Мини-проект: Адаптации организмов к действию факторов среды

Фактор

среды

Экологическая группа

организмов

Адаптации

организмов

Примеры

организмов

Температура

1. Криофилы (холодолюбивые)

Небольшие размеры (арктическая береза);

укороченные побеги (сосна);

опушение побегов, листьев (береза шерстистая);

уменьшение испарения для уменьшения теплоотдачи (лишайники);

сворачивание листьев в трубочку, тургурное давление падает, устьица сжимаются, испарение прекращается

(багульник)

выделение веществ, зачерняющих поверхность стволов (чозения);

накопление сахаров для увеличения концентрации клеточного сока, вода «связывается» в коллоиды и потому плохо испаряется и замерзает; отложение в клетках запасных питательных веществ в виде масла, жира, гликогена. Они вытесняют из вакуолей воду и делают клетки более устойчивыми к замерзанию (лиственница сибирская);

Для холодных зон характерны эфемероиды -многолетние формы (крокусы, тюльпаны, прострелы).

Термофилы

(теплолюбивые)

войлочное опушение для защиты от обжигающего действия солнечных лучей (“медвежье ухо”);

утолщение покровной ткани и восковой налет на листьях снижают интенсивность транспирации (очиток);

наличие защитного пробкового слоя (изоляция камбия от перегрева - эвкалипт);

частично или полностью редуцированный листовой аппарат (саксаулы, разные молочаи, кактусы);

очень толстый слой кутикулы (суккуленты, кактусы);

для зон с теплым климатом характерныэфемеры - однолетние формы (незабудка песчаная, вероника весенняя, маки альпийские).

3.Пойкилотермные (все беспозвоночные, рыбы, рептилии и амфибии). Они лишены способности поддерживать постоянную температуру тела. Для пойкилотермных организмов типична низкая интенсивность обмена веществ и почти полное отсутствие механизмов теплорегуляции. В тропических странах они встречаются чаще.

Особая структура и цвета покровов (темный окрас организмов характерен для зон с низкими температурами, т.к. способствует поглощению солнечных лучей);

специфика поведения – отыскивают наиболее подходящие местообитания (змеи выползают на скальные выходы, ящерицы – на стволы деревьев с солнечной стороны, лягушки – на теплые камни, листья), спячка в холодное время года и ночная активность в местности с высокими дневными температурами;

усиление мускульной работы (у шмелей на Кавказе в горах при полете повышается температура до 38-40° С при 4-8°С воздуха);

общественная жизнь (термитники, ульи, муравейники- муравьи греются на солнце и затем лезут в муравейник, отдавая свое тепло на нагрев муравейника);

накопление жиров, гликогена, некоторых солей (крокодил долго может обходиться без пищи за счет жировых накоплений спины и хвоста);

анабиоз - неактивное состояние организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни.

Гомойтермные– животные с высоким уровнем обменных процессов ( птицы и млекопитающие, обеспечивающие поддержание постоянной температуры тела даже при значительных колебаниях температуры внешней среды). Тепло выделяется при биохимических реакциях внутри организма.

Жиры откладываются в особой бурой жировой ткани, и при клеточном дыхании вся энергия идет не на синтез АТФ, а рассеивается по телу в виде тепла;

потоотделение, учащенное дыхание (собаки, птицы);

в холодных зонах сокращаются площади поверхностей выступающих органов (уши, носы, хвосты); в южных зонах, наоборот, увеличиваются для увеличения площади испарения;

cнижению теплопотерь способствуют опушение (как и у растений), оперение, шерстный покров;

темный окрас покровов (у белого медведя черный не только нос, но и вся кожа, каждый волосок «белого» меха полярного мишки служат ему проводником солнечного света к черной коже, нагревая ее).

5.Гетеротермные(суслики, ежи, летучие мыши, медведи).

В активном состоянии у этих животных поддерживается постоянная относительно высокая температура тела. В зимнее время они впадают в спячку или глубокий сон, и температура тела у них в это время мало отличается от внешней. Уровень обмена веществ снижается (Когда спишь – есть не хочется!).

Влага -

источниками влаги для растений служат запасы ее в почве и атмосфере (осадки, туманы, конденсаты), для наземных животных – вода в водоемах, водяные пары в атмосфере и сочная пища.

1. Гигрофиты

(влаголюбивые)

Процесс транспирации регулируется слабо (устьица расположены с двух сторон, всегда открыты);

листья крупные, тонкие (тростник обыкновенный);

характерны толстые слаборазветвленные корни с минимальным количеством сосущих корней (осока);

Мезофиты(умеренно влаголюбивые, способны непродолжительно переносить незначительные почвенную и атмосферную засухи).

Устьица расположены на нижней стороне листьев;

регулирование устьичной транспирации (устьица при недостатке воды закрываются);

листья большие с умеренно развитыми тканями;

типичны хорошо развитые корневые системы смешанного типа, с густой сетью сосущих корней (сосна).

