Классификация организмов по отношению к свету, температуре.

СВЕТ

Свет- важнейший экологический фактор, особенно в наземно-воздушной среде. Во-первых, свет - это первичный источник энергии для всего живого; во-вторых, это фактор ограничивающий, т.к. слишком мало или слишком много света одинаково может привести к гибели организма; в третьих, свет является исключительно важным регулятором дневной или сезонной активности огромного количества организмов, как растительных, так и животных.

По требованию к условиям освещения растения принято делить на экологические группы:

1. светолюбивые, или гелиофиты (от греч. "гелиос" - солнце, "фитон" - растение) - растения открытых, постоянно хорошо освещаемых местообитаний; таковы растения пустынь, степей, тундр, безлесных горных вершин;

2. тенелюбивые, или сциофиты /скиофиты/ (от греч. "сциа" - тень) - растения, которые в природе никогда не растут на открытых местах; это растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения; они плохо переносят сильное освещение прямыми солнечными лучами (примеры - ветреница дубравная, майник двулистный, сочевичник весенний и др.);

3. теневыносливые, или факультативные гелиофиты, - растения, которые могут жить при полном солнечном освещении, но переносят и некоторое затенение; они легче других растений перестраиваются под влиянием изменяющихся условий освещения; к этой группе относятся многие растения, обычно произрастающие на лугах, лесных полянах, вырубках, ряд опушечных и даже некоторые типичные степные растения.

Среди животных различают светолюбивые виды, или фотофилы, и тенелюбивые виды, или фотофобы; а также эврифотные, выносящие широкий диапазон освещенности, и стенофотные, переносящие узкоограниченные условия освещенности.

Свет для животных, в первую очередь, необходимое условие зрительной ориентации в пространстве. Человек получает более 90% информации о внешнем мире через зрительный анализатор.

В процессе эволюции происходило постепенное усложнение зрительных анализаторов. Наиболее совершенные органы зрения - глаза позвоночных, головоногих моллюсков и насекомых. Они позволяют воспринимать форму и размеры предметов, их цвет, определять расстояние.

Отдельные виды животных могут сильно различаться по способности воспринимать разные лучи солнечного спектра. Для человека область видимых лучей - от фиолетовых до темно-красных. Некоторые животные, например гремучие змеи, видят инфракрасную часть спектра и ловят добычу в темноте.

Цветовое зрение широко распространено у позвоночных, ракообразных, насекомых и паукообразных.

Особенности зрения животных зависят от характера местообитания и образа жизни. У постоянных обитателей пещер (троглобионтов) или почвенных животных (педобионтов) глаза могут быть полностью или частично редуцированы (жужелицы, протеи, крот, слепыш и др.). Многие глубоководные животные лишены глаз. В ряде случаев у глубоководных организмов выработалось способность к биолюминесценции (холодное свечение) за счет окисления сложных органических соединений (ночесветки, глубоководные рыбы, головоногие моллюски и др.). Биолюминесценция используется как средство для коммуникаций, а также хищниками для привлечения жертв и жертвами для отпугивания хищников.

Важное значение для животных и для растений играет продолжительность освещения и ритм чередования темного и светлого периодов суток. Реакция организмов на сезонные изменения длины дня называется фотопериодизмом.

ТЕМПЕРАТУРА

Температура - одно из важнейшее средовых условий, влияющих на жизнедеятельность организмов. Температура влияет на энергетику всех жизненных процессов. Так как в основе всех реакций живого организма, зависящих от температуры, в конечном счете лежат биохимические процессы, для них применимо правило зависимости скорости реакции от температуры - закон Вант-Гоффа, согласно которому при повышении температуры на 10 С реакция ускоряется в 2-3 раза.

По отношению к температуре живые организмы делятся на несколько экологических групп.

Виды, предпочитающие холод, относятся к экологической группе криофилов. Они могут сохранять активность при температуре клеток в их организме до -8-10^oС. Криофилия характерна для различных наземных организмов: бактерий, грибов, лишайников, мхов, членистоногих и других организмов, обитающих в условиях низких температур: в Арктике и Антарктике, в тундре, высокогорьях.

Виды, которые имеют оптимум жизнедеятельности в области высоких температур, относятся к группе термофилов.Термофилия характерна для многих групп микроорганизмов, нематод, личинок насекомых, клещей и других организмов, обитающих в аридных областях, в разлагающихся органических остатках и т.д.

Хорошо известна классификация организмов на гомойотермных и пойкилотермных. Гомойотермные - организмы, поддерживающие внутреннюю температуру тела на относительно постоянном уровне, при изменении температуры окружающей среды. Пойкилотермные - организмы, у которых температура тела широко варьирует в зависимости от температуры среды.

Существует также деление организмов на эндотермов и эктотермов. Эктотермные - организмы, получающие свое тепло из окружающей среды. Эндотермные - организмы, производящие большую часть собственного тепла в результате протекающего в его теле окислительного метаболизма. Все растения и подавляющее большинство животных относятся к эктотермным организмам, а настоящие эндотермные организмы - только птицы и млекопитающие.

Существуют примеры, несколько нарушающие подобные классификации. Многие организмы, относимые к пойкилотермным, наделены определенной способностью к регулированию температуры тела. Например, насекомые (пчелы, шмели) перед полетом разогревают тело до 35-40^oС благодаря незаметным мышечным сокращениям; у ночных бабочек перед полетом начинают дрожать крылья, что приводит к повышению температуры тела до 37-39^oC.

В то же время некоторые птицы и млекопитающие, т.е. гомойотермные животные, при необычно низких температурах ослабляют или приостанавливают эндотермическую регуляцию температуры тела. Во время зимней спячки или оцепенения (в неблагоприятный период) у гомойотермных животных температура тела понижается. Этот особый случай гомойотермии получил название - гетеротермия, при которой животные могут значительно изменять интенсивность метаболизма и активность в зависимости от климатических условий. К гетеротермным животным относятся некоторые птицы - колибри, стрижи, и млекопитающие - сурки, суслики, ежи, летучие мыши и др.

В любом случае, эктотермные организмы, в отличие от эндотермных, более зависимы от температуры внешней среды. У эктотермов, для каждого отдельного вида, после холодового угнетения нормальный обмен веществ восстанавливается при определенной температуре, которая называется температурным порогом развития. Чем больше температура среды превышает пороговую, тем интенсивнее протекает развитие и, следовательно, тем скорее завершается прохождение отдельных стадий и всего жизненного цикла организма.