Владимир Иванов - Основы экологии Страница 9

Вода медленно нагревается и медленно охлаждается: летом и днем вода морей, океанов и озер нагревается, а ночью и зимой также медленно охлаждается. Между водой и воздухом происходит постоянный обмен углекислым газом. Кроме того, вода выполняет транспортную функцию, перемещая вещества почвы сверху вниз и обратно.

Влажность определяется содержанием воды в окружающей среде. Ее показания зависят от климата, географического расположения.

С влажностью связана географическая зональность органического мира на тундру, лесотундру, тайгу, лесостепь, степь, полупустыни, пустыни. От одной зоны к другой количество влаги закономерно понижается, а температура повышается.

С точки зрения экологии, вода служит лимитирующим фактором в наземных местообитаниях и в водных экосистемах, где ее количество подвержено сильным колебаниям, или там, где высокая соленость способствует потере воды организмом через осмос.

Строение и функции растений зависят от наличия влаги в среде обитания. По отношению к влажности выделяют несколько групп растений:

1. Гидатофиты (от греч. hydatos – вода, phyton – растение) – это водные растения, полностью или почти полностью погруженные в воду. Например, элодея, рдест, водяной лютик, кувшинка белая, кубышка желтая, стрелолист. Если такое растение вынуть из воды, оно быстро высыхает и погибает. У этих растений редуцированы устьица и нет кутикулы.

2. Гидрофиты (от греч. hydatos – вода) – наземно-водные растения, частично погруженные в воду. Они растут по берегам водоемов, на мелководьях и болотах. Например, тростник обыкновенный, калужница болотная. Растут только при постоянном поглощении воды. Следовательно, для них характерна высокая интенсивность транспирации.

3. Гигрофиты (от греч. hygros – влажный) – наземные растения, растущие в условиях повышенной влажности воздуха и почвы. Это растения нижних ярусов сырых лесов – недотрога, бодяк огородный, многие тропические травы; растения влажных почв умеренных зон – папирус, рис, росянка.

4. Мезофиты (от греч. mesos – средний) способны переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Растут при среднем увлажнении, умеренно теплом климате. Это вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, травянистые растения дубрав и заливных лугов, большинство культурных растений.

5. Ксерофиты (от греч. xeros – сухой) – растения мест с недостаточным увлажнением. Имеют приспособления, которые позволяют добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды и запасать ее на время засухи.

Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарников, песчаных дюн и сухих сильно нагреваемых склонов. Подразделяются они на два типа:

1. Суккуленты (от лат. succulentus – сочный, жирный) – сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах (например, кактусы, алоэ, агавы, кислица).

2. Склерофиты – растения, сухие на вид, с узкими или мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку. Хорошо развита склеренхима. Могут терять до 25 % влаги и не увядать.

Животные получают воду тремя путями:

– через употребление экзогенной воды (питье);

– вместе с сочной пищей (до 60–80 % воды);

– в результате метаболизма, за счет окисления и расщепления жиров, белков и углеводов в клетке.

Потеря воды у животных происходит за счет ее испарения через покровы тела или слизистые оболочки дыхательных путей, выведения мочи и непереваренных остатков пищи. Животные могут прожить некоторое время без воды, но ее расход в целом должен постоянно возмещаться.

По отношению к воде животных можно условно разделить на три группы:

1. Гигрофилы – влаголюбивые (кровососущие комары, мокрицы);

2. Ксерофилы – животные, обитающие в засушливых местах (саранча, верблюды, грызуны).

3. Мезофилы – животные, обитающие в местах со средним увлажнением.

Животные могут регулировать свой водный баланс тремя способами:

1. Поведенческим. Например, поиски водоемов, рытье нор (в них влажность приближается к 100 %).

2. Морфологическим – за счет анатомических особенностей строения, задерживающих воду в теле: раковины улиток, ороговевшие покровы рептилий, кутикула насекомых.

3. Физиологическим. Это способность к образованию метаболической влаги, увеличению потоотделения, экономии выделения воды с фекалиями и мочой, т. е. выносливость к обезвоживанию.

