Адаптация растений к высоким температурам Пустыни покрывают. Адаптации растений к температуре
Температурный режим. Температурные адаптации растений и животных
Температурные границы существования видов. Пути их приспособления к колебаниям температуры.
Температура отражает среднюю кинетическую скорость атомов и молекул в какой-либо системе. От температуры окружающей среды зависит температура организмов и, следовательно, скорость всех химических реакций, составляющих обмен веществ.
Поэтому границы существования жизни — это температуры, при которых возможно нормальное строение и функционирование белков, в среднем от 0 до +50°С. Однако целый ряд организмов обладает специализированными ферментными системами и приспособлен к активному существованию при температуре тела, выходящей за указанные пределы.
Виды, предпочитающие холод, относят к экологической группе криофилов. Они могут сохранять активность при температуре клеток до —8…—10°С, когда жидкости их тела находятся в переохлажденном состоянии. Криофилия характерна для представителей разных групп наземных организмов: бактерий, грибов, лишайников, мхов, членистоногих и других существ, обитающих в условиях низких температур: в тундрах, арктических и антарктических пустынях, в высокогорьях, холодных морях и т. п. Виды, оптимум жизнедеятельности которых приурочен к области высоких температур, относят к группе термофилов. Термофилией отличаются многие группы микроорганизмов и животных, например нематод, личинок насекомых, клещей и других организмов, встречающихся на поверхности почвы в аридных районах, в разлагающихся органических остатках при их саморазогревании и т. д.
Температурные границы существования жизни намного раздвигаются, если учесть выносливость многих видов в латентном состоянии. Споры некоторых бактерий выдерживают в течение нескольких минут нагревание до + 180°С. В лабораторных экспериментальных условиях семена, пыльца и споры растений, нематоды, коловратки, цисты простейших и ряд других организмов после обезвоживания переносили температуры, близкие к абсолютному нулю (до —271,16°С), возвращаясь затем к активной жизни. В этом случае цитоплазма становится тверже гранита, все молекулы находятся в состоянии почти полного покоя и никакие реакции невозможны. Приостановка всех жизненных процессов организма носит название анабиоза. Из состояния анабиоза живые существа могут возвратиться к нормальной активности только в том случае, если не была нарушена структура макромолекул в их клетках.
Существенную экологическую проблему представляет нестабильность, изменчивость температур окружающей организмы среды. Изменения температуры приводят также к изменениям сте-реохимической специфичности макромолекул: третичной и четвертичной структуры белков, строения нуклеиновых кислот, организации мембран и других структур клетки.
Повышение температуры увеличивает количество молекул, обладающих энергией активации. Коэффициент, показывающий во сколько раз изменяется скорость реакций при изменении температуры на 10 °С, обозначают Q10. Для большинства химических реакций величина этого коэффициента равна 2—3 (закон Вант-Гоффа). Сильное понижение температуры вызывает опасность такого замедления обмена веществ, при котором окажется невозможным осуществление основных жизненных функций. Излишнее усиление метаболизма при повышении температуры также может вывести организм из строя еще задолго до теплового разрушения ферментов, так как резко возрастают потребности в пище и кислороде, которые далеко не всегда могут быть удовлетворены.
Так как величина Кю для разных биохимических реакций различна, то изменения температуры могут сильно нарушить сбалансированность обмена веществ, если скорости сопряженных процессов изменятся различным образом.
В ходе эволюции у живых организмов выработались разнообразные приспособления, позволяющие регулировать обмен веществ при изменениях температуры окружающей среды. Это достигается двумя путям
collectedpapers.com.ua
5.1 Температурные адаптации у растений. Температура и ее роль в жизни организмов
Похожие главы из других работ:
Биологическая и социальная адаптация человека
3. Опосредованный характер адаптации
Адаптации человека к факторам окружающей среды носят опосредованный характер. Действие экологических факторов всегда опосредовано результатами производственной деятельности людей...
Биохимическая индикация состояния рыб
2.1 Биохимические адаптации
Проблема устойчивости организма, его адаптации к изменяющимся факторам среды остается оной из центральных проблем биологии. Этой темой в сое время занимались такие ученые как А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен, К.М. Завадский, С.С. Шварц, Е.М...
