Околната среда оказва влияние върху организмите, които живеят на Земята. Температурата, светлината, влажността са фактори на околната среда. Техните промени водят до промяна в биологичните свойства на живите организми. Географията на местообитанията, размножаването, храната се променя.
Фактори на околната среда
Факторите на околната среда включват условия на околната среда, които влияят на организмите. Има абиотични фактори от нежива природа и биотични. Биотичните фактори са взаимодействията на живите организми, които влияят на техния вид. Също така, живите организми се влияят от антропогенни фактори - последствията от човешката дейност.
Живите организми са в състояние да се адаптират към промените - това се нарича адаптация. Появата на един организъм, отразяваща взаимодействието му с околната среда, е форма на живот.
Биотичните фактори на околната среда включват температура, в зависимост от настъпването на специален микроклимат или местообитание. Физическите и химичните промени в околната среда са абиотични.
Температурата като фактор на околната среда
Относителното постоянство на температурата е основното условие за съществуването на живите организми. Основният източник на топлина е слънчевата радиация. Физиологичните процеси протичат само при определена температура.
Влиянието на температурата зависи от географското местоположение на даден вид. Климатът определя растенията и животните, които живеят в даден район. Във Вселената температурният диапазон е доста голям. Животът може да съществува само от -200 до +100 oS. Но повечето видове живеят в много по-тесен температурен диапазон.
Протеиновата структура изисква температура от 0 до +50 оС. Някои организми могат да съществуват извън тези граници. Температурата като фактор на околната среда се характеризира със сезонни и дневни колебания. Температурните промени, които надхвърлят диапазона, в който могат да съществуват живи организми, водят до тяхната масова смърт. По-малко значителна промяна засяга растежа, развитието и поведението на много животни.
Терморегулация на организмите
Светлината и температурата като фактори на околната среда влияят върху адаптивността на живите организми. Това се дължи на биохимичните и физиологични промени в организма и поддържането им на постоянна телесна температура. Има два вида организми:
- poikilothermic;
- домаотермичен.
Пойкилотермните организми променят телесната си температура в зависимост от околната среда. Те включват растения, гъби,риби, земноводни, влечуги и безгръбначни. При ниски или твърде високи температури изпадат в оцепенение.
Homeotherms са в състояние да поддържат относително постоянна телесна температура, когато условията на околната среда се променят. Някои топлокръвни могат да изпаднат в ступор, когато температурата спадне, докато телесната им температура също става близка до нула. Наблюдава се при някои птици и дребни гризачи. Сезонната хибернация е типична за мечки, таралежи, земни катерици и прилепи.
Биохимична адаптация на растенията
Температурата е най-важният фактор на околната среда за растенията. Когато средата се промени, растенията не могат да се преместят в друга зона, така че се адаптират по различен начин.
Повечето растения, за да се адаптират към твърде ниски или високи температури, увеличават концентрацията на сок, натрупват захар в клетките, намаляват преноса на топлина, повишават нивото на антоцианините.
При излагане на високо критични температури в цитоплазмата на растенията се увеличава количеството на защитните вещества, концентрацията на органични киселини, соли и слуз. Това намалява риска от цитоплазмено съсирване и неутрализира токсичните вещества.
В растенията, приспособени към по-ниски температури, въглехидратите се натрупват, най-често глюкоза, в клетките, количеството вода намалява. Това помага за понижаване на точката на замръзване.
Физиологична адаптация на растенията
Промените в температурата, екологичният фактор на околната среда, принуждават живите организми да се адаптират, както следва:
- понижаване собственоразмери, увеличаване на репродуктивните органи;
- формиране на къси издънки;
- запазване на мъртви листа върху короните;
- пубертетни издънки;
- восъчна епилация;
- плитане на корените на топли камъни;
- потапяне на част от растението в почвата.
Също така, физиологичната защита срещу температурни промени е засиленото изпаряване на водата. Тази форма на растителна защита се използва в горещи, влажни райони. В пустините и степите краткият цикъл на развитие предпазва от високи температури. Целият цикъл протича през пролетта, а растенията преживяват лятото в латентно състояние на луковици или коренища. Мъховете и лишеите изпадат в състояние на суспендирана анимация при високи температури.
Морфологична адаптация на растенията към температура
Температурата като фактор на околната среда кара растенията да се адаптират към високи и ниски температури на околната среда.
В субтропичната и тропическата зона растенията подобряват отражението на слънчевите лъчи. Това се улеснява от лек лъскав цвят. По този начин растенията намаляват въздействието на високите температури. Някои индивиди са в състояние да намалят повърхността, която абсорбира светлина, поради шипове, разчленени или сгънати листа. Вертикалните листа намаляват прегряването на растението. Листът може да се върти през деня, за да се избегне пряка слънчева светлина.
