регуляцией водного режима, различают три группы растений, представлены в таблице 3.2:

Гигрофилы — наземные животные, приспособленные к обитанию в условиях высокой влажности. Например, мокрицы, наземные моллюски и амфибии, наземные планарии (черви). У этих животных механизмы регуляции их водного режима слабо развиты или вообще отсутствуют. Они не могут накапливать в значительном количестве и удерживать в теле длительное время запасы воды.

Мезофиллы — животные, обитающие в условиях умеренной влажности и сравнительно легко переносящие ее колебания.

Ксерофилы — сухолюбивые, не переносящие высокой влажности и способные переносить сухость воздуха в сочетании с высокой температурой. Хорошо развиты механизмы регуляции водного обмена и приспособления к удержанию воды в теле. Некоторые млекопитающие избегают дефицита влаги путем отложения жиров, при окислении которых образуется небольшое количество воды. За счет этой воды (метаболической) живут многие насекомые, верблюды, курдючные овцы, жирнохвостые тушканчики [1.200].

Экологическая группа растений

Влажные места; нет дефицита воды; отсутствие засушливых периодов

Приспособления, ограничивающие расход воды, отсутствуют; Толстые слаборазвитые корни с небольшим количеством или отсутствием корневых волосков; Наличие во всех органах воздушных полостей, обеспечивающих аэрацию тканей

Тропические и болотные растения

Умеренно увлажненные места

Способность переносить почвенную и атмосферную засуху ограничена; Хорошо развитая корневая система с многочисленными корневыми волосками; Устьица расположены на нижней стороне листьев и обеспечивают регуляцию транспирации

Луговые и лесные травы, лиственные деревья, большинство сельскохозяйственных культур и сорняков, эфемеры

Хорошо переносят почвенную и атмосферную засуху; Суккуленты — накапливают в тканях большое количество воды; Склерофиты — сухие жесткие кустарнички или травы, интенсивно испаряющие влагу. Цитоплазма клеток способна выдерживать сильное обезвоживание; Корневая система интенсивно поглощает влагу из почвы

Суккуленты (алоэ, кактусы); Склерофиты (верблюжья колючка, саксаул)

4. Климат как целое

Многолетний режим погоды характеризует климат местности. В понятие климата входят не только средние значения метеорологических явлений, но и их годовой и суточный ходы, отклонение от него, их повторяемость. Климат определяется географическими условиями района.

Основные климатические факторы — это температура и влажность, измеряемые количеством осадков и насыщенностью воздуха водяными парами. Так, в удаленных от моря странах наблюдается постепенный переход от гумидного климата через семиаридную промежуточную зону со случайными или периодическими засушливыми периодами к аридной территории, для которой характерны продолжительная засуха, засоление почвы и воды. [5.27]

Климат , экоклимат, микроклимат

Каждое местообитание характеризуется определенным экологическим климатом, т.е. климатом приземного слоя воздуха, или экоклиматом.

Большое влияние на климатические факторы оказывает растительность. Так, под пологом леса влажность воздуха всегда выше, а колебания температуры меньше, чем на полянах. Отличается и световой режим этих мест. В разных растительных ассоциациях формируется свой режим света, температуры, влажности, т.е. своеобразный фитоклимат. [5.60]

Для полной характеристики климатических условий того или иного местообитания не всегда достаточно данных экоклимата или фитоклимата. Местные элементы среды (рельеф, экспозиция, растительность и т.п.) очень часто так изменяют в конкретном участке режим света, температуры, влажности, движение воздуха, что он значительно может отличаться от климатических условий местности. Локальные модификации климата, складывающиеся в приземном слое воздуха, называют микроклиматом. Например, условия жизни, окружающие личинок насекомых, живущих под корой дерева, иные, чем в лесу, где это дерево растет. Температура южной стороны ствола может быть на 10 — 15°С выше температуры ее северной стороны. Устойчивым микроклиматом обладают заселенные животными норы, дупла деревьев, пещеры. Четких же различий между экоклиматом и микроклиматом не существует. Считается, что экоклимат — это климат больших территорий, а микроклимат — климат отдельных небольших участков. Микроклимат оказывает влияние на живые организмы той или иной территории, местности. [10]

Биологические циклы /pитмы/

Одно из фундаментальных свойств живой природы — это цикличность большинства происходящих в ней процессов. Между движением небесных тел и живыми организмами на Земле существует связь. [1.144]

Живые организмы не только улавливают свет и тепло солнца и луны, но и обладают различными механизмами, точно определяющими положение Солнца, реагирующими на ритм приливов, фазы луны и движение нашей планеты. Они растут и размножаются в ритме, который приурочен к продолжительности дня и смене времени года, обусловленном в свою очередь движением Земли вокруг Солнца. Совпадение фаз жизненного цикла с временем года, к условиям которого они приспособлены, имеет решающее значение для существования вида. В процессе исторического развития циклические явления, происходящие в природе, были восприняты и усвоены живой материей, и у организмов выработалось свойство периодически изменять свое физиологическое состояние.

Равномерное чередование во времени каких-либо состояний организма называется биологическим ритмом.

Различают внешние (экзогенные), имеющие географическую природу и следующие за циклическими изменениями во внешней среде, и внутренние (эндогенные), или физиологические, ритмы организма.

Внешние ритмы имеют географическую природу, связаны с вращением Земли относительно Солнца и Луны относительно Земли.

Множество экологических факторов на нашей планете, в первую очередь световой режим, температура, давление и влажность воздуха, атмосферное электромагнитное поле, морские приливы и отливы и др. под влиянием этого вращения закономерно изменяются. На живые организмы воздействуют и такие космические ритмы, как периодические изменения солнечной активности. Для Солнца характерен 11-летний и целый ряд других циклов. Существенное влияние оказывают на климат нашей планеты изменения солнечной радиации. Помимо циклического воздействия абиотических факторов внешними ритмами для любого организма являются и закономерные изменения активности, а также поведение других живых существ.

Внутренние, физиологические, ритмы возникли исторически. Обнаружена ритмичность в процессах синтеза ДНК и РНК в клетках, в синтезе белков, в работе ферментов, деятельности митохондрий. Деление клеток, сокращение мышц, работа желез внутренней секреции, биение сердца, дыхание, возбудимость нервной системы, т.е. работа всех клеток, органов и тканей организма подчиняется определенному ритму. Каждая система имеет свой собственный период. Данную ритмику называют эндогенной.

Внутренние ритмы организма соподчинены, интегрированы в целостную систему и выступают в конечном итоге в виде общей периодичности поведения организма. Организм как бы отсчитывает время, ритмически осуществляя свои физиологические функции. Как для внешних, так и для внутренних ритмов наступление очередной фазы прежде всего зависит от времени. Отсюда время выступает как один из важнейших экологических факторов, на который должны реагировать живые организмы, приспосабливаясь к внешним циклическим изменениям природы.

Изменения в жизнедеятельности организмов нередко совпадают по периоду с внешними, географическими циклами. Среди них такие, как адаптивные биологические ритмы — суточные, приливно-отливные, равные лунному месяцу, годовые. Самые важные биологические функции организма (питание, рост, размножение и т.д.) благодаря им совпадают с наиболее благоприятными для этого времени суток и года.

Суточный ритм, обусловленный периодическим изменением освещенности из-за вращения Земли вокруг своей оси. В зеленых растениях фотосинтез идет только в светлое (дневное) время суток. У растений нередко открывание и закрывание цветков, поднятие и опускание листьев, максимальная интенсивность дыхания, скорость роста колеоптиля и др. приурочены к определенному времени суток.

Суточный ритм четко прослеживается в жизни обитателей крупных водных систем — океанов, морей, больших озер.

Влияние Луны прежде всего сказывается на жизни водных организмов морей и океанов нашей планеты, связано с приливами, которые обязаны своим существованием совместному притяжению Луны и Солнца. Движение Луны вокруг Земли приводит к тому, что существует не только суточная ритмика приливов, но и месячная. Максимальной высоты приливы достигают примерно раз в 14 дней, когда Солнце и Луна находятся на одной прямой с Землей и оказывают максимальное воздействие на воды океанов.

Нередко решающим фактором сезонной периодичности является увеличение продолжительности дня. Сезонные изменения мехового покрова некоторых млекопитающих также определяются относительной продолжительностью дня и ночи, мало или не зависят от температуры.

Однако размножение многих мелких млекопитающих (мышей, полевок, леммингов) часто не имеет строго сезонной приуроченности. В зависимости от количества и обилия кормов размножение может идти как весной, так и летом, и зимой.

Различают 5-6- и 11-летние, а также 80-90-летние или вековые циклы солнечной активности. Это позволяет в какой-то мере объяснить совпадения периодов массового размножения животных и роста растений с периодами солнечной активности.