Чаще всего приспособление вида к водному режиму среды осуществляется тем или иным сочетанием всех трех возможных путей адаптации.

2.4.4. Давление

Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба или в миллибарах (1 мм рт. ст. = 1,3332 мб). За нормальное давление принимают атмосферное давление, равное 760 мм рт. ст., что соответствует 1013,25 мб. Нормальное давление близко к среднему давлению на уровне моря. Давление непрерывно изменяется как у поверхности Земли, так и на высоте. Изменение давления с высотой можно характеризовать величиной барометрической ступени (высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 мм рт. ст., или на 1 мб).

Поскольку давление – интегральная (суммарная) характеристика всей толщи атмосферы над данной точкой поверхности Земли, то и изменяется она более плавно, чем температура, влажность и тем более скорость ветра.

Атмосферное давление, по-видимому, не является лимитирующим фактором непосредственного действия. Однако оно имеет прямое отношение к погоде и климату, которые оказывают непосредственное ограничивающее воздействие. Например, при подъеме на высоту давление воздуха падает, что неблагоприятно сказывается на снабжении организмов кислородом.

2.5. Ключевые слова и понятия

Аутэкология

Среда обитания

Гидросфера

Гидробионты

Воздух

Погода

Почва

Адаптация

Морфологическая адаптация

Физиологическая адаптация

Этологическая адаптация

Экологические факторы

Биотические факторы

Абиотические факторы

Антропогенные факторы

Стабильные факторы

Регулярные факторы

Нерегулярные факторы

Закон минимума

Лимитирующий фактор

Закон толерантности

Оптимум

Экологическая валентность

Эврибионтные

Стенобионтные

Экологический спектр вида

Свет

Фотопериодизм

Фототропизм

Температура

Анабиоз

Пойкилотермные животные

Гомойотермные животные

Гетеротермия

Гидатофиты

Гидрофиты

Гигрофиты

Мезофиты

Ксерофиты

Суккуленты

Склерофиты

2.6. Контрольно-обучающие вопросы

Укажите ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. Недостаток света для теневыносливых растений относят к факторам:

а) биотическим;

б) антропогенным;

в) сезонным;

г) ограничивающим;

д) абиотическим.

Укажите ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ

2. Адаптациями животных к недостатку влаги являются:

а) быстрый бег;

б) запасы жира;

в) ночной образ жизни;

г) низкая температура тела;

д) дневной образ жизни.

Укажите ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

3. Длина волны видимых лучей составляет:

а) менее 0,4 мкм;

б) 0,4–0,75 мкм;

в) более 0,75 мкм;

г) 0,29–0,74 мкм;

д) 0,4–0,5 мкм.

Укажите ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

4. К пойкилотермным животным относят:

а) млекопитающих, амфибий, рыб;

б) птиц, млекопитающих, рептилий;

в) амфибий, птиц, рыб;

г) амфибий, рыб, рептилий.

Укажите ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ

5. Растения приспосабливаются к недостатку влаги за счет:

а) глубоких корней;

б) запасов жира;

в) мелких листьев;

г) небольшого количества устьиц;

д) мясистых стеблей.

Укажите ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

11. Фотопериодизм – это реакция организмов на:

а) влияние света;

б) темное время суток;

в) изменения атмосферного давления;

г) изменения длины светового дня;

д) изменения температуры.

Впишите НЕДОСТАЮЩИЙ ТЕРМИН

12. Обитателей водной среды в экологии называют ………………….

Укажите ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ

13. Для наземно-воздушной среды обитания характерны:

а) низкое содержание кислорода;

б) ветер;

в) высокая концентрация мертвого органического вещества;

г) значительные колебания температур;

д) интенсивная освещенность.

Укажите ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ

14. В зависимости от времени действия все экологические факторы делят на:

а) регулярные;

б) естественные;

в) стабильные;

г) канцерогенные;

д) нерегулярные.

Укажите СООТВЕТСТВИЯ

15. Закон: Автор:

1) минимума; а) В.Э. Шелфорд;

2) толерантности; б) Г.Ф. Гаузе;

3) конкурентного исключения. в) Ю. Либих.

Укажите ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ

16. Световой режим отдельных видов растений зависит от: