Vadinamos bet kokios išorinės aplinkos savybės ar komponentai, darantys įtaką organizmams Aplinkos faktoriai. Šviesa, šiluma, druskų koncentracija vandenyje ar dirvožemyje, vėjas, kruša, priešai ir ligų sukėlėjai – visa tai aplinkos veiksniai, kurių sąrašas gali būti labai didelis.

Tarp jų yra abiotinis susiję su negyvąja gamta, ir biotinis susiję su organizmų įtaka vienas kitam.

Aplinkos veiksniai yra be galo įvairūs, ir kiekviena rūšis, patyrusi savo įtaką, į tai reaguoja skirtingai. Tačiau yra keletas bendrų dėsnių, reglamentuojančių organizmų reakciją į bet kurį aplinkos veiksnį.

Pagrindinis yra optimalumo dėsnis. Tai atspindi, kaip gyvi organizmai toleruoja įvairaus stiprumo aplinkos veiksnius. Kiekvieno iš jų stiprumas nuolat kinta. Mes gyvename pasaulyje, kuriame sąlygos kinta, ir tik tam tikrose planetos vietose kai kurių veiksnių reikšmės yra daugiau ar mažiau pastovios (urvų gelmėse, vandenynų dugne).

Optimumo dėsnis išreiškiamas tuo, kad bet kuris aplinkos veiksnys turi tam tikras teigiamos įtakos gyviems organizmams ribas.

Nukrypstant nuo šių ribų, poveikio ženklas pasikeičia į priešingą. Pavyzdžiui, gyvūnai ir augalai netoleruoja didelio karščio ir didelio šalčio; Optimali vidutinė temperatūra. Taip pat pasėliui nepalankios sausros ir nuolatinis stiprus lietus. Optimumo dėsnis rodo kiekvieno organizmų gyvybingumo veiksnio mastą. Grafike jis išreiškiamas simetriška kreive, rodančia, kaip kinta rūšies gyvybinė veikla palaipsniui didėjant faktoriaus įtakai (13 pav.).

13 pav. Aplinkos veiksnių poveikio gyviems organizmams schema. 1,2 – kritiniai taškai
(norėdami padidinti paveikslėlį, spustelėkite paveikslėlį)

Centre po kreive - optimali zona. Esant optimalioms faktoriaus vertėms, organizmai aktyviai auga, maitinasi ir dauginasi. Kuo labiau faktoriaus reikšmė nukrypsta į dešinę arba į kairę, t.y. veikimo jėgos mažinimo arba didinimo kryptimi, tuo ji mažiau palanki organizmams. Kreivė, atspindinti gyvybinę veiklą, staigiai nusileidžia abiejose optimalumo pusėse. Yra du pesimumo zonos. Kai kreivė kerta horizontalią ašį, yra dvi kritinius taškus. Tai yra faktoriaus, kurio organizmai nebegali atlaikyti, vertės, po kurių įvyksta mirtis. Atstumas tarp kritinių taškų parodo organizmų tolerancijos faktoriaus pokyčiams laipsnį. Sąlygos, artimos kritiniams taškams, yra ypač sunkios išgyvenimui. Tokios sąlygos vadinamos ekstremalus.

Jei nubraižysite optimalias faktoriaus, pvz., temperatūros, kreives skirtingoms rūšims, jos nesutaps. Dažnai tai, kas yra optimalu vienai rūšiai, yra pesimistiška kitai rūšiai arba net nepatenka į kritinius taškus. Kupranugariai ir jerboos negalėjo gyventi tundroje, o šiaurės elniai ir lemingai negalėjo gyventi karštose pietinėse dykumose.

Ekologinė rūšių įvairovė pasireiškia ir kritinių taškų padėtimi: vieniems jos yra arti, kitiems – plačiai išsidėsčiusios. Tai reiškia, kad kai kurios rūšys gali gyventi tik labai stabiliomis sąlygomis, nežymiai pasikeitus aplinkos veiksniams, o kitos gali atlaikyti didelius svyravimus. Pavyzdžiui, impatiens augalas nuvysta, jei oras nėra prisotintas vandens garų, o plunksninė žolė gerai toleruoja drėgmės pokyčius ir nemiršta net per sausrą.

Taigi, optimalumo dėsnis rodo, kad kiekvienam tipui yra savas kiekvieno veiksnio įtakos matas. Tiek sumažinus, tiek padidinus ekspoziciją, viršijančią šią priemonę, organizmai miršta.

Norint suprasti rūšių ryšį su aplinka, tai ne mažiau svarbu ribojančių veiksnių įstatymas.

Gamtoje organizmus vienu metu veikia visas kompleksas aplinkos veiksnių įvairiais deriniais ir skirtingo stiprumo. Nelengva atskirti kiekvieno iš jų vaidmenį. Kuris iš jų reiškia daugiau nei kiti? Tai, ką žinome apie optimalumo dėsnį, leidžia suprasti, kad nėra visiškai teigiamų ar neigiamų, svarbių ar antraeilių veiksnių, bet viskas priklauso nuo kiekvienos įtakos stiprumo.

Ribojančio faktoriaus dėsnis teigia, kad reikšmingiausias yra tas veiksnys, kuris labiausiai nukrypsta nuo organizmui optimalių verčių.

Būtent nuo to priklauso individų išgyvenimas šiuo konkrečiu laikotarpiu. Kitais laikotarpiais kiti veiksniai gali tapti ribojančiais, o visą gyvenimą organizmai susiduria su įvairiais savo gyvenimo veiklos apribojimais.

Žemės ūkio praktika nuolat susiduria su optimalių ir ribojančių veiksnių dėsniais. Pavyzdžiui, kviečių augimą ir vystymąsi, taigi ir derlių, nuolat riboja kritinė temperatūra, drėgmės trūkumas ar perteklius, mineralinių trąšų trūkumas, o kartais ir tokios katastrofiškos įtakos kaip kruša ir audros. Norint išlaikyti optimalias sąlygas pasėliams, o tuo pačiu pirmiausia kompensuoti ar sušvelninti ribojančių veiksnių poveikį, reikia įdėti daug pastangų ir pinigų.

Įvairių rūšių buveinės stebėtinai įvairios. Kai kurie iš jų, pavyzdžiui, kai kurios mažos erkės ar vabzdžiai, visą gyvenimą praleidžia augalo lape, kuris jiems yra visas pasaulis, kiti valdo plačias ir įvairias erdves, pavyzdžiui, elniai, banginiai vandenyne, migruojantys paukščiai. .

Priklausomai nuo to, kur gyvena skirtingų rūšių atstovai, juos veikia skirtingi aplinkos veiksnių rinkiniai. Mūsų planetoje jų yra keletas pagrindinės gyvenamosios aplinkos, labai skiriasi gyvenimo sąlygomis: vanduo, žemė-oras, dirvožemis. Buveinės taip pat yra patys organizmai, kuriuose gyvena kiti.

Vandens gyvenamoji aplinka. Visi vandens gyventojai, nepaisant gyvenimo būdo skirtumų, turi būti prisitaikę prie pagrindinių savo aplinkos savybių. Šias savybes pirmiausia lemia fizinės vandens savybės: jo tankis, šilumos laidumas, gebėjimas tirpinti druskas ir dujas.

Tankis vanduo lemia reikšmingą jo plūduriuojamąją jėgą. Tai reiškia, kad organizmų svoris vandenyje sumažėja ir tampa įmanoma nuolat gyventi vandens storymėje nenugrimzdant į dugną. Daugelis rūšių, dažniausiai mažos, negalinčios greitai aktyviai plaukti, tarsi plūduriuoja vandenyje, jame pakibusios. Tokių mažų vandens gyventojų kolekcija vadinama planktonas. Planktoną sudaro mikroskopiniai dumbliai, maži vėžiagyviai, žuvų ikrai ir lervos, medūzos ir daugelis kitų rūšių. Planktoninius organizmus neša srovės ir jie negali joms atsispirti. Planktono buvimas vandenyje leidžia filtruoti mitybą, ty įtempti, naudojant įvairius prietaisus, vandenyje pakibusius mažus organizmus ir maisto daleles. Jis sukurtas tiek plaukiojantiems, tiek sėdintiems dugniniams gyvūnams, tokiems kaip krinoidai, midijos, austrės ir kt. Sėdimas gyvenimo būdas vandens gyventojams būtų neįmanomas, jei nebūtų planktono, o tai, savo ruožtu, įmanoma tik pakankamai tankioje aplinkoje.

Vandens tankis apsunkina aktyvų judėjimą jame, todėl greitai plaukiantys gyvūnai, tokie kaip žuvys, delfinai, kalmarai, turi turėti stiprius raumenis ir aptakias kūno formas. Dėl didelio vandens tankio, didėjant gyliui, slėgis labai didėja. Giliavandeniai gyventojai gali atlaikyti tūkstančius kartų didesnį spaudimą nei žemės paviršiuje.

Šviesa prasiskverbia į vandenį tik iki nedidelio gylio, todėl augalų organizmai gali egzistuoti tik viršutiniuose vandens stulpelio horizontuose. Net ir švariausiose jūrose fotosintezė įmanoma tik iki 100-200 m gylio Didesniame gylyje nėra augalų, o giliavandeniai gyvūnai gyvena visiškoje tamsoje.

Temperatūra vandens telkiniuose jis minkštesnis nei sausumoje. Dėl didelės vandens šiluminės talpos temperatūrų svyravimai jame išlyginami, o vandens gyventojai nesusiduria su būtinybe prisitaikyti prie didelių šalnų ar keturiasdešimties laipsnių karščio. Tik karštosiose versmėse vandens temperatūra gali priartėti prie virimo temperatūros.

Vienas iš vandens gyventojų gyvenimo sunkumų yra ribotas deguonies kiekis. Jo tirpumas nėra labai didelis ir, be to, labai sumažėja, kai vanduo yra užterštas arba kaitinamas. Todėl rezervuaruose kartais yra užšąla- masinė gyventojų mirtis dėl deguonies trūkumo, kuri atsiranda dėl įvairių priežasčių.

Druskos sudėtis Aplinka taip pat labai svarbi vandens organizmams. Jūrų rūšys negali gyventi gėluose vandenyse, o gėlavandenės rūšys negali gyventi jūrose dėl ląstelių funkcijos sutrikimo.

