A „környezet” alatt mindazt értjük, ami a testet körülveszi, és így vagy úgy befolyásolja. Más szóval, a lakókörnyezetet a környezeti tényezők bizonyos halmaza jellemzi. szerda- lakókörnyezet - vízi környezet - talaj-levegő környezet - talajkörnyezet - organizmus, mint élő környezet - kulcsfogalmak.
Általánosan elfogadott meghatározás környezet Nyikolaj Pavlovics Naumov meghatározása: " szerda- minden, ami az élőlényeket körülveszi, közvetlenül vagy közvetve befolyásolja állapotukat, fejlődésüket, túlélésüket és szaporodásukat." A Földön minőségileg négy létezik. különböző környezetekbenélet, amely meghatározott környezeti tényezőkkel rendelkezik: -földi-vízi (szárazföldi); - víz; - talaj; - egyéb szervezetek.
Föld-levegő A környezetet az életkörülmények, az ökológiai fülkék és az ezekben élő élőlények hatalmas változatossága jellemzi. Az élőlények elsődleges szerepet játszanak a föld-levegő életkörnyezet feltételeinek, és mindenekelőtt a légkör gázösszetételének alakításában. Szinte az összes oxigén a föld légköre biogén eredetű. A talaj-levegő környezet főbb jellemzői az
A környezeti tényezők nagy változásai,
a környezet heterogenitása,
A gravitációs erők hatása,
Alacsony levegősűrűség.
Egy bizonyoshoz kapcsolódó fizikai-földrajzi és éghajlati tényezők együttese természeti terület, az élőlények alkalmazkodásához vezet ezekben a körülmények között az élethez, az életformák sokféleségéhez. A légkör magas oxigéntartalma (kb. 21%) meghatározza az anyagcsere magas (energia)szintű kialakításának lehetőségét. A légköri levegőt alacsony és változó páratartalom jellemzi. Ez a körülmény nagymértékben korlátozta a talaj-levegő környezet fejlesztésének lehetőségeit.
Légkör(a görög atmos - gőz és sphaira - labda szóból), a föld gáznemű héja. A földi légkör pontos felső határát lehetetlen megjelölni. A légkör kifejezett réteges szerkezetű. A légkör főbb rétegei:
1)Troposzféra- magasság 8 - 17 km. minden vízgőz és a légkör tömegének 4/5-e koncentrálódik benne, és minden időjárási jelenség kialakul.
2)Sztratoszféra- a troposzféra feletti réteg 40 km-ig. A magassággal együtt szinte teljes állandó hőmérséklet jellemzi. A sztratoszféra felső részén az ózon maximális koncentrációja van, amely nagy mennyiségű ultraibolya sugárzást nyel el a Napból.
3) Mezoszféra- 40 és 80 km közötti réteg; alsó felében +20-ról +30 fokra emelkedik a hőmérséklet, a felső felében közel -100 fokra csökken.
4) Termoszféra(ionoszféra) - 80-1000 km közötti réteg, amely a gázmolekulák fokozott ionizációját okozza (az akadálytalan behatoló kozmikus sugárzás hatására).
5) Exoszféra(szórási gömb) - 800-1000 km feletti réteg, amelyből a gázmolekulák szétszóródnak a világűrbe. A légkör a napsugárzás 3/4-ét továbbítja, ezáltal növeli a Föld természetes folyamatainak kifejlődéséhez felhasznált hő összességét.
Vízi élővilág. Hidroszféra (a hidro... és gömbből), a Föld időszakos vízhéja, amely a légkör és a szilárd test között helyezkedik el földkéreg(litoszféra). Az óceánok, tengerek, tavak, folyók, mocsarak, valamint talajvíz. A hidroszféra a Föld felszínének körülbelül 71%-át fedi le. Kémiai összetétel A hidroszféra megközelíti a tengervíz átlagos összetételét.
Az édesvíz mennyisége a bolygó összes vízének 2,5%-át teszi ki; 85% - tengervíz. Az édesvízkészletek rendkívül egyenlőtlenül oszlanak meg: 72,2% - jég; 22,4% - talajvíz; 0,35% - légkör; 5,05% - stabil folyóhozam és tóvíz. Az általunk felhasználható víz a Föld összes édesvízének mindössze 10-12%-át teszi ki.
Elsődleges környezet az élet pontosan a vízi környezet volt. Először is, a legtöbb élőlény nem képes aktív életre anélkül, hogy víz ne kerülne a szervezetbe, vagy ne tartana fenn bizonyos folyadéktartalmat a szervezetben. Fő jellemzője vízi környezet, ez: napi és szezonális hőmérséklet-ingadozások. Hatalmas ökológiai jelentősége, nagy sűrűségű és viszkozitású a víz. A víz fajsúlya hasonló az élő szervezetek testéhez. A víz sűrűsége körülbelül 1000-szer nagyobb, mint a levegő sűrűsége. Ezért a vízi élőlények (különösen az aktívan mozgók) nagyobb hidrodinamikai ellenállásba ütköznek. Ennek oka a víz nagy sűrűsége mechanikai rezgések(rezgések) jól terjednek a vízi környezetben. Ez nagyon fontos az érzékszervek, a térbeli tájékozódás és a vízi lakosok közötti tájékozódás szempontjából. A vízi környezetben a hangsebességnek nagyobb a visszhangjelek frekvenciája. Négyszer nagyobb, mint a levegőben. Ezért létezik a vízi élőlények (növények és állatok) egész csoportja, amelyek a fenékkel vagy más szubsztrátummal való kötelező kapcsolat nélkül léteznek, „lebegnek” a vízoszlopban.
Milyen állatok élnek a levegőben? Milyen állatok repülhetnek a madarakon kívül? Ha választ keres erre a kérdésre, akkor a cikk elolvasása után megtalálja a választ.
A levegőben élő állatok
Életük jelentős részét a levegőben töltik madarak, lepkék, legyek és egyéb állatok. A szárnyak segítik őket repülni. Csak az állatok között denevérek szárnyaik vannak és képesek aktív repülésre. Az állatok más képviselői csak egy ideig maradhatnak a levegőben, amikor fáról fára ugrálnak. Például be repülő mókusok A test oldalain széles bőrredők vannak, amelyeket a levegőben kiegyenesít, és ejtőernyőként használ.
A repülésre képes szárazföldi-levegő környezet modern lakói között nincs nagy tömegű állat. A jelentős tömeg megakadályozná, hogy az állat testét a levegőbe emelje.
A levegőben élő állatok:
Madarak- egy speciális állatcsoport, amely képes repülni és mozogni szárazföldön és vízen. Könnyen felemelkednek, ügyesen legyőzik a légáramlatot, és néhányan a levegőben is vadásznak. Nem csak a szárnyaik segítik a madarakat a levegőbe repülésben és mozgásban. A repülést megkönnyítik a tollak és a levegő, amely a madár csontjainak üregeiben van, ami könnyebbé teszi a madarat.
Repülő makik. Ezek az állatok a Fülöp-szigeteken, Indonéziában, Malajziában és Dél-Kínában találhatók. Az állat repülését a mókusoknál fejlettebb hártya segíti, amely összeköti a nyakat, az ujjbegyeket és a farkát. Bár sokkal nagyobb, mint más repülő állatok, ez az állat mégsem nagyobb egy macskánál. A nőstények szőrzete szürke, míg a hímek csokoládé bundájúak. Gyümölcsökkel, levelekkel és magvakkal táplálkoznak. Más repülő emlősökhöz hasonlóan éjszaka esznek, nappal pedig valahol egy ágon fejjel lefelé lógva alszanak. A nőstény gyapjasszárny csak egy fiókát hoz világra. Repülés közben a baba az anya mellkasán lóg, szorosan a szőrmébe tapadva. A gyapjas szárnyak akár 136 m távolságot is képesek megtenni a levegőben.
Repülő mókusok. A legtöbb repülőmókus nagyon kicsi méretű, hossza nem haladja meg a 135 mm-t (plusz, mint minden mókusnak, hosszú, bozontos farka). A repülő mókusok általában az erdőkben telepednek meg, és harkályüregekben vagy természetes faüregekben teremtenek otthont. Fő táplálékuk kéregből, rügyekből, levelekből és magvakból áll, a földön pedig szívesen lakmároznak gombával és bogyós gyümölcsökkel. Bár nem szigorú vegetáriánusok, egyes repülőmókusfajok táplálkozhatnak madártojással, rovarokkal és más kis állatokkal. A közönséges mókustól eltérően az erdőben meglehetősen nehéz látni a repülő mókust, mivel csak éjszaka jön ki táplálkozni. A repülés megkezdése előtt a repülő mókus felmászik egy fa tetejére, élesen eltolja magát, és a lábai között lévő bőrhártyákat kiegyenesítve simán felszáll a levegőben.
Repülő posszumok. Az oposszumok Ausztráliában és Új-Zélandon élő erszényes állatok. Nemcsak membránjukban, hanem hosszú bolyhos farkukban is repülőmókusra hasonlítanak.
A repülő posszumoknak 3 csoportja van: az első a legkisebb húsevő posszum, vagy cukorposzlum. Súlyuk nem haladja meg a 130 grammot, jellemzőjük a szürke hát és a fehér mellkas.
Reméljük, hogy a „levegőben élő állatok” cikkben található információk hasznosak voltak az Ön számára, és valami újat és érdekeset talált magának.
A talaj-levegő élőhely jellemzői!!!
A talaj-levegő környezetben a működési környezeti tényezőknek számos jellegzetes vonásait: nagyobb fényintenzitás más környezetekhez képest, jelentős hőmérséklet-ingadozások, páratartalom változása földrajzi helytől, évszaktól és napszaktól függően
Az evolúció során ez a környezet később alakult ki, mint a vízi környezet. Sajátossága, hogy gázhalmazállapotú, ezért alacsony páratartalom, sűrűség és nyomás, valamint magas oxigéntartalom jellemzi. Az evolúció során az élő szervezetek kialakították a szükséges anatómiai, morfológiai, élettani, viselkedési és egyéb alkalmazkodásokat.
