- Вступление
- Адаптации растений к световому режиму
- Адаптации животных к световому режиму
- Адаптации растений для поддержания водного баланса
- Адаптации животных для поддержания водного баланса
- Знать определение жизненная форма
- Знать формы адаптаций животных и растений к разным условиям среды
- Уметь привести примеры описанных адаптаций
С каким экологическим фактором у вас ассоциируется понятие жизнь?
Вступление
В данной теме будет рассмотрено влияние двух экологических факторов: свет и вода.
Солнечный свет несет жизнь на нашу планету, но избыток УФ может привести к гибели клеток и всего организма. Биологическое действие света на живые организмы зависит от его спектрального состава, интенсивности и сезонной периодичности.
Участки света, отличающиеся длинной волны, по-разному воздействуют на живые организмы:
- УФ-лучи (длина волны менее 290нм) губительны для всего живого. Озоновые слой задерживает практически все УФ-излучение, но часть проникает на Землю. Попадая на кожу человека активирует реакции выработки витамина D.
- Видимая часть солнечного спектра (400-750 нм) используется растениями и цианобактериями в реакциях фотосинтеза для выработки органических веществ. Видимый свет необходим для животных для ориентации в пространстве.
- Инфракрасные лучи – основной источник тепловой энергии. Для растений создаются благоприятные условия поглощения углекислого газа через устьица.
Как экологический фактор, вода является необходимым условием существования жизни. Ведь клетки живых существ на 2/3 состоят из воды. Большие потери воды приводят к гибели организма. Большинству живых существ необходима пресная вода, другие приспособились к жизни в соленой воде.
Адаптации растений к световому режиму
Количество света, необходимое для разных растений, неодинаково. Выделяют три экологические группы растений:
Рис. 1. Ковыль степной
- Светолюбивые растения, или гелиофиты
Это растения открытых мест обитания. Растения имеют сильно укороченный побег, рассеченные листья, большое количество устьиц в эпидермисе листа. Пример: тысячелистник обыкновенный, ковыль, полынь.
- Теневыносливые растения, или факультативные гелиофиты
Такие растения лучше растут на свету, но выдерживают его недостаток. Листовая пластинка таких растений шире. Но у древесных форм имеются два вида листьев: световые и теневые, которые отличаются по размерам. Пример: липа сердцелистная, сирень, земляника лесная.
Рис. 2. Кислица обыкновенная
- Тенелюбивые растения, или сциофиты
Эти растения способны произрастать на нижних ярусах лесов. Они плохо переносят интенсивное освещение. Листья таких растений темно-зеленого цвета крупные и тонкие. Пример: мхи, плауны, кислица обыкновенная, красные и бурые водоросли.
Рис. 3. Листопад у растений - проявление фотопериодизма
Наблюдается, что для некоторых растений (лук, морковь, овес) необходимо не менее 12 часов освещенности за день для цветения и плодоношения. – длиннодневные растения.
Короткодневным растениям (кукуруза, георгины) необходимо 12 часов отсутствия света. Некоторые растения не реагируют на изменение длины светового дня. – нейтральные (виноград, гречиха).
Животные так же реагируют на изменение светового дня: ритмы миграций, гнездования, сезонные линьки.
Фотопериодизм – реакции организмов на сезонные изменения длины дня и ночи, проявляющиеся в изменении физиологических процессов.
Адаптации животных к световому режиму
Рис. 4. У пауков 4 пар простых глаз
Животные приспосабливаются к суточным изменениям освещенности, вырабатывая определенный образ жизни. Так выделяют три экологические группы: дневные, сумеречные и ночные. В условиях хорошей освещенности у дневных животных хорошо развит орган чувств – глаза. Отметим, что хищные птицы и млекопитающие имеют более острое зрение.
Рис. 5. Сова – ночной хищник
В строении глаза на сетчатке располагаются два вида клеток: световые палочки и цветовые колбочки. У сумеречных животных преобладают палочки, которые позволяют хорошо видеть в относительной темноте.