3.Ксерофиты(сухолюбивые)

Мощные корневые системы – по массе в 9-10 раз превышают надземные органы (при постройке Суэцкого канала корень верблюжьей колючки был обнаружен на глубине 33 м);

хорошо развита водопроводящая система, сеть жилок на листовых пластинках очень густая, позволяет быстро пополнять запасы воды, израсходованной на транспирацию;

мелкие, узкие, сильно редуцированные листовые пластинки – способствуют снижению транспирации (селагинелла);

уменьшение (сбрасывание) листовой поверхности в наиболее сухие периоды вегетации (летний листопад);

защита листьев от больших потерь влаги на транспирацию благодаря развитию мощных покровных тканей, наличие разных выростов, волосков, железок на эпидермисе («войлочное опушение» – у эдельвейсов);

усиленное развитие механических тканей листа, предотвращающих обвисание листьев при потере тургора. Склерофиты(от греч. «склеро» – твердый, жесткий; саксаул, чертополох, полыни, ковыли, молочаи и др.);

суккуленты(от лат. «суккулентус» - сочный, жирный), растут в жарком сухом климате там, где проходят кратковременные, но сильные обильные ливни. Во время дождей накапливают в листьях (алоэ, агавы, молодило) или стеблях (молочаи, кактуcы) большие запасы воды, а потом медленно ее расходуют.

4.Гигрофилы(животные, которые не могут накапливать и долго удерживать в тканях запасы воды): мокрицы, ногохвостки, комары, белоножки (гнус), а также наземные моллюски и амфибии.

Кожа голая, влажная, богата железами предохраняющими кожу от высыхания. Влажная кожа способствует кожному дыханию (диффузия О₂ может происходить только через водную пленку);

размножение у многих видов происходит в воде.

5.Мезофиллы(животные, обитающие в условиях умеренной влажности). Их большинство, как среди насекомых, так и среди млекопитающих.

Организмы, нормально существующие и размножающиеся при средних температурах (20-40 °С). Преобладают в умеренных поясах.

6.Ксерофилы – сухолюбы и термофилы одновременно, не переносят высокую влажность воздуха.

Хорошо развиты механизмы водообмена и функции удержания воды в теле (восковой налет хитинового покрова насекомых препятствует испарению воды с поверхности тела);

у черепахи вода запасается в мочевом пузыре;

в результате окисления жиров образуется метаболическая вода (верблюд, тушканчики, курдючные овцы);

уменьшения потоотделения (верблюд);

дыхательные отверстия прикрыты клапанами (насекомые);

густая сеть кровеносных капилляров на поверхностях ушей способствует повышенному испарению и теплоотдаче (чернохвостый заяц);

выделение азота в виде мочевой кислоты, а не мочевины; для растворения мочевины нужно больше воды (насекомые, птицы и некоторые рептилии);

характерен ночной образ жизни, животные прячутся в норах (тушканчик), так как в отсутствие солнца заметно сокращается испарение воды из организма;

у пресмыкающихся отсутствуют кожные железы, кожный покров сухой, покрыт роговыми чешуями, что препятствует испарению влаги с поверхности тела.

Свет

1.Гелиофиты(светолюбы)- виды открытых мест

Обычно образуют разреженный и невысокий покров (белая береза);

листья обычно темно- зеленые, а стволы имеют светлый (белый) цвет, это способствует отражению жарких солнечных лучей (эвкалипт);

вертикальная ориентация листьев листья располагаются ребром к свету, лучи скользят по листовой пластине и она меньше нагревается (ирис);

листья светолюбивых растений часто складчаты (злаки, пальмы), или кудрявы и бугорчаты

листья плотные, кожистые, иногда блестящие с толстой кутикулой, хвоя утолщенная, укороченные побеги, опушение, на листьях и побегов сизый восковой налет – все это защищает лист от перегрева и интенсивного испарения (подсолнечник).

2. Сциофиты(теневые) – не выносят сильного освещения, растут под пологом леса при сильном затенении.

Нежные, тонкие листья с тонкой кутикулой, плоски и гладки, обычно матовые, неопушенные, более светлого цвета, чем у растений открытых мест, побеги вытянутые (папоротник);

устьиц на единицу площади меньше, чем у гелиофитов (плауны).

3.Факультативные гелиофиты

(теневыносливые) - легко переносят небольшое затенение

Эффективно используют боковое освещение (рассеянное), для листьев характерно мозаичное расположение. Это большинство лесных растений (лианы).

4.Ночные животные (характеризуются активностью в ночные часы и сном в дневные).

Животные, ведущие ночную жизнь, обладают очень хорошим слухом и обонянием. Особое устройство слухового аппарата сов позволяет им не только улавливать малейшие шорохи, но и безошибочно определять место нахождения источника звука, то есть ориентироваться;

Эхолокация- ультразвуковое «видение», (летучие мыши)

положительный фототаксис – у животных и одноклеточных организмов – перемещение в сторону наибольшей освещенности (ночная бабочка летит на свет в поиске партнера).

5.Дневные животные (активные в дневное время суток). Их активность регулируется интенсивностью освещения.

Фотопериодизм-реакция организмов на изменение длины дня. Контролирует сроки брачного периода, размножения, линьки, спячки, миграции;

дневные птицы на рассвете пробуждаются при определенной освещенности (“освещенности пробуждения”), зависящей от высоты солнца по отношению к горизонту.

6.Сумеречные животные

Обладают специально адаптированным зрением, огромными, светящимися в темноте глазами с сильно расширяющимися зрачками (долгопят).