Абиотические факторы среды: свет, температура, влажность

1.

Тема 2.
Абиотические факторы среды:
свет, температура, влажность

2.

Свет – основной источник энергии на Земле
Состав солнечного спектра
Составные
компоненты
Длина Содерж
волны, ание в
нм
спектре,
%
Значение
УФ-лучи
30-400
9
От 30-200 задерживаются озоновым
экраном. Минусы: опасные (280-320
нм), меланома, катаракта. Плюсы:
синтез меланина и витамина D.
Видимый свет
400-700
46
Плюсы: Фотосинтез у растений,
зрительная ориентация у животных и
человека
Инфракрасные
лучи
Более
700
45
Плюсы: источник тепловой энергии,
поглощаются объектами неживой
природы (вода, камни, песок)

3.

Фотопериод
Фотопериод – длина светового
дня, зависящая от времени года
вследствие
движения
Земли
вокруг Солнца.
Длина светового дня в области
экватора относительно постоянна в
течение всего года (около 12 ч), но
в умеренных и высоких широтах
фотопериод
значительно
отличается в разные времена года.
Изменение фотопериода играет
сигнальную роль как для растений,
так и для животных. Оно является
для них пусковым механизмом,
включающим последовательность
физиологических
процессов
и
определяющим их сезонные ритмы.

4.

Фотопериодизм
Фотопериодизм — характерная реакция живых организмов на
изменение длины светового дня, синхронизирующая их
биологическую активность с временами года.
По типу фотопериодической реакции наземные растения
разделяют на три основные группы:
Короткодневные – цветут ранней весной или
осенью и нуждаются в короткой длине светового
дня менее 12 ч. (земляника, хризантемы, рис, соя,
просо и др.);
Длиннодневные – цветут летом и нуждаются в
длине светового дня более 12 ч. (картофель, рожь,
ячмень, овес, пшеница, редис и др.)
Нейтральные – цветут вне зависимости от длины
светового дня (огурец, подсолнечник, кукуруза,
томат, горох, одуванчик).
пшеница
хризантема
подсолнечник

5.

Организмы по-разному реагируют на
смену светлого и темного периода
суток, то есть проявляют суточный
фотопериодизм.
У
них
периоды
активности и покоя наступают в разное
время суток.
Особенно заметно эта зависимость
проявляется у животных. Среди них
можно выделить три группы:
Дневные – активны в светлое время
суток (пчела, ласточка, заяц) – самая
многочисленная группа.
Ночные – добывают пищу в ночное
время (таракан, сверчок, сова, филин);
Сумеречные – активны только во
время
сумерек
(бражник,
жук
майский).
ласточка
пчела
заяц
сова
бражник
жук майский
таракан
филин
сверчок

6.

Экологические группы
растений по отношению к
свету

7.

Гелиофиты
(светолюбивые)
Гелиофиты – растения открытых,
постоянно
освещаемых
местообитаний.
Это
растения
пустынь, степей, высокогорных
лугов, пустырей и обочин дорог
(ковыль, мать-и-мачеха, очиток,
молочай), сорняки и культурные
растения (лебеда, подсолнечник,
кукуруза, пшеница), светолюбивые
деревья (лиственница, сосна, осина,
береза).
ковыль
сосна
береза
подсолнечник
очиток
молочай
мать-и-мачеха

8.

Сциофиты
(тенелюбивые)
Сциофиты
—
растения
затененных
местообитаний
(нижние ярусы тропического
леса, горные ущелья, таежные
ельники, лесостепные дубравы,
северные широколиственные и
темнохвойные
леса).
Типичными
сциофитами
являются зеленые мхи, плауны,
кислица, недотрога, копытень
европейский,
майник
двулистный.
плаун
недотрога
копытень
европейский
кислица
майник
двулистный

9.

Факультативные
гелиофиты
(теневыносливые)
Факультативные гелиофиты –
растения,
предпочитающие
хорошую
освещенность,
но
могут расти и в тени. Это
растения лесных опушек, полян,
вырубок, лугов, степей (лещина,
ветреница
лесная,
сныть,
черника, брусника, подорожник,
злаковые травы, ежевика). Они
образуют живой напочвенный
покров,
кустарниковый
и
нижний древесный ярусы в лесах
умеренного пояса.
лещина
сирень
сныть
ветреница
брусника
черника
подорожник
ежевика

10.

