- 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 понятия «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 этой теме будет рассмотрено влияние двух экологических факторов: свет и вода.
Солнечный свет несёт 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 290 нм) губительны для всего живого. Озоновый слой задерживает практически всё 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 животным 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. Её большие потери приводят к гибели организма. Большинству живых существ необходима пресная вода, другие приспособились к жизни в солёной 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, рассечённые 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 тёмно-зелёного, 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, овёс) необходимо не менее 12 часов освещённости за день для цветения и плодоношения. Это длиннодневные растения.
Короткодневным растениям (кукуруза, георгины) необходимо 12 часов отсутствия света. Некоторые растения не реагируют на изменение длины светового дня.
Это нейтральные (виноград, гречиха) растения.
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 освещённости, вырабатывая определённый образ жизни. Выделяют три экологические группы: дневные, сумеречные и ночные. В условиях хорошей освещённости 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 растениям 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 водоёмов, 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 увлажнённых 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 налётом 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 выполняет такую же функцию.
Рассмотрим и 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. 1 г жира при окислении даёт 1,07 мл воды.
Пример 2
Одним из прогрессивных черт рептилии стало появление вторичных тазовых почек. Их строение 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).