Влияние экологических факторов на жизнедеятельность организмов
2.3 Особенности адаптации
Животные и растения вынуждены приспосабливаться к множеству факторов непрерывно изменяющихся условий жизни. Динамичность экологических факторов во времени и пространстве зависит от астрономических, гелиоклиматических...
Высшая водная растительность оз. Арахлей
3.1 Адаптации у растений к водному образу жизни
Проживание в водной среде обусловило особые черты организации водных растений. В общем, к основным приспособлениям высших растений к водному образу жизни относятся: - Водные растения не нуждаются опорных элементов...
Лимитирующие факторы. Адаптация организмов к факторам
2.1 Понятие адаптации и ее виды
Приспособления организмов к окружающей среде носят название адаптации. Под адаптациями понимаются любые изменения в структуре и функциях организмов, повышающие их шансы на выживание...
Лимитирующие факторы. Адаптация организмов к факторам
2.2 Механизмы адаптации
Основные механизмы адаптации на уровне организма: 1) биохимические - проявляются во внутриклеточных процессах, как, например, смена работы ферментов или изменение их количества; 2) физиологические - например...
Организм и условия его обитания
1.7 Особенности адаптации животных к водной среде
У животных, обитающих в водной среде, по сравнению с растениями, адаптивные особенности более многообразны, к ним относятся такие, как анатомо-морфологические, поведенческие, физиологические и другие. Животные, обитающие в толще воды...
Организм и условия его обитания
2.3 Физиологические адаптации растений
Физиологические адаптации растений к световым условиям наземно-воздушной среды охватывают различные жизненные функции. Установлено - у светолюбивых растений ростовые процессы более чутко реагируют на недостаток света по сравнению с теневыми...
Основные вопросы экологии
2.Что такое адаптации организма и чем они обусловлены?
Приспособления организмов к среде носят название адаптации. Под адаптациями понимаются любые изменения в структуре и функциях организмов, повышающие их шансы на выживание. Способность к адаптациям - одно из основных свойств жизни вообще...
Структура и отношения внутри экосистемы
Форма адаптации организмов к условиям среды
Адаптивные биологические ритмы Одно из фундаментальных свойств природы цикличность большинства происходящих в ней процессов. Вся жизнь на Земле, от клетки до биосферы, подчинена определенным ритмам...
Температура и ее роль в жизни организмов
5. Температурные адаптации
...
Температура и ее роль в жизни организмов
5.2 Температурные адаптации животных
Животные обладают большей способностью приспосабливаться к изменению температуры, по сравнению с растениями. Они способны передвигаться, обладают собственной мускулатурой и производят собственное тепло...
Экологические факторы влияющие на здоровье человека
1.7.Проблемы адаптации человека к окружающей среде
В истории нашей планеты (со дня ее формирования и до настоящего времени) непрерывно происходили и происходят грандиозные процессы планетарного масштаба, преобразующие лик Земли...
Экология человека
2.2 Биологические аспекты адаптации
Биологическая адаптация человека - эволюционно возникшее приспособление организма человека к условиям среды, выражающееся в изменении внешних и внутренних особенностей органа, функции или всего организма к изменяющимся условиям среды...
Экология человека
2.3 Социальные аспекты адаптации
Адаптации создаются по отношению к факторам как природной, так и искусственной среды, поэтому они носят не только экологический, но и социально-экономический характер...
eco.bobrodobro.ru
Адаптация растений к высоким температурам Пустыни покрывают
Адаптация растений к высоким температурам.
Пустыни покрывают приблизительно одну пятую поверхности Земли. Несмотря на неблагоприятные условия, в пустынях произрастает значительное количество уникальной растительности
Высокая температура разрушает пространственную конфигурацию протеинов. Под ее воздействием белки денатурируют. Это приводит к разрушению белково-липидных комплексов плазмалеммы и других клеточных мембран, потери осмотических свойств клетки, дезорганизации многих функций клеток. Повышение температуры до 42°С снижает число делящихся клеток в 500 раз! При температуре +52°С практически все ядра разрушены. Расход органических веществ на дыхание начинает превышать их синтез. В растении происходит угнетение процесса фотосинтеза. Оно начинает голодать.
Для того, что бы выжить на планете, растения за много миллионов лет выработали у себя ряд определенных приспособлений к существованию в этих невероятных условиях.
1. Приспособились на клеточном уровне к высоким температурам Жаростойкие термофильные сине-зеленые водоросли и бактерии геотермальных источников способны переносить повышение температуры до 75 -100°С. Жароустойчивость определяется высоким уровнем метаболизма, повышенным содержанием РНК в клетках, устойчивостью белков цитоплазмы к тепловой коагуляции.
Обычные мезофиты – нежаростойкие растения выдерживают кратковременное повышение температуры до 40 -47°С. Кактусы и другие суккуленты выдерживают нагревание солнечными лучами до 50 -65°С. Жаровыносливость суккулентов во многом определяется вязкостью цитоплазмы и пониженным обменом веществ. Бурачок пустынный Литопсы
2. 1 Научились добывать и экономить влагу (организменный уровень) Многие кустарники и небольшие деревья в пустынях добывают воду при помощи глубоко уходящей в почву корневой системы. Акация Тамариск
Длинный корень Верблюжьей колючки доходит до грунтовой воды — до глубины 10 — 20 м. Испаряя воду, она охлаждает свои ткани и может перенести высокую температуру воздуха. При постройке Суэцкого канала корень колючки был обнаружен на глубине 33 метров!
Плотно прижатые чешуевидные волоски испанского мха на гибких побегах всасывают всю попадающую под них воду. Сквозь клетки, защищенные волосками, вода проникает внутрь растения и уже не имеет возможности испариться.
Сочные мясистые листья суккулентов для уменьшения площади испарения покрыты тонким слоем воска, что позволяет им экономить влагу в жарком климате, снижая испарение в 15 (!) раз. Вода, попавшая на лист скатывается шариками, сам же он остается сухим.
Суккуленты – это растения, имеющие специальные ткани для запаса воды. Суккуленты бывают стеблевые и листовые в зависимости от того, где они запасают влагу. К примеру, кактусы, бутылочное дерево, баобаб – это стеблевые суккуленты. Адениум тучный Баобаб
Среди листовых суккулентов интересны разнообразные литопсы. Во время сухого сезона они находятся в состоянии относительного покоя и выглядят как камни.
Глубокие бороздки листьев некоторых растений создают резервуар для накопления и хранения воды. Такими свойствами обладают листья тюльпанов, некоторых луков и растений из семейства бромелиевых. Листья чемерицы могут вмещать до 0, 5 литра воды каждая! Чемерица Тюльпаны
Семейство бромелиевых.
Функции листьев могут выполнять зеленые удлиненные побеги, которые для уменьшения испарения влаги в сухой сезон сбрасываются. Эфемера Саксаул
Кактусы имеют толстые, мясистые стебли и колючки вместо настоящих листьев.
При попадании капель дождя пробочки из извести, закрывающие специальные отверстия в листьях камнеломки, приподнимаются, а при высыхании опускаются на место, предотвращая испарение.
2. 2 Впадают в состояние анабиоза Во время неблагоприятного сезона растения жарких засушливых мест, как правило, находятся в состоянии покоя или выращивают семена, способные пережить такой период. Когда наступает время роста, семена прорастают, появляются новые растения, которые быстро отцветают и дают новый урожай семян, а затем снова впадают в состояние покоя. Некоторые виды синезеленых водорослей могут жить на почве в пустынях при температуре 70 -80 °С. В жару их скопления превращаются в сухие, ломкие, почти черные корочки, они находятся в состоянии глубокого покоя. После дождя эти корочки набухают, клетки оживают, и у них происходит фотосинтез.
2. 3 Поворачивают листья от солнечных лучей Латук дикий относится к компасным растениям. Они известны тем, что в полдень их листья располагаются по меридиану, т. е. ребром к солнечному свету. Лучи скользят по листовой пластине и она меньше нагревается.
2. 4 Отражают солнечные лучи «Медвежье ухо» хорошо защищено от перегрева сильно ветвящимися светлыми волосками. Они действуют как шерсть на ухе медведя, сохраняя температуру. Кроме того, светлые, немного серебристые волоски отражают солнечный свет и растение нагревается не так сильно.