Žemė-oras gyvenimo aplinka.Ši aplinka turi skirtingą funkcijų rinkinį. Paprastai jis yra sudėtingesnis ir įvairesnis nei vandens. Jame daug deguonies, daug šviesos, staigesni temperatūros pokyčiai laike ir erdvėje, ženkliai silpnesni slėgio kritimai, dažnai atsiranda drėgmės trūkumas. Nors skraidyti gali daug rūšių, o mažus vabzdžius, vorus, mikroorganizmus, sėklas ir augalų sporas neša oro srovės, organizmų mityba ir dauginimasis vyksta žemės ar augalų paviršiuje. Tokioje mažo tankio aplinkoje kaip oras organizmams reikia paramos. Todėl sausumos augalams išsivystė mechaniniai audiniai, o sausumos gyvūnai turi ryškesnį vidinį ar išorinį skeletą nei vandens gyvūnai. Dėl mažo oro tankio jame lengviau judėti.

M. S. Gilyarov (1912-1985), žymus zoologas, ekologas, akademikas, plačių dirvožemio gyvūnų pasaulio tyrimų pradininkas, pasyvų skrydį įvaldė apie du trečdaliai sausumos gyventojų. Dauguma jų – vabzdžiai ir paukščiai.

Oras yra prastas šilumos laidininkas. Taip lengviau išsaugoti šilumą, susidarančią organizmų viduje, ir palaikyti pastovią šiltakraujų gyvūnų temperatūrą. Pats šiltakraujiškumo išsivystymas tapo įmanomas antžeminėje aplinkoje. Šiuolaikinių vandens žinduolių protėviai – banginiai, delfinai, vėpliai, ruoniai – kadaise gyveno sausumoje.

Žemės gyventojai turi daugybę pritaikymų, susijusių su aprūpinimu vandeniu, ypač sausomis sąlygomis. Augaluose tai yra galinga šaknų sistema, vandeniui atsparus sluoksnis lapų ir stiebų paviršiuje ir gebėjimas reguliuoti vandens garavimą per stomas. Gyvūnams tai taip pat yra skirtingos struktūrinės kūno ir odos ypatybės, tačiau, be to, tinkamas elgesys taip pat padeda palaikyti vandens balansą. Pavyzdžiui, jie gali migruoti į laistymo duobes arba aktyviai vengti ypač sausų sąlygų. Kai kurie gyvūnai visą gyvenimą gali nugyventi vartodami sausą maistą, pavyzdžiui, jerboa arba gerai žinoma drabužių kandis. Tokiu atveju organizmui reikalingas vanduo atsiranda dėl maisto komponentų oksidacijos.

Daugelis kitų aplinkos veiksnių taip pat vaidina svarbų vaidmenį sausumos organizmų gyvenime, pavyzdžiui, oro sudėtis, vėjai ir žemės paviršiaus topografija. Oras ir klimatas yra ypač svarbūs. Žemės-oro aplinkos gyventojai turi būti prisitaikę prie tos Žemės dalies, kurioje jie gyvena, klimato ir toleruoti oro sąlygų kintamumą.

Dirvožemis kaip gyvenamoji aplinka. Dirvožemis yra plonas žemės paviršiaus sluoksnis, apdorotas gyvų būtybių veiklos. Kietosios dalelės dirvožemyje prasiskverbia poromis ir ertmėmis, iš dalies užpildytos vandeniu, iš dalies oru, todėl dirvožemyje gali apsigyventi ir smulkūs vandens organizmai. Mažų ertmių tūris dirvožemyje yra labai svarbi jo savybė. Puriose dirvose gali būti iki 70 proc., o tankiose – apie 20 proc. Šiose porose ir ertmėse arba kietųjų dalelių paviršiuje gyvena daugybė mikroskopinių būtybių: bakterijų, grybų, pirmuonių, apvaliųjų kirmėlių, nariuotakojų. Didesni gyvūnai patys daro praėjimus dirvožemyje. Į visą dirvą prasiskverbia augalų šaknys. Dirvos gylį lemia šaknų įsiskverbimo gylis ir besikasančių gyvūnų aktyvumas. Jis yra ne didesnis kaip 1,5-2 m.

Oras dirvožemio ertmėse visada yra prisotintas vandens garų, o jo sudėtis yra praturtinta anglies dioksidu ir išeikvota deguonies. Tokiu būdu gyvenimo sąlygos dirvožemyje primena vandens aplinką. Kita vertus, vandens ir oro santykis dirvose nuolat kinta priklausomai nuo oro sąlygų. Temperatūros svyravimai paviršiuje yra labai staigūs, tačiau greitai išsilygina gyliu.

Pagrindinis dirvožemio aplinkos bruožas yra nuolatinis organinių medžiagų tiekimas, daugiausia dėl mirštančių augalų šaknų ir krentančių lapų. Tai vertingas energijos šaltinis bakterijoms, grybams ir daugeliui gyvūnų, taigi ir dirvožemis gyvybingiausia aplinka. Jos paslėptas pasaulis yra labai turtingas ir įvairus.

Atsiradus skirtingoms gyvūnų ir augalų rūšims, galima suprasti ne tik kokioje aplinkoje jie gyvena, bet ir kokį gyvenimą joje gyvena.

Jei prieš mus yra keturkojis su labai išvystytais užpakalinių kojų šlaunų raumenimis ir daug silpnesniais priekinių kojų raumenimis, kurios taip pat yra sutrumpintos, santykinai trumpu kaklu ir ilga uodega, tada galime užtikrintai pasakyti, kad tai antžeminis džemperis, galintis greitai ir manevringai judėti, atvirų erdvių gyventojas. Taip atrodo garsiosios Australijos kengūros, dykumos Azijos džerboos, Afrikos džemperiai ir daugelis kitų šokinėjančių žinduolių – įvairių kategorijų atstovų, gyvenančių skirtinguose žemynuose. Jie gyvena stepėse, prerijose ir savanose – kur greitas judėjimas ant žemės yra pagrindinė pabėgimo nuo plėšrūnų priemonė. Ilga uodega tarnauja kaip balansuotojas greitų posūkių metu, kitaip gyvūnai prarastų pusiausvyrą.

Klubai yra stipriai išsivystę ant užpakalinių galūnių ir šokinėjančių vabzdžių – skėrių, amūrų, blusų, vabalų.

Kompaktiškas kūnas su trumpa uodega ir trumpomis galūnėmis, kurių priekinės yra labai galingos ir atrodo kaip kastuvas ar grėblis, aklos akys, trumpas kaklas ir trumpas, tarsi apipjaustytas, kailis byloja, kad tai požeminis gyvūnas. kasa duobes ir galerijas . Tai gali būti miško kurmis, stepių kurmių žiurkė, Australijos marsupial apgamas ir daugelis kitų žinduolių, vedančių panašų gyvenimo būdą.

Įkasantys vabzdžiai – kurmių svirpliai taip pat išsiskiria kompaktišku, kresnu kūnu ir galingomis priekinėmis galūnėmis, panašiomis į sumažintą buldozerio kaušą. Išvaizda jie primena mažą apgamą.

Visos skraidančios rūšys turi plačias plokštumas – sparnus paukščiams, šikšnosparniams, vabzdžiams arba tiesinančias odos raukšles kūno šonuose, kaip sklandančios skraidančios voverės ar driežai.

Pasyvaus skrydžio metu su oro srovėmis išsisklaidantys organizmai pasižymi mažu dydžiu ir labai įvairiomis formomis. Tačiau jie visi turi vieną bendrą bruožą – stiprus paviršiaus išsivystymas, palyginti su kūno svoriu. Tai pasiekiama įvairiais būdais: dėl ilgų plaukelių, šerių, įvairių kūno ataugų, jo pailginimo ar suplokštėjimo, lengvesnio savitojo svorio. Taip atrodo maži vabzdžiai ir skraidantys augalų vaisiai.

Išorinis panašumas, atsirandantis tarp skirtingų nesusijusių grupių ir rūšių atstovų dėl panašaus gyvenimo būdo, vadinamas konvergencija.

Jis daugiausia pažeidžia tuos organus, kurie tiesiogiai sąveikauja su išorine aplinka, ir yra daug mažiau ryškus vidaus sistemų struktūroje - virškinimo, šalinimo, nervų.

Augalo forma lemia jo santykio su išorine aplinka ypatybes, pavyzdžiui, kaip jis toleruoja šaltąjį sezoną. Medžiai ir aukšti krūmai turi aukščiausias šakas.

Vynmedžio forma – su silpnu kamienu, besipinančiu kitus augalus, galima rasti tiek sumedėjusių, tiek žolinių rūšių. Tai vynuogės, apyniai, pieviniai vynmedžiai ir atogrąžų vynmedžiai. Aplink stačių rūšių kamienus ir stiebus apsivynioję į lianas panašūs augalai iškelia į šviesą savo lapus ir žiedus.

Esant panašioms klimato sąlygoms skirtinguose žemynuose, susidaro panaši augmenija, kurią sudaro skirtingos, dažnai visiškai nesusijusios rūšys.

Išorinė forma, atspindinti jos sąveiką su aplinka, vadinama rūšies gyvybės forma. Skirtingos rūšys gali turėti panašias gyvybės formas, jei jie gyvena artimą gyvenimo būdą.

Gyvybės forma išsivystė per šimtmečius trukusią rūšių evoliuciją. Tos rūšys, kurios vystosi su metamorfoze, natūraliai keičia savo gyvenimo formą per gyvavimo ciklą. Palyginkite, pavyzdžiui, vikšrą ir suaugusį drugelį arba varlę ir jos buožgalvį. Kai kurie augalai gali įgyti skirtingas gyvybės formas, priklausomai nuo jų augimo sąlygų. Pavyzdžiui, liepa ar paukščių vyšnia gali būti ir stačias medis, ir krūmas.

Augalų ir gyvūnų bendrijos yra stabilesnės ir pilnesnės, jei jose yra įvairių gyvybės formų atstovų. Tai reiškia, kad tokia bendruomenė visapusiškiau išnaudoja aplinkos išteklius ir turi įvairesnių vidinių ryšių.

Organizmų gyvybės formų sudėtis bendruomenėse yra jų aplinkos ypatybių ir joje vykstančių pokyčių rodiklis.

Lėktuvus projektuojantys inžinieriai atidžiai tiria įvairias skraidančių vabzdžių gyvybės formas. Sukurti mašinų modeliai su plazdančiu skrydžiu, pagrįsti dvišakių ir didžiaplaukių judėjimo ore principu. Šiuolaikinės technologijos sukonstravo vaikščiojimo mašinas, taip pat robotus su svirtimi ir hidrauliniais judėjimo būdais, kaip įvairių gyvybės formų gyvūnus. Tokios transporto priemonės gali judėti stačiais šlaitais ir bekele.

Gyvybė Žemėje vystėsi reguliaraus dienos ir nakties ciklo ir sezonų kaitos sąlygomis dėl planetos sukimosi aplink savo ašį ir aplink Saulę. Išorinės aplinkos ritmas sukuria periodiškumą, ty daugumos rūšių gyvenimo sąlygų pakartojamumą. Reguliariai kartojasi ir kritiniai, sunkiai išgyventi, ir palankūs laikotarpiai.

