Абиотические факторы. 2

·  Абиотические — факторы неживой природы:

• климатические: годовая сумма температур, среднегодовая температура, влажность, давление воздуха
• эдафические (эдафогенные): механический состав почвы, воздухопроницаемость почвы, кислотность почвы, химический состав почвы
• орографические: рельеф, высота над уровнем моря, крутизна и экспозиция склона
• химические: газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность
• физические: шум, магнитные поля, теплопроводность и теплоёмкость, радиоактивность, интенсивность солнечного излучения
• Экологическими факторами называют любые внешние факторы, оказывающие прямое или опосредованное влияние на численность (обилие) и географическое распространение животных и растений. 
  Экологические факторы очень многообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Условно совокупность всех действующих на организм факторов подразделяют на три большие группы — абиотические, биотические и антропогенные.
•  
  Абиотические факторы — это факторы неживой природы, прежде всего климатические (солнечный свет, температура, влажность воздуха) и местные (рельеф, свойства почвы, соленость, течения, ветер, радиация и т. п.). Эти факторы могут влиять на организм прямо, или непосредственно, как свет и тепло, либо косвенно, как, например, рельеф, который обусловливает действие прямых факторов — освещенности, увлажнения, ветра и пр. 
  Биотические факторы — это всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга: опыление насекомыми растений, поедание одних организмов другими, конкуренция между ними за те или иные виды ресурсов (пищу, пространство, свет и т. д.), паразитизм и многое другое. 
  Антропогенные факторы — это те формы деятельности человека, которые, воздействуя на окружающую среду, изменяют условия обитания живых организмов или непосредственно влияют на отдельные виды растений и животных. Одним из наиболее важных антропогенных факторов является загрязнение. Условиями среды, или экологическими условиями, называют изменяющиеся во времени и пространстве абиотические факторы среды, на которые организмы реагируют по-разному в зависимости от их силы. 
  Условия среды налагают на организмы определенные ограничения. От количества света, проникающего через толщу воды, зависит жизнь зеленых растений в водоемах, от наличия кислорода зависит существование воздуходыша-щих животных, температура определяет активность и контролирует размножение многих организмов. 
  К наиболее важным факторам, определяющим условия существования организмов практически во всех средах жизни, относятся температура, влажность и свет. 
  Температура. Любой вид организмов способен жить только в пределах определенного интервала температур, внутри которого температурные условия наиболее благоприятны для его существования, а его жизненные функции осуществляются наиболее активно. По мере приближения к границам температурного интервала скорость жизненных процессов замедляется, а за его пределами они и вовсе прекращаются — организм погибает. 
  Пределы температурной выносливости у разных организмов различны. Некоторые виды способны выносить значительные колебания температуры. Например, лишайники и многие бактерии могут жить при самой различной температуре. Среди животных наибольший диапазон температур выдерживают теплокровные. Тигр, например, одинаково хорошо переносит как сибирский холод, так и жару тропических областей Индии или Малайского архипелага. 
  В наземно-воздушной и даже в водной среде температура не остается постоянной и может сильно варьировать в зависимости от сезона года или времени суток. В тропиках суточные колебания температуры могут быть выражены сильнее, чем сезонные. И наоборот, в умеренных областях температура значительно различается в разные времена года. 
  Влажность. На протяжении большей части своей истории живая природа была представлена исключительно водными организмами. Завоевав сушу, они тем не менее не утратили зависимости от воды. Вода — составная часть каждого живого организма, она необходима для его нормального функционирования. 
  Растения извлекают нужную им воду из почвы при помощи корней. Лишайники могут улавливать водяной пар из воздуха. Все сухопутные животные для компенсации неизбежной потери воды за счет испарения или выделения нуждаются в ее периодическом поступлении. Многие из них пьют воду, другие, например амфибии, некоторые насекомые и клещи, всасывают ее через покровы тела в жидком или парообразном состоянии. Есть животные, получающие воду довольно сложным путем — в процессе окисления жиров. Это, например, верблюд и некоторые виды насекомых — рисовый и амбарный долгоносики, платяная моль, питающиеся жиром. У животных, как и у растений, имеется множество приспособлений для экономии воды. 
  Свет. Свет Солнца служит практически единственным источником энергии для живой природы. 
  Непосредственного влияния на животных, по сравнению с температурой или влажностью, свет почти не оказывает. Он служит лишь сигналом к перестройке протекающих в организме процессов, что позволяет им наилучшим образом отвечать на происходящие изменения внешних условий. 
  У многих животных условия освещенности вызывают положительную или отрицательную реакцию на свет. Некоторые насекомые (ночные бабочки) слетаются на свет, другие (тараканы) избегают его. Наибольшее экологическое значение имеет смена дня и ночи. Многие животные ведут исключительно дневной образ жизни (большинство птиц), другие — исключительно ночной (многие мелкие грызуны, летучие мыши и др.). Мелкие рачки, парящие в толще воды, держатся ночью в поверхностных водах, а днем опускаются на глубину, избегая слишком яркого света. 
  Вторичные климатические факторы — ветер, атмосферное давление, высота над уровнем моря и др. — также имеют важное значение. Ветер обладает косвенным действием: усиливая испарение, он обезвоживает организм; сильный ветер способствует также охлаждению. Это оказывается важным в холодных местах, на высокогорьях или в полярных областях. 
  Антропогенные факторы. Загрязняющие вещества. Антропогенные факторы весьма разнообразны. Человек воздействует на живую природу, прокладывая дороги, строя города, занимаясь сельским хозяйством, перегораживая реки и т. д. Деятельность человека все чаще сопровождается загрязнением окружающей среды побочными, часто ядовитыми продуктами. Диоксид серы, летящий из труб заводов и электростанций, соединения металлов (меди, цинка, свинца), сбрасываемые возле рудников или содержащиеся в выхлопных газах автомашин, остатки нефтепродуктов, оказывающиеся в водоемах после промывки танков нефтеналивных судов, — вот лишь некоторые из загрязняющих веществ, ограничивающих распространение организмов, особенно растений. 
  Многие загрязняющие вещества действуют как яды, приводя к вымиранию целых видов растений или животных. Другие могут передаваться по цепям питания, накапливаться в телах организмов, вызывать генные мутации, значение которых можно будет оценить лишь в будущем. Как правило, загрязнение природы приводит к снижению видового разнообразия и нарушению устойчивости биоценозов.

Значение абиотических факторов среды в жизни организмов

Несмотря на то, что все  абиотические факторы окружающей среды  влияют на живые организмы комплексно, действие каждого из них неравноценно.Рассмотрим более подробно каждый фактор отдельно.

Температура - один из важнейших факторов, который влияет на живые организмы. От этого фактора зависит нормальное течение всех жизненных процессов в организме - обмен веществ, рост, развитие и т.д. Температура более-менее закономерно изменяется в течение суток и от сезона к сезону.Температурный режим также зависит от географической широты, высоты местности над уровнем моря и др.

Температура - важный ограничивающий фактор. Пределами толерантности для любого вида является максимальная и минимальная летальные температуры, за пределами которых вид смертельно поражают жара или холод. Для большинства видов температурный интервал существования составляет от 0 до 50 ° С, что обусловлено свойствами протоплазмы клеток.

Адаптационные процессы у  животных применительно к температуры  привели к появлению пойкилотермных (холоднокровных) животных - температура  их собственного тела меняется с изменением температуры окружающей среды и  гомойотермных (теплокровных) - они  имеют постоянную температуру тела, которая не зависит от температуры  внешней среды. И пойкилотермных и гомойотермных животных в процессе эволюции приобрели способность регулировать температуру своего тела. Эта способность называется терморегуляцией. 
В зависимости от приспособленности к температуре выделяют евритермних (приспособленных к значительным колебаниям температуры) и стенотермних (приспособленных к определенным температур) организмов.

Известны морфологические (различные жизненные формы растений и животных) и физиологические (акклиматизация, миграция, зимовка, летняя спячка, анабиоз, диапауза) адаптации к воздействию  низких и высоких температур.

В оптимальном температурном  интервале организмы чувствуют  себя комфортно, активно размножаются и численность популяции растет. В условиях действия крайних пределов оптимального температурного интервала организмы чувствуют себя подавленно. При дальнейшем похолодании (нижний предел устойчивости) или повышении температуры (верхний предел устойчивости) организмы попадают в «зону смерти» и погибают. Этим примером иллюстрируется общий закон биологической стойкости (по М. Ламотт), который можно применить к каждому из ограничивающих факторов. Размер «оптимального интервала» характеризует «величину» устойчивости организмов, т.е. величину его толерантности к этому фактору, или экологическую валентность.

Свет - это первичный источник энергии для фотосинтеза, без которого невозможна жизнь на Земле. Также свет является важным экологическим фактором, который существенно влияет на биоту в целом и на адаптационные процессы и явления в организмах.

Основной источник света - солнечная радиация. На интенсивность света влияют угол падения солнечных лучей на земную поверхность, она изменяется в зависимости от широты, сезона, времени суток и экспозиции склона. 
Продолжительность дня (фотопериод) на экваторе более постоянна (12 часов), но в более высоких широтах она меняется в зависимости от времени года. Для растений и животных таких широт характерна реакция на фотопериод, которая синхронизирует их активность с временем года. Примерами могут быть цветения и прорастания семян у растений, миграция, зимняя спячка и размножения животных. Свет влияет на структуру сообществ живых организмов. 
Важное значение имеет интенсивность освещения. Например, растения по отношению к освещенности делятся на светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые. Есть также растения длинного (фотопериод не менее 12 часов) и короткого (8-10 часов) дня и нейтральные.

Вода необходима для жизни и может быть важным лимитирующим фактором в наземных экосистемах. Вода поступает из атмосферы в виде осадков.Распределение по суше зависит от гидрологического цикла (круговорота воды).Большое значение имеет влажность воздуха. Влажность способна изменять эффекты температуры: снижение влажности ниже некоторого предела при данной температуре приводит к высушивающим действия воздуха, что особенно влияет на растения.

В зависимости  от способов адаптации растений к  влажности выделяют несколько экологических  групп: гигрофиты (наземные растения, живущие в очень влажных почвах и в условиях повышенной влажности), мезофиты (переносят значительную засуху), ксерофиты (растения сухих степей и пустынь). У животных также по отношению к воде выделяются свои экологические группы: гигрофилы (влаголюбивые) и ксерофилы (сухолюбни) и промежуточная группа - мезофилы. 
В живых организмов есть разные приспособления к перенесению дефицита воды: поведенческие (перемещение в более влажные места, переход к ночному образу жизни, посещение водопоя и др.), морфологические (приспособление к задержанию воды в организме-роговые покровы, раковины у наземных моллюсков и др. ) и физиологические (образование метаболической воды).

Большое значение для жизни  водных организмов имеет соленость  воды. Значительные колебания этого  фактора для многих организмов губительны.

Эдафичные факторы - почвенные условия произрастания растений. Они делятся на химические - реакция почвы, солевой режим, элементарный химический состав, обменная способность и состав обменных катионов; физические - водный, воздушный и тепловой режимы, плотность грунта, структура и др.; биологические - растительные и животные организмы, населяющие почву.

Важной характеристикой  почвы является ее плодородие - способность  почвы удовлетворять потребность  растений в питательных веществах, воздухе, биотическом и физико-химической среде, включая тепловой режим, и  на этой основе обеспечивать урожай сельскохозяйственных культур, а также биогенную производительность дикорастущих растений.

Электромагнитные  колебания - возникают в атмосфере по разным причинам (антропогенных в том числе) и могут негативно воздействовать на живые организмы - замедлять их развитие, снижать жизнеспособность и повышать смертность.

Ионизирующее  излучение - любое излучение (непосредственное и опосредованное), взаимодействие которого со средой обуславливает образование электрических зарядов разных знаков, то есть вызывает ионизацию. С этим понятием связано понятие радиоактивности. Распад ядер атомов радиоактивных элементов (радионуклидов) сопровождается выделением энергии в виде ионизирующего излучения. Все живое на Земле с момента зарождения жизни подвергается воздействию ионизирующей радиации.Эволюция происходит в условиях постоянного воздействия радиоактивного излучения, свидетельствует о приспособленности организмов к фоновым доз и отсутствие отрицательного эффекта. Основным источником облучения живых организмов на Земле есть вторичное космическое излучение. Среди радионуклидов земного происхождения основной вклад в формирование радиационной дозы делают ⁴⁰К, ²³⁵U, ²³⁸U, ²³²Th, ⁸²Rb, ²²²Rn, ²³⁶Ra. Однако, за последнее столетие созданы искусственные источники ионизирующего излучения, которые способствуют увеличению естественного уровня радиации, что отрицательно сказывается на живых системах. К источникам искусственного ионизирующего излучения, загрязняющих окружающую среду радионуклидами, относятся: испытания ядерного оружия, промышленные ядерные взрывы, предприятия атомной энергетики (в частности, аварии ядерных реакторов) и т.д. Облучения живых организмов и человека, в том числе в результате ядерного взрыва, происходит за счет таких радионуклидов (табл. 1):

Таблица 1 - Характеристика радионуклидов, образующихся при ядерных взрывах

Действие ионизирующего  излучения живые организмы не испытывают, поскольку они не имеют  специфических рецепторов для восприятия радиации.Эффект воздействия радиации на живые организмы зависит не только от вызванных излучением изменений в отдельных клетках и тканях, но и от нарушений взаимосвязи между ними и отклонений в протекания реакций, присущих организму как живой системе. Существует взаимосвязь между уровнем развития организма и чувствительностью к ионизирующему излучению. Так, многоклеточные организмы чувствительны, чем одноклеточные; наибольшую чувствительность имеют млекопитающие, особенно человек (табл. 2).

Механизмы биологического действия ионизирующей радиации на живые организмы  довольно сложны и изучены недостаточно. Но известно, что у разных видов ионизирующего излучения они похожи - от первичных процессов поглощения и передачи энергии излучения в морфологических и физиологических нарушений у облученных организмах. Зависимости от уровня биологической организации существуют следующие виды поражений:

Таблица 2 - Летальные дозы поглощенной радиации, которые приводят к гибели половины популяции различных организмов

• молекулярный - повреждение ДНК, РНК, ферментов, влияние на процессы обмена;
• клеточный - повреждения биологических мембран, ядер, хромосом, митохондрий, лизосом, прекращение деления и гибель клеток, превращение их в злокачественные;
• тканево-органный - поражение костного мозга, центральной нервной системы, пищеварительного канала; гибель, обусловленная образованием злокачественных опухолей;
• организменный - сокращение продолжительности жизни или гибель, преждевременное старение;
• популяционно-видовой - изменение генетических характеристик у отдельных индивидов вследствие генных и хромосомных мутаций.

Топографические факторы  тесно связаны с другими абиотическими  факторами, так как могут сильно сказываться на местном климате. Главным топографическим фактором является высота. С высотой снижаются средние температуры, увеличивается суточный перепад температур, возрастает количество осадков, скорость ветра, интенсивность радиации, понижается атмосферное давление и концентрации газов. Все эти факторы влияют на растения и животных. Горные системы могут быть климатическими барьерами.Топографическими факторами также являются экспозиция и крутизна склона.Склоны с южной экспозицией получают больше солнечного света, имеют высокую температуру, что влияет на интенсивность жизнедеятельности организмов. Для крутых склонов характерны быстрый дренаж и смывание почв.

