На головну

Екологічні адаптації організмовк світлового режиму.

  1.  F43.2 Розлад адаптації.
  2.  II. БІОЛОГО - ЕКОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОКРЕМИХ
  3.  адаптації
  4.  адаптації
  5.  АДАПТАЦІЇ І звикання
  6.  Адаптації до паразитизму
  7.  Адаптації наземних рослин і тварин до водного режиму.

Всім живим організмам для здійснення процесів життєдіяльності необхідна енергія, яка надходить ззовні. Основним джерелом її є сонячна радіація, на яку припадає 99,9% в загальному балансі енергії Землі. На видимі промені припадає приблизно половина всієї, що надходить на Землю, променевої енергії. Решта 50% складають невидимі інфрачервоні промені, близько 1% - ультрафіолетові. Серед ультрафіолетових (УФЛ) до поверхні Землі доходять лише довгохвильові (290-380 нм), а короткохвильові, згубні для всього живого, поглинаються на висоті 20-26 км озоновим екраном - шаром атмосфери, що містить молекули Про3. Довгохвильові УФЛ мають високу хімічну активність. У діапазоні 250-300 нм УФЛ мають потужну бактерицидну дію і у тварин викликають утворення з стеролов віт. D; при довжині хвилі 200-400 нм у людини настає загар, який є захисною реакцією шкіри. Інфрачервоні промені з довжиною хвилі більше 750 нм надають теплове дію; їх використовують тварини з непостійною температурою тіла.

Видима радіація несе приблизно 60% сумарної енергії. З областю видимої радіації, яка сприймається людським оком, майже збігається ФР - фізіологічна радіація (довжина хвилі 300-800 нм), в межах якої виділяють ФАР - область фотосинтетичний активній радіації (380-710 нм). Область ФР можна умовно розділити на ряд зон: ультрафіолетову (менш 400 нм), синьо-фіолетову (400-500нм), жовто-зелену (500-600 нм), оранжево-червоне, (600-700 нм), далеку червону (більш 700 нм).

Зеленим рослинам світло потрібен для утворення хлорофілу, формування гранальной структури хлоропластів; він регулює роботу устьічного апарату, впливає на газообмін і транспірацію, активізує ряд ферментів, стимулює біосинтез білків і нуклеїнових кислот. Світло впливає на розподіл і розтягнення клітин, ростові процеси, і на розвиток рослин, визначає терміни цвітіння і плодоношення, але найбільше значення світло має в повітряному харчуванні рослин, у використанні ними сонячної енергії в процесі фотосинтезу. З цим пов'язані основні адаптації рослин по відношенню до світла. Про це свідчить весь хід еволюції наземних вищих рослин. Фотоавтотрофи здатні асимілювати СО2, Іспользуялучістую енергію Сонця і перетворюючи її в енергію хімічних зв'язків в органічних сполуках. На суші длявисшіх фотоавтотрофні рослин умови освітлення практично скрізь сприятливі, і вони ростуть всюди, де дозволяють кліматичні і грунтові умови, пристосовуючись до світлового режиму даного місцеперебування. У житті рослин велике значення має і кількість падаючого світла, т. Е. Інтенсивність освітлення. Вона змінюється у великих межах в різні місяці вегетаційного періоду в залежності від широти місцевості.

У рослин виникають різні морфологічні і фізіологічні адаптації до світлового режиму середовища існування.

На вимогу до умов освітлення прийнято ділити рослини на наступні екологічні групи:

1. світлолюбні (Світлові) або геліофітів - рослини відкритих, постійно добре освітлюваних місць проживання. Приклади: лугові трави (вогнище безостий, тимофіївка лугова, райграс високий), з лісових рослин (анемона жовтецева, гусячий цибулю, рясту).

2. тіньолюбні (Тіньові), або сциофіти - рослини нижніх ярусів тінистих лісів, печер і глибоководні рослини; вони погано переносять сильне освітлення прямими
 сонячними променями. Приклади: кислиця, майник дволиста, марьянник лісової, вороняче око, копитняк.

3. тіньовитривалі, або факультативні геліофітів, - можуть переносити більшу або меншу затінення, але добре ростуть і на світлі. Приклади: тонконіг лучний, їжака збірна,
 суниця та ін.

