Свет – это первичный источник энергии, без которого не возможна жизнь на Земле.

Свет участвует в фотосинтезе, обеспечивая создание органических соединений из неорганических, при помощи растительности Земли. В этом его важнейшая энергетическая функция. Но в фотосинтезе участвует лишь часть спектра в пределах от 380 до 760 Нм, которые называют областью физиологически активной радиации (ФАР).

Для фотосинтеза наибольшее значение имеют красно-оранжевые лучи (600-700 Нм) и фиолетово-голубые (400-500 Нм). Наименьшее значение имеют желто-зеленные (500-600 Нм). Они отражаются, что и придает хлорофилоносным растениям зеленную окраску.

Однако свет не только энергетический ресурс, но и важнейший экологический фактор. Он оказывает весьма существенное влияние на биоту в целом и на адаптационные процессы и явления в организмах.

За пределами видимого спектра и ФАР остаются инфракрасные (ИК) и ультрафиолетовые лучи.

Ультрафиолетовое излучение несет много энергии и обладает фотохимическим воздействием. Организмы к нему очень чувствительны. Инфракрасное излучение обладает значительно меньшей энергии, легко погашается водой. Некоторые сухопутные организмы используют его для поднятия температуры тела выше окружающей. Важное значение для организмов имеет интенсивность освещения. Растения по отношению к освещенности подразделяются на светолюбивые (гелеофиты), тенелюбивые (супофиты) и теневыносливые.

Свет имеет большое сигнальное значение и вызывает регуляторные адаптации организмов. Одним из самых надежных сигналов, регулирующих активность организма во времени является длина дня (фотопериод).

Фотопериодизм как явление – это реакция организма на сезонные изменения длины дня, т.е. фотопериод – это некое «реле (переключатель) времени» или «пусковой механизм», включающий последовательность физиологических процессов в живом организме. Фотопериодизм нельзя отождествлять с обычными внешними суточными ритмами, обусловленными просто сменной дня и ночи. Однако, суточная цикличность жизнедеятельности у животных и человека переходит во врожденные свойства вида, т.е. становятся внутренними эндогенными ритмами, но в отличие от изначально внутренних ритмов их продолжительность может не совпадать с точной цифрой (т.е. 24 часа) на 15-20 мин., и в связи с этим такие ритмы называют циркадными, что в переводе означает – близкие к суткам.

Эти ритмы помогают организму чувствовать время и эту способность называют «биологическими часами». Они помогают птицам при перелетах ориентироваться по солнцу и вообще помогают организму ориентироваться в более сложных ритмах природы.

Фотопериодизм, хотя и наследственно закреплен, проявляется лишь в сочетании с другими факторами. Например, с температурой – если в день Х холодно, то растения зацветают позже. Также как на растениях, погодные условия отражаются на пойкилотерных организмах, а гомойотерные отвечают на это изменением в своем поведении: изменяются сроки гнездования, миграции (перелет) и т.д.

Развитие живой природы по сезонам года происходит в соответствии с биоклиматическим законом Хопкенса: срок наступления различных сезонных явлений (фенодат), зависит от широты, долготы местности и ее высоты над уровнем моря.

 Фенодаты – определенные этапы в жизни животных и растений (гнездования и т.д.).

Знание фенодат имеет большое значение для планирования различных сельхоз. работ и других хозяйственных мероприятий.

Вода в жизни организма.

Вода физиологически необходима любой протоплазме и с экологической точки зрения является лимитирующим фактором, как в наземных, так и в водных местах обитания. Если там ее количества подвержено резким изменениям (т.е. приливы, отливы) или происходит ее потеря организмом сильно соленой воде астматическим путем (т.е. соль будет выгонять воду из организма, происходит обезвоживания).

В наземно-воздушной среде этот абиотический фактор характеризуется величиной количества осадка, влажностью, иссушающими свойствами воздуха и доступной площадью водного запаса.

Количества атмосферных осадков обусловлено физико-географическими условиями и неравномерно распределено на земном шаре, но для организмов важнейшими лимитирующими фактором является распределение осадков по сезоном года. В умеренных широтах даже при достаточном количестве годовых осадков, их неравномерное распределение может привести к гибели растений от засухи или от переувлажнения. Влажность воздушной среды измеряется обычно в показателях относительной влажности, т.е. в виде процента реального давления водяного пара от давления насыщенного пара при той же температуре. Понижение влажности ниже некоторого предела, при данной температуре, ведет к иссушающему действию воздуха.

 Иссушающее действие воздуха имеет наиболее важное экологическое значение для растений. Подавляющее большинство растений всасывают воду корневой системой (корнями) из почвы. Иссушение почвы затрудняет всасывание. Адаптация растений к этим условиям – увеличение всасывающей системы и активной поверхности корней. Вода расходуется на фотосинтез, причем около 0,5 % всасывается клетками, а 97 – 99 % ее уходит на транспирацию (т.е. испарение через листья). Эффективность транспирации – это отношение прироста вещества (т.е. чистой, продукции) к количеству транспирированной воды. На получения каждого грамма живого вещества (зелени) тратится 500 гр. воды. Основная форма адаптации – не снижение транспирации, а прекращение роста в период засухи.

В зависимости от способов адаптации растений к влажности выделяют несколько экологических групп. Например: гигрофиты – наземные растения, живущие в очень влажных почвах и в условиях повышенной влажности (папирус); мезофиты – переносят незначительную засуху (древесные растения, травянистые растения и большинство культурных растений и др.); ксерофиты – растения сухих степей и пустынь, способные накапливать влагу в мясистых листьях и стеблях - суккуленты (алоэ, капуста и др.), а также обладающие большой всасывающей силой корней и способные понижать транспирацию с узкими, мелкими листьями - Склерофиты (верблюжьи колючки).

Доступный запас воды, т.е. такой воды которую способно поглощать корневая система растений.

У животных по отношению к воде выделяются свои экологические группы: гигрофилы – это влаголюбивые; ксерофилы - сухолюбивые, а также промежуточная группа мезофилы.  

Способы регуляции водного баланса у них поведенческие, морфологические и физиологические. К поведенческим способом относятся перемещение в более влажные места, периодическое посещение водопоя переход к ночному образу жизни и др. К морфологическим адаптациям относятся: приспособления задерживающие воду в теле. Это раковины наземных улиток, роговые покровы у рептилий и т.д.

Физиологические приспособления направлены на образование метаболической воды, являющейся результатом обмена веществ и позволяющей обходиться без питьевой воды (верблюд, насекомые и др.). Человек погибает при 10 % потери воды.

Пойкилотермные животные более выносливы, так как им не приходится использовать воду для охлаждения, как теплокровным.

Лекция №__5____

Тема: ГЛОБАЛЬНЫЕ

ПРОБЛЕМЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

План:

1. Основные виды антропогенных воздействий.

2. Фотохимический туман (СМОГ).