Prisitaikymas prie periodinių išorinės aplinkos pokyčių gyvose būtybėse išreiškiamas ne tik tiesiogine reakcija į besikeičiančius veiksnius, bet ir paveldimai fiksuotais vidiniais ritmais.

Cirkadiniai ritmai. Cirkadiniai ritmai pritaiko organizmus prie dienos ir nakties ciklo. Augaluose intensyvus augimas ir gėlių žydėjimas nustatomas tam tikram paros laikui. Gyvūnai per dieną labai keičia savo veiklą. Remiantis šia savybe, išskiriamos dieninės ir naktinės rūšys.

Kasdienis organizmų ritmas – tai ne tik besikeičiančių išorinių sąlygų atspindys. Jeigu žmogų, gyvūnus, augalus patalpini į pastovią, stabilią aplinką, nekeičiant dienos ir nakties, tai išlaikomas gyvenimo procesų ritmas, artimas kasdieniam ritmui. Atrodo, kad kūnas gyvena pagal savo vidinį laikrodį, skaičiuodamas laiką.

Cirkadinis ritmas gali paveikti daugelį organizme vykstančių procesų. Žmonėms kasdieniniam ciklui priklauso apie 100 fiziologinių savybių: širdies susitraukimų dažnis, kvėpavimo ritmas, hormonų sekrecija, virškinimo liaukų sekrecija, kraujospūdis, kūno temperatūra ir daugelis kitų. Todėl, kai žmogus ne miega, o pabudęs, organizmas vis tiek būna nusiteikęs prie nakties ir bemiegės naktys blogai veikia sveikatą.

Tačiau cirkadiniai ritmai atsiranda ne visose rūšyse, o tik tose, kurių gyvenime dienos ir nakties kaita atlieka svarbų ekologinį vaidmenį. Urvų ar gilių vandenų, kur tokios kaitos nėra, gyventojai gyvena skirtingais ritmais. Ir net tarp žemės gyventojų ne visi demonstruoja kasdienį periodiškumą.

Eksperimentuose griežtai pastoviomis sąlygomis vaisinės muselės Drosophila išlaiko kasdienį ritmą dešimtis kartų. Šis periodiškumas jiems, kaip ir daugeliui kitų rūšių, yra paveldimas. Tokios gilios yra adaptacinės reakcijos, susijusios su kasdieniu išorinės aplinkos ciklu.

Kūno cirkadinio ritmo sutrikimai naktinio darbo, kosminių skrydžių, nardymo ir pan. metu yra rimta medicininė problema.

Metiniai ritmai. Metiniai ritmai pritaiko organizmus prie sezoninių sąlygų pokyčių. Rūšių gyvenime augimo, dauginimosi, slinkimo, migracijos, gilaus ramybės periodai natūraliai kaitaliojasi ir kartojasi taip, kad organizmai kritinį metų laiką pasitinka būdami stabiliausios būklės. Labiausiai pažeidžiamas procesas – jaunų gyvūnų dauginimasis ir auginimas – vyksta pačiu palankiausiu sezonu. Toks fiziologinės būklės pokyčių periodiškumas ištisus metus iš esmės yra įgimtas, tai yra, pasireiškia kaip vidinis metinis ritmas. Jei, pavyzdžiui, Australijos stručiai ar laukinis šunų dingo bus patalpinti į zoologijos sodą Šiaurės pusrutulyje, jų veisimosi sezonas prasidės rudenį, kai Australijoje bus pavasaris. Vidinių metinių ritmų pertvarka vyksta labai sunkiai, per kelias kartas.

Pasiruošimas daugintis ar žiemoti – ilgas procesas, kuris organizmuose prasideda dar gerokai prieš prasidedant kritiniams laikotarpiams.

Staigūs trumpalaikiai orų pokyčiai (vasaros šalnos, žiemos atlydžiai) dažniausiai nesuardo augalų ir gyvūnų metinių ritmų. Pagrindinis aplinkos veiksnys, į kurį organizmai reaguoja per savo metinius ciklus, yra ne atsitiktiniai orų pokyčiai, o fotoperiodas- dienos ir nakties santykio pokyčiai.

Šviesos paros valandų trukmė natūraliai kinta ištisus metus ir būtent šie pokyčiai yra tikslus pavasario, vasaros, rudens ar žiemos artėjimo signalas.

Organizmų gebėjimas reaguoti į dienos trukmės pokyčius vadinamas fotoperiodizmas.

Jei diena trumpėja, rūšys pradeda ruoštis žiemai, jei ji ilgėja, pradeda aktyviai augti ir daugintis. Šiuo atveju organizmų gyvybei svarbu ne pati dienos ir nakties trukmės kaita, o jos signalo vertė, rodantis artėjančius gilius gamtos pokyčius.

Kaip žinote, dienos trukmė labai priklauso nuo geografinės platumos. Šiauriniame pusrutulyje vasaros dienos pietuose yra daug trumpesnės nei šiaurėje. Todėl pietinės ir šiaurinės rūšys skirtingai reaguoja į vienodą dienos kaitą: pietinės rūšys pradeda daugintis trumpesnėmis dienomis nei šiaurinės.

APLINKOS FAKTORIAI

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. „Bendroji biologija“. Maskva, „Švietimas“, 2000 m

• 18 tema "Buveinė. Aplinkos veiksniai". 1 skyrius; 10-58 p
• 19 tema. "Populiacijos. Organizmų tarpusavio santykių tipai." 2 skyriaus 8–14 punktai; 60-99 p.; 5 skyriaus 30-33 punktai
• Tema 20. "Ekosistemos". 2 skyrius, 15–22 punktai; 106-137 p
• 21 tema. "Biosfera. Medžiagų ciklai". 6 skyrius §34-42; 217-290 p

Tai bet kokie aplinkos veiksniai, į kuriuos organizmas reaguoja adaptacinėmis reakcijomis.

Aplinka yra viena iš pagrindinių ekologinių sąvokų, kuri reiškia aplinkos sąlygų, turinčių įtakos organizmų gyvenimui, kompleksą. Plačiąja prasme aplinka suprantama kaip kūną veikiančių materialių kūnų, reiškinių ir energijos visuma. Taip pat galima konkrečiau, erdviniu būdu suprasti aplinką kaip artimiausią organizmo aplinką – jo buveinę. Buveinė yra viskas, tarp ko gyvena organizmas, tai yra gamtos dalis, kuri supa gyvus organizmus ir daro jiems tiesioginę ar netiesioginę įtaką. Tie. aplinkos elementai, kurie nėra abejingi tam tikram organizmui ar rūšiai ir vienokiu ar kitokiu būdu ją veikia, yra su juo susiję veiksniai.

Aplinkos komponentai yra įvairūs ir kintantys, todėl gyvi organizmai nuolat prisitaiko ir reguliuoja savo gyvenimo veiklą, atsižvelgdami į vykstančius išorinės aplinkos parametrų svyravimus. Tokie organizmų prisitaikymai vadinami prisitaikymu ir leidžia jiems išgyventi bei daugintis.

Visi aplinkos veiksniai skirstomi į

• Abiotiniai veiksniai – tai negyvos prigimties veiksniai, kurie tiesiogiai ar netiesiogiai veikia organizmą – šviesa, temperatūra, drėgmė, oro, vandens ir dirvožemio aplinkos cheminė sudėtis ir kt. (t. y. aplinkos savybės, kurių atsiradimas ir poveikis nedaro įtakos tiesiogiai priklauso nuo gyvų organizmų veiklos) .
• Biotiniai veiksniai – tai visos aplinkinių gyvų būtybių įtakos organizmui formos (mikroorganizmai, gyvūnų įtaka augalams ir atvirkščiai).
• Antropogeniniai veiksniai – tai įvairios žmonių visuomenės veiklos formos, kurios lemia gamtos, kaip kitų rūšių buveinės, pokyčius arba tiesiogiai veikia jų gyvenimą.

Aplinkos veiksniai veikia gyvus organizmus

• kaip dirgikliai, sukeliantys prisitaikančius fiziologinių ir biocheminių funkcijų pokyčius;
• kaip apribojimai, dėl kurių neįmanoma egzistuoti tam tikromis sąlygomis;
• kaip modifikatoriai, sukeliantys struktūrinius ir funkcinius organizmų pokyčius, ir kaip signalai, rodantys kitų aplinkos veiksnių pokyčius.

Šiuo atveju galima nustatyti bendrą aplinkos veiksnių poveikio gyvam organizmui pobūdį.

Bet kuris organizmas turi tam tikrą prisitaikymą prie aplinkos veiksnių ir saugiai egzistuoja tik tam tikrose jų kintamumo ribose. Gyvenimui palankiausias veiksnio lygis vadinamas optimaliu.

Esant mažoms vertėms arba per daug veikiant faktoriui, gyvybinė organizmų veikla smarkiai sumažėja (pastebimai slopinama). Aplinkos veiksnio veikimo diapazoną (tolerancijos sritį) riboja minimalūs ir didžiausi taškai, atitinkantys ekstremalias šio veiksnio vertes, kuriomis galimas organizmo egzistavimas.

Viršutinis faktoriaus lygis, kurį viršijus gyvybinė organizmų veikla tampa neįmanoma, vadinamas maksimumu, o žemesnis – minimumu (pav.). Natūralu, kad kiekvienas organizmas pasižymi savo aplinkos veiksnių maksimumais, optimalumais ir minimumais. Pavyzdžiui, kambarinė musė gali atlaikyti temperatūros svyravimus nuo 7 iki 50 °C, tačiau žmogaus apvalioji kirmėlė gyvena tik esant žmogaus kūno temperatūrai.

Optimalus, minimalus ir maksimalus taškai sudaro tris pagrindinius taškus, kurie lemia organizmo gebėjimą reaguoti į tam tikrą veiksnį. Kraštutiniai kreivės taškai, išreiškiantys priespaudos būseną su faktoriaus trūkumu arba pertekliumi, vadinami pesimumo sritimis; jie atitinka pesimalias faktoriaus vertes. Netoli kritinių taškų yra subletalinės faktoriaus reikšmės, o už tolerancijos zonos – mirtinos faktoriaus zonos.

Aplinkos sąlygos, kurioms esant bet koks veiksnys ar jų derinys išeina už komforto zonos ribų ir daro slegiantį poveikį, ekologijoje dažnai vadinamos ekstremaliomis, ribinėmis (ekstremaliomis, sunkiomis). Jie apibūdina ne tik aplinkos situacijas (temperatūrą, druskingumą), bet ir buveines, kuriose sąlygos yra artimos augalų ir gyvūnų egzistavimo riboms.