Белые стволы эвкалипта так же отражают жаркие солнечные лучи. Эвкалипт относится к пирофитам (от греческого «pro» - огонь), растениям, которые не только тепло и огнеупорны, но и находятся в некой зависимости от огня. Например, не могут размножаться в отсутствие пожаров
• Они сами способствуют воспламенению, выделяя горючие эфирные масла. На жарком солнце специальные видоизмененные листья эвкалиптов возгораются и уже через несколько минут полыхает огромный участок леса. Погибают все конкуренты эвкалиптов по экологической нише. Однако огонь нисколько не вредит пирофитам. Эфирные масла при горении дают больше света, чем тепла. Плоды некоторых видов эвкалипта трескаются ТОЛЬКО во время пожаров.
present5.com
Адаптации растений к высоким температурам
Адаптации растений к высоким температурам [c.405]
Во многих регионах мира высокие температуры воздуха сочетаются с дефицитом воды, и адаптации, наблюдаемые здесь у растений, часто бывают связаны, с одной стороны, со способностью переносить засуху, а с другой — с необходимостью испарять воду для охлаждения. [c.405]
Растения не способны укрываться от зноя, перемещаясь, как животные, в тень, поэтому избегают перегрева с помощью структурных и физиологических адаптаций. Сильнее всего воздействию высокой температуры подвергаются наземные части растения, а наибольшей поверх- [c.405]Хорошо известно, что мутации, происходившие в процессе эволюции, обусловили индивидуальность разных видов растений и животных. Эволюция - это процесс постепенного изменения, в результате которого появляются новые виды, лучше приспособленные к условиям окружающей среды, чем их предки. При помощи процесса спонтанных мутаций виды способны адаптироваться к изменениям окружающей среды. Неспособность к адаптации приводит к вымиранию вида и замене его другим, более приспособленным. Спонтанные или естественно возникающие мутации являются важнейшими движущими силами эволюционного процесса. Причины этих мутаций еще изучены не до конца, хотя известно, что химические вещества, включая половые гормоны, УФ- и ионизирующее излучение, а также высокая температура могут повышать частоту возникновения мутаций у растений и животных. Относительный вклад этих факторов в возникновение спонтанных мутаций пока неизвестен. [c.100]
С4-растения в основном распространены в засушливых районах субтропиков и тропиков. Адаптация этих растений к существующим климатическим условиям шла двумя основными путями. Во-первых, максимальная скорость фиксации диоксида углерода у них стала выше в связи с этим более высокая освещенность и температура стали использоваться также более эффективно. Насыщение светом достигается при более высоких значениях освещенности, чем у Сз-растений. Иными словами, интенсивность фотосинтеза увеличивается с ростом освещенности до более высокого уровня, чем у Сз-растений. Во-вторых, С4-растения более устойчивы к засушливым условиям. Обычно для снижения потерь влаги за счет испарения растения уменьшают отверстия [c.278]
Растения, адаптированные к засушливым условиям, называются ксерофитами. Они обладают множеством разнообразных структурных адаптаций, позволяюших им вьЕживать (разд. 20.10). В большинстве случаев эти адаптации призваны снизить потери воды, однако характерные узкие листья одновременно сводят к минимуму нагревание солнечными лучами. Тем не менее механизмы устойчивости к высоким температурам имеют в основном физиологическую природу. Один из физиологических механизмов, используемых растениями (не только ксерофитами) в засушливых условиях чтобы избежать завяда-ния, — синтез большого количества абсцизовой кислоты. Абсцизовая кислота вызывает закрывание устьиц и опадение листьев, что препятствует увяданию и гибели организма в целом. [c.406]
Помимо положительного действия термотерапии на освобождение растений от вирусов, выявлен положительный эффект высоких температур на точку роста и процессы морфогенеза некоторых цветочных культур (гвоздики, хризантемы, фрезии) в условиях in vitro. Применение термотерапии позволяет увеличить коэффициент размножения на 50—60 %, повысить адаптацию пробирочных растений-регенерантов к почвенным условиям, а также получить более высокий процент безвирусных маточных растений. [c.117]
В результате исследований выяснилось, что обнаруженная группа дегидринов и RAB-белков с мол. массами 209, 196, 66, 50 и 41 кД характерна как для закаленных в лаборатории проростков, так и для разновозрастных растений, прошедших закалку в полевых условиях (рис. 4, А). Вероятно, активация синтеза данной группы СОК-белков, не связана с фазой развития растений. Однако их содержание гораздо выше в узлах кущения озимых злаков, чем в проростках, что тесно связано с морозостойкостью этих органов, отмеченной многими исследователями (Houde et al., 1992 Antikainen et al,, 1997), Осенняя адаптация растений вызывала увеличение содержания термостабильных полипептидов. Причем растения морфологически более развитые (посев 15 августа) содержали наибольшее количество термостабильных белков. Это объясняется тем, что начальная температура развития растений раннего срока (посев 15 августа) была более высокой, а продолжительность осенней вегетации более длительной, что способствовало активному накоплению полипептидов, характерных для закаленного состояния. Состав электрофоретических фракций, соответствующих этим белкам, не менялся на протяжении всего осенне-зимнего сезона. Тем не менее, при помощи высокочувствительных иммунохимических методов было зарегистрировано изменение спектра дегидринов и RAB-полипептидов, сопровождающееся накоплением низкомолекулярных белковых фракций (рис, 4, Б), [c.19]
