Біялогія
Выдавец: Народная асвета
Памер: 277с.
Мінск 2006
Сезонная зменлівасць светлавога рэжыму аказвае ўплыў і на геаграфічнае распаўсюджванне жывёл. Так, некаторыя віды птушак і млекакормячых пасяляюцца на палярнай поўначы, a восенню, калі дзень скарачаецца, мігрыруюць на поўдзень. Летам у тундры збіраецца вялікая колькасць жывёл, якія пры багацці святла паспяваюць нават у такіх суровых кліматычных умовах закончыць размнажэнне. У той жа час у тундру амаль не трапляюць начныя драпежнікі — за кароткую летнюю ноч яны не могуць пракарміць ні сябе, ні патомства.
01. Ад чаго залежыць біялагічнае дзеянне сонечнага святла на расліны і раслінныя згуртаванні? Адказ абгрунтуйце. 2. Якія адаптыўныя асаблівасці розных экалагічных груп раслін у адносінах да святла? 3. Якія асаблівасці ценевынослівых раслін даюць ім магчымасць расці ў месцах з розным светлавым рэжымам? 4*. Чым адрозніваецца лісце часткі кроны ліпы (ці дуба), павернутай да лесу, ад лісця вонкавага боку дрэва, павернутага да паляны? Якія прычыны і біялагічны сэнс гэтых адрозненняў?
АРГАНІЗМ I АСЯРОДДЗЕ
138
32. Цяпло як экалагічны фактар
Тэмпературныя межы жыцця. Тэмпература — адзін з важнейшых абіятычных фактараў. Яна дзейнічае ўсюды і пастаянна. Тэмпература вызначае магчымасць існавання, хуткасць развіцця большасці жывых істот, а таксама распаўсюджванне арганізмаў на нашай планеце. Любы арганізм здольны жыць у пэўным дыяпазоне тэмператур. Аднак некаторыя віды валодаюць спецыялізаванымі ферментамі і прыстасаваны да актыўнага існавання пры тэмпературах, што выходзяць за названыя межы.
Віды, прыстасаваныя да жыцця ў вобласці высокіх значэнняў тэмператур, адносяцца да экалагічнай групы тэрмафілаў. Тэрмафільнасць характэрна для многіх бактэрый, якія выклікаюць саманаграванне вільготнага зерня, цыянабактэрыі асцылаторыі, што насяляе тэрмальныя крыніцы Камчаткі з тэмпературай вады +85...+93 °C. Для большасці тэрмафільных жывёл тэмпературная мяжа звычайна не перавышае +55...+85 °C (ракавінныя амёбы, кляшчы, лічынкі двухкрылых насякомых).
Многія віды жывых істот захоўваюць актыўнасць ва ўмовах нізкіх тэмператур (ад 0 да —8 °C). Такія арганізмы адносяцца да экалагічнай групы крыяфілаў (грэч. Kryos — холад, лёд, мароз, phileo — люблю). Крыяфілія характэрна для бактэрый, грыбоў, лі
шайнікаў, членістаногіх, якія жывуць у тундры, арктычных і антарктычных пустынях, халодных палярных водах і да т. п.
Пайкілатэрмныя і гамаятэрмныя арганізмы. У пераважнай большасці відаў жывых істот тэмпература цела непасрэдна залежыць ад тэмпературы навакольнага асяроддзя, а іх актыўнасць — ад цяпла, якое паступае звонку. Такія арганізмы не здольны да актыўнай тэрмарэгуляцыі і называюцца пайкілатэрмнымі (эктатэрмнымі). Гэта мікраарганізмы, расліны, беспазваночныя і большая частка пазваночных.
Толькі ў птушак і млекакормячых цяпло, якое выпрацоўваецца ў працэсе інтэнсіўнага абмену рэчываў, служыць дастаткова надзейнай крыніцай для падтрымання тэмпературы цела на пастаянным узроўні незалежна ад тэмпературы навакольнага асяроддзя. Гэтаму садзейнічае добрая цеплавая ізаляцыя, што ствараецца шэрсцю, апярэннем, тоўстым слоем падскурнай тлушчавай тканкі і інш. Такія арганізмы называюцца гамаятэрмнымі (эндатэрмнымі, ці цеплакроўнымі). Уласцівасць эндатэрмнасці дае магчымасць многім відам жывёл (напрыклад, пінгвінам, ластаногім, белым мядзведзям і інш.) весці актыўны спосаб жыцця і размнажацца пры нізкіх тэмпературах.