Bet kurį gyvą organizmą vienu metu veikia daugybė veiksnių, tačiau tik vienas iš jų yra ribojantis. Veiksnys, nustatantis organizmo, rūšies ar bendruomenės egzistavimo pagrindą, vadinamas ribojančiu (ribojančiu). Pavyzdžiui, daugelio gyvūnų ir augalų pasiskirstymą į šiaurę riboja šilumos trūkumas, o pietuose tą pačią rūšį ribojantis veiksnys gali būti drėgmės ar būtino maisto trūkumas. Tačiau organizmo ištvermės ribos ribojančio faktoriaus atžvilgiu priklauso nuo kitų faktorių lygio.

Kai kurių organizmų gyvenimui reikalingos sąlygos, apribotos siauromis ribomis, tai yra, optimalus diapazonas nėra pastovus rūšiai. Optimalus faktoriaus poveikis skirtingoms rūšims yra skirtingas. Kreivės atstumas, t.y. atstumas tarp slenkstinių taškų, rodo aplinkos veiksnio įtakos kūnui sritį (104 pav.). Sąlygomis, artimomis veiksnio veikimo slenksčiui, organizmai jaučiasi prislėgti; jie gali egzistuoti, bet nepasiekia visiško išsivystymo. Augalai dažniausiai neduoda vaisių. Priešingai, gyvūnams brendimas pagreitėja.

Veiksnio ir ypač optimalios zonos veikimo diapazono dydis leidžia spręsti apie organizmų ištvermę tam tikro aplinkos elemento atžvilgiu ir parodo jų ekologinę amplitudę. Šiuo atžvilgiu organizmai, galintys gyventi gana įvairiomis aplinkos sąlygomis, vadinami zvrybiontais (iš graikų „euro“ - platus). Pavyzdžiui, rudasis lokys gyvena šaltame ir šiltame klimate, sausose ir drėgnose vietose, valgo įvairų augalinį ir gyvūninį maistą.

Kalbant apie privačius aplinkos veiksnius, vartojamas terminas, prasidedantis tuo pačiu priešdėliu. Pavyzdžiui, gyvūnai, galintys gyventi įvairiuose temperatūrų diapazonuose, vadinami euriterminiais, o organizmai, galintys gyventi tik siauruose temperatūros diapazonuose, vadinami stenoterminiais. Tuo pačiu principu organizmas gali būti eurihidridinis arba stenohidridinis, priklausomai nuo jo reakcijos į drėgmės svyravimus; eurihalinas arba stenohalinas - priklausomai nuo gebėjimo toleruoti skirtingas aplinkos druskingumo vertes ir kt.

Taip pat yra ekologinio valentingumo, kuris reiškia organizmo gebėjimą gyventi įvairiose aplinkose, ir ekologinės amplitudės, kuri atspindi veiksnio diapazono plotį arba optimalios zonos plotį, sąvokas.

Kiekybiniai organizmų reakcijos į aplinkos veiksnį modeliai skiriasi priklausomai nuo jų gyvenimo sąlygų. Stenobioniškumas ar eurybioniškumas neapibūdina rūšies specifiškumo jokiu aplinkos veiksniu. Pavyzdžiui, kai kurie gyvūnai yra apriboti siaurame temperatūrų diapazone (t. y. stenoterminėje) ir tuo pat metu gali egzistuoti įvairiuose aplinkos druskingumo diapazonuose (eurihalinas).

Aplinkos veiksniai veikia gyvą organizmą vienu metu ir kartu, o vieno iš jų veikimas tam tikru mastu priklauso nuo kitų veiksnių – šviesos, drėgmės, temperatūros, aplinkinių organizmų ir kt. – kiekybinės raiškos. Toks dėsningumas vadinamas veiksnių sąveika. Kartais vieno faktoriaus trūkumas iš dalies kompensuojamas padidėjusiu kito aktyvumu; atsiranda dalinis aplinkos veiksnių poveikio pakeičiamumas. Tuo pačiu metu nė vienas iš organizmui būtinų veiksnių negali būti visiškai pakeistas kitu. Fototrofiniai augalai negali augti be šviesos optimaliausiomis temperatūros ar mitybos sąlygomis. Todėl, jei bent vieno iš būtinų veiksnių reikšmė peržengia tolerancijos diapazoną (žemiau minimumo arba viršija maksimumą), tada organizmo egzistavimas tampa neįmanomas.

Aplinkos veiksniai, turintys pesiminę vertę konkrečiomis sąlygomis, t. y. tie, kurie yra labiausiai nutolę nuo optimalumo, ypač apsunkina rūšies egzistavimo galimybę tokiomis sąlygomis, nepaisant optimalaus kitų sąlygų derinio. Ši priklausomybė vadinama ribojančių veiksnių dėsniu. Tokie veiksniai, nukrypstantys nuo optimalaus, įgyja itin didelę reikšmę rūšies ar atskirų individų gyvenime, nulemiantys jų geografinį arealą.

Ribojančių veiksnių nustatymas yra labai svarbus žemės ūkio praktikoje siekiant nustatyti ekologinį valentingumą, ypač pažeidžiamiausiais (kritiniais) gyvūnų ir augalų ontogenezės laikotarpiais.

Tikslas: atskleisti abiotinių aplinkos veiksnių ypatumus ir įvertinti jų poveikį gyviems organizmams.

Užduotys: supažindinti studentus su aplinkos aplinkos veiksniais; atskleisti abiotinių veiksnių ypatumus, įvertinti temperatūros, šviesos ir drėgmės įtaką gyviems organizmams; nustatyti skirtingas gyvų organizmų grupes, priklausomai nuo skirtingų abiotinių veiksnių įtakos joms; atlikti praktinę užduotį nustatyti organizmų grupes priklausomai nuo abiotinio faktoriaus.

Įranga: kompiuterinis pristatymas, grupinės užduotys su augalų ir gyvūnų paveikslėliais, praktinė užduotis.

UŽSIĖMIMŲ LAIKOTARPIU

Visi gyvi organizmai, gyvenantys Žemėje, yra veikiami aplinkos veiksnių.

Aplinkos faktoriai- tai atskiros savybės ar aplinkos elementai, tiesiogiai ar netiesiogiai veikiantys gyvus organizmus bent vienoje iš individo raidos stadijų. Aplinkos veiksniai yra įvairūs. Priklausomai nuo požiūrio, yra keletas kvalifikacijų. Tai pagrįsta poveikiu organizmų gyvybei, kintamumo laipsniu ir veikimo trukme. Panagrinėkime aplinkos veiksnių klasifikaciją pagal jų kilmę.

Mes apsvarstysime pirmojo įtaką trys abiotiniai veiksniai aplinka, nes jų įtaka didesnė – temperatūra, šviesa ir drėgmė.

Pavyzdžiui, gegužės vabalų lervos stadija vyksta dirvožemyje. Tam įtakos turi abiotiniai aplinkos veiksniai: dirvožemis, oras, netiesiogiai drėgmė, dirvožemio cheminė sudėtis - šviesa jo visiškai neveikia.

Pavyzdžiui, bakterijos sugeba išgyventi pačiomis ekstremaliausiomis sąlygomis – jų randama geizeriuose, vandenilio sulfido šaltiniuose, labai sūriame vandenyje, Pasaulio vandenyno gelmėse, labai giliai dirvožemyje, Antarktidos lede, ant aukščiausios viršūnės (net Everestas 8848 m), gyvų organizmų kūnuose.

TEMPERATŪRA

Dauguma augalų ir gyvūnų rūšių yra prisitaikę prie gana siauro temperatūrų diapazono. Kai kurie organizmai, ypač ramybės būsenoje arba sustabdę animaciją, gali atlaikyti gana žemą temperatūrą. Temperatūros svyravimai vandenyje paprastai yra mažesni nei sausumoje, todėl vandens organizmų temperatūros tolerancijos ribos yra prastesnės nei sausumos organizmų. Metabolizmo intensyvumas priklauso nuo temperatūros. Iš esmės organizmai gyvena nuo 0 iki +50 temperatūroje smėlio paviršiuje dykumoje ir iki -70 kai kuriose Rytų Sibiro vietose. Vidutinės temperatūros diapazonas yra nuo +50 iki –50 sausumos buveinėse ir nuo +2 iki +27 vandenynuose. Pavyzdžiui, mikroorganizmai gali atlaikyti atšalimą iki –200 laipsnių, tam tikros bakterijų ir dumblių rūšys gali gyventi ir daugintis karštuose šaltiniuose esant + 80, +88 temperatūrai.

Išskirti gyvūnų organizmai:

1. esant pastoviai kūno temperatūrai (šiltakraujai);
2. su nestabilia kūno temperatūra (šaltakraujiška).

Organizmai, kurių kūno temperatūra nestabili (žuvys, varliagyviai, ropliai)

Gamtoje temperatūra nėra pastovi. Organizmai, gyvenantys vidutinio klimato platumose ir veikiami temperatūros svyravimų, mažiau toleruoja pastovią temperatūrą. Staigūs svyravimai – karštis, šaltis – organizmams nepalankūs. Gyvūnai sukūrė prisitaikymą, kad galėtų susidoroti su atšalimu ir perkaitimu. Pavyzdžiui, prasidėjus žiemai augalai ir gyvūnai, kurių kūno temperatūra nestabili, patenka į žiemos ramybės būseną. Jų medžiagų apykaita smarkiai sumažėja. Ruošiantis žiemai gyvūnų audiniuose sukaupiama daug riebalų ir angliavandenių, skaidulose sumažėja vandens kiekis, kaupiasi cukrus ir glicerinas, kuris neleidžia sušalti. Tai padidina žiemojančių organizmų atsparumą šalčiui.

Karštuoju metų laiku, atvirkščiai, įsijungia fiziologiniai mechanizmai, apsaugantys nuo perkaitimo. Augaluose padidėja drėgmės išgaravimas per stomatą, todėl sumažėja lapų temperatūra. Gyvūnams vandens garavimas didėja per kvėpavimo sistemą ir odą.

Organizmai, kurių kūno temperatūra yra pastovi. (paukščiai, žinduoliai)

Šių organizmų vidaus organų struktūra pasikeitė, o tai prisidėjo prie jų prisitaikymo prie pastovios kūno temperatūros. Tai, pavyzdžiui, 4 kamerų širdis ir vieno aortos lanko buvimas, užtikrinantis visišką arterinės ir veninės kraujotakos atskyrimą, intensyvią medžiagų apykaitą dėl audinių aprūpinimo arteriniu krauju, prisotintu deguonies, plunksnų ar plaukelių, dengiančių kūną. , kuris padeda išlaikyti šilumą, gerai išvystytą nervinę veiklą). Visa tai leido paukščių ir žinduolių atstovams išlikti aktyviems staigių temperatūros pokyčių metu ir įvaldyti visas buveines.

