Оcновы общей экологии
Шрифт:
Клеточную селекцию можно использовать для получения растений, устойчивых к таким неблагоприятным экологическим факторам, как засуха, засоление. Можно повысить толерантность к тяжелым металлам с помощью клеточной селекции. Также клеточная селекция может найти применение для увеличения накопительной способности растений, например тяжелых металлов, следовательно, такие растения могут использоваться для очистки почв, воды (Гладков, Гладкова 2009, 2019; Гладков и др., 2014).
2.3. Абиотические факторы
К этим факторам относят свет, температуру, влажность, газовый состав воздуха и др.
Классификация абиотических факторов
Абиотические факторы делятся на климатические, эдафические орографические (условия рельефа), гидрографические.
Некоторые экологи в классификации абиотических факторов иногда также отдельно выделяют огонь – как экологический фактор. Также можно разделить абиотические факторы на физические и химические (газовый состав атмосферы, солевой состав воды).
Исследования в области факториальной экологии посвящены влиянию абиотических факторов на живые организмы и адаптации к ним.
В качестве объектов исследования можно использовать различные виды растений и исследовать влияние на них различных абиотических факторов.
2.4. Краткая характеристика некоторых экологических факторов
Температура
Температура – один из важнейших абиотических факторов. Экосистемы планеты могут существенно различаться по температурным условиям.
Экстремальная температуры воздуха на Земле колеблется в диапазоне от –88,3 °C (станция «Восток», Антарктида) до +58,7 °C (Гарьян, Ливия).
Для многих видов оптимальной является температура 20-300С, однако существуют экологические группы организмов, для которых оптимальные условия сдвинуты в сторону низких или высоких температур.
Криофилы – это экологическая группа видов, оптимальные условия жизнедеятельности для которых холодные климатические условия, они специализированны к жизни в таких экосистемах. Значительная часть земной биосферы относится к постоянно холодным областям с температурой ниже +5 °C. Среди криофилов виды, которые обитают в глубинах Мирового океана, живут в арктических и антарктических пустынях, тундре, высокогорье.
Термофилы – это экологическая группа видов, оптимальные условия жизнедеятельности для которых высокие температуры. Среди таких организмов – представители микроорганизмов, растений и животных, встречающихся в горячих источниках, на поверхности прогреваемых почв и др. В качестве примера, можно также привести термофильные бактерии, например которые участвуют в переработке твердых отходов, в процессе компостирования, в результате температура отходов резко возрастает, и если не управлять этим процессом, то может произойти самовозгорание.
По адаптации к температуре живые организмы можно разделить на две группы.
Холоднокровные (пойкилотермные (от греческого ''изменчивый, меняющийся'') это организмы для которых характерна неустойчивость температуры их тела (то есть их тепловой режим зависит от изменений температуры окружающей среды). Главный источник поступления тепловой энергии – внешнее тепло.
Теплокровные (гомойотермные (от греческого – сходный, одинаковый) – это организмы, способные поддерживать постоянную оптимальную температуру тела независимо от температуры окружающей среды. К гомойотермным организмам относят птиц и млекопитающих.
Птицы и млекопитающие менее зависимы от температуры окружающей среды. Для них характерна терморегуляция.
Терморегуляция – это способность в определенных пределах сохранять температуру тела. Можно выделить химическую и физическую терморегуляцию.
Химическая терморегуляция – это увеличение теплопродукции в организме в ответ на понижение температуры за счет окислительно-восстановительных реакций обмена веществ.
Физическая терморегуляция более экологически выгодна, так как адаптация к холоду осуществляется не за счет дополнительной выработки тепла, а за счет сохранения его в теле животного. Она связанна с морфофизиологическими приспособлениями (за счет перьев, волос, которые удерживают вокруг тела слой воздуха, выполняя роль теплоизолятора).
Важное значение имеет приспособительное поведение. В качестве примеров можно привести поиск укрытий, сооружения сложных нор, гнезд, миграции. Температурные условия более сглаженные, чем больше глубина норы. В искусно созданных норах глубине 150 -200 см перестают ощущаться даже сезонные колебания температуры!
Среди гомойотермных животных выделяют группу гетеротермных. Гетеротермностъ – адаптивная стратегия среди птиц и млекопитающих, при которой закономерно сочетается использование выгод, как постоянства, так и перемены температуры тела.
Основные формы проявления гетеротермности – способность впадать в спячку или оцепенение.
Влажность
Вода – необходимый компонент клетки, ее количество определяет флору и фауну местности. У растений пустынь вода составляет лишь 30-65% от общей массы, в дубравах 70-85%, в ельниках достигает 90%.
Как Вы думаете, кому из наземных животных нужно больше всего воды?
Больше всего воды в течение суток из наземных животных нужно слону – около 90 л, причем для нормальной жизнедеятельности он должен пить ежедневно.
Чтобы удовлетворить жажду, гиены иногда едят дыни и арбузы, а горный кенгуру обдирает кору деревьев и слизывает проступающий сок.
Тела большинства животных содержат не менее 50% воды.
Сочные плоды растений содержат большое количество воды: в яблоке-86 %, груше – 84 %, грейпфруте – 88 %, мандарине –85 %, в малине – 86 %, в крыжовнике – 88 %, в землянике – 91 %, жимолости – 86 %.
Количество воды, которое может потерять живой организм без ущерба для себя, колеблется в широких пределах. Для млекопитающих эти величины составляют 10 – 15 % от их веса. При потере всего 5 % из положенного организму человека количества жидкости пульс тут же учащается, а температура повышается. Потеря 12–15 % воды приводит к нарушению обмена веществ, а потеря около 25 % воды – к гибели организма.