В студен климат се образуват джуджета на растенията, за да запазят топлината. Дърветата могат да достигнат височина до 50 см. Храстите приемат пълзяща форма. Алпийски и арктическиРастенията са с форма на възглавница. Те са по-малко чувствителни към вятъра, подслоняват се добре под снега през зимата и се възползват максимално от топлината на почвата през лятото.
Биохимични адаптации на животни
Такива фактори на околната среда като светлина, температура, влажност влияят върху адаптивните механизми на животните. Появиха се различни адаптивни фактори поради пойкилотермични и хомеотермични организми.
При студенокръвните животни, така наречените биологични антифризи се натрупват в кръвта, за да предотвратят замръзване. Образуването им позволява да се понижи точката на замръзване и да не умират при критични условия. В рибите веществата се наричат гликопротеини, при насекомите се натрупва глицерол или висока концентрация на глюкоза.
Топлокръвните животни избягват хипотермия, като повишават метаболизма си. Мастните резерви допринасят за появата на допълнителна енергия, която се изразходва за нагряване на тялото. Някои бозайници, като кафявата мечка, имат специална мастна тъкан, наречена кафява мазнина. Той е богат на митохондрии и кръвоносни съдове.
Физиологична адаптация на животните към температура
Процесът на адаптация към новите условия се влияе от температурата като фактор на околната среда. Накратко процесът може да се опише със следните думи: при студенокръвните животните жизнените процеси зависят от околната среда, при топлокръвните те се регулират вътре в тялото.
Преносът на топлина при хладнокръвните животни се дължи на особеностите на кръвоносната система. плавателни съдове,мускулите и кожата са в близък контакт един с друг, кръвта на кожата се нагрява и отива към мускулите, затопляйки ги. Ако температурата на околната среда се повиши, кръвният поток се ускорява.
При всички животни прегряването се отстранява поради изпаряването на влагата от повърхността на тялото. При някои изпаряването става по-интензивно през лигавиците и горните дихателни пътища. Този метод е присъщ на топлокръвните животни с вълна.
Когато температурата на околната среда спадне, животните, включително хората, усещат мускулни тремори. Някои видове спят зимен сън. Ако животното има рядка и къса коса, тогава терморегулацията се осъществява чрез разширяване и стесняване на кожните съдове.
Морфологична адаптация на животните
Температурата като фактор на околната среда влияе върху животните и морфологичната адаптация. Забелязва се, че хладнокръвните животни са толкова по-големи, колкото по-близо до екватора. Топлокръвен – напротив. Размерът им се увеличава, когато се приближават до Арктическия полюс.
Колкото по-голяма е повърхността на тялото, толкова по-интензивен е преносът на топлина към околното пространство. Поради тази причина южните животни имат дълги уши, дълги опашки и крайници. Това е особено очевидно, когато се разглеждат тясно свързани видове гризачи.
Намаляването на топлинните загуби се улеснява от различни обвивки на тялото: при влечугите - рогова покривка, при птиците - пера, при бозайниците - козина. Подкожната мазнина допринася за запазването на топлината с намаляване на фактора на околната среда - температурата на водата - при животните от север, живеещи във вода. Цветът на кожата играе важна роляПокрийте. Светлият цвят на тропическите животни помага да се избегне прегряване.
Поведенчески адаптации на животните
Поведенческите адаптации зависят от температурата като фактор на околната среда. При хладнокръвните животни се разграничават следните типове поведенчески реакции:
- избиране на места с най-добра температура;
- променете позата.
Хладнокръвните животни търсят места с достатъчно слънчева светлина. След нагряване на тялото те се преместват на сянка или се крият в дупки. Те поддържат телесната температура чрез мускулни контракции.
Топлокръвните животни избират места, за да се предпазят от студ или топлина. Характеризира се с масови събирания на животни за поддържане на топлина, сезонна миграция, способност за създаване на дупки и ровене в снега. В дупка, изкопана под снега, температурата може да бъде с 15-18 оС по-висока от тази наоколо. Много животни от северните ширини се характеризират със съхранение на храна, хибернация и миграция.
Температурното отклонение от нормативните показатели води до необратими последици за организма. Поведенческата адаптация е характерна само за животните. Растенията не използват този фактор.
Разнообразие от температурни условия на Земята
Сезонът на растеж на растенията зависи от това в коя зона живеят. В тропическия пояс продължава целогодишно, в умерения пояс - от пролетта до есента, в полярната зона на Северното полукълбо - до 2 месеца.
На полюса на Северното полукълбо зимната температура е 71,2 oC. В южното полукълбо най-ниската регистрирана температура е -89,2 oS. Най-горещите места са в Африка, близо до екватора. Температурата на сянка достига 58 оС, а почвата се затопля до 70-80 оС. В рамките на един и същи пояс се появяват разлики в температурните условия. По-тъмните почви се затоплят по-добре. Лятото в гората е по-хладно, отколкото на открито.
Всеки вид живи същества избира приемлив температурен режим. Едно и също растение изисква различни количества топлина в различни периоди от живота си.