Natūraliomis sąlygomis temperatūra labai retai išlieka gyvybei palankaus lygio. Todėl augalai ir gyvūnai sukuria specialias adaptacijas, kurios susilpnina staigius temperatūros svyravimus. Tokie gyvūnai kaip drambliai turi didesnes ausis nei jų protėvis mamutas, gyvenęs šaltame klimate. Be klausos organo, ausies kaušelis tarnauja kaip termostatas. Kad apsisaugotų nuo perkaitimo, augalams susidaro vaškinė danga ir stora odelė.

ŠVIESA

Šviesa suteikia visus Žemėje vykstančius gyvybės procesus. Organizmams svarbus suvokiamos spinduliuotės bangos ilgis, jos trukmė ir poveikio intensyvumas. Pavyzdžiui, augaluose dienos ilgumo ir šviesos intensyvumo sumažėjimas lemia rudens lapų kritimą.

Autorius augalo santykis su šviesa padalintas į:

1. fotofiliškas– turi mažus lapus, labai išsišakojusius ūglius, daug pigmento – javai. Tačiau padidinus šviesos intensyvumą, viršijantį optimalų, fotosintezė slopinama, todėl tropikuose sunku gauti gerą derlių.
2. mėgstantis šešėlį e - turi plonus lapus, didelius, išsidėsčiusius horizontaliai, su mažiau stomatų.
3. atsparus atspalviui– augalai, galintys gyventi gero apšvietimo ir šešėlio sąlygomis

Šviesos poveikio trukmė ir intensyvumas vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant gyvų organizmų veiklą ir jų vystymąsi. – fotoperiodas. Vidutinio klimato platumose gyvūnų ir augalų vystymosi ciklas apsiriboja metų laikais, o pasiruošimo temperatūros pokyčiams signalas yra šviesios paros valandų trukmė, kuri, skirtingai nuo kitų veiksnių, visada išlieka pastovi tam tikroje vietoje ir ties tam tikrą laiką. Fotoperiodizmas yra paleidimo mechanizmas, apimantis fiziologinius procesus, kurie lemia augalų augimą ir žydėjimą pavasarį, vaisių dėjimą vasarą ir lapų slinkimą rudenį. Gyvūnams riebalų kaupimasis iki rudens, gyvūnų dauginimasis, jų migracija, paukščių migracija ir vabzdžių ramybės stadijos pradžia. ( Studento žinutė).

Be sezoninių pokyčių, dienos ir nakties kaita lemia ir kasdienį organizmų fiziologinės veiklos ritmą. Svarbi adaptacija, užtikrinanti individo išlikimą, yra savotiškas „biologinis laikrodis“, gebėjimas jausti laiką.

Gyvūnai, kurio veikla priklauso priklausomai nuo paros laiko, ateiti su diena, naktis ir prieblandos gyvenimo būdas.

DRĖGMĖ

Vanduo yra būtinas ląstelės komponentas, todėl jo kiekis tam tikrose buveinėse yra augalus ir gyvūnus ribojantis veiksnys, lemiantis tam tikros vietovės floros ir faunos pobūdį.

Perteklinė drėgmė dirvožemyje sukelia vandens užmirkimą ir pelkių augmenijos atsiradimą. Priklausomai nuo dirvožemio drėgmės (kritulių kiekio), kinta augalijos rūšinė sudėtis. Plačialapiai miškai užleidžia vietą mažalapei, vėliau miško stepių augmenijai. Kitas yra žema žolė, o 250 ml per metus - dykuma. Krituliai gali iškristi nevienodai ištisus metus, gyvi organizmai turi ištverti ilgalaikes sausras. Pavyzdžiui, savanų augalai ir gyvūnai, kur augalijos dangos intensyvumas, taip pat intensyvi kanopinių žvėrių mityba, priklauso nuo lietaus sezono.

Gamtoje kasdien vyksta oro drėgmės svyravimai, kurie turi įtakos organizmų veiklai. Tarp drėgmės ir temperatūros yra glaudus ryšys. Temperatūra turi didesnį poveikį organizmui, kai drėgmė yra didelė arba maža. Augalai ir gyvūnai prisitaikė prie skirtingo drėgmės lygio. Pavyzdžiui, augaluose susiformuoja galinga šaknų sistema, sustorėja lapų odelė, sumažėja lapo ašmenys arba virsta spygliukais ir dygliukais. Saxaul fotosintezė vyksta žaliojoje stiebo dalyje. Sausros laikotarpiais augalai nustoja augti. Kaktusai kaupia drėgmę išsiplėtusioje stiebo dalyje, o ne lapuose, sumažina garavimą.

Gyvūnai taip pat sukūrė adaptacijas, leidžiančias jiems toleruoti drėgmės trūkumą. Smulkūs gyvūnai – graužikai, gyvatės, vėžliai, nariuotakojai – drėgmės gauna iš maisto. Vandens šaltinis gali būti į riebalus panaši medžiaga, pavyzdžiui, kupranugaryje. Karštu oru kai kurie gyvūnai – graužikai, vėžliai – žiemoja, kuris trunka kelis mėnesius. Iki vasaros pradžios po trumpo žydėjimo efemeriški augalai gali numesti lapus, antžeminės dalys nudžiūsta ir taip išgyvena sausros periodą. Tuo pačiu metu svogūnėliai ir šakniastiebiai išsaugomi iki kito sezono.

Autorius augalo santykis su vandeniu padalinti:

1. vandens augalai didelė drėgmė;
2. pusiau vandens augalai, sausumos-vandens;
3. žemės augalai;
4. sausų ir labai sausų vietų augalai, gyvena vietose, kuriose nėra pakankamai drėgmės, ir gali toleruoti trumpalaikes sausras;
5. sukulentai– sultingi, kaupia vandenį savo kūno audiniuose.

Palyginti su girdyti gyvūnus padalinti:

1. drėgmę mėgstantys gyvūnai;
2. tarpinė grupė;
3. sausumą mėgstantys gyvūnai.

Organizmų prisitaikymo prie temperatūros, drėgmės ir šviesos svyravimų tipai:

1. šiltakraujai – palaikyti pastovią kūno temperatūrą;
2. žiemos miegas - ilgalaikis gyvūnų miegas žiemos sezonu;
3. sustabdyta animacija – laikina organizmo būsena, kai gyvybės procesai sulėtėję iki minimumo ir nėra visų matomų gyvybės požymių (pastebima šaltakraujams gyvūnams ir gyvūnams žiemą bei karštuoju laikotarpiu);
4. atsparumas šalčiui b – organizmų gebėjimas toleruoti neigiamą temperatūrą;
5. ramybės būsena - daugiamečio augalo prisitaikymo savybė, kuriai būdingas matomo augimo ir gyvybinės veiklos nutrūkimas, žolinių augalų formų žemių ūglių mirtis ir sumedėjusių formų lapų kritimas;
6. vasaros ramybė– anksti žydinčių augalų (tulpių, šafranų) adaptacinė savybė atogrąžų regionuose, dykumose, pusdykumėse.

(Mokinių pranešimai.)

Padarykime tai išvada, visiems gyviems organizmams, t.y. Augalus ir gyvūnus veikia abiotiniai aplinkos veiksniai (negyvosios gamtos veiksniai), ypač temperatūra, šviesa ir drėgmė. Priklausomai nuo negyvosios gamtos veiksnių įtakos, augalai ir gyvūnai skirstomi į skirtingas grupes ir prisitaiko prie šių abiotinių veiksnių įtakos.

Praktinės užduotys grupėse:(1 priedas)

1. UŽDUOTIS: iš išvardytų gyvūnų įvardykite šaltakraujus (t.y. kurių kūno temperatūra nestabili).

2. UŽDUOTIS: iš išvardytų gyvūnų įvardykite šiltakraujus (t.y. pastovios kūno temperatūros).

3. UŽDUOTIS: iš siūlomų augalų atrinkti šviesamėgius, pavėsį ir atspalvį tolerantiškus ir surašyti į lentelę.

4. UŽDUOTIS: atrinkti gyvūnus, kurie gyvena dieninį, naktinį ir prieblandų gyvenimo būdą.

5. UŽDUOTIS: parinkti augalus, priklausančius skirtingoms vandens grupėms.

6. UŽDUOTIS: pasirinkite gyvūnus, priklausančius skirtingoms vandens grupėms.

Užduotys tema „Abiotiniai aplinkos veiksniai“, atsakymai(

ŠVIESA KAIP EKOLOGINIS VEIKSNIUS

Įvadas

Gyvybė Žemėje atsirado ir egzistuoja dėl saulės spindulių energijos. Jei mūsų planetoje nebūtų atmosferos, kuri tik iš dalies perduoda Saulės energiją į žemės paviršių, tai vidurdienį ant Žemės rutulio paviršiaus kristų 8,37 J per 1 cm2 per minutę. Šis kiekis vadinamas saulės konstanta ir nustatytas iš matavimų už atmosferos, naudojant ant raketų sumontuotus prietaisus.

Pirmykščio žmogaus ugnis, automobilių varikliuose deganti alyva, kosminės raketos kuras – visa tai šviesos energija, kažkada sukaupta augalų ir gyvūnų. Sustabdykite saulės tėkmę, o Žemę iškris skysto azoto ir deguonies lietus. Temperatūra artėja prie absoliutaus nulio. Žemės paviršių uždengs septynių metrų sustingusių atmosferos dujų apvalkalas. Tik kartais šioje ledinėje dykumoje rasite skysto helio balų.

Šviesa į Žemę atneša ne tik energiją. Šviesos srauto dėka mes suvokiame ir suprantame mus supantį pasaulį. Šviesos spinduliai pasakoja apie artimų ir tolimų objektų padėtį, jų formą ir spalvą.

Šviesa, sustiprinta optiniais instrumentais, atskleidžia žmonėms du poliarinio mastelio pasaulius: milžinišką kosminį pasaulį ir mikroskopinį pasaulį, kuriame gyvena mažyčiai, plika akimi neatskiriami organizmai.

Kai didysis italų mokslininkas G. Galilėjus nukreipė savo pastatytą teleskopą į dangų, jis atrado milžiniško, nepalyginamo masto pasaulį. Palyginęs Jupiterio palydovų judėjimą, kurį jis stebėjo teleskopu, su planetų judėjimu, Galilėjus eksperimentiškai įsitikino Koperniko numatytos pasaulio „sistemos“ teisingumu. Jam pavyko pamatyti Veneros fazes ir atskirti atskiras Paukščių Tako žvaigždes.

