Газовий і іонний склад середовища

 

Серед абіотичних факторів середовища проживання, крім світла, температури і вологості, на організми величезний вплив роблять газовий склад повітря, розчинені у воді мінеральні речовини, а також грунт, рельєф місцевості, стан атмосфери в конкретний момент часу (погода) і багаторічний режим погоди (клімат ).

Газовий склад середовища. Для аеробних організмів життєво необхідним компонентом навколишнього природного середовища є кисень. У безкисневому середовищі живуть анаеробні бактерії, найпростіші і паразитичні черви. Кисень входить до складу багатьох неорганічних і органічних сполук і забезпечує здійснення окислювальних реакцій, в ході яких звільняється необхідна для життєдіяльності організмів енергія. Основними продуцентами кисню на Землі є зелені рослини, які ростуть у воді і на суші, які утворюють його в процесі фотосинтезу. Кисень поглинається організмами із зовнішнього середовища всією поверхнею тіла або за допомогою спеціальних органів дихання.

У тварин, які перебувають в умовах постійного браку кисню, виробилися відповідні пристосування: підвищена киснева ємність крові, більш часті і глибокі дихальні рухи, великий об’єм легенів (у китів, тюленів) і т. Д. У рослин, що живуть на бідних киснем грунтах, наприклад на тропічних болотах, утворюються дихальні корені – пневматофо-ри, через які кисень надходить в тканини і клітини (рис. 211).

Суттєве значення для організмів має також вміст у навколишньому середовищі вуглекислого газу. Низька його концентрація призводить до гальмування процесу фотосинтезу, а дуже висока може викликати отруєння рослин і стати токсичною для тварин (в природних умовах такі концентрації зустрічаються вкрай рідко). Оскільки вуглекислий газ добре розчинний у воді, він поряд з киснем відіграє важливу роль у процесах життєдіяльності водних організмів.

Вступники в повітряне середовище різні техногенні домішки (чадний газ, оксиди сірки та азоту, сірководень і т. Д.) Також впливають на організми. Наприклад, оксид сірки (IV) отруйний для рослин навіть у концентраціях від 1/50 ТОВ до 1/1 ТОВ ТОВ частини від загального об’єму повітря.

Іонний склад середовища. Життєдіяльність організмів багато в чому залежить від якісного та кількісного вмісту в навколишньому середовищі мінеральних речовин. Особливо істотний вплив іонний склад середовища робить на життя водних тварин. Оскільки концентрація солей у прісних водоймах мала, що мешкають в них тварини мають більш високий осмотичний тиск внутрішньоклітинних розчинів по відношенню до навколишнього середовища, і тому вода постійно надходить в їх організм. Її надлишок виводиться назовні через органи виділення, однак збереженню необхідних для організму іонів сприяє те, що сеча у таких організмів, наприклад риб, сильно розбавлена ??(рис. 212, 2). Відділення такого слабоконцентрірованних розчину від внутрішніх рідин організму вимагає активної хімічної роботи спеціалізованих клітин або органів.

Морські тварини п’ють і засвоюють тільки солону воду. Для запобігання зневоднювання організму у них добре розвинені механізми осмо-регуляції, спрямовані на утримання води всередині тіла і екскрецію (виділення) надлишкової кількості солей. При цьому одновалентні іони солоної води, наприклад у риб, виводяться назовні зябрами, а двовалентні – нирками (рис. 212, 2). На відкачку надлишкової води клітини витрачають багато енергії, тому при зростанні солоності і зменшенні води в тілі водні організми зазвичай переходять до неактивного стану – сольовому анабіозу. Це властиво видам, що мешкають в періодично пересихаючих калюжах морської води (найпростіші, черви-коловертки, рачки-бокоплави та ін.). У деяких морських мешканців осмотичний тиск усередині тіла таке ж, як у навколишньому морській воді (акули, скати), і осморегуляція для них не має значення. Дуже солоні водойми для проживання тварин малопридатні. У них практично ніхто не живе.

У рослин також є відповідні пристосування до проживання в середовищі з високою концентрацією солей: підвищення осмотичного тиску клітинного соку, що полегшує надходження води з насиченого солями ґрунтового розчину; здатність через спеціальні залози виділяти надлишок солей назовні, де ці солі після висихання утворюють кристалічні скупчення. Рослини, що виростають на сильно засолених грунтах, зустрічаються в пустелях, називають галофитами (від грец. Hals – сіль). До них відносять представників родини лободових і Тамаріксовие.

Значний вплив на організми надає кислотність (pH) середовища проживання. Високі концентрації іонів Н “або ОН” (при pH відповідно нижче 3,0 або вище 9,0) токсичні для живих істот. У дуже кислих або лужних грунтах пошкоджуються клітини коренів рослин. Крім того, якщо pH грунту нижче 4,0, в ній міститься багато іонів алюмінію, які шкідливі для рослинних організмів. У лужних грунтах такі життєво необхідні рослинам хімічні елементи, як залізо, марганець, фосфор, знаходяться у вигляді малорозчинних з’єднань і недоступні для поглинання.

Грунт і рельєф. Рельєф земної поверхні і склад грунту роблять помітний екологічний вплив на організми, і в першу чергу на рослини. Від гідротермічного режиму грунтів, їх аерації, механічного та хімічного складів залежать характер кореневої системи (глибинна, поверхнева) та інші особливості зовнішньої та внутрішньої будови рослинного організму.

Відповідно до того, на яких ґрунтах переважно ростуть рослини, їх відносять до певних екологічних груп. Існують рослини, що живуть тільки на кислих грунтах, наприклад мох сфагнум (рис. 213). До рослин, які віддають перевагу грунт з нейтральною реакцією, належить більшість культурних рослин. Зустрічаються і рослини, які найкраще ростуть на грунтах, що мають лужну реакцію, наприклад анемона, і ті, які можуть виростати на грунтах з різними значеннями pH, т. Е. На кислих, нейтральних і лужних, наприклад конвалія.

Хімічний склад грунту також має велике значення для розвитку рослин: деякі з них маловимогливі до кількості поживних речовин (сосна), іншим необхідно помірне їх зміст (трав’янисті багаторічники, ялина), треті потребують великої концентрації мінеральних речовин у грунті (дуб). Зустрічаються види, які ростуть на певних за механічним складом грунтах: рослини сипучих пісків (саксаул), кам’янистого грунту (ялівець, дуб скельний).

Для тварин велике значення мають рельєф місцевості і характер грунту, що впливають на їх пересування. Наприклад, копитним, страусів, які живуть на відкритих просторах і рятуються від ворогів втечею, для збільшення сили відштовхування необхідна щільна грунт (рис. 214).

Погодні і кліматичні чинники. Фактори середовища, що становлять погоду (вологість повітря, хмарність, опади, сила вітру і т. Д.), Постійно змінюються. Кожен з перерахованих компонентів погоди має певне екологічне значення в житті рослин і тварин. Наприклад, дуже різноманітна роль атмосферних опадів, зокрема снігового покриву. Глибокий сніг утворює теплоизолирующий шар на поверхні грунту, завдяки чому навіть у сильні морози температура у її поверхні близька до нульової. Сніговий покрив захищає нирки відновлення рослин і оберігає їх від вимерзання, деякі види навіть йдуть під сніг, що не скидаючи листя (суниця, копитняк, живучка). Дрібні наземні тварини (лемінги, полівки та ін.), Прокладаючи під снігом і в його товщі ходи, взимку можуть вести активний спосіб життя і навіть розмножуватися (рис. 215). Деякі птахи (рябчики, тетерева, куріпки) зариваються в сніг на ночівлю (рис. 216). Глибина сніжного покриву може обмежувати поширення організмів. Наприклад, північні олені не переміщаються в ті райони, де взимку випадає багато снігу, так як їх кормові ресурси там обмежені (вони харчуються підсніжних рослинністю).

Багаторічний режим погоди характеризує клімат місцевості. Для більшості наземних організмів важливий не стільки клімат всього району, скільки мікроклімат їх конкретного місцеперебування. Як приклад можна привести різні показники температури, вологості повітря, сили вітру та інших факторів середовища на відкритому просторі і в лісі. В останньому випадку значення температури атмосферного повітря можуть відрізнятися на 2-3 градуси. Особливий стійкий мікроклімат виникає в норах, гніздах, дуплах та інших закритих місцях проживання організмів.

Газовий і іонний склад середовища, сольовий анабіоз, грунт і рельєф як екологічні фактори, погодні і кліматичні чинники.

Посилання на основну публікацію