A talaj-levegő környezetben élő állatok a talajon vagy a levegőn keresztül mozognak (madarak, rovarok), a növények pedig gyökeret vernek a talajban. Ebben a tekintetben az állatoknak tüdejük és légcsövék, a növényeknek pedig sztómakészülékük van, vagyis olyan szervek, amelyekkel a bolygó szárazföldi lakói közvetlenül a levegőből szívják fel az oxigént. A vázszervek erőteljesen fejlődtek, biztosítva a szárazföldi mozgás autonómiáját és támogatva a testet minden szervével alacsony sűrűségű környezetben, ezerszer kisebb, mint a vízben. A talaj-levegő környezet ökológiai tényezői a nagy fényintenzitásban, a hőmérséklet és a levegő páratartalmának jelentős ingadozásában, valamint az összes tényező összefüggésében különböznek a többi élőhelytől. földrajzi elhelyezkedés, változó évszakok és napszakok. Az élőlényekre gyakorolt hatásuk elválaszthatatlanul összefügg a levegő mozgásával és a tengerekhez és óceánokhoz viszonyított helyzetével, és nagyon különbözik a vízi környezetre gyakorolt hatásoktól (1. táblázat).
5. táblázat
A levegő és a víz élőlényeinek élőhelyi feltételei
(D.F. Mordukhai-Boltovsky szerint, 1974)
Élőhelyi feltételek (tényezők)A feltételek jelentősége az élőlények számára
levegő környezetvízi környezet
PáratartalomNagyon fontos (gyakran hiánycikk) Nincs jelen (mindig túl sok)
Sűrűség Jelentéktelen (kivéve a talajt) A levegő lakóiban betöltött szerepéhez képest nagy
A nyomás szinte nem létezik (elérheti az 1000 atmoszférát)
HőmérsékletSzignifikáns (nagyon tág határok között változik -80 és +1OOC között vagy több) Kevesebb, mint a levegő lakóira vonatkozó érték (sokkal kevésbé változik, általában -2 és +40 C között)
Oxigén Nem esszenciális (többnyire feleslegben) Esszenciális (gyakran hiányos)
Lebegő szilárd anyagokFontos; nem használják élelmiszerekhez (főleg ásványi anyagok) Fontos (élelmiszerforrás, különösen szerves anyag)
Oldott anyagok a környezetben Bizonyos mértékig (csak talajoldatokban releváns) Fontos (bizonyos mennyiségben szükséges)
A szárazföldi állatok és növények kifejlesztették saját, nem kevésbé eredeti alkalmazkodásaikat a kedvezőtlen környezeti tényezőkhöz: a test és szövetének összetett szerkezetéhez, az életciklusok periodikusságához és ritmusához, a hőszabályozási mechanizmusokhoz stb. Az állatok táplálékot kereső célzott mobilitása kifejlődött, szél által szállított spórák, magvak és pollen, valamint olyan növények és állatok, amelyek élete teljes mértékben a levegőhöz kapcsolódik. A talajjal rendkívül szoros funkcionális, erőforrás- és mechanikai kapcsolat alakult ki.
Számos adaptációt fentebb tárgyaltunk, példaként a jellemzésre abiotikus tényezők környezet. Ezért most nincs értelme ismételni magam, b. hogy gyakorlati órákon visszatérünk hozzájuk
A szárazföldi élet nagymértékben függ a levegő állapotától. A Föld evolúciója során kialakult természetes gázelegy a levegő, amelyet belélegzünk.
A levegő, mint az élet közvetítője evolúciós fejlődés ennek a környezetnek a lakói. Így a magas oxigéntartalom meghatározza a magas szintű energia-anyagcsere (a szervezet és a környezet közötti anyagcsere) kialakulásának lehetőségét. A légköri levegőt alacsony és változó páratartalom jellemzi, amely korlátozta a légkör fejlesztésének lehetőségeit, lakói körében meghatározta a víz-só anyagcsere-rendszer és a légzőszervek szerkezetének alakulását. Azt is meg kell jegyezni, hogy a légkörben a levegő sűrűsége alacsony, ami miatt az élet a Föld felszíne közelében koncentrálódik, és legfeljebb 50-70 m magasságig behatol a légkörbe (trópusi erdők fakoronája) .
A légköri levegő fő összetevői a nitrogén (N2) - 78,08%, az oxigén (02) - 20,9%, az argon (Ar) - körülbelül 1% és a szén-dioxid (CO2) - 0,03% (1. táblázat).
Az oxigén körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt jelent meg a Földön, amikor a felszín aktív vulkáni tevékenység hatására kialakult. Az elmúlt 20 millió év során fokozatosan nőtt az oxigén aránya a levegőben (ma 21%). Főszerep ebben a fejlődés játszott szerepet növényvilág szárazföld és óceán.
1. táblázat A Föld légkörének gázösszetétele
A légkör védi a Földet a meteoritbombázástól. Évente körülbelül 5 alkalommal égnek fel meteorit-, üstökös- és aszteroidadarabok a légkörben, amelyek ereje a Földdel találkozva meghaladná a Hirosimára ledobott bomba erejét. A legtöbb meteorit soha nem éri el a Föld felszínét, amikor nagy sebességgel belép a légkörbe. Évente körülbelül 6 millió tonna kozmikus por hullik a Földre.
Ezenkívül a légkör segít megtartani a hőt a bolygón, amely egyébként a hidegben szétoszlana világűr. Maga a légkör a gravitációs erő hatására nem párolog el.
