Животные и растения реагируют на различные области спектра

Так, у разных животных по-разному устроен зрительный аппарат, у них различное "цветовое" зрение. Среди млекопитающих цветовое зрение хорошо развито только у приматов, тогда как другие животные видят весь мир черно-белым, хотя и с большим числом оттенков.

Каждый вид организма адаптирован к тому или иному спектру длиной волны света. Одни виды организмов адаптировались к ультрафиолетовым, а другие к инфракрасным.

Некоторые организмы способны различить длину волны. Они обладают специальными световоспринимаемыми системами и имеют цветное зрение, которые имеют огромное значение в их жизнедеятельности. Многие насекомые чувствительны к коротковолновому излучение, которое человек не воспринимает. Ночные бабочки хорошо воспринимают ультрафиолетовые лучи. Пчелы и птицы точно определяют свое местонахождение и ориентируются на местности даже ночью.

Процесс фотосинтеза у растений является предметом специального изучения. С изменением длины волны сильно меняется интенсивность фотосинтеза, т. е. существует оптимум, в диапазоне которого процесс идет наиболее эффективно.

Растения приспособились к условиям светового излучения путем создания пигментов, наборы которых сильно отличаются у разных представителей растительного мира.

Наиболее значительные отличия имеют место у наземных и водных растений. Проходя через слой воды, красная и синяя область спектра поглощаются, и получающийся зеленоватый свет слабо поглощается хлорофиллом. Красные морские водоросли (Rhodophyta) имеют дополнительные пигменты (фикоэритрины), позволяющие им использовать энергию Солнца и в этом диапазоне длин волн. Благодаря такому приспособлению они могут жить на больших глубинах, чем зеленые водоросли.

Ультрафиолетовые лучи носят много энергии и обладают большим фотохимическим воздействием. Организмы к ним очень чувствительны. Инфракрасные лучи несут меньше энергии и очень быстро поглощаются водой, но некоторые сухопутные организмы также используют их, и за счет их повышают температуру своего тела по сравнению с температурой окружающей среды.Организмы сильно реагируют и на интенсивность света. По этим признакам они делятся на три экологические группы:

Светолюбивые, солнцелюбивые или гелиофиты — которые способны нормально развиваться только под солнечными лучами. Тенелюбивые, или сциофиты —это растения нижних ярусов лесов и глубоководные растения, например, ландыши и другие.

· При снижении интенсивности света замедляется и фотосинтез. У всех живых организмов существуют пороговые чувствительности интенсивности света.

· У различных организмов пороговая чувствительность неодинакова. Например, интенсивный свет тормозит развитие мух дрозофилл, даже вызывает их гибель.

· Свет может выступать в качестве сигнального фактора, для более сухого и теплого пространства.

· У большинства фотосинтетических растений при слабой интенсивности света идет торможение синтеза белков, а у животных тормозятся процессы биосинтеза.

· Большинство наземных организмов ведут дневной образ жизни. Например, большинство воробьиных и другие. Исключительно ночной образ жизни ведут, например, мелкие грызуны и т.д.

1. Теневыносливые или факультативные гелиофиты. Растения которые хорошо растут и в тени и на свету. У животных эти свойства организмов называются светолюбивые (фотофилы), тенелюбивые (фотофобы).

· Большая часть планктонных организмов ночью поднимается на поверхность воды, а днем они опускаются на глубину до 100 м. Эти организмы избегают слишком яркого света. Например, веслоногие рачки.

· Некоторые организмы эволюционно адаптировались к смене дня и ночи. Эти организмы приобрели свойства внутренних часов. Например, реснитчатые простейшие делятся только ночью, если даже в лабораторных условиях их постоянно освещать.

· Смена дня и ночи имеет большое биологическое значение. На экваторе продолжительность дня в течение года не изменяется. В умеренном поясе имеются весна, лето и зима. Продолжительность дня называют фотопериодом. К фотопериоду организмы адаптировались эволюционно.

· Фотопериод, как экологический фактор оказывает влияние на многие стороны жизнедеятельности организмов и их биологическим явлениям.

· Например, размножение и другие свойства многих млекопитающих и птиц проходит в зависимости от длины дня. Наступление цветения у большинства высших растений и их различных биологических свойств приурочены к различным условиям светового дня.

Температура является важным и часто лимитирующим фактором среды.

Ведущая роль в формировании температуры принадлежит энергии радиационного балланса, а именно той его части, которая идет на нагревание экосистемы (Н).

Вторым фактором является температура на верхней границе атмосферы, определяющая вторжение теплых или холодных воздушныых масс.

Диапазон температур, которые зарегистрированы во Вселенной, равен тысяче градусов, но пределы обитания живых существ на Земле значительно уже: чаще всего от - 200°С до + 100 °С.

Протоплазмы клеток всех живых организмов способны жить лишь при температуре между от 0° и 50⁰.

Животные менее стойки. По толерантности организмов к температурному режиму они делятся на эвритермные и стенотермные, т.е. способные переносить колебание температуры в широких пределах или узких пределах.

В зависимости от способа адаптации организмов к температурному режиму они делятся на две экологические группы:

криофиллы — организмы, приспособленные к холоду, к низким темпера турам; термофилы — или теплолюбивые.

Диапазон толерантности у наземных животных в целом больше, чем у водных (не считая микроорганизмов). Изменчивость температуры, временная и пространственная, является мощным экологическим фактором среды. Живые организмы приспосабливаются к различным температурным условиям; одни могут жить при постоянной или относительно постоянной температуре, другие лучше адаптированы к колебаниям температуры.

Воздействие температурного фактора на организмы сводится к его влиянию на скорость обмена веществ. Если исходить из правила Вант-Гоффа для химических реакций, то следует заключить, что повышение температуры вызовет пропорциональное возрастание скорости биохимических процессов обмена веществ.

При анализе взаимосвязей между организмами и температурой окружающей среды все организмы делят на два типа: гомойотермных и пойкилотермных. Такое разделение относится к животному миру; иногда животных подразделяют на теплокровных и холоднокровных

1. Причиной гибели организма при высоких температурах является нарушение гомеостаза и интенсивности обмена веществ, денатурация белков и инактивация ферментов, обезвоживание.

2. Необратимые нарушения структуры белков возникают при температуре около 60°С. Именно таков порог "тепловой смерти" у ряда простейших и некоторых низших многоклеточных организмов.

3. Адаптации к изменению температур выражаются у них в образовании таких форм существования, как цисты, споры, семена. У животных "тепловая смерть" наступает раньше, чем происходит денатурация белков, вследствие нарушений деятельности нервной системы и других регуляторных механизмов.

4. При низких температурах обмен замедляется или даже приостанавливается, происходит образование кристаллов льда внутри клеток, что приводит к их разрушению, повышению внутриклеточной концентрации солей, нарушению осмотического равновесия и денатурации белков.

5. Морозоустойчивые растения выдерживают полное зимнее промерзание благодаря ультраструктурным перестройкам, направленным на обезвоживание клеток. Семена выдерживают температуры, близкие к абсолютному нулю.

В целом, температура может оказывать двоякое воздействие на организм:

1. Прямое воздействие – увеличение скорости обменных процессов (у пойкилотермных животных). Это определяет окраску насекомых (северные более темные).

2. Косвенное воздействие – воспринимается рецепторами. При этом животное находит более комфортную зону (передвижение хлопковой тли в течение суток по хлопчатнику).

3. Температура определяет тип активности животного (например, ползанье и разные типы полета).