Зрение позволяет ориентироваться в пространстве, воспринимать форму, расстояние до объекта.
Рис. 6. Фасеточные глаза комара
Зрение позволяет ориентироваться в пространстве, воспринимать форму, расстояние до объекта.
У животных, активных в ночное время суток зрачок широкий, способный пропускать даже минимальное количество света.
Адаптации растений для поддержания водного баланса
Рис. 7. Роголистник
Вода необходима для растений для обеспечения фотосинтеза и других процессов. Отсутствие воды губительно. Для мхов, хвощей, плаунов и папоротников вода необходима для оплодотворения и развития гаметофита.
Классификация растений по отношению к воде:
- Водные растения, или гидатофиты.
Поверхность растений лишена устьиц, кутикулы, редуцирована корневая система. Зато хорошо развита аэренхима – воздухоносная ткань. Примеры: роголистник, пузырчатка, все водоросли.
Рис. 8. Рогоз
Наземно-водные растения, или гидрофиты частично погружены в воду. Растут по берегам водоемов, в болотах. У таких растений хорошо развита аэренхима, проводящие и механические ткани. Пример: рогоз, кувшинка, калужница.
Рис. 9. Посевы риса
- Растения влажных мест суши, или гигрофиты.
Эти растения встречаются в нижних ярусах лесов (недотрога, папоротники) или на хорошо увлажненных открытых местах (рис, росянка). У таких растений есть гидатоды – водяные устьица для транспирации при повышенной влажности.
- Растения умеренно влажных мест суши, или мезофиты могут выдерживать непродолжительную засуху. Эта группа самая обширная.
Рис. 10. Агава (мясистые листья запасают воду)
Растения сухих мест суши, или ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением (степи, пустыни). Их надземные части покрыты толстой кутикулой, восковым налетом или опушены. Такие приспособления защищают от чрезмерного испарения. А корневая система обширна и способна добывать воду на большой глубине.
Рис. 11. Эдельвейс (опушенные узкие листья)
К этой группе относятся:
- Суккуленты – сильно развита запасающая ткань (агава, кактусы, алоэ).
- Склерофиты – надземные части очень узкие, что уменьшает площадь испарения (ковыль, полынь, эдельвейс).
Адаптации животных для поддержания водного баланса
Водные животные не испытывают недостатка воды. Животные суши постоянно восполняют запасы воды в организме. В наземно-воздушной среде вода распределена неравномерно. Во многих уголках нашей планеты у животных существуют морфологические приспособления к экономии влаги. Ороговевшие покровы рептилий препятствуют испарению воды с поверхности тела. Плотный хитиновый покров членистоногих выполняют такую же функцию.
Так же рассмотрим физиологические приспособления. К ним относятся особенности потоотделения, экономия воды при мочевыведении.
Рис. 12. Горб верблюда
Пример 1
Горб верблюда наполнен жировыми отложениями. При отсутствии воды жир расщепляется, при этом получается вода. 1г жира при окислении дает 1,07 мл воды.
Пример 2
Одним из прогрессивных черт рептилии стало появление вторичных тазовых почек. Строение которых обеспечивает обратное всасывание воды в кровь.
Контрольные вопросы:
- Какие группы растений по отношению к свету выделяют?
- Какие приспособления у животных и растений позволяют выжить в условиях недостатка влаги?
- Какая роль света в жизни растений?
- Какие растения относятся к группе суккулентов?
- Теневыносливые, тенелюбивые, светолюбивые.
- У растений либо узкие листья и стебель, либо хорошо развитая запасающая ткань. У всех растений развита корневая система. У животных ороговевшие покровы, запасы жировой ткани, особенности физиологии.
- Источник энергии для фотосинтеза.
- Это ксерофиты, у которых развита запасающая ткань (кактус).