A Föld felszínétől 20-25 km-es magasságban van egy védőréteg, amely blokkolja az ultraibolya sugárzást, amely minden élőlényre pusztító. Enélkül az ilyen sugárzás elpusztíthatja az életet a Földön. Sajnos a 80-90-es évektől kezdve. XX század Negatív tendencia figyelhető meg az ózonréteg elvékonyodására és tönkremenetelére.
A Föld héjainak réteges szerkezete és a légkör összetétele; fényviszonyok, mint a talaj-levegő környezet tényezője; élőlények alkalmazkodása a különböző fényviszonyokhoz; hőmérsékleti rezsim a talaj-levegő környezetben, hőmérsékleti alkalmazkodás; légszennyezés
A talaj-levegő környezet az ökológiai életkörülmények szempontjából a legösszetettebb. A szárazföldi élet olyan morfológiai és biokémiai adaptációkat igényelt, amelyek csak a növények és az állatok kellően magas szintű szervezettségével voltak lehetségesek. ábrán. A 2. ábra a Föld héjainak diagramját mutatja. A talaj-levegő környezet magában foglalja a külső részt litoszféraés alsó része légkör. Az atmoszférának viszont meglehetősen világosan meghatározott réteges szerkezete van. A légkör alsó rétegei az ábrán láthatók. 2. Mivel az élőlények nagy része a troposzférában él, a légkörnek ezt a rétegét tartalmazza a föld-levegő környezet fogalma. A troposzféra a légkör legalacsonyabb része. Magassága különböző területeken 7-18 km, a vízgőz nagy részét tartalmazza, amely kondenzálva felhőket képez. A troposzférában erőteljes levegőmozgás zajlik, és a hőmérséklet átlagosan 0,6 ° C-kal csökken, minden 100 m-enként emelkedik.
A Föld légköre olyan gázok mechanikai keverékéből áll, amelyek kémiailag nem hatnak egymásra. Minden meteorológiai folyamat lezajlik benne, amelyek összességét ún éghajlat. A légkör felső határának konvencionálisan 2000 km-nek számít, azaz magassága a Föld sugarának háromszorosa. A légkörben folyamatosan különböző fizikai folyamatok mennek végbe: változik a hőmérséklet és a páratartalom, lecsapódik a vízgőz, ködök, felhők jelennek meg, a napsugarak felmelegítik a légkört, ionizálják azt stb.
A levegő nagy része a 70 km-es rétegben koncentrálódik. A száraz levegő tartalma (%-ban): nitrogén - 78,08; oxigén - 20,95; argon - 0,93; szén-dioxid - 0,03. Nagyon kevés más gáz van. Ezek a hidrogén, neon, hélium, kripton, radon, xenon - a legtöbb inert gáz.
A légköri levegő az egyik legfontosabb létfontosságú elem környezet. Megbízhatóan védi a bolygót a káros kozmikus sugárzástól. A Föld légkörének hatása alatt a legfontosabb geológiai folyamatok, amelyek végső soron formálják a tájat.
A légköri levegő a kimeríthetetlen erőforrások kategóriájába tartozik, de az intenzív ipari fejlődés, a városok növekedése és az űrkutatás bővülése fokozza a légkörre gyakorolt negatív antropogén hatást. Ezért a légköri levegő védelmének kérdése egyre aktuálisabb.
A talaj-levegő környezetben élő élő szervezetekre a bizonyos összetételű levegő mellett a légnyomás és a páratartalom is hatással van, napsugárzásés hőmérséklet.
Rizs. 2.
Fényrendszer, vagy napsugárzás. Az életfolyamatok végrehajtásához minden élő szervezetnek kívülről érkező energiára van szüksége. Fő forrása a napsugárzás.
A napsugárzás spektrumának különböző részeinek hatása az élő szervezetekre eltérő. Ismeretes, hogy a napsugarak spektrumában vannak ultraibolya, láthatóÉs infravörös régió, amelyek viszont különböző hosszúságú fényhullámokból állnak (3. ábra).
Az ultraibolya sugarak (UVR) közül csak a hosszú hullámú (290-300 nm) sugarak érik el a Föld felszínét, a rövidhullámú (290 nm-nél kisebb), minden élőlényre pusztító sugarak pedig kb. 20-25 km-re az ózonszűrő - a légkör vékony rétege, amely 0 3 molekulákat tartalmaz (lásd a 2. ábrát).
Rizs. 3. A napsugárzási spektrum különböző részeinek biológiai hatása: 1 - fehérjedenaturáció; 2 - a búza fotoszintézisének intenzitása; 3 - az emberi szem spektrális érzékenysége. Az ultraibolya sugárzás területe, amely nem hatol át, árnyékolt
a légkörön keresztül
A hosszú hullámú ultraibolya sugarak (300-400 nm), amelyek nagy fotonenergiájúak, nagy kémiai és mutagén aktivitással rendelkeznek. A nagy dózisok károsak a szervezetekre.
A 250-300 nm-es tartományban az UV-sugarak erőteljes baktériumölő hatást fejtenek ki, és az állatokban angolkór elleni D-vitamin képződést okoznak, vagyis kis dózisú UV-sugárzásra van szükség az emberek és az állatok számára. 300-400 nm hosszon az UV-sugarak barnulást okoznak az emberben, ami a bőr védőreakciója.