Получение стабильно устойчивых линий — процесс длительный. Как правило, селекция начинается с получения достаточного количества каллусной массы из изолированных растительных эксплантов, использующейся в дальнейшем для определения концентрации селективного фактора (построение дозовой кривой), при которой наблюдается одновременно рост каллусной ткани, и в то же время часть каллусных колоний погибает. Выбранная концентрация селективного фактора признается оптимальной и используется в дальнейших экспериментах. Так как первично полученные на средах с селективными факторами колонии клеток могли возникнуть вследствие физиологической адаптации или определенного состояния дифференцировки клеток и не быть генетически устойчивыми, то в течение последующих А—6 субкультивирований на селективной среде проверяется стабильность устойчивости полученных клонов. Затем их переносят на среду без селективного фактора и субкультивируют еще 2—3 пассажа. И только после повторного возвращения в селективные условия отбирают стабильные клоны, из которых пытаются получить рас-тения-регенеранты. Однако работы, проведенные с получением растений, устойчивых к повышенным солям, а также к токсинам, выделенным из грибов — возбудителей болезней, показали, что устойчивость клетки и растения к исследуемому селективному фактору может совпадать и не совпадать. Прямая корреляция между устойчивостью растений и клеток in vitro отмечена лишь для низких температур, устойчивостью к гербицидам, высоким концентрациям алюминия и другим факторам. [c.143]
После прекращения воздействия возобновление активной жизнедеятельности (переключение клетки из стресса в основное гомеостатическое состояние) сопровождается восстановлением клеточного цикла, синтеза белка и "забыванием" других последствий пребывания в стрессе. При сохранении экстремальных условий адаптация немыслима без выхода клетки из состояния стресса и соответствующей моди] ации белок-липидных мембранных комплексов. Возобновление синтеза белка в новых условиях, по-видимому, приводит к появлению в клетке полипептидов с измененными физико-химическими характеристиками (pH и температурный оптимум, гидрофильность и др.) и изоферментов. Этот факт отмечен при закаливании растений к высоким и низким температурам. Щ)ичем изменения в электрофоретических спектрах растворимых белков отмечают позже, чем возрастет устойчивость растительного организма. Нам представляется, что во время стресса, когда синтез основных белков выключен, в репарации нарушенных белковых структур протоплазмы должен превалировать механизм их ренативации. Для этого в живой клетке существуют специальные ферментные системы (изомеразы белковых ди-суль ов, тиоредоксин) и белки-шапероны, стабилизирующие частично развернутые макромолекулы и препятствующие их необратимым внутри- и межмолекулярным взаимодействиям (ОегМлв, ЗатЬгоок, 1992). [c.121]
С митохондриями при дегидратации клетки ассоциируют два дегидрина с молекулярными массами 52 и 63 кД. Количество дегидринов, связывающихся с митохондриями при этих воздействиях, больше у более устойчивого вида растений. В адаптации клеток злаков к низкой температуре участвуют также RAB-белки, значительная часть которых является дегидринами. Несколько RAB-белков ассоциируют с митохондриями злаковых при низкой температуре. Стоит отметить митохондриальный RAB-белок с массой 103 кД, который накапливался при низкой температуре у пшеницы и ржи (морозоустойчивых видов), но не у кукурузы. При деадаптации растений происходит снижение количества термостабильных белков, высокое содержание которых характерно для закаленного состояния - дегидринов и RAB-белков. [c.51]
Появление новых полос в спектре белков под действием гипотермии и в процессе закаливания растений к холоду отмечается многими исследователями. В частности, в ходе процесса адаптации озимой пшеницы к низким отрицательным температурам отмечалось появление в электрофоретическом спектре белков с молекулярными массами 24 и 85 кДа (Карасев и др., 1991), а также в дополнение к ним 67 и 74 кДа (Карасев и др., 1993). При изучении полипептидного состава белков узла кущения озимой пшеницы в процессе зимовки было обнаружено изменение содержания глобулинов с молекулярными массами 23 и 48 кДа (Новожилова и др., 1994). Закаливание озимой пшеницы приводит и к изменениям в составе белков надземных органов (Бабенко, Нигрецкая, 1971), при этом наблюдается новообразование четко выраженных полос в электрофоретическом спектре в зонах высоко- и низкоподвижных белков. Авторы, учитывая, что значительная часть белков обладает ферментативными свойствами, предполагают появление ферментов, [c.51]
chem21.info
Адаптация к температуре
Реферат на тему: Экология
Выполнила студентка: Свиридова Т.В.