В экологии под  окружающей средой понимают совокупность всех условий, в которых существуют организмы. Экологические факторы, действующие в окружающей среде  можно разделить на три типа:

1) Факторы неживой природы  (абиотические) - химические (газовый  состав воздуха, солевой состав  воды, кислотность и состав почвенных  растворов); физические, или климатические  (солнечная энергия, температура,  влажность, освещенность, атмосферное  давление, аэрация, физические поля, радиационный режим ; топографические (характер рельефа, высота над уровнем моря, экспозиция склона) и едафични (механический состав почвы, влагоемкость, плотность альбедо) факторы влияния внешней неорганической среды на живые организмы.

2) Факторы живой природы  (биотические) - совокупность живых  организмов, которые своей жизнедеятельностью  влияют на другие организмы.

3) Антропогенные (антропични) факторы - внесены в природу человеческой деятельностью изменения, влияющие на органический мир. 
Действие экологических факторов на живые организмы изучает факториальная экология.

Важным классификационным  показателем является временная  динамика экологических факторов, особенно наличие или отсутствие ее периодичности (суточной, сезонной, многолетней и  др.). Факторы, изменения которых  во времени повторяются регулярно, называют периодическими (например, климатические, приливы и отливы, океанские течения  и др.), а факторы, возникающие  спорадически и действуют катастрофически - непериодическими (извержение вулкана, нападение хищника, заражение патогенными  микроорганизмами и др. .) Для нормального существования организмов в среде должны действовать только периодические факторы.

Каждый экологический  фактор может действовать на организм с разной интенсивностью. 
Нормальная жизнедеятельность популяции возможна только зa условия жизненного оптимума экологического фактора для конкретного вида, т.е. благоприятного влияния фактора, который обеспечивает наилучшие (оптимальные) условия для жизнедеятельности особей данного вида. Чем больше отклонение экологического фактора от зоны оптимума (фактор действует в зоне пессимума), тем сильнее подавляется их жизнедеятельность. Минимальные и максимальные значения экологического фактора являются критическими - за их пределами жизни уже невозможно.

Чем больше отклоняется интенсивность  воздействия того или иного экологического фактора от оптимального, тем более  подавляется деятельность некоторых  организмов. Границы, за которыми существование организмов становится невозможным, называются пределами выносливости. Факторы, которые выходят за пределы выносливости (т.е. за пределы мак Симу или минимума), называются лимитирующими или ограничивающими.

Лимитирующим может быть любой экологический фактор. Так, при оптимальной влажности повышается выносливость против неблагоприятной  температуры и нехватки пищи. 3 другой стороны, достаточное количество пищи увеличивает устойчивость организма  к неблагоприятным климатическим  условиям. Однако такая взаимная компенсация  всегда ограничено, и ни один из необходимых  для жизни факторов не может смениться  другим. Наиболее полно и в наиболее общем виде всю сложность влияния  на организм экологических факторов отражает закон толерантности В. Шелфорда. Толерантность - это способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды. Способность организма выдерживать определенную амплитуду колебания фактора называют иногда еще экологической валентностью. Для жизни организмов большое значение имеет не только абсолютная величина фактора, но и скорость его изменения.

Организмы по отношению к  характеру воздействия экологических  факторов называют стенобионтамы и еврибионтамы. Стенобионты - организмы, которые могут жить только в определенных условиях среды при очень незначительном колебании его факторов. Еврибионты - организмы, которые могут жить в самых разнообразных условиях на ¬ жающей среды или при значительных их изменениях. Согласно стенобионтных организмы являются более чувствительными к антропогенного давления на окружающую среду.

Под влиянием многих динамических экологических факторов в живых  организмов производятся адаптации. Адаптации  могут быть морфологическими, которые  выражены в приспособлении строения (формы) организмов к факторам среды, физиологическими - приспособление пищеварительного тракта в состав пищи и экологическими - приспособление поведения животных к температурным условиям, влажности  и др.

Виды, имеющие широкое  географическое распространение, образуют адаптированные к конкретным местообитаний  своеобразные популяции, которые называются экотипов, границы толерантности которой соответствуют местным условиям. За более глубоких адаптационных процессов здесь могут появиться и генетические расы.

Абиотические  факторы среды

Все живое на Земле  связано со средой обитания, которая  включает разнообразные географические области и населяющие их сообщества живых организмов. По характеру действия связи организма со средой могут  быть абиотическими (сюда относятся факторы неживой природы - физические и химические условия среды) и биотическими (факторы живой природы - межвидовые и внутривидовые взаимоотношения).

Жизнедеятельность организмов невозможна без постоянного  притока энергии извне. Ее источником является Солнце. Вращение Земли вокруг своей оси приводит к неравномерному распределению энергии Солнца, его  теплового излучения. В связи  с этим атмосфера над сушей  и океаном нагревается неодинаково, а различия в температуре местности  и давлении вызывают перемещения  воздушных масс, изменение влажности  воздуха, что влияет на ход химических реакций, физических превращений и  прямо или косвенно - на все биологические  явления (характер расселения жизни, биоритмы и т. п.). Регулирующее влияние на плотность жизни оказывает комплекс факторов: свет, температура, вода, минеральные  питательные вещества и др. Эволюция жизни осуществлялась в направлении  эффективного приспособления к этим факторам: 'колебаниям влажности, освещения, температуры, ветра, силы тяжести и  др. Взаимосвязи организмов между  собой и со средой обитания изучает  наука экология. Рассмотрим значение, отдельных экологических факторов. 
Свет - основной источник энергии на Земле. Природа света двойственна: с одной стороны он представляет собой поток элементарных физических частиц - корпускул, или фотонов, не имеющих заряда, с другой - обладает волновыми свойствами. Чем меньше длина волны фотона, тем выше его энергия, и наоборот. Энергия фотонов служит источником обеспечения энергетических потребностей растений при фотосинтезе, поэтому зеленое растение не может существовать без света. 
Свет (освещенность) представляет собой мощный стимул активности организмов - фотопериодизма в жизни растений (рост, цветение, опадание листвы) и животных (линька, накопление жира, миграции и размножение птиц и млекопитающих, наступление стадии покоя - диапаузы, поведенческие реакции и др.). Продолжительность светового дня зависит от географической широты. С этим связано существование растений длинного дня, цветение которых наступает при продолжительности светлого периода суток 12 ч и более (картофель, рожь, овес, пшеница и др.), и растений короткого дня с фотопериодом 12 ч и менее (большинство тропических цветковых растений, соя, просо, конопля, кукуруза и многие другие растения умеренной зоны). Но есть растения, цветение которых не зависит от длины дня (томаты, одуванчик и др.). Ритмы освещенности вызывают у животных различную активность в дневное и ночное время суток или в сумерки, а также сезонные явления: весной - подготовку к размножению, осенью - к зимней спячке, линьку. 
Коротковолновая радиация Солнца (290 нм) представляет собой ультрафиолетовые лучи (УФ). Большая часть их поглощается слоем озона в верхних участках атмосферы; на Землю проникают УФ-лучи с меньшей энергией (300-400 нм), которые губительны для многих микроорганизмов и их спор; в организме человека и животных эти лучи активируют синтез витамина Д из холестерина и образование пигментов кожи и глаза. Средневолновая радиация (600-700 нм) представляет собой оранжевую часть спектра и поглощается растением при 
фотосинтезе. 
Как проявление приспособительных реакций на смену дня и ночи у животных и человека наблюдается суточная ритмичность интенсивности обмена веществ, частоты дыхания, сердечных сокращений и уровня кровяного давления, температуры тела, клеточных делений и т.д. У человека выявлено более ста физиологических процессов биоритмологического характера, благодаря которым у здоровых людей наблюдается согласованность различных функций. Исследование биоритмов имеет большое значение для разработки мер, облегчающих адаптацию человека к новым условиям при дальних перелетах, переселении людей в районы Сибири, Дальнего Востока, Севера, Антарктиды. 
Считают, что нарушение регуляторных механизмов по поддержанию внутренней среды организма (гомеостаза) - последствие урбанизации и индустриализации: чем дольше организм изолирован от внешних климатических факторов и находится в комфортных условиях микроклимата помещения, тем заметнее снижаются его приспособительные реакции к перемене погодных факторов, нарушается способность к терморегуляции, чаще возникают расстройства сердечно-сосудистой деятельности. 
Биологический эффект фотонов состоит в том, что их энергия в организме животных вызывает возбужденное состояние электронов в молекулах пигментов (порфиринов, каротиноидов, флавинов), которые возникший избыток своей энергии передают другим молекулам, и таким путем запускается цепь химических превращений. Белки и нуклеиновые кислоты поглощают УФ-лучи с длиной волны 250-320 нм, что может вызвать генетический эффект (генные мутации); лучи меньшей длины волны (200 нм и меньше) не только возбуждают молекулы, но и могут их разрушить.  
В последние годы большое внимание уделяется изучению процесса фотореактивации - способности клеток Микроорганизмов ослаблять и полностью устранять повреждающий эффект УФ-облучения ДНК, если облученные клетки выращивать затем не в темноте, а на видимом свету. Фотореактивация - явление универсальное, осуществляется при участии специфических клеточиых ферментов, действие которых активируется квантами света определенной длины волны.  
Температура оказывает регулирующее влияние на многие процессы жизни растений и животных, изменяя интенсивность обмена веществ. Активность клеточных ферментов лежит в пределах от 10 до 40 °С, при низких температурах реакции идут замедленно, но при достижении оптимальной температуры активность ферментов вос 
станавливается. Пределы выносливости организмов в отношении температурного фактора для большинства видов не превышают 40-45 °С, пониженные температуры оказывают менее неблагоприятное воздействие на организм, чем высокие. Жизнедеятельность организма осуществляется в пределах от -4 до 45 °С. Однако небольшая группа низших организмов способна обитать в горячих источниках при температуре 85 °С (серные бактерии, синезеленые водоросли, некоторые круглые черви), многие низшие организмы легко выдерживают очень низкие температуры (их устойчивость к замерзанию объясняется высокой концентрацией солей и органических веществ в цитоплазме). 
У каждого вида животных, растений и микроорганизмов выработались необходимые приспособления как к высоким, так и к низким температурам. Так, многие насекомые при наступлении холодов скрываются в почве, под корой деревьев, в трещинах скал, лягушки зарываются в ил на дне водоемов, некоторые наземные животные впадают в спячку и оцепенение. Приспособление от перегрева в жаркое время года у растений выражается в увеличении испарения воды через устьица, у животных - в виде испарения воды через дыхательную систему и кожные покровы. Животные, не обладающие системой активной терморегуляции (холоднокровные, или пойкилотермные), колебания внешней температуры переносят плохо, поэтому их ареалы на суше относительно ограничены (амфибии, рептилии). С наступлением холодов у них снижается обмен веществ, потребление пищи и кислорода, они погружаются в спячку или впадают в состояние анабиоза (резкое замедление жизненных процессов при сохранении способности к оживлению), а при благоприятных погодных условиях пробуждаются и снова начинают активную жизнь. Споры и семена растений, а среди животных - инфузории, коловратки, клопы, клещи и др. - могут много лет находиться в состоянии анабиоза. Теплокровность у млекопитающих и птиц дает им возможность переносить неблагоприятные условия в активном состоянии, пользуясь убежищами, поэтому они в меньшей степени зависят от окружающей среды. В период чрезмерного повышения температуры в условиях пустыни животные приспособились переносить жару путем погружения в летнюю спячку. Растения пустынь и полупустынь весной за очень короткий срок завершают вегетацию и после созревания семян сбрасывают листву, вступая в фазу покоя (тюльпаны, мятлик луковичный, иерихонская роза и др.). 
Вода. Энергией Солнца вода поднимается с поверхности морей и океанов и возвращается на Землю в виде разнообразных осадков, оказывая разностороннее влияние на организмы. Вода - важнейший компонент клетки, на ее долю приходится 60-80% ее массы. Биологическое значение воды обусловлено ее физико-химическими свойствами. Молекула воды полярна, поэтому она способна притягиваться к различным другим молекулам и ослаблять интенсивность взаимодействия между зарядами этих молекул, образуя с ними гидраты, т. е. выступать в качестве растворителя. Многие, вещества вступают в разнообразные химические реакции только в присутствии воды. 
Диэлектрические свойства, наличие связей между молекулами обусловливают большую теплоемкость воды, что создает в живых системах "тепловой буфер", предохраняя неустойчивые структуры клетки от повреждения при местном кратковременном освобождении тепловой энергии. Поглощая тепло при переходе из жидкого в газообразное состояние, вода производит охлаждающий; эффект испарения, используемый организмами для регуляции температуры тела. Благодаря большой теплоемкости вода играет роль основного терморегулятора климата. Ее медленное нагревание и охлаждение регулируют колебания температуры океанов и озер: летом и днем в них накапливается тепло, которое они отдают зимой и ночью. Стабилизации климата способствует также постоянный обмен диоксидом углерода между воздушной и водной оболочками земного шара и горными породами, а также растительным и животным миром. Вода выполняет транспортную роль в перемещении веществ почвы сверху вниз и в обратном направлении. В почве они служит средой обитания для одноклеточных организмов (амебы, жгутиковые, инфузории, водоросли). 
В зависимости от режима влаги растения в местах и обычного произрастания подразделяются на гигрофиты-растения избыточного увлажненных мест, мезофиты-растения достаточно увлажненных мест и ксерофиты - растения сухих местообитаний. Есть еще группа водных цветковых растений - гидрофиты, которые обитают в водной среде (стрелолист, элодея, роголистник). Недостаток влаги служит ограничивающим фактором, определяющим границы жизни и ее зональное распределение. При недостатке воды у животных и растений вырабатываются приспособления к ее добыванию и сохранению. Одна из функций листопада - приспособление против избыточной потери воды. У растений засушливых мест листья мелкие, иногда в форме чешуек (в этом случае стебель принимает на себя функцию фотосинтеза); той же цели служит распределение устьиц на листе, которое может уменьшать испарение воды. Животные в условиях сильно пониженной влажности во избежание потери воды активны ночью, днем они скрываются в норах и даже впадают в оцепенение или спячку. Грызуны не пьют воду, а пополняют ее с растительной пищей. Своеобразным резервуаром воды для животных пустынь являются жировые отложения (горб у верблюда, подкожные отложения жира у грызунов, жировое тело у насекомых), из которых поступает вода, образующаяся в организме при окислительных реакциях в ходе расщепления жира. Таким образом, все факты приспособленности организмов к условиям жизни - яркая иллюстрация целесообразности в живой природе, возникшей под влиянием естественного отбора. 
Ионизирующее излучение. Излучение с очень высокой энергией, которое способно приводить к образованию пар положительных и отрицательных ионов, называется ионизирующим. Его источником являются радиоактивные вещества, содержащиеся в горных породах; кроме того, оно поступает из космоса. Из трех видов ионизирующего излучения, имеющих важ-ное экологическое значение, два представляют собой корпу-скулярное излучение (альфа- и бета-частицы), а третье- электромагнитное (гамма.-излучение и близкое ему рентге-новское излучение). Гамма-излучение легко проникает в живые ткани; это излучение может пройти сквозь организм, не оказав никакого воздействия, или же может вызвать ионизацию на большом отрезке своего пути, 
В целом ионизирующее излучение оказывает на более высокоразвитые и сложные организмы наиболее , губительное действие; человек отличается особой чувствительностью. 
Загрязняющие вещества. Эти вещества можно разделить на две группы: природные соединения, являющиеся отходами технологических процессов, и искусственные соединения, не встречающиеся в природе. 
К 1-й группе относятся сернистый ангидрид, углекислый газ, оксиды азота, углерода, углеводороды, соединения меди, цинка и ртути и др., минеральные удобрения. 
Во 2-ю группу входят искусственные вещества, обла-дающие специальными свойствами, удовлетворяющими по-требности человека: пестициды, используемые для борьбы с животными--вредителями сельскохозяйственных культур, антибиотики, применяемые в медицине и ветеринарии для лечения инфекционных заболеваний. К пестицидам относятся инсектициды - средства для борьбы с вредными насекомыми и гербициды --. средства для борьбы с сорняками, 
Все они обладают определенной токсичностью (ядовитостью) для человека. 
К абиотическим факторам относятся также атмосферные газы, минеральные вещества, барометрическое давление, движение воздушных масс и гидросферы (течение), минеральная основа почвы, соленость воды и почвы. 
Остановимся на значении минеральных элементов. Ряд неорганических веществ находится в организме в составе солей, а при диссоциации образуют ионы (катионы и анионы): Na+, Mg2+, РО43-, Сl-, К+, Са2+, СО32-, NO3-. Значение ионного состава в клетке выявляется на многих сторонах ее жизнедеятельности. Например, калий избирательно взаимодействует с сократительным белком мышц - миозином, снижая вязкость клеточного сока и вызывая расслабление мышц. Кальций усиливает вязкость цитоплазмы и стимулирует мышечное сокращение, снижает порог возбудимости нервов и освобождается из мембранной системы при мышечном сокращении. В больших дозах кальций потребляется моллюсками и позвоночными, которым он необходим для роста раковины и костей. Натрия много у животных преимущественно во внеклеточной жидкости, а калия - внутри клетки; их взаимоперемещение создает разность электрических потенциалов между жидкостями внутри и вне клеток, что лежит в основе передачи нервных импульсов. 
Ионы магния оказывают влияние на агрегацию рибосом: при снижении их концентрации рибосома распадается на две части. Магний входит в состав молекулы хлорофилла и некоторых ферментов. Для осуществления фотосинтеза растениям необходимы Mn, Fe, Cl, Zn; для азотистого обмена - Мо, В, Со, Сu, Si. В состав молекулы гемоглобина входит железо, в состав гормона щитовидной железы - йод. Цинк участвует во многих реакциях гидролиза, разрывая связи между атомами углерода и кислорода. Отсутствие или недостаток Na+, Mg2+, К+, Са2+, ведет к потере возбудимости клетки и ее гибели. 
В природных условиях недостаток тех или других микроэлементов приводит к развитию эндемичных (свойственных только определенной местности) заболеваний человека: эндемического зоба (недостаток йода в питьевой воде), флюороза и крапчатости зубов (избыточное поступление в организм фтора) и др. Недостаток меди в травах, произрастающих на болотистых и торфяных почвах, ведет к анемии у крупного рогатого скота, расстройству пищеварительной системы, поражению центральной нервной системы, изменению цвета шерсти и т. д. 
Нежелателен также избыток микроэлементов. В частности, в некоторых местностях известен стронциевый рахит и хронический молибденовый токсикоз у животных понос у крупного рогатого скота, падение удоя, изменение цвета шерсти). Многие вопросы о роли микроэлементов в возникновении тех или иных физиологических нарушений изучены пока недостаточно.

Содержание

Абиотические факторы  среды 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФАУНЫ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ ТАТАРСТАНА. 8

Наиболее характерная  фауна Татарстана. 11

ЗЕМНОВОДНЫЕ 11

ОТРЯД ХВОСТАТЫЕ 11

ПТИЦЫ 17

МЛЕКОПИТАЮЩИЕ 31

ОТРЯД НАСЕКОМОЯДНЫЕ 32

СЕМЕЙСТВО ВЫХУХОЛИ 33

ОТРЯД ХИЩНЫЕ 36

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42

Абиотические  факторы среды

Все живое на Земле  связано со средой обитания, которая  включает разнообразные географические области и населяющие их сообщества живых организмов. По характеру действия связи организма со средой могут  быть абиотическими (сюда относятся факторы неживой природы — физические и химические условия среды) и биотическими (факторы живой природы — межвидовые и внутривидовые взаимоотношения).

Жизнедеятельность организмов невозможна без постоянного  притока энергии извне. Ее источником является Солнце. Вращение Земли вокруг своей оси приводит к неравномерному распределению энергии Солнца, его  теплового излучения. В связи  с этим атмосфера над сушей  и океаном нагревается неодинаково, а различия в температуре местности  и давлении вызывают перемещения  воздушных масс, изменение влажности  воздуха, что влияет на ход химических реакций, физических превращений и  прямо или косвенно — на все  биологические явления (характер расселения жизни, биоритмы и т. п.). Регулирующее влияние на плотность жизни оказывает  комплекс факторов: свет, температура, вода, минеральные питательные вещества и др. Эволюция жизни осуществлялась в направлении эффективного приспособления к этим факторам: 'колебаниям влажности, освещения, температуры, ветра, силы тяжести  и др. Взаимосвязи организмов между  собой и со средой обитания изучает  наука экология. Рассмотрим значение, отдельных экологических факторов.