Цяпло як экалагічны фактар
139
Прыватны выпадак гамаятэрміі — гетэратэрмія — уласціва жывёлам, якія ўпадаюць у неспрыяльны перыяд года ў спячку (суслікі, вожыкі, кажаны, бурыя мядзведзі і інш.). У актыўным стане ў іх пастаянная высокая тэмпература цела, а ў перыяд зімняй спячкі яна значна паніжаецца.
Тэмпературныя адаптацыі раслін. Для большасці наземных раслін аптымальнай з’яўляецца тэмпература +25...+30 °C. Пры гэтым значэнне мае не толькі абсалютная колькасць цяпла, але і размеркаванне яго ў часе, г. зн. цеплавы рэжым. Ён параўнаўча пастаянны на працягу ўсяго года толькі ў трапічных зонах. На поўнач і поўдзень сезонныя і сутачныя ваганні тэмператур узрастаюць па меры аддалення ад экватара.
Асноўныя шляхі адаптацыі да тэмпературных змяненняў асяроддзя ў раслін — гэта разнастайныя біяхімічныя, фізіялагічныя і некаторыя марфалагічныя перабудовы.
Да фізіёлагабіяхімічных прыстасаванняў раслін, якія згладжваюць шкодны ўплыў высокіх тэмператур, могуць быць аднесены: узмоцненая транспірацыя, пераход у стан глыбокага спакою, ці анабіёзу. У некаторых раслін уся вегетацыя зрушваецца на сезон з больш спрыяльнымі цеплавымі ўмовамі. Як ужо адзначалася, у пустынях і стэпах ёсць шмат відаў раслін (гл. с. 85), якія пачынаюць вегетацыю ранняй вясной і паспяваюць яе закон
чыць да наступлення летняй спякоты. Яны перажываюць гарачы перыяд у стане летняга спакою ў выглядзе саспелага да гэтага часу насення ці падземных органаў (цыбулін, клубняў ці карэнішчаў).
Прыкладам фізіялагічнай адаптацыі раслін да нізкіх тэмператур, якая не дапускае замярзання вады ў клетках, іх абязводжвання і механічнага пашкоджання, служыць павышэнне канцэнтрацыі растваральных вугляводаў (цукраў) у клетачным соку, што паніжае пункт замярзання вады.
Марфалагічныя адаптацыі, якія прадухіляюць перагрэў, накіраваны на аслабленне патоку сонечнага святла, што падае на расліну. Гэта бліскучая паверхня, якая павышае адбіццё святла ці густое апушэнне лісця, што надае ім светлую афарбоўку, вертыкальнае размяшчэнне лісця, скручванне ліставых пласцінак у злакаў, а таксама змяншэнне ліставой паверхні (калючкі) і інш. Гэтыя ж асаблівасці будовы лісця зніжаюць страту раслінамі вады.
Да наступлення халоднага часу года расліны рыхтуюцца загадзя: у іх ападае лісце, а ў травяністых форм адміраюць надземныя органы, адбываецца ўтварэнне патоўшчанага корку ў сцябле і г. д.
Сярод марфалагічных адаптацый раслін да жыцця ў халодных шыротах важнае значэнне маюць невялікія памеры (карлікавасць) і асаблівыя формы росту. Вышыня карлікавых
Мал. 82. Формы раслін палярных і высакагорных абласцей: 1 — кедравы сланік; 2 — вапнаўка — раслінападушка (3 — схема галінавання)
раслін (бяроза, вярба і інш.) звычайна адпавядае глыбіні снежнага покрыва, пад якім зімуюць расліны. Інакш усе часткі, што выступаюць над снегам, загінуць ад марозу. Падобная абарона характэрна і для сцелістых форм — сланікаў (кедра, ядлоўцу, рабіны і інш.) і падушкападобных форм (вапнаўкі), якія ўтвараюцца ў выніку ўзмоцненага галінавання і надзвычай запаволенага росту парасткаў (мал. 82).
Тэмпературныя адаптацыі жывёл. У жывёл вылучаюцца тры асноўныя шляхі тэмпературных адаптацый:
\) хімічная тэрмарэгуляцыя — узмоцненае ўтварэнне цяпла ў адказ на паніжэнне тэмпературы асяроддзя;
2) паводзінская тэрмарэгуляцыя — пазбяганне неспрыяльных тэмператур шляхам перамяшчэння ў прасторы і інш.;
3)фізічная тэрмарэгуляцыя — змяненне ўзроўню цеплааддачы, здоль
насць захоўваць цяпло ці, наадварот, рассейваць яго лішак.