Биологические часы, по мнению целого ряда ученых, представляют собой еще один экологический фактор, ё ограничивающий активность живых существ. Свободному расселению животных и растений препятствуют не только экологические барьеры, они привязаны к своему местообитанию не только конкуренцией и симбиотическими отношениями, границы их ареалов определяются не только адаптациями, но их поведение управляется еще и опосредованно, через внутренние биологические часы, движением далеких небесных тел. [1.144]

Список используемых источников

1) Чернова Н.М., Былова А.М. / Общая экология / Дрофа М: 2007-272с

2) Терморегуляция у животных/ Биофайл научно- ифармационный журнал http://biofile.ru/bio/20093.html

3) Иванов В.И. Общая экология: Тексты лекций / Университет ГА — С.-Петербург, 2010-169 с.

4) Влияние внешних факторов среды на половую активность/ РГАУ-МСХА/ http://www.activestudy.info/vliyanie-vneshnix-faktorov-sredy-na-polovuyu-aktivnost/

5) Миркин Б.М., Наумова Л.Г. Краткий курс общей экологии. Часть I: Экология видов и по-пуляций: Учебник. — Уфа: Изд-во БГПУ, 2011. — 206 с.

6) Относительная влажность воздуха / Биофайл научно- ифармационный журнал /http://biofile.ru/geo/7477.html

7) Влажность как один из абиотических факторов, адаптация к ней / Биофайл научно- ифармационный журнал / http://biofile.ru/bio/22149.html

8) Экология экосистем /Биофайл научно- ифармационный журнал / http://biofile.ru/bio/22592.html

9) Влияние осадков на растения /Биофайл научно- ифармационный журнал /http://biofile.ru/bio/8561.html

10) Температурный режим среды жизни /Биофайл научно- ифармационный журнал /http://biofile.ru/geo/13831.html

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Понятие среды обитания. Ее экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные. Закономерности их воздействия на функции живых организмов. Приспособление растений и животных к изменению температуры. Основные пути температурных адаптаций.

реферат [67,4 K], добавлен 11.03.2015

Значение животных в биосфере и жизни человека: формировании ландшафта, жизни растений. Воздействие человека на животных, причины вымирания животных: переселение животных, прямое и косвенное влияние человека. Мероприятия по охране животного мира.

контрольная работа [26,9 K], добавлен 24.11.2007

Главная причина вымирания животных и растений. Радикальные изменения среды обитания животных. Охотничий промысел в запрещенных местах. Уничтожение природы в целях защиты сельскохозяйственной продукции. Антропогенное воздействие гидроэлектростанций.

презентация [964,1 K], добавлен 10.09.2014

Водная и наземно-воздушная среды жизни. Почва как среда жизни. Роль эдафических факторов в распределении растений и животных. Живые организмы как среда обитания. Адаптация животных к водной среде. Экологическая пластичность организмов водной среды.

курсовая работа [48,2 K], добавлен 11.07.2015

Группы почвенных организмов по степени связи со средой обитания и размерам и степени подвижности. Особенности животных и растений, ведущих паразитический образ жизни. Характеристика водной, наземно-воздушной, почвенной сред жизни и живых организмов.

реферат [22,5 K], добавлен 26.10.2017

Среды обитания и экологические факторы. Воздушная и водная среды, растение и тяжелые металлы. Адаптация растений к загрязнению атмосферы. Биотические и абиотические факторы. Влияние температуры и света на растение. Влияние растений на окружающую среду.

реферат [3,5 M], добавлен 19.06.2010

Изучение редких видов растений и животных Краснодарского края и Кубани, анализ причин их исчезновения и охраны. Характеристика назначения и видов флоры и фауны Кавказского биосферного заповедника. Методы восстановления редких видов животных и растений.

реферат [2,7 M], добавлен 23.08.2010

Механизмы формирования устойчивости растений. Типы отношений растений к температуре. Особенности проявления стрессовых реакций у растений, вызывающие их факторы. Засухоустойчивость и устойчивость к перегреву. Устойчивость растений к низким температурам.

курсовая работа [243,5 K], добавлен 04.12.2014

Категории национальной природоохранной значимости редких и находящихся под угрозой исчезновения видов диких животных в Белоруссии. Растительный мир как объект экологических правоотношений. Меры по охране редких и исчезающих видов животных и растений.

курсовая работа [56,2 K], добавлен 17.11.2016

Влияние человека на природу и сокращение численности видов растений и животных. Редкие, исчезающие и находящиеся на грани исчезновения растений и животных Краснодарского края: пион, горицвет, меч-трава и папоротник чистоуст; выдра кавказская, дрофа.

презентация [1,6 M], добавлен 30.09.2012

Источник

Читайте также:  Цветение растений в конце июля