Šiandien buvo pastatyti pažangūs teleskopai, pro kuriuos matomos žvaigždės, šviečiančios milijoną kartų silpniau nei plika akimi matomos žvaigždės; rasta būdų, kaip pagal šviesos srauto pobūdį išsiaiškinti, kokių cheminių elementų yra skleidžiančiame kūne, kokia jo temperatūra, magnetinis laukas ir greitis.

Pasirodo, žvaigždžių šviesoje yra duomenų apie žvaigždės struktūrą, kosminės medžiagos sudėtį ir daug daugiau, su kuo susidūrė šviesa. Išskaidydami teleskopu surinktą šviesą į atskirus komponentus, astronomai iššifravo įvairią šviesos bangoje užfiksuotą informaciją, o erdvėje anksčiau nei žemiškose laboratorijose aptiko du cheminius elementus – saulės helią ir žvaigždžių technecį. Buvo nustatytas nuostabus faktas. Paaiškėjo, kad žvaigždžių medžiaga susideda iš lygiai tų pačių atomų kaip ir žemiškoji medžiaga.

Tolimų žvaigždžių grupių - galaktikų - skleidžiamos šviesos sudėties analizė atvedė prie netikėto atradimo: galaktikos labai dideliu greičiu „išsisklaido“ viena nuo kitos, o tai reiškia mūsų Visatos plėtimąsi!

Praėjus beveik 50 metų po pirmųjų astronominių Galilėjaus atradimų, olandas A. Leeuwenhoekas per savo pagamintus mikroskopus pažvelgė į vandens lašą ir atrado nuostabų mikroskopinį pasaulį.

Beveik 300 metų nuo Leeuwenhoek atradimo šviesos banga buvo naudojama tiriant mažiausius plika akimi nematomus objektus. Per tą laiką mokslininkai suprato bakterijų ir žaliosios medžiagos – chlorofilo svarbą gyvybei, įrodė gyvų organizmų ląstelių sandarą, atrado virusus, sukūrė ištisas mokslų sekcijas, kurias drąsiai galime vadinti mikroskopiniais, pavyzdžiui, ląstelių mokslą – citologiją. .

Žinoma, mes esame skolingi šviesai ne tik dėl prasiskverbimo į kosminį ir mikroskopinį pasaulius. Šviesos pluošto svarba kitose žmogaus veiklos srityse yra ne mažiau svarbi. Optiniai instrumentai, net jei jie sumontuoti aukštai skraidančiame lėktuve, nustato ant jūros paviršiaus išsiliejusios naftos rūšį. Chirurgo rankose lazerio spindulys tampa lengvu skalpeliu, tinkančiu sudėtingoms tinklainės operacijoms. Ta pati sija metalurgijos gamykloje pjauna masyvius metalo lakštus, o drabužių fabrike – audinius. Šviesos spindulys perduoda pranešimus ir subtiliai bei subtiliai valdo chemines reakcijas.

Kas yra šviesa

Šviesa yra akiai nematoma elektromagnetinė spinduliuotė. Šviesa tampa matoma, kai ji patenka į paviršių. Spalvos susidaro iš skirtingo ilgio bangų. Visos spalvos kartu sudaro baltą šviesą. Kai šviesos spindulys lūžta per prizmę ar vandens lašą, matomas visas spalvų spektras, pavyzdžiui, vaivorykštė. Akis suvokia diapazoną vadinamųjų. matoma šviesa, 380–780 nm, už kurios yra ultravioletinė (UV) ir infraraudonoji (IR) šviesa.

Akis puikiai prisitaiko prie didelių gamtoje aptinkamų šviesos svyravimų, tokių kaip mėnulio šviesa = 1 liuksas, ryški saulė = 100 000 liuksų. Su dirbtiniu apšvietimu dažniausiai tenka susitaikyti su mažesniais svyravimais, pavyzdžiui, bendras apšvietimas apytiksliai. 1 - 200 liuksų, užduočių apšvietimas 200 - 2000 liuksų (biuro apšvietimui rekomenduojamas ne mažesnis kaip 500 liuksų).

Regėjimas remiasi šviesa, akis smalsi, ji ieško šviesos, kad matytų. 80% visos informacijos gauname per akis. Todėl galime sakyti, kad šviesa visada apie ką nors pasakoja istoriją. Įeinant į patalpą, mūsų žvilgsnis juda aplink jį, vadovaujamas šviesos, ir ji mums pasakoja apie kambarį, jo formas, spalvas, architektūrą, interjerą, dekoracijas ir kt. Esant geram apšvietimui, akiai lengva ir malonu matyti.

Regėjimo požiūriu kokybinės šviesos savybės dažnai yra svarbesnės nei kiekybinės. Kokybinės šviesos savybės: nėra akinimo - tiesioginis akinimas - netiesioginis akinimas = blizgesys - geras spalvų atkūrimas - puikus kontrastas - tinkama spalvos temperatūra - neakinanti šviesa.

Kalbant apie akinimą, galime kalbėti apie gerus ir blogus komplektus. Pavyzdžiui, važiuojant automobiliu mūsų pačių priekinių žibintų šviesa yra „geras liuksas“, nes padeda mums matyti, tačiau priešais atvažiuojančio automobilio žibintų šviesa yra „bloga liukso“, nes trukdo mūsų regėjimui (akina). Akinimas tiesiogiai priklauso ne nuo šviesos kiekio, o nuo skirtingo paviršių ryškumo, pavyzdžiui, ryškaus tamsaus paviršiaus apšvietimo. Netiesioginis akinimas atsiranda, kai šviesa nukreipiama neteisinga kryptimi. Pavyzdžiui, skaityti žurnalą gali trukdyti akinimas, dėl kurio jis gali pakeisti padėtį šviesos krypties atžvilgiu.

Spalvų atkūrimo laipsnis apibūdinamas Ra indeksu. Kaitinamųjų lempų Ra indeksas, į kurį įeina ir halogeninės lempos, yra 100. Kaitinamosios lempos, kaip ir saulės šviesos, spektras yra ištisinis. Liuminescencinės lempos spalvų perteikimas skiriasi priklausomai nuo kokybės. Kokybiškų liuminescencinių lempų Ra indeksas yra 90. Geriausios dujų išlydžio lempos metalo halogeno Ra indeksas viršija 80. Geras spalvų atkūrimas būtinas, pavyzdžiui, apšviečiant žmones, ryškų meno kūrinį ir kt.

Spalvų temperatūra išreiškiama kelvinais K. Gamtoje spalvų temperatūra kinta priklausomai nuo paros laiko: ryte ir vakare auštant gali būti labai šilta, pavyzdžiui, 2500 K, o vidurdienio dangus gali būti labai šaltas (melsvas), pvz. , 8000 K. Namų apšvietime jie naudojami Paprastai šviesos šaltiniai yra šiltų tonų, 2700 - 3000 K. Darbo vietose naudojami kiek vėsesni tonai, 3000 - 4000 K.

Spalvų temperatūrų pavyzdžiai: standartinė kaitrinė lempa apytiksl. 2700 K, halogenas apytiksl. 3000 K, fluorescencinės lempos 2700 - 8800 K. Spalvinės temperatūros pasirinkimas turi didelę įtaką atmosferai patalpoje. Jei, pavyzdžiui, vienoje patalpoje vienu metu šviečia skirtingų spalvų temperatūrų šviesos šaltiniai, susidaro chaotiškas įspūdis. Esant silpnam apšvietimui naudojami šiltesni tonai, stiprioje šviesoje – šaltesni, kaip ir gamtoje.

Šviesa kaip aplinkos veiksnys

Šviesa yra vienas iš svarbiausių abiotinių veiksnių. Saulė į kosmosą skleidžia milžiniškus spinduliuotės energijos kiekius. 42 % visos krentančios spinduliuotės (33 % + 9 %) atmosferoje atsispindi į kosmosą, 15 % sugeria atmosferos storį ir įkaista, tik 43 % pasiekia žemės paviršių. Šią radiacijos dalį sudaro tiesioginė spinduliuotė (27%) – beveik lygiagreti spinduliai, sklindantys tiesiai iš saulės ir turintys didžiausią energijos apkrovą, (16%) – spinduliai, patenkantys į žemę iš visų dangaus taškų, išsklaidomi oro molekulių. dujos, vandens garų lašeliai, ledo kristalai, dulkių dalelės, taip pat atsispindi nuo debesų. Bendra tiesioginės ir difuzinės spinduliuotės suma vadinama visa spinduliuote.

Viena vertus, šviesa organizmams yra pagrindinis energijos šaltinis, be kurio neįmanoma gyvybė, kita vertus, tiesioginis šviesos poveikis protoplazmai yra mirtinas organizmui. Taigi su šios problemos sprendimu siejama daug morfologinių ir elgesio ypatybių. Biosferos kaip visumos evoliucija daugiausia buvo skirta „prisijaukinti“ įeinančią saulės spinduliuotę, panaudoti naudingus jos komponentus ir susilpninti žalingus arba apsisaugoti nuo jų. Vadinasi, šviesa yra ne tik gyvybiškai svarbus, bet ir ribojantis veiksnys tiek minimaliu, tiek maksimaliu lygiu. Nuo šio momento joks veiksnys ekologams nėra toks įdomus kaip šviesa!

Tarp saulės energijos, prasiskverbiančios į Žemės atmosferą, Matoma šviesa sudaro apie 50% energijos, likusieji 50% yra šiluminiai infraraudonieji spinduliai ir apie 1% - ultravioletiniai spinduliai.

Matomieji spinduliai („saulės šviesa“) susideda iš skirtingų spalvų ir skirtingo bangos ilgio spindulių.

Organizmų gyvenime svarbūs ne tik matomi spinduliai, bet ir kitos spinduliuotės energijos rūšys, ultravioletiniai, infraraudonieji, elektromagnetiniai (ypač radijo bangos) ir kai kurie kiti spinduliai, pasiekiantys žemės paviršių.

Šviesos įtaka žmogui

Visi žino, kad saulės šviesos galia yra tokia didelė, kad ji sugeba valdyti gamtos ciklus ir žmogaus bioritmus. Šviesa iš tikrųjų yra susijusi su mūsų emocijomis, su komforto, saugumo jausmais, bet taip pat su nerimu ir neramumu. Tačiau daugelyje šiuolaikinio gyvenimo sričių šviesai neskiriamas jai reikalingas dėmesys.