Для тварин сонячне світло не є таким необхідним фактором, як для зелених рослин. Оскільки все гетеротрофи в кінцевому рахунку існують за рахунок енергії, накопиченої рослинами. Проте і в житті тварин світлова частина спектра сонячного випромінювання відіграє важливу роль. Різні види тварин потребують світлі певного спектрального складу, інтенсивності та тривалості освітлення. Відхилення від норми пригнічують їх життєдіяльність і призводять до загибелі. Розрізняють види світлолюбні (фотофіли) і тіньолюбиві (фотофобія); евріфотние, що виносять широкий діапазон освітленості і стенофотние, які переносять вузькообмежена умови освітленості.

Світло для тварин необхідна умова бачення, зорової орієнтації в просторі. Розсіяні, відбиті від навколишніх предметів промені, які сприймаються органами зору тварин, дають їм значну частину інформації про зовнішній світ. Розвиток зору у тварин йшло паралельно з розвитком нервової системи.

Тварини орієнтуються з допомогою зору під час далеких перельотів і міграцій. Птахи, наприклад, з разючою точністю обирають напрямок польоту, долаючи іноді багато тисяч кілометрів від гніздівель до місць зимівлі. відсутні всі видимі прояви життя. Анабіоз дозволяє організмам пережити холодну пору року. Анабіоз супроводжується значними втратами води (до 75%). При настанні сприятливих умов організми виходять зі стану анабіозу і процеси життєдіяльності поновлюються.

При адаптації до холоду проявляється закон економії поверхні, так як компактна форма тіла з мінімальним відношенням площі до обсягу найбільш вигідна для збереження тепла. Зв'язок розмірів і пропорцій тіла тварин з кліматичними умовами їх проживання була помічена ще в XIX в. Згідно з правилом К. Бергмана великі види, що належать до певної систематичної групи гомойотермних тварин, живуть в найбільш холодних кліматі, а дрібні - в теплому кліматі. Суть цього правила в необхідності підтримки для гомойотермних тварин постійної внутрішньої температури тіла. Втрати тепла відбуваються, головним чином, через поверхню тіла. Чим більше тварина і, отже, менше відношення поверхню / обсяг, тим менше і втрати тепла через тепловіддачу. Відомо, що з усіх геометричних фігур з рівним об'ємом найменшу поверхню має шар. Тваринам вигідніше мати масивне тіло, максимально наближаючись до форми кулі.

Д. Аллен в 1877 р помітив, що у багатьох ссавців і птахів північної півкулі відносні розміри кінцівок і різних виступаючих частин тіла (хвостів, вух, дзьобів) збільшуються на південь. Терморегуляціонная значення окремих ділянок тіла далеко не рівноцінна. Виступаючі частини мають велику відносну поверхню, яка вигідна в умовах жаркого клімату. У багатьох ссавців особливе значення для підтримки теплового балансу мають вуха, забезпечені великою кількістю кровоносних судин.

Адаптації організмів до водного режиму наземно-повітряного середовища.Перебіг всіх біохімічних процесів в клітинах і нормальне функціонування організму в цілому можливо тільки при достатньому забезпеченні його водою - необхідною умовою життя.

Вся еволюція наземних організмів йшла під знаком пристосування до добування і збереженню вологи. Режими вологості середовища на суші дуже різноманітні - від повного і постійного насичення повітря водяними парами до практично повного їх відсутності в сухому повітрі пустель.

У тварин розрізняють три механізму регулювання водного балансу: морфологічний - Через форму тіла, покриви; фізіологічний - За допомогою вивільнення води з жирів, білків і вуглеводів (метаболічна вода), через випаровування і органи виділення; поведінковий - Вибір кращого розташування в просторі.

Пустельні тварини мають особливий тип обміну речовин, при якому вода утворюється в організмі при поїданні сухого корму (гризуни). Джерелом води служить і жир, накопичуються віють у деяких тварин в великих кількостях (верблюди, курдючні вівці). Копитні здатні в пошуках води пробігати великі відстані. Багато дрібні тварини на період посухи впадають в анабіоз.

Рослини уникають зневоднення або за допомогою запасання води в тілі і захисту її від випаровування (сукуленти), або через збільшення частки підземних органів (кореневих систем) в загальному обсязі тіла. Зменшенню випаровуванню сприяють також різного роду покриви (волоски, щільна кутикула, восковий наліт). При надлишку води механізми її економії слабо виражені. Навпаки, деякі рослини здатні виділяти надлишкову воду через листя, в крапельно-рідкому вигляді ( «плач рослини»).

