Životna sredina utiče na organizme koji žive na Zemlji. Temperatura, svjetlost, vlažnost su faktori okoline. Njihove promjene dovode do promjene bioloških svojstava živih organizama. Geografija staništa, reprodukcije, hrane se mijenja.
Faktori okoline
Faktori životne sredine uključuju uslove životne sredine koji utiču na organizme. Postoje abiotički faktori nežive prirode i biotički. Biotički faktori su interakcije živih organizama koje utiču na njihovu vrstu. Također, živi organizmi su pod utjecajem antropogenih faktora - posljedica ljudskih aktivnosti.
Živi organizmi su u stanju da se prilagode promjenama - to se zove adaptacija. Izgled organizma, koji odražava njegovu interakciju sa okolinom, je oblik života.
Biotski faktori životne sredine uključuju temperaturu, zavisno od pojave posebne mikroklime ili staništa. Fizičke i hemijske promjene u okolini su abiotičke.
Temperatura kao faktor životne sredine
Relativna konstantnost temperature je glavni uslov za postojanje živih organizama. Glavni izvor toplote je sunčevo zračenje. Fiziološki procesi se dešavaju samo na određenoj temperaturi.
Uticaj temperature zavisi od geografske lokacije određene vrste. Klima određuje biljke i životinje koje žive na određenom području. U svemiru je temperaturni raspon prilično velik. Život može postojati samo od -200 do +100 oS. Ali većina vrsta živi u mnogo užem temperaturnom rasponu.
Proteinska struktura zahteva temperaturu od 0 do +50 oS. Neki organizmi mogu postojati izvan ovih granica. Temperaturu kao faktor životne sredine karakterišu sezonske i dnevne fluktuacije. Promjene temperature koje prelaze raspon u kojem živi organizmi mogu postojati dovode do njihove masovne smrti. Manje značajna promjena utiče na rast, razvoj i ponašanje mnogih životinja.
Termoregulacija organizama
Svjetlo i temperatura kao faktori okoline utiču na prilagodljivost živih organizama. To je zbog biohemijskih i fizioloških promjena u tijelu i njihovog održavanja stalne tjelesne temperature. Postoje dvije vrste organizama:
- poikilothermic;
- homeothermal.
Poikilotermni organizmi mijenjaju svoju tjelesnu temperaturu u zavisnosti od okoline. To uključuje biljke, gljive,ribe, vodozemci, gmizavci i beskičmenjaci. Upadaju u omamljenost na niskim ili previsokim temperaturama.
Homeoterme su u stanju da održavaju relativno konstantnu telesnu temperaturu kada se uslovi okoline promene. Neki toplokrvni mogu pasti u omamljenost kada temperatura padne, a njihova tjelesna temperatura također postaje blizu nule. Vidi se kod nekih ptica i malih glodara. Sezonska hibernacija je tipična za medvjede, ježeve, vjeverice i slepe miševe.
Biohemijska adaptacija biljaka
Temperatura je najvažniji faktor životne sredine za biljke. Kada se okruženje promeni, biljke se ne mogu preseliti u drugo područje, pa se prilagođavaju na drugačiji način.
Većina biljaka da se prilagodi preniskim ili visokim temperaturama povećava koncentraciju soka, akumulira šećer u ćelijama, smanjuje prijenos topline, povećava nivo antocijana.
Pri izlaganju visoko kritičnim temperaturama u citoplazmi biljaka povećava se količina zaštitnih supstanci, koncentracija organskih kiselina, soli i sluzi. Ovo smanjuje rizik od zgrušavanja citoplazme i neutrališe toksične supstance.
U biljkama prilagođenim nižim temperaturama u ćelijama se akumuliraju ugljikohidrati, najčešće glukoza, količina vode se smanjuje. Ovo pomaže u snižavanju tačke smrzavanja.
Fiziološka adaptacija biljaka
Promjene temperature, ekološki faktor okoliša, prisiljavaju žive organizme da se prilagode na sljedeći način:
- spuštanje vlastitogveličine, povećanje reproduktivnih organa;
- formiranje kratkih izdanaka;
- očuvanje mrtvog lišća na krunama;
- pubescentni izdanci;
- depilacija voskom;
- pletenje korijena toplog kamenja;
- uranjanje dijela biljke u tlo.
Takođe, fiziološka zaštita od temperaturnih promjena je pojačano isparavanje vode. Ovaj oblik zaštite bilja koristi se u toplim, vlažnim područjima. U pustinjama i stepama, kratak ciklus razvoja štiti od visokih temperatura. Cijeli ciklus se odvija u proljeće, a biljke preživljavaju ljeto u stanju mirovanja lukovica ili rizoma. Mahovine i lišajevi padaju u stanje suspendirane animacije na visokim temperaturama.
Morfološka adaptacija biljaka na temperaturu
Temperatura kao faktor okoline uzrokuje da se biljke prilagode visokim i niskim temperaturama okoline.
U suptropskoj i tropskoj zoni, biljke pojačavaju refleksiju sunčevih zraka. To olakšava lagana sjajna boja. Na taj način biljke smanjuju efekte visokih temperatura. Neki pojedinci su u stanju da smanje površinu koja upija svjetlost, zbog bodlji, seciranih ili presavijenih listova. Vertikalni listovi smanjuju pregrijavanje biljke. List se može rotirati tokom dana kako bi se izbjegla direktna sunčeva svjetlost.