Paklausti, kas gyvenime yra svarbiausia, dauguma atsako į sveikatą. Nors sveikos mitybos, kūno rengybos ir aplinkosaugos klausimai plačiai nušviečiami laikraščių, žurnalų ir interneto svetainių puslapiuose, tinkamo ir sveiko nušvietimo klausimai apskritai nenagrinėjami. Labiausiai žinomi apšvietimo aspektai yra UV spinduliuotės poveikis vasarą, taip pat jo gebėjimas kovoti su žiemos depresija ir kai kuriomis odos ligomis. Kiti apšvietimo klausimai aptariami tik siaurame profesionalų rate, o apie plačias šviesos įtakos mūsų fizinei ir moralinei būklei galimybes dauguma nesusimąsto.

Ryšys tarp šviesos ir žmonių per pastaruosius 100 metų, prasidėjus industrializacijai, smarkiai pasikeitė. Dabar didžiąją laiko dalį praleidžiame patalpose su dirbtine šviesa. Praeinant pro stiklą prarandama daugelis mūsų sveikatai svarbių natūralios šviesos spektro komponentų. Anot šviesos terapeuto Aleksandro Wunscho, evoliucijos metu žmonės prisitaikė prie saulės spinduliuotės spektro ir, kad būtų gera sveikata, jie turi gauti visą spektrą. Daugelis žmonių saulės šviesos trūkumą kompensuoja vaikščiodami parke, paplūdimyje ar atsipalaiduodami balkone. Sezoninio sutrikimo poveikį pirmasis aprašė daktaras Normanas Rosenthalas. Vėliau eksperimentas buvo atliktas tarp Norvegijos gyventojų, kur naktis trunka 49 dienas per metus. Tokiomis sąlygomis gyvenantys žmonės dažnai jaučiasi pavargę, sunkiai pabunda ir kimba į darbą, daugelis kenčia nuo depresijos ir apatijos. Tačiau saulės sugrįžimo diena minima kaip „Saulės dienos“ šventė ir pasitinkama su džiaugsmo ašaromis.

Stebėjimai rodo, kad tarp apšvietimo ir komforto jausmo yra specifinis ryšys. Jie taip pat rodo, kad natūrali šviesa visada yra palankesnė ir patogesnė visai įprastai veiklai. Daugelis architektūrinių projektų rodo visišką dienos šviesos nepaisymą. Biurų ir komercinės paskirties pastatai be langų, kuriuose žmonės daug valandų praleidžia nematydami saulės ir nesuprasdami, koks paros ir metų laikas lauke. Padidinus dienos šviesos prasiskverbimą į biurus, galiausiai galite sumažinti nebuvimų skaičių dėl darbuotojo ligos ir pagerinti darbo atmosferą biure.

Palaipsniui situacija su apšvietimo aspektais architektūroje gerėja, tačiau dėl nepakankamo kokybiško išsilavinimo šioje srityje daugelis architektų nevisiškai atsižvelgia į apšvietimo darbų ir planavimo svarbą. Pasak Vokietijos Hildesheimo taikomųjų mokslų universiteto profesoriaus Andreaso Schulzo, viskas priklauso nuo architekto, tačiau didžioji dauguma projektų statomi neįtraukiant apšvietimo projektavimo specialisto.

Kadangi dienos šviesos kiekis pastatų viduje yra nepakankamas žmogaus poreikiams patenkinti, šį trūkumą kompensuoti pasitelkiami elektros šaltiniai. Visi dirbtiniai šviesos šaltiniai vienu ar kitu laipsniu stengiasi imituoti dienos šviesą, kai kurie tai daro labai gerai. Aleksandras Wunschas ištyrė skirtingos šviesos poveikį žmonėms ir padarė išvadą, kad bet koks nukrypimas nuo natūralios šviesos spektro gali pakenkti sveikatai. Eksperimentai šia tema buvo atliekami ilgą laiką, 1973 m. John Ott studijavo dvi vaikų grupes, besimokančius kambariuose be langų. Vienoje patalpoje apšvietimas buvo kuo panašesnis į natūralų, naudojant viso spektro lempas, o kitoje – paprastos liuminescencinės lempos. Dėl to vaikai, besimokantys kambaryje su liuminescencinėmis lempomis, iš pradžių buvo hiperaktyvūs, o vėliau labai pavargo ir prarado gebėjimą susikaupti, taip pat buvo pastebėtas kraujospūdžio padidėjimas.

Aleksandras Wunschas neseniai išbandė daugybę šiuolaikinių dirbtinių šviesos šaltinių, kad nustatytų biologinį jų poveikį žmonėms, palyginti su natūralia šviesa. Profesorius padarė išvadą, kad kaitrinės lempos spektras yra artimiausias natūraliajam.

Tokių tyrimų rezultatai retai žinomi plačiajai visuomenei. Faktas yra tas, kad dauguma žmonių mažai supranta tokius dalykus. Be to, skirtingos kultūros skirtingai vertina aplinką ir jos dovanas. Daugeliui iš mūsų šviesa yra toks pažįstamas mūsų gyvenimo palydovas, kad nesusimąstome apie įvairias jos savybes, kurios daro įtaką mūsų gyvenimui morališkai ir fiziškai. Kaip ir oras, kurio nepastebime, šviesa suvokiama kaip duotybė, kol nepajuntame jos trūkumo ar diskomforto, kai liečiamės, pavyzdžiui, su per ryškia lempute. Daugelis žmonių nesuvokia, kad darbo vietoje jaučia nuovargį dėl prasto apšvietimo, nes tai ne visada akivaizdu.

Apie bendrą neraštingumą kokybiško apšvietimo klausimais diskutuoja specialistai, taip pat ir diskutuodami dėl būtinybės uždrausti tradicines kaitrines lempas. Atsižvelgiant į dabartines energijos taupymo problemas, tradicinė kaitrinė lempa neatlaiko jokios kritikos ir viskas juda link jos naudojimo uždraudimo. Tačiau mažai kas kalba apie prastus spektrinius ir toksikologinius kompaktinių liuminescencinių (energiją taupančių) lempų, kurios turės pakeisti kaitrinę lempą, rodiklius. Tarp tokių diskusijų vis dar pasigirsta pasisakančių už ne tik energijos išteklių taupymą, bet ir kalbančių apie žmonių sveikatą bei gyvenimo kokybę.

Vokiečių apšvietimo dizaineris Ingo Maureris sako: "Šviesa yra jausmas, o jausmas turi būti teisingas. Bloga šviesa daro žmones nelaimingus, pasak Ingo Maurer, "Edisono lemputė yra pramonės ir poezijos simbolis". Niekas negali priversti dizainerio nustoti naudoti kaitrines lempas.

„Su kaitinamąja lempute neuždirbsi daug pinigų“, – sako „Philips“ atstovas Bernas Glaseris. Jam antrina ir „Osram“ atstovas: „Fluorescencinės lempos įmonei yra daug pelningesnės“. Žinoma, gamintojai stengiasi padidinti savo pajamas ir ekonominiu požiūriu tai visiškai suprantama. Tačiau vis tiek įmonės reaguoja į paklausą, o tai lemia efektyvesnių produktų poreikį. Ir tik mūsų noras gauti geresnį ir sveikesnį apšvietimą gali paskatinti tokius apšvietimo šaltinius gaminti masiniuose gamintojų. Tačiau visa tai nesumenkina ekonomiškų šiuolaikinių lempų savybių, kurios yra daug kartų geresnės nei kaitrinės lempos.

Bet kuriame projekte, nesvarbu, ar tai butas, parduotuvė ar biuras, apšvietimas daugiausia lemia atmosferą ir jausmą, kurį mums suteikia interjeras. Kadangi šviesos efektai yra suvokiami nesąmoningai, dažnai nežinome, iš kur kyla tas ar kitas pojūtis. Sąmoningai naudojantys šviesą įgyja komforto jausmo imitavimo įrankį, kuris ypač vertingas vietose, kuriose tvyro slegianti atmosfera, pavyzdžiui, tuneliuose.

Daugelis žmonių jaučia diskomfortą judėdami tunelyje. Viename ilgiausių pasaulyje tunelių, 24,5 kilometro Laerdal tunelyje tarp Bergeno ir Oslo, dizaineriai panaudojo įdomų sprendimą. Dizaineris Ericas Salmeris tunelį padalijo į tris dalis, kurių gale kiekvienas keliautojas ras urvų sienų imitacijas su skandinavišką saulėtekį primenančiu apšvietimu. Taigi atsiranda jausmas, kad einate trimis tuneliais, o ne vienu, o nuostabaus saulėtekio vaizdas nuramina ir kelia malonias asociacijas. Likusiose vietose buvo naudojama įprastinė apšvietimo schema. Daugelis negali paaiškinti natūralios šviesos reiškinio, tačiau efektas, kurį jaučiame pamatę imitacinį paveikslą, visada veikia, nes apeliuoja į tuos pačius jausmus. Pasak Erico Salmerio: "Visi buvo patenkinti, ir niekas negalėjo to logiškai paaiškinti. Tai buvo tiesiog nuostabi atmosfera."

Apšvietimo specialistai gali pasisemti daugybės kompetencijos sričių. Žinių apie šviesą galima įgyti biologijos, fizikos, medicinos ir kitose srityse. Kartais šių sričių specialistai susitinka konferencijose, tačiau dažnai jiems sunku būti naudingiems vienas kitam, nes nemoka bendros kalbos ir per mažai bendrauja tarpusavyje.

Viena ekspertų grupė dirba savo laboratorijose kurdama naujus šviesos šaltinius, kurie tampa vis mažesni ir efektyvesni.

Kita grupė dirba su inovacijų taikymu architektūriniuose projektuose.

Tačiau yra ir kita didelė grupė, kuri tiesiogiai patiria apšvietimo kokybės privalumus ir trūkumus – tai vartotojai.

Nors mokslininkai šviesą supranta kaip specifinį bangos ilgį, kurį galima išmatuoti, dizaineriai ir architektai kalba apie suvokimą ir psichologiją. Tačiau norint efektyviai ir naudingai plėtoti apšvietimo dizainą, dirbant su gaminiais ir interjeru būtina atsižvelgti į visų sričių žinias.

Šviesos poveikis gyvūnams

Kaip jau minėta, gyvoji gamta negali egzistuoti be šviesos, nes Žemės paviršių pasiekianti saulės spinduliuotė yra praktiškai vienintelis energijos šaltinis planetos šiluminiam balansui palaikyti, biosferoje kuriant organines medžiagas, kurios galiausiai užtikrina tokios aplinkos susidarymą, patenkinti visų gyvų būtybių gyvybinius poreikius.