Свет для животных
У животных световой фактор
играет большую роль в зрительной
ориентации
в
пространстве.
Практически
у
всех
групп
животных, начиная с подвижных
форм кишечнополостных – медуз –
развиваются светочувствительные
органы,
способные
различать
спектральный состав света.
Среди обитателей морей самые
совершенные глаза у головоногих
моллюсков
—
осьминогов,
кальмаров, каракатиц.

11.

Особенно велика роль глаз для
животных, обитающих в наземновоздушной среде.
Например, у пауков на головогруди 8
простых глаз.
Стрекоза
—
самый
зоркий
представитель насекомых. Она может
различать предметы размером с
маленькую бусинку на расстоянии в
1м. Глаз стрекозы состоит из 30 000
отдельных
глазков,
такие
глаза
называются «фасеточными». Каждый
из них выхватывает из окружающего
пространства одну точку, а уже в ее
мозгу все складывается в единую
мозаику. Сложно представить, но глаз
стрекозы
воспринимает
до
300
изображений в секунду. В тех случаях,
когда человек увидит промелькнувшую
тень, стрекоза будет отчетливо видеть
движущийся предмет.

12.

Лягушки видят только движущиеся
предметы.
Чтобы
рассмотреть
неподвижный предмет, ей самой
необходимо начать двигаться. У
лягушки почти 95% зрительной
информации поступает сразу же в
рефлекторный отдел, то есть видя
движущийся
предмет,
лягушка
реагирует на него молниеносно, как
на потенциальную пищу.
Движения
глаз
хамелеона совершенно
независимо
друг
от
друга:
один
может
смотреть вперед, другой
— в бок.

13.

орел
сокол
Более совершенное зрение характерно для
высокоорганизованных
животных:
птиц
и
млекопитающих, что связано с их образом жизни
и питанием.
Если принять остроту зрения орла за 100%, то
обычное зрение человека составляет всего 52% от
орлиного зрения.
Сокол способен разглядеть цель величиной в 10
см., с высоты 1,5 км.
Гриф различает мелких грызунов с расстояния до
5 километров.
гриф

14.

Глазные
яблоки
совы
занимают
практически всю черепную коробку и изза больших размеров они не могут
вращаться в орбитах. Но этот недостаток
искупает исключительная подвижность
шейных позвонков — сова может
поворачивать голову на 180°.
Совы бодрствуют по ночам и в
темное время суток видят гораздо
лучше, чем днем. В безлунную ночь
они с легкостью могут разглядеть
пробирающуюся в траве мышь,
скрывающуюся среди листвы птичку
или забравшуюся на мохнатую ель
белку. Днем совы видят плохо и
дожидаются сумерек в укромном
уголке.

15.

Лошади
обладают
хорошим
панорамным зрением, развитой
способностью видеть в темноте и
оценивать
расстояние
до
предметов. Единственное, в чем
зрение
лошадей
уступает
человеческому — это восприятие
цвета.
Вопреки
распространенному
представлению, коровы и быки не
различают красного цвета. Многие
уверены, что во врем корриды быка
раздражает плащ тореадора, но как
оказывается
это
не
так.
Быка
провоцирует не цвет, так как он не видит
красного, а сам факт движения.
Поскольку быки еще и близоруки, то
мелькание тряпки понимается ими, как
вызов и агрессия со стороны противника.

16.

Собаки хорошо видят на расстоянии, не
ближе 35-50 см. А более близкие объекты
выглядят для них расплывчатыми и
бесформенными. Острота зрения у
собаки составляет примерно одну треть
от человеческой. Зато их глаза утроены
таким образом, что они с легкостью
могут определить дистанцию до объекта.
Кошки видят в темноте в 6
раз лучше, чем люди. В
темное время суток их зрачки
заметно расширяются, а в
яркий солнечный день —
сужаются, превращаясь в
тоненькие щелки. У кошки
угол обзора — 185°, а у
собаки — всего лишь 30-40°.

17.

Температура как абиотический
фактор
В природе температура непостоянна. На суше она является
одним из важных лимитирующих факторов среды.
Влияние температуры на большинство организмов
проявляется
в
регулировании
биохимических
и
физиологических процессов жизнедеятельности.
Температура – это количественное выражение тепла.
Диапазон изменчивости температур в водной и наземновоздушной средах весьма велик от -70°C до +60°C.
Наиболее переносимые температуры для живых
организмов находятся в диапазоне от 0°C до +50°C.
Однако, как для водных, так и для наземных обитателей
наиболее
оптимальной
является
положительная
температура преимущественно в пределах 15—40°C.

