Адаптация к температуре

Реферат на тему: Экология

Выполнила студентка: Свиридова Т.В.

Тольяттинская государственная академия сервиса

Кафедра: «Современное естествознание»

Тольятти 2005 г.

Среда обитания – это природное окружение живого организма. Она слагается из множества неорганических и органических компонентов, включая привносимые человеком. При этом некоторые из них могут быть необходимы организмам, другие не играют существенной роли в их жизни.

Важные для жизни организма компоненты окружающей среды, с которыми он неизбежно сталкивается, называются экологическими факторами.

Экологические факторы могут быть необходимы или вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению.

Различные организмы по-разному реагируют на одни и те же экологические факторы.

Адаптация (от позднелат. Adaptatio – прилаживание, приспособление, от лат. adapto - приспособляю) – это процесс приспособления строения и функций организмов, особей, популяций, видов и их органов к условиям среды. Вместе с тем любая адаптация есть результат конкретного исторического этапа приспособительного процесса – адаптациогенеза, протекающего в биотопах и биогеоценозах.

С течением времени любые условия существования изменяются, но в одних случаях они подвержены более сильным изменениям, а в других – менее сильным. Выделяют три основных типа изменений среды обитания:

циклические изменения, то есть периодически повторяющиеся, как при смене времен года, при приливах и отливах и при поочередном наступлении светлого и темного времени суток;

направленные изменения, при которых направление изменения остается стабильным в течение периода, продолжительность которого может быть очень велика по сравнению с продолжительностью жизненного цикла переживающих это изменение организмов. Примерами направленных изменений могут служить прогрессирующая эрозия берегов, накопление донных осадков, изменения, происходящие на одной из фаз цикла оледенения;

хаотические изменения; для всех изменений этого типа характерны аритмия и отсутствие определенного направления. Примерами хаотических изменений служат непредсказуемые изменения времени возникновения и траекторий циклонов и ураганов, шквалы; вызываемые ударом молнии пожары.

Наилучшее соответствие между организмами и изменяющимися условиями неизбежно предполагает некий компромисс между приспособлением к переменам и способностью к их переживанию.

Существует два основных способа, которыми организмы приурочивают свои реакции к изменениям в окружающей среде:

изменения в ответ на изменение внешних условий;

реагирование на сигнальный фактор, предвосхищающий изменение внешних условий.

В том случае, если изменения условий среды выражены слабо, то наилучшим способом адаптации организмов к таким условиям является прямое реагирование на них. Для организмов, которые не могут избежать неблагоприятных условий, наиболее эффективным решением проблемы выживания в изменяющейся среде могут оказаться сезонные изменения особенностей строения.

Если популяция подвержена воздействию изменяющихся факторов окружающей среды, то организмы могут приобрести разностороннюю устойчивость. При взаимодействии организмов различных видов изменения одних организмов неизбежно приводят к переменам в жизни других. Любой из взаимодействующих видов может создавать условия отбора, направляющие эволюцию другого вида. Из сказанного следует, что изменения в окружающей среде приводят к изменению соответствий между организмами и изменяющейся средой, которые могут проявиться в адаптации организмов к этим изменениям или к потере их устойчивости к неизбежному влиянию на другие организмы.

Степень приспособляемости живого организма к изменениям условий среды характеризуется экологической валентностью. Степень приспособляемости живого организма вытекает также из принципа лимитирующего фактора.[1] Экологическая валентность, или пластичность вида, это его способность заселять различные местообитания. Количественно она выражается диапазоном изменений среды, в пределах которого данный вид сохраняет нормальную жизнедеятельность. Экологическая валентность может рассматриваться как в отношении реакции вида на отдельные факторы среды, так и в отношении комплекса факторов. Виды с низкой экологической валентностью, или стенотопные виды (от греч. stenos – узкий, topos - место), способны выносить лишь ограниченные изменения экологических факторов. Виды с широкой экологической валентностью, или эвритопные виды (от греч. eurys - широкий), способны заселять различные местообитания и переносить широкую амплитуду колебаний экологических факторов. Такие виды легче расселяются по территории, выживают и размножаются в различных условиях, чаще всего имеют более широкую область распространения.