A 750 nm-nél nagyobb hullámhosszú infravörös sugarak (IRL) termikus hatást fejtenek ki, az emberi szem nem érzékeli őket, és biztosítják a bolygó hőrendszerét. Ezek a sugarak különösen fontosak a hidegvérű állatok (rovarok, hüllők) számára, amelyek testhőmérsékletük emelésére (pillangók, gyíkok, kígyók) vagy vadászatra (kullancsok, pókok, kígyók) használják őket.
Jelenleg sok olyan eszközt gyártottak, amelyek a spektrum egy vagy másik részét használják: ultraibolya besugárzók, infravörös sugárzású háztartási készülékek a gyors főzéshez stb.
A 400-750 nm hullámhosszú látható sugarak rendelkeznek nagy érték minden élő szervezet számára.
A fény a növények életének feltétele. A növények számára feltétlenül szükséges a fény. A zöld növények napenergiát használnak a spektrum ezen adott régiójában, és a fotoszintézis során rögzítik azt:
A növények eltérő fényenergia-igénye miatt eltérő morfológiai és fiziológiai alkalmazkodások a lakhatás könnyű rezsimjéhez.
Az adaptáció az anyagcsere-folyamatok és élettani jellemzők szabályozására szolgáló rendszer, amely biztosítja az élőlények maximális alkalmazkodóképességét a környezeti feltételekhez.
A fényviszonyokhoz való alkalmazkodásnak megfelelően a növényeket a következő ökológiai csoportokba sorolják.
- 1. Fotofil- a következő morfológiai adaptációkkal rendelkezik: erősen elágazó hajtások, rövidített internódiumokkal, rozetta alakúak; a levelek kicsik vagy erősen tagolt levéllemezzel, gyakran viaszos bevonatú vagy serdülő, gyakran fény felé fordított szélűek (például akác, mimóza, sophora, búzavirág, tollfű, fenyő, tulipán).
- 2. Árnyékszerető- állandóan erős árnyékolás körülményei között helyezkednek el. Leveleik sötétzöldek és vízszintesen helyezkednek el. Ezek az erdők alsó szintjének növényei (például télizöldek, bifolia, páfrányok stb.). Fényhiány esetén a mélytengeri növények (vörös és barna algák) élnek.
- 3. Árnyéktűrő- tűri az árnyékolást, de jól fejlődik a fényben is (pl. árnyékos helyen és széleken termő erdei fűszernövények és cserjék, valamint tölgy, bükk, gyertyán, lucfenyő).
A fényhez képest az erdőben lévő növények szintekbe vannak rendezve. Ezenkívül még ugyanazon a fán is a levelek rétegtől függően eltérően rögzítik a fényt. Általános szabály, hogy azok lap mozaik, vagyis úgy vannak elhelyezve, hogy növeljék a levélfelületet a jobb fényfelvétel érdekében.
A fényviszonyok a földrajzi szélességtől, a napszaktól és az évszaktól függően változnak. A Föld forgásának köszönhetően a fényrezsimnek sajátos napi és évszakos ritmusa van. A test reakcióját a fényviszonyok változására ún fotoperiodizmus. A fotoperiodizmus következtében a szervezetben az anyagcsere, a növekedés és a fejlődés folyamatai megváltoznak.
A növények fotoperiodizmusával kapcsolatos jelenség fototropizmus- az egyes növényi szervek mozgása a fény felé. Ilyen például a napraforgókosár napsütést követő mozgása, reggel a pitypang és a gyékény virágzatának nyitása és este bezárása, és fordítva - az esti ibolya és az illatos dohányvirágok kinyílása, ill. reggel zárva őket (napi fotoperiodizmus).
Szezonális fotoperiodizmus figyelhető meg a szélességi körökben változó évszakokkal (mérsékelt és északi szélesség). A hosszú nap (tavasz) beköszöntével a növényekben aktív nedváramlás figyelhető meg, a rügyek megduzzadnak és kinyílnak. A rövid őszi napok beköszöntével a növények lehullatják leveleiket, és felkészülnek a téli nyugalomra. Különbséget kell tenni a „rövid napos” növények között - gyakoriak a szubtrópusokon (krizantém, perilla, rizs, szójabab, kagyló, kender); és „hosszú napos” növények (rudbeckia, gabonafélék, keresztes virágú zöldségek, kapor) - elsősorban a mérsékelt és szubpoláris szélességeken oszlanak meg. A hosszúnapos növények délen nem nőhetnek (nem termelnek magot), és ugyanez vonatkozik a rövidnapos növényekre is, ha északon termesztik.
A fény, mint az állati élet feltétele. Az állatok számára a fény nem elsődleges fontosságú tényező, mint a zöld növényeknél, hiszen ezek a növények által felhalmozott napenergiának köszönhetően léteznek. Az állatoknak azonban szükségük van bizonyos mennyiségű fényre spektrális összetétele. Fényre elsősorban a térben való vizuális tájékozódáshoz van szükségük. Igaz, nem minden állatnak van szeme. A primitív emberekben ezek egyszerűen fényérzékeny sejtek vagy akár egy hely a sejtben (például megbélyegzés egysejtű szervezetek vagy „fényérzékeny szem”).