Teisingai parinkę apšvietimo režimus, temperatūrą ir kitus geriausiai bioritmus atitinkančius veiksnius, be jokių papildomų išlaidų galite žymiai padidinti auginamų gyvūnų ir augalų gyvybinę veiklą bei produktyvumą. Pavyzdžiui, dėl dienos šviesos valandų šiltnamiuose, šiltnamiuose ir šiltnamiuose padidinimo iki 12-15 valandų žiemą, auginamos daržovės ir dekoratyviniai augalai, pagreitėja sodinukų augimas ir vystymasis. Maksimaliai padidinus fotoperiodą, galima padidinti vištų, ančių, žąsų kiaušinėlių gamybą, reguliuoti kailinių žvėrelių dauginimąsi kailinių žvėrelių fermose, primilžį ir galvijų augimą.

Natūralios šviesos faktorius teigiamai veikia gyvūnų gyvenimą, jų augimą ir produktyvumą. Gyvūnams veikiant šviesai, padidėja fermentų aktyvumas, gerėja virškinimo organų veikla, padidėja baltymų, riebalų, mineralinių medžiagų nusėdimas audiniuose.

Saulės apšvietimas pagerina baktericidines kraujo savybes, susilpnina ir sunaikina mikrobų ir jų pačių atliekas.

Įprasta natūrali šviesa padeda padidinti gyvūno atsparumą ligoms. Vidutiniais duomenimis, padidinus natūralų apšvietimą galvijų laikymo patalpose, pieno produktyvumas padidės maždaug 5 proc., o svoris – 10 proc. Didesnis vakarinio primilžio riebumas karvės piene (lyginant su rytiniu pienu) siejamas su šviesos įtaka.

Vienu metu padidinus šviesos intensyvumą iki 100-300 liuksų ir apšvietimo trukmę iki 12-20 valandų per dieną, ypač veiksmingai veikia karvių pieno liaukų funkciją. Tai leidžia žiemos mėnesiais padidinti primilžį 10-20 % ir sumažinti pašarų sąnaudas.

Gebėjimas suvokti ir reaguoti į dienos ilgį yra plačiai paplitęs gyvųjų būtybių pasaulyje. Tai reiškia, kad gyvi organizmai geba orientuotis laike, t.y. jie turi biologinį laikrodį. Kitaip tariant, daugeliui organizmų būdingas gebėjimas jausti dienos, potvynio, mėnulio ir metinius ciklus, o tai leidžia iš anksto pasiruošti būsimiems aplinkos pokyčiams. Nesant natūralios šviesos šaltinių, sutrinka natūralūs ritmai, o tai sukelia įvairaus laipsnio neigiamų pasekmių.

Šviesos poveikis augalams

Žaliems autotrofiniams augalams šviesa yra vienas iš svarbiausių gyvybės veiksnių, nes ji suteikia jiems reikiamą spinduliavimo energiją fotosintezei, t.y. dalyvauja formuojantis augimui ir vystymuisi būtinoms organinėms medžiagoms.

Be to, šviesa turi tiesioginį poveikį augimui, daugeliui diferenciacijos procesų ląstelėse ir audiniuose bei pačiam organų formavimuisi. Augalų gyvybei svarbu, kad fotosintezės procese jie pagamintų daugiau medžiagų, nei reikia kvėpavimo išlaidoms padengti, t.y. susidaro teigiamas medžiagų balansas, be kurio neįsivaizduojamas augalo augimas ir egzistavimas: Kaip ir pagal kokiomis sąlygomis susidaro teigiamas medžiagų balansas, tai problema yra aplinkos tyrimo objektas. Žemės ar miškininkystės praktikai domisi derliumi, tai yra pačios fotosintezės produktyvumu.

O ekologas turi ištirti ir suprasti skirtingo fitocenozių produktyvumo (dėl skirtingo šviesos intensyvumo) priežastis skirtingomis sąlygomis. Be to, labai svarbus klausimas – kaip pasiskirsto asimiliatai, kaip juos naudoja pats augalas ir visa fitocenozė, t.y., kaip šviesa veikia augalijos produktyvumą. Priešingai nei šiluma ir vanduo, šviesa pasiskirsto daugmaž tolygiai, tai yra, Žemėje praktiškai nėra zonos, kurioje augalų augimas nebūtų įmanomas dėl šviesos trūkumo.

Jei poliariniuose regionuose, kur vyrauja ilgos naktys, augalų visai nėra arba jų augimas labai sunkus, tai ne dėl šviesos trūkumo, o pirmiausia dėl nepalankių temperatūros sąlygų. Todėl, norint padalinti augaliją į zonas ir pozonas, šviesa atlieka antraeilį vaidmenį.

Bet ypač didelė jo reikšmė augalų pasiskirstymui nedideliuose plotuose, buveinėse, tai yra nulemiant bendrijos struktūrą. Lyginant saulėtų ir pavėsingų buveinių florą, jų skirtumus pirmiausia lemia apšvietimo sąlygos, nors čia svarbus ir terminis bei vandens režimas.

Šviesos poveikis kitiems organizmams

Šviesos spinduliuotė negali turėti mirtino (mirtino) poveikio visiems gyviems organizmams. Mirtinas poveikis labai organizuotiems daugialąsčiams organizmams (paukčiams, žinduoliams ir kt.), kai jie apšvitinti šviesa realiomis dozėmis, praktiškai nepastebimas. Didelės šviesos spinduliuotės dozės turi mirtiną poveikį daugiausia virusams ir vienaląsčiams organizmams (mikrobams, bakterijoms ir pirmuoniams). Ląstelių mirties priežastis yra gebėjimo daugintis praradimas daug kartų. Todėl labiausiai paplitęs letalumo testas yra ląstelių gebėjimo formuoti kolonijas praradimas.

Išvada

Išstudijavus mokslininkų darbus ir papildomą literatūrą apie šviesą, galima padaryti tokias išvadas:

1. Šviesa yra elektromagnetinė spinduliuotė, akiai nematoma.

2. Šviesa yra abiotinis veiksnys, turintis ir naudingą, ir neigiamą poveikį gyvam organizmui.

3. Šviesa veikia žmonių fizinę ir psichologinę sveikatą, gyvūnų sveikatą ir produktyvumą, augalų produktyvumą ir apskritai ekosistemos produktyvumą.

4. Šviesa didelėmis dozėmis kenkia mikroorganizmams.

Šviesa yra pagrindinis energijos šaltinis, be kurio neįmanoma gyvybė Žemėje. Jis dalyvauja fotosintezėje, užtikrindamas, kad Žemės augalija iš neorganinių susidarytų organiniai junginiai, ir tai yra svarbiausia jo energetinė funkcija. Tačiau fotosintezėje dalyvauja tik dalis spektro diapazone nuo 380 iki 760 nm, kuris vadinamas fiziologiškai aktyvios spinduliuotės sritimi (PAR). Jo viduje didžiausią reikšmę fotosintezei turi raudonai oranžiniai (600-700 nm) ir violetiniai-mėlyni (400-500 nm) spinduliai, mažiausiai – geltonai žalia (500-600 nm). Pastarieji atsispindi, o tai suteikia chlorofilą turintiems augalams žalią spalvą. Tačiau šviesa yra ne tik energijos išteklius, bet ir svarbiausias aplinkos veiksnys, darantis labai didelę įtaką visai biotai ir adaptacijos procesams bei reiškiniams organizmuose.

Už matomo spektro ir PAR yra infraraudonųjų (IR) ir ultravioletinių (UV) sritys. UV spinduliuotė neša daug energijos ir turi fotocheminį poveikį – organizmai jai labai jautrūs. IR spinduliuotė turi žymiai mažiau energijos ir ją lengvai sugeria vanduo, tačiau kai kurie sausumos organizmai ją naudoja kūno temperatūrai pakelti virš aplinkos.

Šviesos intensyvumas yra svarbus organizmams. Apšvietimo atžvilgiu augalai skirstomi į šviesamėgius (heliofitus), pavėsius (sciofitus) ir atsparius šešėliams.

Pirmosios dvi grupės turi skirtingus ekologinės šviesos spektro tolerancijos diapazonus. Ryški saulės šviesa yra optimali heliofitams (pievų žolėms, javams, piktžolėms ir kt.), silpna šviesa – pavėsį mėgstantiems augalams (taigos eglynų, miško-stepių ąžuolynų, atogrąžų miškų augalams). Pirmieji negali pakęsti šešėlių, antrieji – ryškios saulės šviesos.

Atsparūs šešėliams augalai turi platų šviesos tolerancijos spektrą ir gali augti tiek ryškioje šviesoje, tiek šešėlyje.

Šviesa turi didelę signalinę vertę ir sukelia reguliacinius organizmų prisitaikymus. Vienas iš patikimiausių signalų, reguliuojančių organizmų veiklą laikui bėgant, yra paros trukmė – fotoperiodas. Fotoperiodizmas kaip reiškinys – tai organizmo reakcija į sezoninius dienos trukmės pokyčius.

Dienos trukmė tam tikroje vietoje tam tikru metų laiku visada yra vienoda, todėl augalai ir gyvūnai gali nustatyti metų laiką tam tikroje platumoje, t.y. žydėjimo, nokimo pradžios laiką, Kitaip tariant, fotoperiodas yra tam tikra „laiko relė“ arba „trigeris“, apimanti fiziologinių procesų seką gyvame organizme.

Fotoperiodizmo negalima tapatinti su įprastais išoriniais cirkadiniais ritmais, kuriuos sukelia tiesiog dienos ir nakties kaita. Tačiau kasdienis gyvūnų ir žmonių gyvenimo cikliškumas virsta prigimtinėmis rūšies savybėmis, tai yra tampa vidiniais (endogeniniais) ritmais.

Tačiau skirtingai nei iš pradžių buvę vidiniai ritmai, jų trukmė gali nesutapti su tiksliu skaičiumi – 24 val. – 15–20 minučių, todėl tokie ritmai vadinami cirkadiniais (išvertus – arti dienos). kūno jutimo laiką ir šis gebėjimas vadinamas „biologiniu laikrodžiu“. Jie padeda paukščiams migruoti pagal saulę ir paprastai orientuoja organizmus sudėtingesniais gamtos ritmais.

Fotoperiodizmas, nors ir paveldimas fiksuotas, pasireiškia tik kartu su kitais veiksniais, pavyzdžiui, temperatūra: jei X dieną šalta, tai augalas žydi vėliau, arba nokstant - jei šaltis būna anksčiau nei X diena, tada, tarkime, bulvės duoda mažą derlių ir tt Subtropinėse ir atogrąžų zonose, kur dienos trukmė mažai skiriasi priklausomai nuo sezono, fotoperiodas negali būti svarbus ekologinis veiksnys – jį pakeičia sausų ir lietingų sezonų kaita, o aukštumose pagrindiniu signaliniu veiksniu tampa temperatūra.

Panašūs straipsniai