Солнечный свет, который попадает на Землю можно разделить на три фракции:
Видимый свет – важен при дневном образе жизни, регулирует биохимические и физиологические процессы.
Инфракрасный свет – определяет нагрев поверхности организмов.
Ультрафиолетовый свет – определяет радиационно-зависимые процессы, убивает микроорганизмы, повреждает ферментные системы.
Как вы видели выше, живые существа можно разделить на группы по отношению к свету. Более выражено это разделение у растений (см. видео). Выделяют три группы видов по отношению к освещенности:
Светолюбивыерастения растут на открытых пространствах, в условиях избытка прямого солнечного света.
Тенелюбивые растения предпочитают тенистые местообитания.
Теневыносливыерастения живут и в хорошо, и в слабо освещённых местах.
Конечности птиц, как вы знаете, плохо защищены от холода. Другие теплокровные организмы не могут себе это позволить, поскольку охлаждение крови в ногах, вредит внутренним органам, к которым поступает охлажденная в ногах кровь. Но птицы приспособились, с одной стороны, не обогревать конечности, а с другой сохранять температуру крови, омывающей внутренние органы.
В ногах птиц артерии и вены контактируют непосредственно, в результате теплая кровь, согреваясь в артериях, охлаждает венозную кровь, направляющуюся к сердцу. Так как температура крови в ногах и теле отличается на десятки градусов, то на это не тратится дополнительная энергия (см. видео).
Жизнь в кипятке
Известно, что при температуре свыше +60оС белки денатурируют и организмы погибают. На этом феномене основан промышленный процесс пастеризации. Но недавно были обнаружены уникальные сообщества живых существ, живущие в желобах подводных гейзеров при температуре свыше +100оС (рис. 2).
Оказалось, что их белки сохраняют свою четвертичную структуру, то есть не денатурируют при высокой температуре. Уникальная последовательность таких неденатурирующих белков была выработана на протяжении многих веков эволюции в горячих источниках.
Рис. 2. Подводные сообщества термофильных организмов
Разноцветные водоросли
Различие окраски водорослей объясняется их приспособленностью к использованию в процессе фотосинтеза света из разных частей светового спектра.
Спектральные компоненты проникают в толщу воды на разную глубину, красные лучи проходят только верхние слои, а синие попадают значительно глубже. Для функционирования хлорофилла, необходимо излучение красной и синей части спектра (рис. 3).
В связи с этим, зеленые водоросли встречаются обычно только на глубинах в несколько метров.
Наличие пигмента, осуществляющего фотосинтез при желто-зеленом свете, позволяет бурым водорослям жить на глубинах до 200 м.
Пигменты красных водорослей используют зеленый и синий свет, поэтому красные водоросли населяют глубины до 270 м.
Рис. 3. Распределение водорослей в толще воды в связи с наличием разных фотосинтетических пигментов. Зеленые водоросли живут у поверхности до 10 м глубины, бурые – на глубине до 200 м, а красные – на глубине 270 м и более.
Таким образом, вы познакомились с абиотическими факторами среды – температурой и освещенностью, а также с их значением в жизни живых существ.
Влажность, как абиотический фактор
Вода – важнейший компонент живых существ.
Количество воды в организме определяет протекание биохимических процессов, поэтому влажность местообитания является важным абиотическим фактором среды.
В зависимости от влажности, связанной, например, с количеством осадков, видовой состав сообщества сильно меняется. Избыток влаги приводит к засолению или заболачиванию и появлению солончакового или болотного сообщества, а постоянная засуха ведет к опустыниванию.
Существуют и контрастные местообитания, где периоды засухи сменяются периодами обильного увлажнения (см. видео).
Классификация животных по отношению к воде
У растений и животных в процессе эволюции появились приспособления для жизни в условиях низкой и высокой влажности (рис. 1).
