По степени адаптации растений к условиям крайнего дефицита тепла можно выделить три группы:
1) нехолодостойкие растения — сильно повреждаются или гибнут при температурах выше точки замерзания воды. Гибель связана с инактивацией ферментов, нарушением обмена нуклеиновых кислот и белков, проницаемости мембран и прекращением тока ассимилятов. Это растения дождевых тропических лесов, водоросли теплых морей;
2) неморозостойкие растения — переносят низкие температуры, но гибнут, как только в тканях начинает образовываться лед. При наступлении холодного времени года у них повышается концентрация осмотически активных веществ в клеточном соке и цитоплазме, что понижает точку замерзания до —5...—7°С. Вода в клетках может охлаждаться ниже точки замерзания без немедленного образования льда. Переохлажденное состояние неустойчиво и длится чаще всего несколько часов, что, однако, позволяет растениям переносить заморозки. Таковы некоторые вечнозеленые субтропические виды. В период вегетации все листостебельные растения неморозостойки;
3) льдоустойчивые, или морозоустойчивые растения— произрастают в областях с сезонным климатом, с холодными зимами. Во время сильных морозов надземные органы деревьев и кустарников промерзают, но тем не менее сохраняют жизнеспособность.
Растения подготавливаются к перенесению морозов постепенно, проходя предварительную закалку после того, как заканчиваются ростовые процессы. Закалка заключается в накоплении в клетках сахаров (до 20—30%), производных углеводов, некоторых аминокислот и других защитных веществ, связывающих воду. При этом морозоустойчивость клеток повышается, так как связанная вода труднее оттягивается образующимися в тканях кристаллами льда.
По степени адаптации к высоким температурам можно выделить следующие группы растительных организмов:
1) нежаростойкие виды — повреждаются уже при + 30... + 40°С (эукариотические водоросли, водные цветковые, наземные мезофиты );
2) жаровыносливые эукариоты — растения сухих местообитаний с сильной инсоляцией (степей, пустынь, саванн, сухих субтропиков и т. п.); переносят получасовое нагревание до + 50... + 60°С
3) жароустойчивые прокариоты — термофильные бактерии и некоторые виды сине-зеленых водорослей, могут жить в горячих источниках при температуре +85... + 90°С.
Основные пути температурных адаптации у животных следующие:
1) химическая терморегуляция — активное увеличение теплопродукции в ответ на понижение температуры среды;
2) физическая терморегуляция— изменение уровня теплоотдачи, способность удерживать тепло или, наоборот, рассеивать его избыток. Физическая терморегуляция осуществляется благодаря особым анатомическим и морфологическим чертам строения животных: волосяному и перьевому покровам, деталям устройств кровеносной системы, распределению жировых запасов, возможностям испарительной теплоотдачи и т. п.;
3) поведение организмов. Перемещаясь в пространстве или изменяя свое поведение более сложным образом, животные могут активно избегать крайних температур. Для многих животных поведение является почти единственным и очень эффективным способом поддержания теплового баланса.
Биотические факторы
Биотическими факторами называется совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие (коакции). К ним относят пищу, внутривидовые и межвидовые отношения.
А. ГОМОТИПИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
1. Групповой эффект (объединение а группы)
2. Массовый эффект (вследствие перенаселенности среды)
3. Внутривидовая конкуренция (охранемые участки, охотничья территория и иерархические отношения у животных; изменение морфологических особенностей растений при конкуренции за свет и воду, конкуренция материнского полога с подростом – опыты Фрике, и др.)
4. Территориальность (аллелопатия у растений, феромоны и механизмы разобщения у животных (пение птиц, мечение территории)
Б. ГЕТЕРОТИПИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
1. Нейтрализм
2. Конкуренция
3. Симбиоз (мутуализм как облигатный симбиоз)
4. Сотрудничество (как необлигатный симбиоз)
5. Комменсализм (распространение моллюсками водорослей, животными – семян растений, насекомыми – растительных клещей)
6. Аменсализм – угнетение роста и развития конкурентов (фитонциды растений, пеницилиум