Тольяттинская государственная академия сервиса
Кафедра: «Современное естествознание»
Тольятти 2005 г.
Среда обитания – это природное окружение живого организма. Она слагается из множества неорганических и органических компонентов, включая привносимые человеком. При этом некоторые из них могут быть необходимы организмам, другие не играют существенной роли в их жизни.
Важные для жизни организма компоненты окружающей среды, с которыми он неизбежно сталкивается, называются экологическими факторами.
Экологические факторы могут быть необходимы или вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению.
Различные организмы по-разному реагируют на одни и те же экологические факторы.
Адаптация (от позднелат. Adaptatio – прилаживание, приспособление, от лат. adapto - приспособляю) – это процесс приспособления строения и функций организмов, особей, популяций, видов и их органов к условиям среды. Вместе с тем любая адаптация есть результат конкретного исторического этапа приспособительного процесса – адаптациогенеза, протекающего в биотопах и биогеоценозах.
С течением времени любые условия существования изменяются, но в одних случаях они подвержены более сильным изменениям, а в других – менее сильным. Выделяют три основных типа изменений среды обитания:
циклические изменения, то есть периодически повторяющиеся, как при смене времен года, при приливах и отливах и при поочередном наступлении светлого и темного времени суток;
направленные изменения, при которых направление изменения остается стабильным в течение периода, продолжительность которого может быть очень велика по сравнению с продолжительностью жизненного цикла переживающих это изменение организмов. Примерами направленных изменений могут служить прогрессирующая эрозия берегов, накопление донных осадков, изменения, происходящие на одной из фаз цикла оледенения;
хаотические изменения; для всех изменений этого типа характерны аритмия и отсутствие определенного направления. Примерами хаотических изменений служат непредсказуемые изменения времени возникновения и траекторий циклонов и ураганов, шквалы; вызываемые ударом молнии пожары.
Наилучшее соответствие между организмами и изменяющимися условиями неизбежно предполагает некий компромисс между приспособлением к переменам и способностью к их переживанию.
Существует два основных способа, которыми организмы приурочивают свои реакции к изменениям в окружающей среде:
изменения в ответ на изменение внешних условий;
реагирование на сигнальный фактор, предвосхищающий изменение внешних условий.
В том случае, если изменения условий среды выражены слабо, то наилучшим способом адаптации организмов к таким условиям является прямое реагирование на них. Для организмов, которые не могут избежать неблагоприятных условий, наиболее эффективным решением проблемы выживания в изменяющейся среде могут оказаться сезонные изменения особенностей строения.
Если популяция подвержена воздействию изменяющихся факторов окружающей среды, то организмы могут приобрести разностороннюю устойчивость. При взаимодействии организмов различных видов изменения одних организмов неизбежно приводят к переменам в жизни других. Любой из взаимодействующих видов может создавать условия отбора, направляющие эволюцию другого вида. Из сказанного следует, что изменения в окружающей среде приводят к изменению соответствий между организмами и изменяющейся средой, которые могут проявиться в адаптации организмов к этим изменениям или к потере их устойчивости к неизбежному влиянию на другие организмы.