A figuratív látás csak kellően összetett szemszerkezettel lehetséges. Például a pókok csak 1-2 cm távolságból tudják megkülönböztetni a mozgó tárgyak körvonalait. A gerincesek szeme érzékeli a tárgyak alakját és méretét, színét és meghatározza a távolságot.
A látható fény egy hagyományos fogalom a különböző állatfajtáknál. Az emberek számára ezek a sugarak az ibolyától a sötétvörösig (emlékezzünk a szivárvány színeire). A csörgőkígyók például a spektrum infravörös részét érzékelik. A méhek megkülönböztetik a sokszínű ultraibolya sugarakat, de nem érzékelik a vöröset. A látható fény spektruma számukra az ultraibolya tartományba tolódik el.
A látószervek fejlődése nagymértékben függ az élőlények környezeti helyzetétől és életkörülményeitől. Így az olyan barlangok állandó lakóinál, ahová a napfény nem hatol be, a szeme teljesen vagy részben lecsökkenhet: vak földi bogaraknál, denevéreknél, egyes kétéltűeknél és halaknál.
A színlátás képessége attól is függ, hogy az élőlények nappali vagy éjszakai életűek. A szemfogak, a macskák és a hörcsögök (amelyek alkonyatkor vadászva táplálkoznak) mindent feketén-fehéren látnak. Az éjszakai madarak – baglyok és éjfélék – ugyanazt látják. A nappali madarak jól fejlett színlátással rendelkeznek.
Az állatok és a madarak is alkalmazkodnak a nappali és éjszakai életmódhoz. Például a legtöbb patás, medve, farkas, sas, pacsirta nappal aktív, míg a tigrisek, egerek, sündisznók és baglyok éjszaka a legaktívabbak. A nappali órák hossza befolyásolja a párzási időszak kezdetét, a madarak vonulását és vonulását, az emlősök hibernálását stb.
Az állatok látószerveik segítségével navigálnak hosszú repülések és vándorlások során. A madarak például elképesztő pontossággal választják meg repülési irányukat, sok ezer kilométert tesznek meg a fészkelőhelyektől a telelőhelyekig. Bebizonyosodott, hogy ilyen hosszú repülések során a madarakat legalább részben a Nap és a csillagok, azaz csillagászati fényforrások irányítják. Képesek navigálni, megváltoztatni a tájolást, hogy bejussanak kívánt pont Föld. Ha a madarakat ketrecben szállítják, akkor helyesen választják meg a telelési irányt a Föld bármely pontjáról. A madarak nem repülnek folyamatos ködben, mivel repülés közben gyakran eltévednek.
A rovarok közül az ilyen tájékozódási képesség a méhekben fejlődött ki. Útmutatóként a Nap helyzetét (magasságát) használják.
Hőmérséklet rezsim talaj-levegő környezetben. Hőmérséklet adaptáció. Ismeretes, hogy az élet a fehérjetestek létmódja, ezért az élet létezésének határai azok a hőmérsékletek, amelyeken a fehérjék normális szerkezete és működése lehetséges, átlagosan 0°C és +50°C között. Egyes organizmusok azonban speciális enzimrendszerekkel rendelkeznek, és alkalmazkodtak az ezen határokon túli hőmérsékleten való aktív létezéshez.
A hideget kedvelő fajok (úgy hívják őket kriofilek), -8°... -10°C-ig képes fenntartani a sejtaktivitást. A baktériumok, gombák, zuzmók, mohák és ízeltlábúak elviselik a hipotermiát. Fáink sem pusztulnak el alacsony hőmérsékleten. Csak az a fontos, hogy a téli felkészülés időszakában a növényi sejtekben lévő víz különleges állapotba kerüljön, és ne váljon jéggé - akkor a sejtek elpusztulnak. A növények úgy győzik le a hipotermiát, hogy sejtjeikben és szöveteikben anyagokat halmoznak fel - ozmotikus védőket: különféle cukrokat, aminosavakat, alkoholokat, amelyek „kipumpálják” a felesleges vizet, megakadályozva, hogy jéggé alakuljon.
Létezik az élőlények egy csoportja, amelynek optimális élete magas hőmérsékletek, úgy hívják termofilek. Ezek különféle férgek, rovarok, atkák, amelyek sivatagokban és forró félsivatagokban élnek, ezek a meleg forrásokból származó baktériumok. Vannak + 70 °C hőmérsékletű források, amelyek élő lakosokat tartalmaznak - kék-zöld algák (cianobaktériumok), egyes puhatestűek.
Ha figyelembe vesszük rejtett(hosszú ideig alvó) élőlényformák, például egyes baktériumok spórái, ciszták, spórák és növényi magvak, akkor jelentősen eltérő hőmérsékletet is elviselnek. A baktériumspórák akár 180°C-ig is elviselik a hőt. Sok mag, növényi pollen, ciszták, egysejtű algák kibírja a folyékony nitrogénben történő fagyasztást (-195,8 °C-on), majd a hosszú távú tárolást -70 °C-on. Leolvasztás és behelyezés után kedvező feltételekés elegendő tápközeg esetén ezek a sejtek újra aktívvá válhatnak és elkezdhetnek szaporodni.
