Глава 14. Основы экологии................................................................................................................... 1 § 61. Экология как наука. Экологические факторы среды....

Страница 4 из 19

В состоянии анабиоза энергия расходуется пре­дельно экономно, резко повышается устойчивость организма. Температура кожи лапок чайки Поддержание нормальной жизнедеятельности в небла­гоприятных условиях требует от существ больших затрат энергии. Виды, обитающие в высоких широтах, наиболее приспособлены к перепадам температур. Тундровые песцы переносят колебания температур от +30°С до -55°С, даурская лиственница выдерживает температуру до -70°С (близ Верхоян­ска).

Животные и растения тропических лесов приспособлены лишь к небольшому диапазону температур, снижение темпера­туры до +5°С для них губительно. Отдельные виды бактерий и водорослей благополучно себя чувствуют в горячих источниках при температуре до +123°С. Однако для большинства организ­мов наиболее благоприятным является диапазон от +15°С до +30°С.

В воде благодаря ее высокой теплоемкости колебания тем­пературы существенно меньше, чем на суше. Поэтому водные виды менее приспособлены к перепадам температур. Диапазон приспособленности некоторых видов антарктических рыб со­ставляет всего 4°С (от -2°С до +2°С). С повышением температуры до 0°С интенсивность обмена веществ у них вырастает, а при +2°С резко падает, и рыбы впадают в тепловое оцепенение.

В популяциях теплокровных животных с продвижением на север уменьшаются выступающие части (вспомним рис. на с 209) и увеличиваются средние размеры тела. Так, европейс­кий бурый медведь весит 150-280 кг, камчатский — 400-500 кг, а медведи Аляски и острова Вадьяк – около 800 кг. Дело в том, что теплопотери пропорциональны площади поверхности тела, их удельная величина (на килограмм веса)

падает с уве­личением объема животного (S шара/V шара = 3/г). Многие северные виды животных наделены «чудесной се­тью» кровеносных сосудов. В ластах китов и лапах птиц вены расположены вплотную к артериям. Тепло артерий передает­ся венам и возвращается в тело, температура конечностей и теплопотери резко снижаются. Арктические растения – с преобладанием стелющихся форм, их листья часто подушковидные.

Благодаря такой конфигурации растения улавливают больше солнечного све­та и максимально используют тепло нагретой почвы. Сообщества наземных организмов характеризуются широт­ной зональностью — сменой видов при продвижении от эк­ватора к полюсам. Влажные тропические леса переходят в субтропики и далее в листопадный лес умеренного климата и низкорослую тундровую растительность.

Типы природных сообществ определенных климатических зон называют биомами. Горные цепи и бассейны крупных рек способствуют про­никновению теплолюбивых видов далеко на север. Горы защи­щают от холодных ветров, а водные массы служат резервуа­ром тепла, повышающим среднюю температуру почвы и воздуха. Вода обладает большой теплоемкостью, она запасает тепло и длительное время согревает окружающую среду.

Со­здаваемый микроклимат формирует интересное сочетание ви­дов, порой не характерных для данного биома. Кроме климатических условий на организмы существен­но влияют и другие абиотические факторы – радиационный фон и загрязняющие вещества. Радиационный фон. Высокоэнергетичная радиация способ­на ионизировать атомы, поэтому ее называют ионизирующим излучением.

Часть этого излучения приходит из космическо­го пространства, другая – от радиоактивных пород планеты. Это ядра гелия (α-частицы), поток электронов (β-частицы), гамма- и рентгеновское излучение. Радиационный фон ионизирующего излучения в разных местах планеты отличается в 3-4 раза. Меньше всего он на поверхности моря, а максимален на вер­шинах гранитных гор из-за меньшей толщины атмосферы и большего количества радионуклидов в гранитных породах.

Наиболее чувствительны к радиации высокоорганизованные животные и особенно человек. Даже небольшое повышение естественного фона приводит к заметному возрастанию часто­ты мутаций. У высших растений чувствительность к радиации прямо пропорциональна размеру клеточного ядра, содержащего генетическую информацию. У животных определяющую роль играет ранимость отдельных систем.

Даже низкие дозы вызы­вают у млекопитающих повреждение быстро делящейся тка­ни костного мозга, поскольку в период деления генетический материал особенно уязвим. Неделящиеся нервные клетки по­вреждаются лишь при высоких уровнях облучения. Рассеянные в окружающей среде радионуклиды попадают в организмы также при движении по пищевым цепям (почва >> растение >> растительноядное животное >> хищник).