Степень приспособляемости живого организма к изменениям условий среды характеризуется экологической валентностью. Степень приспособляемости живого организма вытекает также из принципа лимитирующего фактора.[1] Экологическая валентность, или пластичность вида, это его способность заселять различные местообитания. Количественно она выражается диапазоном изменений среды, в пределах которого данный вид сохраняет нормальную жизнедеятельность. Экологическая валентность может рассматриваться как в отношении реакции вида на отдельные факторы среды, так и в отношении комплекса факторов. Виды с низкой экологической валентностью, или стенотопные виды (от греч. stenos – узкий, topos - место), способны выносить лишь ограниченные изменения экологических факторов. Виды с широкой экологической валентностью, или эвритопные виды (от греч. eurys - широкий), способны заселять различные местообитания и переносить широкую амплитуду колебаний экологических факторов. Такие виды легче расселяются по территории, выживают и размножаются в различных условиях, чаще всего имеют более широкую область распространения.
Воздействие факторов среды на живые организмы в отдельности и сообщества в целом многогранно. При оценке влияния того или иного фактора среды важным оказывается характеристика интенсивности действия его на живую материю: в благоприятных условиях говорят об оптимальном, а при избытке или недостатке – ограничивающем факторе.
Большинство видов приспособлено к довольно узкому диапазону температур. Некоторые организмы, особенно в стадии покоя, способны существовать при очень низких температурах. Например, споры микроорганизмов выдерживают охлаждение до -200˚С. Отдельные виды бактерий и водорослей могут жить и размножаться в горячих источниках при температуре +80 - +88˚С. Диапазон колебаний температуры в воде значительно меньше, чем на суше, соответственно и пределы выносливости к колебаниям температуры у водных организмов уже, чем у наземных. Однако и для водных и для наземных обитателей оптимальной является температура в пределах 15 – 30˚С.
Различают организмы с непостоянной температурой тела – пойкилотермные (от греч. poikilos – различный, переменчивый и therme – тепло) и организмы с постоянной температурой тела – гомойотермные (от греч. homoilos – подобный и therme – тепло). Температура тела пойкилотермных организмов зависит от температуры окружающей среды. Ее повышение вызывает у них интенсификацию жизненных процессов и, в известных пределах, ускорение развития.
В природе температура непостоянна. Организмы, которые обычно подвергаются воздействию сезонных колебаний температур, что наблюдается в умеренных зонах, хуже переносят постоянную температуру. Резкие колебания температуры – сильные морозы или зной – также неблагоприятны для организмов. Существует много приспособлений для борьбы с охлаждением или перегревом. С наступлением зимы растения и пойкилотермные животные впадают в состояние зимнего покоя. Интенсивность обмена веществ резко снижается, в тканях запасается много жиров и углеводов. Количество воды в клетках уменьшается, накапливаются сахара и глицерин, препятствующие замерзанию. В жаркое время года включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева. У растений усиливается испарение воды через устьица, что приводит к снижению температуры листьев. У животных в этих условиях также усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожные покровы. Кроме того, пойкилотермные животные избегают перегрева путем приспособительного поведения: выбирают местообитания с наиболее благоприятным микроклиматом, в жаркое время дня скрываются в норах или под камнями, проявляют активность в определенное время суток и т.д.
Таким образом, температура окружающей среды представляет собой важный и зачастую ограничивающий жизненные проявления фактор.
Гораздо меньше зависят от температурных условий среды животные гомойотермные – птицы и млекопитающие. Ароморфные изменения строения позволили этим двум классам сохранять активность при очень резких перепадах температур и освоить практически все места обитания.
Список литературы
Экология: Учебник для технических вузов/ Л.И. Цветкова, М.И. Алексеев и др.; Под ред. Л.И. Цветковой. – М.: Изд-во АСВ; СПб.: Химиздат, 1999. – 488 с.
Основы экологии: Учебное пособие/ Кормилицын В.И., Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И. – М.: МПУ, 1997. 1 – 368 стр. Илл.
Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.И. «Биология: общие закономерности»: Учебник для 10 – 11 кл. общеобразовательных учебных заведений. – М.: Школа-Пресс, 1996. – 625 с.: илл.
[1] Лимитирующим называется такой фактор, который ставит рамки для протекания какого-либо процесса, явления или существования организма, вида, сообщества. Из перечня экологических факторов любой фактор может выступать как лимитирующий, если он отсутствует, находится ниже критического уровня или превосходит максимально высокий уровень. В зависимости от отношения к тому или иному фактору виды могут быть тепло- и холодолюбивые (слон и белый медведь), влаго- и сухолюбивые (липа и саксаул), приспособленные к высокой, низкой солености воды или пресной и т.д.
mirznanii.com