A szervezet összes létfontosságú folyamatának ideiglenes felfüggesztését nevezik felfüggesztett animáció. Az anabiózis állatokban akkor fordulhat elő, ha a környezeti hőmérséklet csökken, és amikor az emelkedik. Például a kígyóknál és gyíkoknál, ha a levegő hőmérséklete 45 °C fölé emelkedik, hőtorpor lép fel. A kétéltűeknek 4°C alatti vízhőmérsékleten gyakorlatilag nincs létfontosságú tevékenységük. A felfüggesztett animáció állapotából az élőlények csak akkor térhetnek vissza a normális életbe, ha a sejtjeikben lévő makromolekulák (elsősorban a DNS és a fehérjék) szerkezete nem bomlik.
A hőmérséklet-ingadozásokkal szembeni ellenállás a szárazföldi lakosok között változó.
Hőmérséklet alkalmazkodás a növényekben. A növények, mint mozdulatlan élőlények, kénytelenek alkalmazkodni az élőhelyükön előforduló hőmérséklet-ingadozásokhoz. Különleges rendszereik vannak, amelyek védenek a hipotermia vagy a túlmelegedés ellen. Párolgás- ez egy olyan rendszer, amely a növények által a sztómakészüléken keresztül elpárologtatja a vizet, ami megóvja őket a túlmelegedéstől. Egyes növények még tűzállóvá is váltak – hívják őket pirofiták. A tüzek gyakran előfordulnak szavannákban és bozótosokban. A szavannafák vastag kérgét tartalmaznak, amely tűzálló anyagokkal van impregnálva. A gyümölcsök és magjaik vastag, fás burkolatúak, amelyek tűz hatására megrepednek, ami elősegíti a magvak behatolását a talajba.
Az állatok hőmérsékleti alkalmazkodása. Az állatok a növényekhez képest jobban alkalmazkodnak a hőmérséklet-változásokhoz, mivel képesek mozogni, izmaik vannak és saját belső hőt termelnek. Az állandó testhőmérséklet fenntartásának mechanizmusaitól függően vannak poikilotermikus(hidegvérű) és homeoterm(melegvérű) állatok.
Poikilotermikus- Ezek rovarok, halak, kétéltűek és hüllők. Testhőmérsékletük a környezeti hőmérséklettel együtt változik.
Homeoterm- állandó testhőmérsékletű állatok, amelyek a külső hőmérséklet erős ingadozása mellett is képesek ezt fenntartani (emlősök és madarak).
A hőmérséklet-alkalmazkodás fő módjai:
- 1) kémiai hőszabályozás- a hőtermelés növekedése a környezeti hőmérséklet csökkenésére reagálva;
- 2) fizikai hőszabályozás- a szőr és a tollak miatti hőmegtartó képesség, a zsírtartalékok eloszlása, a párolgásos hőátadás lehetősége stb.;
3) viselkedési hőszabályozás- az extrém hőmérsékletű helyekről az optimális hőmérsékletű helyekre való mozgás képessége. Ez a hőszabályozás fő módja poikiloterm állatokban. Amikor a hőmérséklet emelkedik vagy csökken, hajlamosak megváltoztatni helyzetüket, vagy elrejtőznek az árnyékban, egy lyukban. A méhek, hangyák és termeszek fészket építenek, amelyekben jól szabályozott hőmérsékletűek.
A melegvérű állatok hőszabályozási rendszere jelentősen javult (bár kölykökben és fiókákban gyenge).
A hőszabályozás tökéletességének szemléltetésére magasabb rendű állatokban és emberekben a következő példa hozható. Körülbelül 200 évvel ezelőtt, Dr. C. Blagden Angliában a következő kísérletet hajtotta végre: barátaival és egy kutyájával 45 percet töltött száraz kamrában +126°C-on minden egészségügyi következménye nélkül. A finn szauna kedvelői tudják, hogy a + 100°C-nál magasabb hőmérsékletű szaunában is el lehet tölteni egy kis időt (minden személy számára), és ez jót tesz az egészségnek. De azt is tudjuk, hogy ha egy darab húst ezen a hőmérsékleten tartunk, akkor megsül.
Hideg hatásának kitéve a melegvérű állatok felerősödnek oxidatív folyamatok, különösen az izmokban. A kémiai hőszabályozás jön szóba. Izomremegés figyelhető meg, ami további hő felszabadulásához vezet. A lipidanyagcsere különösen felgyorsul, mivel a zsírok jelentős mennyiségű kémiai energiát tartalmaznak. Ezért a zsírtartalékok felhalmozódása jobb hőszabályozást biztosít.
A megnövekedett hőtermelés nagy mennyiségű élelmiszer elfogyasztásával jár együtt. A télen maradó madaraknak tehát sok táplálékra van szükségük, nem a fagytól, hanem a táplálékhiánytól félnek. Ha jó a termés, a luc- és fenyő keresztcsőrűek például még télen is kikelnek fiókákat. Az emberek - a kemény szibériai vagy északi régiók lakói - generációról generációra magas kalóriatartalmú menüt dolgoztak ki - hagyományos gombócokat és más magas kalóriatartalmú ételeket. Ezért, mielőtt a divatos nyugati étrendet követnénk, és megtagadnánk őseink ételeit, emlékeznünk kell a természetben létező célszerűségre, amely az emberek hosszú távú hagyományainak hátterében áll.