Например, у растений-суккулентов развитая корневая система доставляет воду с очень больших глубин, также у них утолщена кутикула листа, листовая пластинка уменьшена или превращена в колючки или иголки, что препятствуют испарению. Рост суккулентов в период засухи прекращается.
Рис. 1. Природные сообщества живых организмов, формирующиеся при разных значениях влажности (Источник)
У животных тоже есть приспособления, позволяющие выдерживать недостаток влаги. Например, многие пустынные животные получают влагу из пищи и вообще не нуждаются в других источниках воды. Они обычно имеют жесткую кожу, препятствующую испарению, могут накапливать большие запасы воды, в том числе в виде жироподобных веществ, как те, что находятся в горбах у верблюдов.
Чтобы пережить засушливый период, некоторые животные впадают в спячку.
По отношению к воде живые организмы делятся на такие группы:
Ксерофильные (засухоустойчивые);
Гигрофильные (любящие избыток воды и живущие в воде);
Мезофильные (предпочитающие влажные местообитания).
Некоторые животные и растения существуют исключительно в водной среде.
Химический состав среды
Важным абиотическим фактором является химический состав среды обитания.
К нему относят: содержание кислорода, кислотность, доступность питательных веществ и биофильных элементов, а также токсичность.
Кислород участвует в процессе дыхания и других энергетических процессах (обеспечивает фосфорилирование).
По отношению к кислороду живые существа делят на три группы:
Аэробы – организмы, которым кислород необходим (большинство растений и животных).
Анаэробы – организмы, для которых кислород является ядом, выживающие только в отсутствие молекулярного кислорода в среде (многие бактерии и паразитические черви).
Факультативные анаэробы – организмы, способные жить в кислородной и бескислородной среде (бактерии и некоторые грибы, например, дрожжи).
Большое значение имеют такие факторы, как кислотность и обеспеченность среды обитания основными биофильными элементами.
По наличию в воде и почве различных химических элементов выделяют биогеохимические провинции (Источник). Локальное распространение химических элементов (наличие их в среде обитания в избытке или в недостатке) влияет на состав сообществ живых организмов, а также на жизнь и здоровье человека (Источник).
Разные животные и растения нуждаются в разных микроэлементах. Иногда даже поверхностный взгляд на отдельное растение или растительное сообщество позволяет понять, каких химических элементов в почве мало или много. Подробнее об этом читайте здесь: (Источник)
Косвенные факторы
Такие факторы, как рельеф или интенсивность ветра, являются косвенными факторами, влияющими на активность базовых биологических процессов. Сильный ветер увеличивает испарение и уменьшает влажность, способствует охлаждению организмов. Кроме того, ветер переносит пыльцу и семена растений, уносит и приносит насекомых, гнет и ломает кроны деревьев (см. видео).
Рельеф как абиотический фактор влияет на температуру и влажность среды, а также обуславливает миграцию растворенных в воде химических соединений. Обычно участки холма, расположенные выше по склону, беднее растительностью и суше, чем участки, расположенные ниже по склону. Рельеф влияет на освещенность, продуваемость и проходимость местности для животных, ограничивает распространение растений и т. д.
Таким образом, абиотические факторы являются одним из определяющих условий формирования экосистемы. К ним относятся температура, освещённость, наличие питательных веществ и биофильных элементов, а также рельеф.
Животные, которые не пьют воду
Многие животные не пьют воду, а получают ее из пищи (растительной или животной). Некоторые существа не пьют воду даже в очень засушливых регионах. Не пьют воду пустынные грызуны и ящерицы, а также большинство хищных птиц (см. видео).
Растения-маркеры
Некоторые растения растут в очень характерных условиях. Одни нуждаются в избытке соли в почве, другие – в повышенном содержании калия. Часто это имеет большое практическое значение. Например, агрономы ищут заросли крапивы, которая указывает на места скопления азота. По крапиве можно судить, куда с потоками воды вымываются вносимые в почву азотные удобрения.
Это интересно! 