Если скорость их радиоактивного распада меньше скорости поступления, то радиоактивные вещества накапливаются в воде, почве, возду­хе, постепенно обедняя видовой состав биоценозов. В костной ткани живых существ накапливаются изотопы стронция и це­зия, в щитовидной железе – изотопы йода. В зонах с повышен­ной радиацией благополучно существуют только синезеленые – их находят даже вблизи ядерных реакторов. Химическое загрязнение.

В современном мире важным ан­тропогенным фактором являются загрязняющие вещества, быстро уничтожающие флору и фауну на огромных территориях. В процессе медеплавления в окружающей среде накапли­вается сернистый ангидрид, вызывающий кислотные дожди. Вредным отходом теплоэнергетики является диоксид углеро­да. Другие производства дают ядовитые оксиды азота, соеди­нения меди, ртути, фосфора.

Особенно много токсичных выб­росов в выхлопных газах автомашин. Экосистемы обширных районов разрушаются утечками нефти при добыче и транспор­тировке. В результате борьбы с сельскохозяйственными вреди­телями в почве и воде накапливаются пестициды (<лат. pestis вредитель + caedere убивать): инсектициды (<лат. insectum на­секомое) и гербициды (<лат. herbum трава) – средства против насекомых и сорняков.

Эти вещества ухудшают свойства по­чвы и воды — жизненно важных природных компонентов. 1. Почему экстремальная температура сильно воздействует на жизнедеятельность организмов? По какой причине птицы и млекопитающие способны переносить значительные перепа­ды температур? 2. Почему водные виды приспособлены к узкому диапазону температур? 3.

Что называют акклимацией? Приведите примеры. 4. Почему радиация особенно опасна для высокоорганизован­ных существ? § 64. Биотические факторы среды. Позитивные отношения организмов Состав и характер жизнедеятельности сообществ, их устой­чивость и развитие зависят от множества биотических факто­ров.

Связь с другими организмами дает питание и возможность размножения, защиту, смягчает неблагоприятные условия сре­ды, но представляет и немалую опасность. Планету населяют существа, сотворенные для совместного обитания. В их отно­шениях можно выделить характерные типы взаимосвязей, сход­ные у существ разных систематических групп. По характеру воздействия на особь взаимоотношения условно делят на позитив­ные (симбиотические), негативные (антибиотические) и нейтраль­ные.

К позитивным относят кооперацию, мутуализм, комменса­лизм, к негативным — конкуренцию, паразитизм и хищничество. Кооперация рака и актинии Позитивные отношения еще называют симбиозом (<лат. sym вместе) – таким сосуществованием организмов, которое биологически целесообразно для обоих участников, не явля­ясь при этом пищевым или конкурентным, Рассмотрим ха­рактерные типы симбиоза. Кооперация.

Раки-отшельники селятся в пустых раковинах мол­люсков и возят их на себе вместе с коралловыми полипами — актиния­ми. Рак расширяет жизненное про­странство актинии, необходимое ей для ловли добычи, и поедает часть жертв, пораженных стрекательны­ми клетками полипа. Актиния за­щищает рака от хищников. Иногда к этому симбиозу присоединяется еще и многощетинковый червь.

Обитая в раковине отшельника, он очищает ее и объедает паразитов с мягкого брюшка рака. Червю достается часть трапезы рака. Многощетинковые черви являются пищей раков, но «своего» червя рак не трогает, а нередко при смене раковины переносит его с собой. Многие мелкие и крупные рыбы периодически приплыва­ют к местам, где их уже ожидают креветки.

Там они прини­мают характерную позу – ложатся на бок или открывают пасть. Креветки собирают паразитов с поверхности тела и во рту, вы­стригают омертвевшие ткани. Птицы смело садятся на копыт­ных (оленей, лосей, коров) и питаются их паразитами (клеща­ми) или выщипывают ставшую ненужной и обременительной зимнюю шерсть, используемую птицами при постройке гнезд.

Шляпочные грибы образуют симбиоз с семенными растени­ями (микоризу), покрывая грибницей их корневую систему. У растения за счет грибницы существенно увеличивается объем корней, грибница поставляет воду и минеральные вещества, по­лучая взамен необходимые грибу как гетеротрофу органические соединения. С помощью грибов растения усваивают питатель­ные вещества из труднодоступных соединений почвы.

Претензии к содержанию