A hőcsere szabályozásának hatékony mechanizmusa az állatokban, akárcsak a növényekben, a víz elpárolgása izzadás vagy a száj és a felső légutak nyálkahártyáján keresztül. Ez egy példa a fizikai hőszabályozásra. Egy személy extrém melegben akár 12 liter izzadságot is képes termelni naponta, ami a normálisnál 10-szer több hőt oszlat el. A kiválasztott vizet részben vissza kell juttatni ivással.
A melegvérű állatokat a hidegvérűekhez hasonlóan viselkedési hőszabályozás jellemzi. A föld alatt élő állatok odúiban annál kisebb a hőmérséklet-ingadozás, minél mélyebb az odú. Az ügyesen megépített méhfészkekben egyenletes, kedvező mikroklíma alakul ki. Különösen érdekes az állatok csoportos viselkedése. Például súlyos fagyok és hóviharok esetén a pingvinek „teknősbékát” alkotnak - egy sűrű kupacot. Azok, akik a szélén találják magukat, fokozatosan bejutnak, ahol a hőmérsékletet körülbelül +37 ° C-on tartják. Ott, belül, a kölyköket is elhelyezik.
Így annak érdekében, hogy a szárazföldi-levegő környezet bizonyos körülményei között élhessenek és szaporodhassanak, az evolúciós folyamatban lévő állatok és növények sokféle alkalmazkodást és rendszert fejlesztettek ki, hogy megfeleljenek ennek az élőhelynek.
Talaj-levegő szennyezés. Az utóbbi időben egyre jelentősebb, a talaj-levegő élőhelyet megváltoztató külső tényezővé vált antropogén tényező.
A légkörnek, akárcsak a bioszférának, megvan az öntisztuló tulajdonsága, vagyis az egyensúly fenntartása. A modern légköri szennyezés mennyisége és sebessége azonban meghaladja semlegesítésük természetes képességeit.
Először is, ez természetes szennyezés - különféle porok: ásványi (mállási és kőzetpusztulási termékek), szerves (aeroplankton - baktériumok, vírusok, pollen) és kozmikus (az űrből a légkörbe jutó részecskék).
Másodszor, ez mesterséges (antropogén) szennyezés - ipari, közlekedési és háztartási kibocsátások a légkörbe (cementgyárak por, korom, különféle gázok, radioaktív szennyezés, növényvédő szerek).
Durva becslések szerint az elmúlt 100 évben 1,5 millió tonna arzén került a légkörbe; 1 millió tonna nikkel; 1,35 millió tonna szilícium, 900 ezer tonna kobalt, 600 ezer tonna cink, ugyanennyi réz és egyéb fémek.
A vegyi üzemek szén-dioxidot, vas-oxidot, nitrogén-oxidokat és klórt bocsátanak ki. A növényvédő szerek közül különösen mérgezőek a szerves foszforvegyületek, amelyektől a légkörben még mérgezőbbé válnak.
A kibocsátások következtében azokban a városokban, ahol az ultraibolya sugárzás csökken, és nagy tömegek vannak, a levegő leromlása következik be, aminek egyik megnyilvánulása a szmog.
Szmog történik "klasszikus"(mérgező köd keveréke, amely akkor keletkezik, ha kevés a felhő) és " fotokémiai"(korrozív gázok és aeroszolok keveréke, amely köd nélkül képződik fotokémiai reakciók eredményeként). London és Los Angeles szmog a legveszélyesebb. A napsugárzás 25%-át és az ultraibolya sugarak 80%-át nyeli el, és a városi lakosság szenved ettől.
A talaj-levegő környezet a legnehezebb az élőlények életében. Az ezt alkotó fizikai tényezők nagyon sokfélék: fény, hőmérséklet. Az élőlények azonban az evolúció során alkalmazkodtak ezekhez a változó tényezőkhöz, és alkalmazkodó rendszereket fejlesztettek ki, hogy biztosítsák az életkörülményekhez való rendkívüli alkalmazkodóképességet. A levegő, mint környezeti erőforrás kimeríthetetlensége ellenére minősége rohamosan romlik. A légszennyezés a környezetszennyezés legveszélyesebb formája.
Kérdések és feladatok az önkontrollhoz
- 1. Magyarázza meg, miért a talaj-levegő környezet a legnehezebb az élőlények életében!
- 2. Mondjon példákat a növények és állatok magas és alacsony hőmérsékletekhez való alkalmazkodására!
- 3. Miért van a hőmérsékletnek erős hatása bármely élőlény élettevékenységére?
- 4. Elemezze, hogyan hat a fény a növények és állatok életére.
- 5. Ismertesse, mi a fotoperiodizmus!
- 6. Mutasson példákat, hogy a fényspektrum különböző hullámai eltérő hatással vannak az élő szervezetekre! Sorolja fel, milyen csoportokra osztják az élő szervezeteket energiafelhasználásuk módja szerint, mondjon példákat!
- 7. Írja meg véleményét, hogy mi okozza a természetben a szezonális jelenségeket, és hogyan reagálnak rájuk a növények és az állatok!
- 8. Magyarázza meg, miért a szárazföld-levegő szennyezettsége jelenti a legnagyobb veszélyt az élő szervezetekre!