18.

Группы организмов по
отношению к t
Пойкилотермные (от греч. poikίlos —
различный, переменчивый и thérmē —
тепло) - организмы, температура тела
которых непостоянна и изменяется
одновременно с изменением температуры
внешней среды (бактерии, протисты,
грибы,
растения,
беспозвоночные
животные,
рыбы,
земноводные
и
пресмыкающиеся).
Гомойотермные (от греч. hómoios —
подобный и thérmē — тепло) - организмы,
имеющие постоянную температуру тела,
не зависимую от температуры внешней
среды (птицы и млекопитающие).

19.

Гетеротермные (от греч. héteros — иной, другой,
thérmē — тепло) – группа теплокровных
животных, у которых периоды сохранения
высокой температуры тела сменяются периодами
ее понижения при впадении в спячку
(оцепенение). При этом температура их тела
значительно снижается и мало отличается от
температуры окружающей среды. Нерегулярное
оцепенение наблюдается у ласточек, стрижей,
колибри, многих грызунов, некоторых сумчатых
в связи с резким похолоданием, дождями или
снегопадами. Сезонное оцепенение, которое
принято называть зимней спячкой, характерно
для сурков, сусликов, ежей, белок, летучих
мышей, бурых медведей.

20.

Экологические группы растений
по отношению к температуре
Теплолюбивые
растения
произрастают
в
тропической, субтропической зонах и хорошо
прогреваемых местообитаниях умеренного пояса,
адаптированы к высоким температурам.
Мезотермные растения нуждаются в умеренных
температурах, не требовательны к теплу и
произрастают в условиях умеренного климата.
Холодостойкие растения населяют северные широты,
адаптированы к низким температурам. К ним
относятся тундровые и высокогорные растения.

21.

Влажность как
экологический фактор
В наземных условиях влажность чаще других
экологических факторов лимитирует рост и
развитие организмов.
Недостаточная или избыточная увлажненность
среды — главная экологическая проблема
наземных обитателей.
Степень увлажненности среды влияет на
внешний облик и внутреннее строение
организмов.

22.

Экологические группы
растений по отношению к
влажности
1. Гигрофиты (от греч. hygrós —
влажный, phytón — растение) —
растения избыточно увлажненных
местообитаний с высокой влажностью
воздуха и почвы (растения влажных
тропических лесов – папирус, рис;
прибрежные
растения
–
рогоз,
калужница, осока; растения темнохвойных лесов – кислица, майник;
растения верховых болот – росянка,
клюква).
Гигрофиты не способны перенести
даже небольшой недостаток влаги в
почве и быстро увядают.
калужница
папирус
осока

23.

2. Ксерофиты (от греч. xēróx — сухой) —
растения
сухих
местообитаний,
способные переносить значительный
недостаток влаги (растения сухих степей,
пустынь, полупустынь, саванн, сухих
субтропиков,
высокогорьев,
жестколистные
вечнозеленые
леса,
песчаные дюны).
- Суккуленты (от лат. succulentus —
сочный) — многолетние растения,
способные запасать воду в своих тканях и
органах, а затем экономно ее расходовать.
Суккуленты: листовые (агава, алоэ,
очиток, молодило), стеблевые (кактус,
молочай)
и
корневые
(сейба
мелколистная).
агава
кактус
сейба мелколистная

24.

- Склерофиты (от греч. sclēros —
твердый) — растения со сниженной
транспирацией и способностью активно
добывать воду при ее недостатке в почве
(растения пустынь, степей, засушливых
местообитаний умеренной зоны –
полынь, саксаул, верблюжья колючка,
бодяк, ковыль, чертополох). Они не
запасают влагу на период засухи, а
добывают ее и экономно расходуют.
Склерофиты могут переносить глубокое
обезвоживание и без заметного ущерба
терять 25—75 % водного запаса
(гигрофиты вянут при потере 1—2 %
воды).
Склерофиты
называют «растениянасосы»: их корни уходят глубоко в
землю (у колючки верблюжьей длина
главного корня достигает 15 м).
полынь
саксаул
верблюжья колючка

25.

3. Мезофиты (от греч. mésos
— средний) — растения,
обитающие
в
условиях
умеренного
увлажнения,
способны
переносить
кратковременный недостаток
влаги
(большинство
лиственных
древесных
растений лесов умеренного
пояса, кустарники подлеска,
травянистые растения дубрав,
растения заливных лугов,
многие сорные и большинство
культурных растений).