Пайкілатэрмныя жывёлы, у адрозненне ад гамаятэрмных, характарызуюцца больш нізкім узроўнем абмену рэчываў пры аднолькавай тэмпературы цела. Напрыклад, пустынная ігуана пры тэмпературы + 37 °C спажывае кіслароду ў 7 разоў менш, чым грызуны такой жа масы. Па гэтай прычыне ў целе пайкілатэрмных жывёл выпрацоўваецца мала цяпла, і, як вынік, магчымасць хімічнай і фізічнай тэрмарэгуляцыі мізэрная. Асноўным спосабам тэрмарэгуляцыі ў іх з’яўляюцца асаблівасці паводзін — перамена позы, актыўны пошук спрыяльных умоў за кошт змены мясцін пражывання, самастойнае стварэнне патрэбнага мікраклімату (будаванне гнёздаў, рыццё нораў і т. п.). Напрыклад, у моцную спёку жывёлы хаваюцца ў цень, затойваюцца ў норах.
Цяпло як экалагічны фактар
М
Асаблівую цікавасць уяўляюць групавыя паводзіны жывёл у мэтах тэрмарэгуляцыі. Напрыклад, у Антарктыдзе
пінгвіны ў моцны мароз і снежныя бураны збіваюцца ў цесную групу, якая нагадвае па форме «чарапаху». Пры гэтым асобіны, што апынуліся на перыферыі такога скопішча, праз некаторы час прабіваюцца ўнутр, і «чарапаха» марудна круціцца і перамяшчаецца. Унутры скопішча нават у самыя моцныя маразы падтрымліваецца тэмпература +37 °C.
Насельнікі пустынь вярблюды ў моцную спёку таксама збіваюцца разам для абароны маладняку ад перагрэву, паколькі ў цэнтры скопішча жывёл тэмпература захоўваецца на ўзроўні +39 °C (тэмпература цела), у той час як шэрсць на спіне і баках крайніх асобін награваецца да +70 °C.
Некаторыя пайкілатэрмныя жывёлы здольны падтрымліваць аптымальную тэмпературу цела за кошт працы мышцаў. У многіх лятаючых насякомых пры інтэнсіўнай мышачнай працы яна становіцца на 15—20 °C вышэй за тэмпературу паветра. Так, у лятаючых чмялёў у гарах Каўказа на вышыні 2300 м над узроўнем мора пры тэмпературы паветра +4—8 °C яна дасягае +38—40 °C.
Гамаятэрмныя жывёлы дзякуючы высокай інтэнсіўнасці абмену рэчываў і выпрацоўцы значнай колькасці цяпла адрозніваюцца высокай здольнасцю да хімічнай тэрмарэгуляцыі, што асабліва важна пры дзеянні холаду. Павелічэнне цеплапрадукцыі можа дасягацца таксама шляхам павышэння спажывання ежы, акіслення бурага тлушчу, які служыць выключна крыніцай цяпла.
Фізічная тэрмарэгуляцыя ажыццяўляецца шляхам захавання цяпла ў целе жывёлы. Так, зніжэнне цеплаад
дачы адбываецца дзякуючы звужэнню крывяносных сасудаў скуры, наяўнасці тлушчавага слою ў падскурнай клятчатцы, добра развітаму пёраваму або шэрснаму покрыву. Павелічэнне цеплааддачы адбываецца шляхам потааддзялення, выпарэння вільгаці пры дыханні (цеплавой задышкі), пашырэння капіляраў скуры, памяншэння гушчыні шэрснага або пёравага покрываў.
*Важнае значэнне для падтрымання тэмпературнага балансу маюць суадносіны паверхні цела і яго аб’ёму, паколькі колькасць цяпла, якое выпрацоўваецца, залежыць ад масы жывёлы, а цеплаабмен ажыццяўляецца праз яго покрыва. Па меры ўзрастання масы цела яго ўдзельная паверхня памяншаецца. Заўважана, што віды цеплакроўных жывёл, якія жывуць у халодных кліматычных зонах, маюць большыя памеры цела, чым іх суродзічы з больш цёплых месцаў пражывання (правіла Бергмана). Бергман падкрэсліваў, што гэта заканамернасць праяўляецца толькі ў тым выпадку, калі блізкія віды не адрозніваюцца іншымі прыстасаваннямі да тэрмарэгуляцыі.
КНІГІ ОНЛАЙН
