Środowisko wpływa na organizmy żyjące na Ziemi. Temperatura, światło, wilgotność - są to środowiskowe czynniki środowiskowe. Ich zmiany prowadzą do zmiany właściwości biologicznych organizmów żywych. Geografia siedliska, reprodukcja, odżywianie się zmienia.
Czynniki środowiskowe
Czynniki środowiskowe obejmują warunki środowiskowe, które wpływają na organizmy. Istnieją czynniki abiotyczne o charakterze nieożywionym i biotyczne. Czynniki biotyczne - interakcja żywych organizmów, które wpływają na ich wygląd. Czynniki antropogeniczne, konsekwencje działalności człowieka, wpływają również na organizmy żywe.
Organizmy żywe są w stanie przystosować się do zmian - nazywa się to przystosowaniem. Pojawienie się organizmu, odzwierciedlające jego interakcję ze środowiskiem, jest formą życia.
Biotyczne czynniki środowiskowe obejmują temperaturę, pod warunkiem wystąpienia specjalnego mikroklimatu lub środowiska. Fizyczne i chemiczne zmiany środowiskowe są abiotyczne.
Temperatura jako czynnik środowiskowy
Względna stałość temperatury jest głównym warunkiem istnienia organizmów żywych. Głównym źródłem ciepła jest promieniowanie słoneczne. Procesy fizjologiczne zachodzą tylko w określonej temperaturze.
Wpływ temperatury zależy od położenia geograficznego określonego gatunku. Klimat określa rośliny i zwierzęta żyjące w okolicy. We Wszechświecie zakres temperatur jest dość duży. Życie może istnieć tylko od -200 do + 100 ° C. Ale większość gatunków żyje w znacznie węższym reżimie temperaturowym.
Dla struktury białek wymagana jest temperatura od 0 do +50 ° C.Niektóre organizmy mogą istnieć poza tymi granicami. Temperatura jako czynnik środowiskowy charakteryzuje się wahaniami sezonowymi i dobowymi. Zmiany temperatury wykraczające poza zakres, w którym mogą istnieć organizmy żywe, prowadzą do ich masowej śmierci. Mniej znacząca zmiana wpływa na wzrost, rozwój i zachowanie wielu zwierząt.
Organoregulacja
Światło i temperatura jako czynniki środowiskowe wpływają na zdolność adaptacji organizmów żywych. Jest to spowodowane zmianami biochemicznymi i fizjologicznymi w ciele oraz utrzymaniem stałej temperatury ciała. Istnieją dwa rodzaje organizmów:
- poikilotermiczny;
- homoyotermiczny.
Organizmy poikilotermiczne zmieniają temperaturę ciała w zależności od środowiska. Należą do nich rośliny, grzyby, ryby, płazy, gady i bezkręgowce. Stają się odrętwiałe w niskich lub zbyt wysokich temperaturach.
Homoyotermiczny w stanie utrzymać względnie stałą temperaturę ciała przy zmieniających się warunkach otoczenia. Niektóre ciepłokrwiste mogą wpaść w osłupienie wraz ze spadkiem temperatury, podczas gdy temperatura ich ciała również zbliża się do zera. Obserwuje się to u niektórych ptaków i małych gryzoni. Sezonowa hibernacja jest charakterystyczna dla niedźwiedzi, jeży, wiewiórek i nietoperzy.
Biochemiczna adaptacja roślin
Temperatura jest najważniejszym czynnikiem środowiskowym dla roślin. Kiedy zmienia się środowisko, rośliny nie mogą przenieść się w inne miejsce, więc dostosowują się w inny sposób.
Aby przystosować się do zbyt niskich lub wysokich temperatur, większość roślin zwiększa stężenie soku, gromadzi cukier w komórkach, zmniejsza przenoszenie ciepła i zwiększa poziom antocyjanów.
Pod wpływem wysokiej temperatury krytycznej w cytoplazmie roślin wzrasta ilość substancji ochronnych, stężenie kwasów organicznych, soli i śluzu. Z tego powodu ryzyko koagulacji cytoplazmy jest zmniejszone, a toksyczne substancje neutralizowane.
W roślinach przystosowanych do niższych temperatur węglowodany gromadzą się, najczęściej glukozy, w komórkach ilość wody maleje. Pomaga to zmniejszyć temperaturę zamarzania.
Fizjologiczna adaptacja roślin
Zmiany temperatury, środowiskowy czynnik środowiskowy, powodują, że organizmy żywe dostosowują się w następujący sposób:
- zmniejszenie własnego rozmiaru, wzrost narządów rozrodczych;
- tworzenie skróconych pędów;
- zachowanie martwych liści na koronach;
- pokwitanie pędów;
- woskowanie liści;
- splatanie z korzeniami ciepłych kamieni;
- zanurzenie części rośliny w glebie.
Również fizjologiczna ochrona przed zmianami temperatury zwiększa odparowanie wody. Ta forma ochrony roślin jest stosowana w gorących, wilgotnych obszarach. Na pustyniach i stepach krótki cykl rozwoju chroni przed wysokimi temperaturami. Cały cykl odbywa się na wiosnę, a rośliny przeżywają lato w stanie uśpienia cebul lub kłączy. Mchy i porosty w wysokich temperaturach przechodzą w stan zawieszonej animacji.
Adaptacja morfologiczna roślin do temperatury
Temperatura jako czynnik środowiskowy powoduje, że rośliny dostosowują się do wysokich i niskich temperatur otoczenia.