Свет — основной источник энергии на Земле. Природа света двойственна: с одной стороны он представляет собой поток элементарных физических частиц — корпускул, или фотонов, не имеющих заряда, с другой — обладает волновыми свойствами. Чем меньше длина волны фотона, тем выше его энергия, и наоборот. Энергия фотонов служит источником обеспечения энергетических потребностей растений при фотосинтезе, поэтому зеленое растение не может существовать без света. 
Свет (освещенность) представляет собой мощный стимул активности организмов — фотопериодизма в жизни растений (рост, цветение, опадание листвы) и животных (линька, накопление жира, миграции и размножение птиц и млекопитающих, наступление стадии покоя — диапаузы, поведенческие реакции и др.). Продолжительность светового дня зависит от географической широты. С этим связано существование растений длинного дня, цветение которых наступает при продолжительности светлого периода суток 12 ч и более (картофель, рожь, овес, пшеница и др.), и растений короткого дня с фотопериодом 12 ч и менее (большинство тропических цветковых растений, соя, просо, конопля, кукуруза и многие другие растения умеренной зоны). Но есть растения, цветение которых не зависит от длины дня (томаты, одуванчик и др.). Ритмы освещенности вызывают у животных различную активность в дневное и ночное время суток или в сумерки, а также сезонные явления: весной — подготовку к размножению, осенью — к зимней спячке, линьку.

Коротковолновая радиация Солнца (290 нм) представляет собой ультрафиолетовые лучи (УФ). Большая часть их поглощается  слоем озона в верхних участках атмосферы; на Землю проникают УФ-лучи с меньшей энергией (300—400 нм), которые губительны для многих микроорганизмов и их спор; в организме человека и животных эти лучи активируют синтез витамина Д из холестерина и образование пигментов кожи и глаза. Средневолновая радиация (600—700 нм) представляет собой оранжевую часть спектра и поглощается растением при фотосинтезе.

Как проявление приспособительных  реакций на смену дня и ночи у животных и человека наблюдается  суточная ритмичность интенсивности  обмена веществ, частоты дыхания, сердечных  сокращений и уровня кровяного давления, температуры тела, клеточных делений  и т.д. У человека выявлено более  ста физиологических процессов  биоритмологического характера, благодаря которым у здоровых людей наблюдается согласованность различных функций. Исследование биоритмов имеет большое значение для разработки мер, облегчающих адаптацию человека к новым условиям при дальних перелетах, переселении людей в районы Сибири, Дальнего Востока, Севера, Антарктиды. 
Считают, что нарушение регуляторных механизмов по поддержанию внутренней среды организма (гомеостаза) — последствие урбанизации и индустриализации: чем дольше организм изолирован от внешних климатических факторов и находится в комфортных условиях микроклимата помещения, тем заметнее снижаются его приспособительные реакции к перемене погодных факторов, нарушается способность к терморегуляции, чаще возникают расстройства сердечно-сосудистой деятельности. 
Биологический эффект фотонов состоит в том, что их энергия в организме животных вызывает возбужденное состояние электронов в молекулах пигментов (порфиринов, каротиноидов, флавинов), которые возникший избыток своей энергии передают другим молекулам, и таким путем запускается цепь химических превращений. Белки и нуклеиновые кислоты поглощают УФ-лучи с длиной волны 250—320 нм, что может вызвать генетический эффект (генные мутации); лучи меньшей длины волны (200 нм и меньше) не только возбуждают молекулы, но и могут их разрушить.  
В последние годы большое внимание уделяется изучению процесса фотореактивации — способности клеток Микроорганизмов ослаблять и полностью устранять повреждающий эффект УФ-облучения ДНК, если облученные клетки выращивать затем не в темноте, а на видимом свету. Фотореактивация — явление универсальное, осуществляется при участии специфических клеточиых ферментов, действие которых активируется квантами света определенной длины волны.

Температура оказывает регулирующее влияние на многие процессы жизни растений и животных, изменяя интенсивность обмена веществ. Активность клеточных ферментов лежит в пределах от 10 до 40 °С, при низких температурах реакции идут замедленно, но при достижении оптимальной температуры активность ферментов восстанавливается. Пределы выносливости организмов в отношении температурного фактора для большинства видов не превышают 40—45 °С, пониженные температуры оказывают менее неблагоприятное воздействие на организм, чем высокие. Жизнедеятельность организма осуществляется в пределах от -4 до 45 °С. Однако небольшая группа низших организмов способна обитать в горячих источниках при температуре 85 °С (серные бактерии, синезеленые водоросли, некоторые круглые черви), многие низшие организмы легко выдерживают очень низкие температуры (их устойчивость к замерзанию объясняется высокой концентрацией солей и органических веществ в цитоплазме).