Воздействие факторов среды на живые организмы в отдельности и сообщества в целом многогранно. При оценке влияния того или иного фактора среды важным оказывается характеристика интенсивности действия его на живую материю: в благоприятных условиях говорят об оптимальном, а при избытке или недостатке – ограничивающем факторе.

Большинство видов приспособлено к довольно узкому диапазону температур. Некоторые организмы, особенно в стадии покоя, способны существовать при очень низких температурах. Например, споры микроорганизмов выдерживают охлаждение до -200˚С. Отдельные виды бактерий и водорослей могут жить и размножаться в горячих источниках при температуре +80 - +88˚С. Диапазон колебаний температуры в воде значительно меньше, чем на суше, соответственно и пределы выносливости к колебаниям температуры у водных организмов уже, чем у наземных. Однако и для водных и для наземных обитателей оптимальной является температура в пределах 15 – 30˚С.

Различают организмы с непостоянной температурой тела – пойкилотермные (от греч. poikilos – различный, переменчивый и therme – тепло) и организмы с постоянной температурой тела – гомойотермные (от греч. homoilos – подобный и therme – тепло). Температура тела пойкилотермных организмов зависит от температуры окружающей среды. Ее повышение вызывает у них интенсификацию жизненных процессов и, в известных пределах, ускорение развития.

В природе температура непостоянна. Организмы, которые обычно подвергаются воздействию сезонных колебаний температур, что наблюдается в умеренных зонах, хуже переносят постоянную температуру. Резкие колебания температуры – сильные морозы или зной – также неблагоприятны для организмов. Существует много приспособлений для борьбы с охлаждением или перегревом. С наступлением зимы растения и пойкилотермные животные впадают в состояние зимнего покоя. Интенсивность обмена веществ резко снижается, в тканях запасается много жиров и углеводов. Количество воды в клетках уменьшается, накапливаются сахара и глицерин, препятствующие замерзанию. В жаркое время года включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева. У растений усиливается испарение воды через устьица, что приводит к снижению температуры листьев. У животных в этих условиях также усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожные покровы. Кроме того, пойкилотермные животные избегают перегрева путем приспособительного поведения: выбирают местообитания с наиболее благоприятным микроклиматом, в жаркое время дня скрываются в норах или под камнями, проявляют активность в определенное время суток и т.д.

Таким образом, температура окружающей среды представляет собой важный и зачастую ограничивающий жизненные проявления фактор.

Гораздо меньше зависят от температурных условий среды животные гомойотермные – птицы и млекопитающие. Ароморфные изменения строения позволили этим двум классам сохранять активность при очень резких перепадах температур и освоить практически все места обитания.

Список литературы

Экология: Учебник для технических вузов/ Л.И. Цветкова, М.И. Алексеев и др.; Под ред. Л.И. Цветковой. – М.: Изд-во АСВ; СПб.: Химиздат, 1999. – 488 с.

Основы экологии: Учебное пособие/ Кормилицын В.И., Цицкишвили М.С., Яламов Ю.И. – М.: МПУ, 1997. 1 – 368 стр. Илл.

Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сивоглазов В.И. «Биология: общие закономерности»: Учебник для 10 – 11 кл. общеобразовательных учебных заведений. – М.: Школа-Пресс, 1996. – 625 с.: илл.

[1] Лимитирующим называется такой фактор, который ставит рамки для протекания какого-либо процесса, явления или существования организма, вида, сообщества. Из перечня экологических факторов любой фактор может выступать как лимитирующий, если он отсутствует, находится ниже критического уровня или превосходит максимально высокий уровень. В зависимости от отношения к тому или иному фактору виды могут быть тепло- и холодолюбивые (слон и белый медведь), влаго- и сухолюбивые (липа и саксаул), приспособленные к высокой, низкой солености воды или пресной и т.д.