U hladnim klimatskim uslovima formiraju se patuljasti oblici biljaka da bi sačuvali toplotu. Drveće može doseći visinu od 50 cm. Grmovi poprimaju puzavi oblik. Alpski i arktičkiBiljke su u obliku jastuka. Manje su osjetljivi na vjetar, zimi se dobro skrivaju pod snijegom, a leti maksimalno iskorištavaju toplinu tla.
Biohemijske adaptacije životinja
Takvi faktori okoline kao što su svetlost, temperatura, vlažnost utiču na adaptivne mehanizme životinja. Različiti faktori prilagođavanja pojavili su se zbog poikilotermnih i homeotermnih organizama.
Kod hladnokrvnih životinja, takozvani biološki antifrizi se akumuliraju u krvi kako bi spriječili smrzavanje. Njihovo formiranje omogućava snižavanje tačke smrzavanja i ne umiranje u kritičnim uslovima. U ribama se tvari nazivaju glikoproteini, kod insekata se nakuplja glicerol ili visoka koncentracija glukoze.
Toplokrvne životinje izbjegavaju hipotermiju povećanjem metabolizma. Rezerve masti doprinose pojavi dodatne energije, koja se troši na zagrijavanje tijela. Neki sisari, kao što je smeđi medvjed, imaju posebno masno tkivo zvano smeđa mast. Bogata je mitohondrijama i krvnim sudovima.
Fiziološka adaptacija životinja na temperaturu
Na proces prilagođavanja novim uslovima utiče temperatura kao faktor sredine. Ukratko, proces se može opisati sljedećim riječima: kod hladnokrvnih životinja životni procesi zavise od okoline, kod toplokrvnih su regulirani unutar tijela.
Prenos toplote kod hladnokrvnih životinja nastaje zbog posebnosti cirkulatornog sistema. plovila,mišići i koža su u bliskom kontaktu jedni s drugima, krv kože se zagrijava i odlazi do mišića, zagrijavajući ih. Ako se temperatura okoline poveća, protok krvi se ubrzava.
Kod svih životinja otklanja se pregrijavanje zbog isparavanja vlage sa površine tijela. Kod nekih se isparavanje intenzivnije odvija kroz sluznice i gornje disajne puteve. Ova metoda je svojstvena toplokrvnim životinjama s vunom.
Kada temperatura okoline padne, životinje, uključujući ljude, osjećaju podrhtavanje mišića. Neke vrste hiberniraju. Ako životinja ima rijetku i kratku dlaku, tada se termoregulacija događa kroz širenje i sužavanje kožnih sudova.
Morfološka adaptacija životinja
Temperatura kao faktor životne sredine utiče na životinje i morfološke adaptacije. Primjećuje se da su hladnokrvne životinje što su veće, što su bliže ekvatoru. Toplokrvni - naprotiv. Njihova veličina se povećava kako se približavaju Arktičkom polu.
Što je veća površina tijela, to je prijenos topline u okolni prostor intenzivniji. Iz tog razloga, južne životinje imaju duge uši, duge repove i udove. Ovo je posebno vidljivo kada se razmatraju blisko srodne vrste glodara.
Smanjenju gubitka toplote doprinose različiti integumenti tela: kod gmizavaca - rožnati omotač, kod ptica - perje, kod sisara - krzno. Potkožna mast doprinosi očuvanju topline uz smanjenje faktora okoline - temperature vode - kod životinja sjevera koje žive u vodi. Boja kože igra važnu ulogupoklopac. Svijetla boja tropskih životinja pomaže u izbjegavanju pregrijavanja.
Bihevioralne adaptacije životinja
Prilagodbe ponašanja zavise od temperature kao faktora okoline. Kod hladnokrvnih životinja razlikuju se sljedeće vrste bihevioralnih odgovora:
- odabir mjesta sa najboljom temperaturom;
- promjeni držanje.
Hladnokrvne životinje traže mjesta s dovoljno sunčeve svjetlosti. Nakon zagrijavanja tijela, sele se u hlad ili se skrivaju u jazbinama. Održavaju tjelesnu temperaturu kroz mišićne kontrakcije.
Toplokrvne životinje biraju mjesta da se zaštite od hladnoće ili vrućine. Karakteriziraju ga masovna okupljanja životinja za održavanje topline, sezonska migracija, sposobnost stvaranja rupa i zakopavanja u snijeg. U rupi iskopanoj ispod snijega temperatura može biti 15-18 oS viša nego okolo. Mnoge životinje na sjevernim geografskim širinama karakteriziraju skladištenje hrane, hibernacija i migracija.
Odstupanje temperature od normativnih pokazatelja dovodi do nepovratnih posljedica po organizam. Adaptacija ponašanja karakteristična je samo za životinje. Biljke ne koriste ovaj faktor.
Različiti temperaturni uslovi na Zemlji
Sezona rasta biljaka zavisi od toga u kojoj zoni žive. U tropskom pojasu traje tokom cijele godine, u umjerenom pojasu - od proljeća do jeseni, u polarnoj zoni sjeverne hemisfere - do 2 mjeseca.
Na polu sjeverne hemisfere zimska temperatura je 71,2 oC. Na južnoj hemisferi najniža zabilježena temperatura je -89,2 oS. Najtoplija mjesta su u Africi, blizu ekvatora. Temperatura u hladu dostiže 58 oS, a tlo se zagrije do 70-80 oS. Unutar istog pojasa pojavljuju se razlike u temperaturnim uslovima. Tamnija tla se bolje zagrijavaju. Ljeto u šumi je hladnije nego na otvorenom.
Svaka vrsta živih bića bira prihvatljiv temperaturni režim. Ista biljka zahtijeva različite količine topline u različitim periodima svog života.