W strefach subtropikalnych i tropikalnych rośliny zwiększają odbicie światła słonecznego. To przyczynia się do jasnego, błyszczącego koloru. W ten sposób rośliny zmniejszają wpływ ciepła. Poszczególne osoby są w stanie zmniejszyć powierzchnię, która pochłania światło z powodu kolców, wyciętych lub złożonych liści. Pionowe liście zmniejszają przegrzanie rośliny. Arkusz można obracać w ciągu dnia, aby uniknąć bezpośredniego światła słonecznego.
W zimnym klimacie powstają karłowate formy roślin, które zatrzymują ciepło. Drzewa mogą osiągać wysokość 50 cm, a krzewy przybierają pełzający kształt. Rośliny alpejskie i arktyczne mają kształt poduszki. Są mniej wrażliwe na wiatr, zimą dobrze chowają się pod śniegiem, a latem maksymalnie wykorzystują ciepło gleby.
Biochemiczne adaptacje zwierząt
Czynniki środowiskowe, takie jak światło, temperatura, wilgotność, wpływają na mechanizmy adaptacyjne zwierząt. Różne czynniki adaptacyjne pojawiły się z powodu organizmów poikilotermicznych i homeotermicznych.
U zwierząt zimnokrwistych tak zwane biologiczne środki zapobiegające zamarzaniu gromadzą się we krwi, aby zapobiec zamarzaniu we krwi. Ich formacja pozwala obniżyć punkt zamarzania i nie umrzeć w krytycznych warunkach. U ryb substancje nazywane są glikoproteinami; u owadów gromadzi się gliceryna lub wysokie stężenie glukozy.
Zwierzęta stałocieplne unikają hipotermii poprzez zwiększenie metabolizmu. Zapasy tłuszczu przyczyniają się do pojawienia się dodatkowej energii, która jest wydawana na ogrzewanie ciała. Niektóre ssaki, na przykład niedźwiedź brunatny, mają specjalną tkankę tłuszczową - brązowy tłuszcz. Jest bogaty w mitochondria i naczynia krwionośne.
Fizjologiczna adaptacja zwierząt do temperatury
Na proces adaptacji do nowych warunków ma wpływ temperatura jako czynnik środowiskowy. W skrócie, proces ten można opisać następującymi słowami: u zwierząt zimnokrwistych procesy życiowe zależą od środowiska, u zwierząt ciepłokrwistych są one regulowane w ciele.
Przenikanie ciepła u zwierząt zimnokrwistych zachodzi ze względu na cechy układu krążenia. Naczynia, mięśnie i skóra pozostają w bliskim kontakcie, krew skóry nagrzewa się i dociera do mięśni, ogrzewając je. Jeśli temperatura otoczenia wzrośnie, przepływ krwi przyspieszy.
U wszystkich zwierząt przegrzanie jest usuwane z powodu parowania wilgoci z powierzchni ciała. W niektórych przypadkach parowanie zachodzi intensywniej przez błony śluzowe i górne drogi oddechowe. Ta metoda jest nieodłączną cechą zwierząt ciepłokrwistych z wełną.
Wraz ze spadkiem temperatury otoczenia zwierzęta, w tym ludzie, odczuwają drżenie mięśni. Niektóre gatunki hibernują. Jeśli zwierzę ma rzadką i krótką sierść, wówczas termoregulacja następuje przez rozszerzanie i zwężanie naczyń skóry.
Adaptacja morfologiczna zwierząt
Temperatura jako czynnik środowiskowy wpływa na zwierzęta i adaptację morfologiczną. Należy zauważyć, że zwierzęta zimnokrwiste są większe, im bliżej równika. Przeciwnie, ciepłokrwisty. Ich rozmiar rośnie, gdy zbliżają się do bieguna arktycznego.
Im większa powierzchnia ciała, tym bardziej intensywny jest transfer ciepła do otaczającej przestrzeni. Z tego powodu południowe zwierzęta mają długie uszy, długi ogon i kończyny. Jest to szczególnie widoczne, gdy rozważamy blisko spokrewnione gatunki gryzoni.
Różne powłoki ciała przyczyniają się do zmniejszenia strat ciepła: u gadów - rogówki, u ptaków - piór, u ssaków - futra. Tłuszcz podskórny przyczynia się do zachowania ciepła, jednocześnie obniżając czynnik środowiskowy - temperaturę wody - u zwierząt z północy żyjących w wodzie. Ważną rolę odgrywa kolor skóry. Jasny kolor zwierząt tropikalnych zapobiega przegrzaniu.
Adaptacje behawioralne zwierząt
Dostosowania behawioralne zależą od temperatury jako czynnika środowiskowego. U zwierząt zimnokrwistych wyróżnia się następujące rodzaje reakcji behawioralnych:
- wybór miejsc o najlepszej temperaturze;
- zmiana pozy.
Zwierzęta zimnokrwiste szukają miejsc, w których jest wystarczająco dużo światła słonecznego. Po podgrzaniu ciała poruszają się w cieniu lub chowają się w dziurach. Utrzymują temperaturę ciała poprzez skurcze mięśni.
Zwierzęta stałocieplne wybierają miejsca do ochrony przed zimnem lub ciepłem. Charakterystyczne są masywne spotkania zwierząt w celu utrzymania ciepła, migracje sezonowe, zdolność do tworzenia nor i nory na śniegu. W otworze wykopanym pod śniegiem temperatura może być o 15-18 ° C wyższa niż w okolicy. Wiele zwierząt z północnych szerokości geograficznych charakteryzuje przechowywanie żywności, hibernacja i migracja.
Odchylenie temperatury od wskaźników normatywnych prowadzi do nieodwracalnych konsekwencji dla organizmu. Adaptacja behawioralna jest charakterystyczna tylko dla zwierząt. Rośliny nie używają tego czynnika.
