Адаптации к температуре

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.

Согласно правилу К. Бергмана, если два близких вида теплокровных отличаются размерами, то более крупный обитает в более холодном, а мелкий — в теплом климате.

Д. Аллен (правило Аллена) в 1877 г. подметил, что у многих млекопитающих и птиц северного полушария относительные размеры конечностей и различных выступающих частей тела (хвостов, ушей, клювов) увеличиваются к югу. Терморегуляционное значение отдельных участков тела далеко не равноценно. Выступающие части имеют большую относительную поверхность, которая выгодна в условиях жаркого климата.

Экологические группы растений по отношению к воде:

Гидатофиты — это водные растения, целиком или почти целиком погру­женные в воду. Среди них — цветковые, которые вторично перешли к водному образу жизни (элодея, рдесты, водяные лютики, валлиснерия и др.). Вынутые из воды, эти растения быстро высыхают и погибают. У них редуцированы устьица и нет кутикулы.

Гидрофиты — это растения наземно-водные, частично погружен­ные в воду, растущие по берегам водоемов, на мелководьях, на болотах. К ним можно отнести тростник обыкновенный, частуху подорожниковую, вахту трехлистную, калужницу болотную и другие виды. У них лучше, чем у гидатофитов, развиты проводящие и механические ткани. У гидрофитов есть эпидермис с устьицами, интенсивность транспирации очень высока, и они могут расти только при постоянном интенсивном поглощении воды.

Гигрофиты — наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влажных почвах. Теневые гигрофиты — это растения нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах. Листья часто тонкие, с теневой структурой, со слабо развитой кутикулой, содержат мно­го свободной и малосвязанной воды. Обводненность тканей достигает 80% и более.При наступлении даже непродолжительной и несильной засухи в тканях создается отрицательный водный баланс, растения завядают и могут погибнуть

Мезофиты могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Это растения, произрастающие при среднем увлажнении, умеренно теплом режиме и достаточно хорошей обеспеченности минеральным питанием. К мезофитам можно отнести вечнозеленые деревья верхних ярусов тропических лесов, листопадные деревья саванн, древесные породы влажных вечнозеленых суб­тропических лесов, летнезеленые лиственные породы лесов умереного пояса, кустарники подлеска, травянистые растения дубравно­го широкотравья, растения заливных и не слишком сухих сухо­дольных лугов, пустынные эфемеры и эфемероиды, многие сорные и большинство культурных растений.

Ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют- приспособления, позволяющие добывать воду при ее не­достатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты лучше, чем все другие растения, способны ре­гулировать водный обмен, поэтому и во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии. Это растения пустынь, стеей, жестоколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарос­лей, песчаных дюн и сухих сильно нагреваемых склонов.

Ксерофиты подразделяются на два основных типа: суккуленты и склерофиты.

Суккуленты — сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах. Стеблевые суккуленты — кактусы, стапелии, кактусовидные молочаи; листовые суккуленты—алоэ, агавы, молодило, очитки.

Склерофиты — это растения, наоборот, сухие на вид, часто с узкими и мелкими листьями, иногда свернутыми в трубочку.

Биотические факторы

Биотическими факторами называется совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие (коакции). К ним относят пищу, внутривидовые и межвидовые отношения.

Взаимодействия делятся на две группы: между особями одного и того же вида (гомотипические реакции) и между особями разных видов (гетеротипические реакции)