Биосфера. Среды жизни

Вопрос 1. Назовите основные особенности жизни организмов в водной среде, в наземно­воздушной среде, в почве.

Особенности жизни организмов в вод­ной среде, наземно-воздушной среде и в почве определяются физическими и хи­мическими свойствами этих сред жиз­ни. Эти свойства оказывают значительное влияние на действие других факторов не­живой природы — стабилизируют сезон­ные колебания температуры (вода и поч­ва), постепенно изменяют освещенность (вода) или полностью ее исключают (поч­ва) и т. п.

Вода — плотная по сравнению с возду­хом среда, обладающая выталкивающей силой и являющаяся хорошим раствори­телем. Поэтому многие организмы, оби­тающие в воде, характеризуются слабым развитием опорных тканей (водные рас­тения, простейшие, кишечнополостные и т. п.), особыми способами передвиже­ния (парение, реактивное движение), осо­бенностями дыхания и приспособления­ми к поддержанию постоянства осмотиче­ского давления в клетках, образующих их тела.

Плотность воздуха гораздо ниже плот­ности воды, поэтому у наземных организ­мов сильно развиты опорные ткани — внутренний и наружный скелет.

Почва — это верхний слой суши, преоб­разованной в результате жизнедеятель­ности живых существ. Между частицами почвы имеются многочисленные полости, которые могут быть заполнены водой или воздухом. Поэтому почву населяют как водные, так и воздуходышащие орга­низмы.

Вопрос 2. Какие приспособления выработа­лись у организмов к обитанию в водной среде?

Водная среда является более плотной, чем воздушная, что определяет приспо­собления к передвижению в ней.

Для активного перемещения в воде не­обходимы обтекаемая форма тела и хоро­шо развитая мускулатура (рыбы, голово­ногие моллюски — кальмары, млекопи­тающие — дельфины, тюлени).

Планктонные организмы (парящие в воде) имеют приспособления, повышаю­щие их плавучесть, такие как увеличение относительной поверхности тела за счет многочисленных выростов и щетинок; уменьшение плотности за счет накопле­ния в теле жиров, пузырьков газа (одно­клеточные водоросли, простейшие, меду­зы, мелкие рачки).

Для организмов, живущих в водной среде, характерны также приспособления к поддержанию водно-солевого баланса. Пресноводные виды имеют приспособле­ния для удаления избытка воды из орга­низма. Этому, например, служат выдели­тельные вакуоли у простейших. В соленой воде, напротив, приходится защищать ор­ганизм от обезвоживания, что достигается повышением концентрации солей в теле.

Еще один способ поддерживать свой водно-солевой баланс — это перемещение в места с благоприятным уровнем соле­ности.

И наконец, постоянство водно-солевой среды организма обеспечивают непрони­цаемые для воды покровы (млекопитаю­щие, высшие раки, водные насекомые и их личинки).

Растениям для жизни необходима све­товая энергия Солнца, поэтому водные растения обитают только на тех глубинах, куда способен проникнуть свет (обычно не более 100 м). С увеличением глубины оби­тания в клетках растений изменяется со­став пигментов, принимающих участие в процессе фотосинтеза, что позволяет улав­ливать проникающие в глубину части сол­нечного спектра.

Вопрос 3. Как организмы избегают отрица­тельного влияния низких температур?

При низких температурах существует опасность остановки обмена веществ, по­этому у организмов выработались особые механизмы приспособления к его стаби­лизации.

Наименее приспособлены к резким коле­баниям температуры растения. При рез­ком понижении температуры ниже О °С во­да в тканях может превратиться в лед, ко­торый способен их повредить. Но растения способны выдерживать небольшие отрица­тельные температуры путем связывания свободных молекул воды в комплексы, не­способные к образованию кристаллов льда (например, путем накапливания в клетках до 20-30% сахаров или жирных масел).

При постепенном понижении темпера­туры в процессе сезонных климатических изменений в жизни многих растений на­ступает период покоя, сопровождающий­ся либо частичным или полным отми­ранием наземных вегетативных органов (травянистые формы), либо временным прекращением или замедлением основ­ных физиологических процессов — фото­синтеза и транспорта веществ.

У животных наиболее надежной защи­той от низких температур окружающей среды является теплокровность, но ею об­ладают не все. Можно выделить следую­щие пути приспособлений животных к низким температурам: химическую, фи­зическую и поведенческую терморегуля­цию.

Химическая терморегуляция связа­на с увеличением теплопродукции при по­нижении температуры путем интенсифи­кации окислительно-восстановительных процессов. Этот путь требует расхода большого количества энергии, поэтому животным в суровых климатических ус­ловиях необходимо большее количество пищи. Этот вид терморегуляции осу­ществляется рефлекторно.

Многие холоднокровные животные спо­собны поддерживать оптимальную темпе­ратуру тела за счет работы мышц. Напри­мер, шмели в прохладную погоду разогре­вают тело дрожью до 32-33 °С, что дает им возможность взлетать и кормиться. Материал с сайта //iEssay.ru

Физическая терморегуляция связана с наличием у животных специальных по­кровов тела — перьевого или волосяного, которые благодаря своей структуре обра­зуют воздушную прослойку между телом и окружающей средой, так как известно, что воздух является отличным теплоизолятором. Кроме того, многие животные, обитающие в суровых климатических ус­ловиях, накапливают подкожный жир, также обладающий термоизоляционны­ми свойствами.

Поведенческая терморегуляция свя­зана с перемещением в пространстве с целью избегания неблагоприятных для жизнедеятельности температур, создани­ем убежищ, скучиванием в группы, изме­нением активности в разное время суток или года.

Вопрос 4. В чем состоят основные особеннос­ти организмов, использующих тела других организ­мов как среду обитания?

Условия жизни внутри другого орга­низма характеризуются большим посто­янством по сравнению с условиями внеш­ней среды, поэтому организмы, находя­щие себе место в теле растений или животных, часто полностью утрачивают органы и системы, необходимые свободноживущим видам (органы чувств, орга­ны передвижения, пищеварения и т. п.), но при этом у них возникают приспособ­ления для удержания в теле хозяина (крючки, присоски и т. п.) и эффективно­го размножения.