Адаптації рослин посушливих місць проживання - проникання коренів на значні глибини (верблюжа колючка); розгалужена коренева система; зменшення площі листових пластинок або їх видозміни в колючки (кактуси); зменшення кількості продихів; накопичення води в органах і економне її використання; переживання посушливого періоду у вигляді підземних пагонів (кореневищ, цибулин) і т. д.

Екологічні групи рослин по відношенню до води:

- Гідатофіти - це водні рослини, цілком або майже цілком занурені в воду. Серед них - квіткові, які вдруге перейшли до водного способу життя (елодея,
 рдести, водяні лютики, валліснерія і ін.). Вийняті з води, ці рослини швидко висихають і гинуть. У них скорочені продихи і немає кутикули.

Листові пластинки у гідатофітов, як правило, тонкі, без диференціювання мезофіт, часто розсічені, що сприяє більш повному використанню послабленого в воді сонячного світла і засвоєнню С02. Нерідко виражена різнолистний - гетерофіллія; у багатьох видів є плаваючі листя, мають світлову структуру. Підтримувані водою пагони часто не мають механічних тканин, в них добре розвинена аеренхіма.

Коренева система квіткових гідатофітов сильно скорочена, іноді відсутній зовсім або втратила свої основні функції (у рясок). Поглинання води і мінеральних солей відбувається всією поверхнею тіла.

- гідрофіти - Це рослини наземно-водні, частково занурені в воду, що ростуть по берегах водойм, на мілководдя, на болотах. До них можна віднести очерет звичайний, калужніцу болотну та інші види. У них краще, ніж у гідатофітов, розвинені провідні і механічні тканини. У гидрофитов є епідерміс з устьицами, інтенсивність транспірації дуже висока, і вони можуть рости тільки при постійному інтенсивному поглинанні води.

гігрофіти - Наземні рослини, що живуть в умовах підвищеної вологості повітря і часто на вологих ґрунтах. Тіньові гігрофіти - це рослини нижніх ярусів сирих лісів в різних кліматичних зонах (Кірка альпійська, багато тропічні трави). Через високу вологість возду- ха у них може бути утруднена транспирация.

До світлових гігрофітам відносяться і види відкритих місцезростань помірної смуги, що ростуть на постійно вологих ґрунтах і у вологому повітрі (папірус, рис, підмаренник болотний та ін.).

мезофіти можуть переносити нетривалу і не дуже сильну посуху. Це рослини, які ростуть при середньому зволоженні, помірно теплому режимі і досить хорошою забезпеченості мінеральним живленням. До мезофитам можна віднести дерева верхніх ярусів тропічних лісів, деревні породи лісів помірного поясу, чагарники, трав'янисті рослини, рослини заплавних лук.

ксерофіти ростуть в місцях з недостатнім зволоженням і мають пристосування, що дозволяють добувати воду при її нестачі, обмежувати випаровування води або запасати її на час посухи. Ксерофіти поділяються на два типи:

- Сукуленти - соковиті рослини з сильно розвиненою водозапасающими паренхіми в різних органах. Стеблові сукуленти - кактуси; листові сукуленти - алое, агави,
 молодило; кореневі сукуленти - аспарагус, кислиця.

Листя, а в разі їх редукції стебла сукулентів мають товсту кутикулу. Устячка занурені, відкриваються в щілину, де затримуються водяні пари. Вдень вони закриті. Це допомагає сукулентів зберігати накопичену вологу, але зате погіршує "газообмін. Тому багато сукуленти при відкритих продихах поглинають СО2, Який тільки на наступний день переробляють в процесі фотосинтезу;

- Склерофіти - це рослини, навпаки, сухі на вигляд (ковили, злаки), часто з вузькими і дрібним листям, іноді згорнутими в трубочку. Листя можуть бути також кавалками, покритими волосками або восковим нальотом. Добре розвинена склеренхіма, тому рослини без шкідливих наслідків можуть втрачати до 25% вологи не завядая. У клітинах переважає зв'язана вода. Сисна сила коренів до кількох десятків атмосфер, що дозволяє успішно добувати воду з грунту. При нестачі води різко знижують транспірацію.




 Спадковість і мінливість організмів |  Закони Г. Менделя |  Явище зчепленого успадкування |  модифікаційних мінливість |  Мутационная мінливість. |  Безстатеве розмноження. Розмноження, яке осуществляетсябез участі статевих клітин, називається безстатевим. У безстатевому розмноженні бере участь тільки одна батьківська особина. |  Освіта статевих клітин |  запліднення |  Ембріональний і постембріональний розвиток. Біогенетічскій закон. |  Історичний розвиток органічного світу |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати