I fattori ambientali abiotici includono il substrato e la sua composizione, l'umidità, la luce e altri tipi di radiazioni in natura, la sua composizione e il microclima. Va notato che la temperatura, la composizione dell'aria, l'umidità e la luce possono essere definite condizionatamente come "individuali" e il substrato, il clima, il microclima, ecc. - come fattori "complessi".

Il substrato (letteralmente) è il luogo di attaccamento. Ad esempio, per le forme legnose ed erbacee delle piante, per i microrganismi del suolo, questo è il terreno. In alcuni casi il substrato può essere considerato sinonimo di habitat (ad esempio il suolo è un habitat edafico). Il substrato è caratterizzato da una certa composizione chimica che colpisce gli organismi. Se il substrato è inteso come habitat, allora in questo caso si tratta di un complesso di fattori biotici e abiotici caratteristici, a cui si adatta l'uno o l'altro organismo.

Caratteristiche della temperatura come fattore ambientale abiotico

La temperatura è un fattore ambientale associato all'energia cinetica media delle particelle ed espresso in gradi su varie scale. La più comune è la scala in gradi Celsius (°C), che si basa sulla quantità di espansione dell'acqua (il punto di ebollizione dell'acqua è 100°C). Nel SI viene adottata una scala di temperatura assoluta, per la quale il punto di ebollizione dell'acqua è T kip. acqua = 373 K.

Molto spesso la temperatura è un fattore limitante che determina la possibilità (impossibilità) di organismi viventi in un particolare habitat.

In base alla natura della temperatura corporea a, tutti gli organismi sono divisi in due gruppi: poichilotermici (la loro temperatura corporea dipende dalla temperatura ambiente ed è quasi uguale alla temperatura ambiente) e omoiotermici (la loro temperatura corporea non dipende dalla temperatura ambiente ed è più o meno costante: se fluttua, allora entro piccoli limiti - frazioni di grado).

I poichilotermi comprendono organismi vegetali, batteri, virus, funghi, animali unicellulari, nonché animali con un livello di organizzazione relativamente basso (pesci, artropodi, ecc.).

Gli omeotermi includono uccelli e mammiferi, compreso l'uomo. Una temperatura corporea costante riduce la dipendenza degli organismi dalla temperatura dell'ambiente esterno, consente di stabilirsi in un numero maggiore di nicchie ecologiche, sia nella distribuzione latitudinale che verticale attorno al pianeta. Tuttavia, oltre all’omeotermia, gli organismi sviluppano adattamenti per superare gli effetti delle basse temperature.

In base alla natura del trasferimento delle basse temperature, le piante sono divise in amanti del calore e resistenti al freddo. Le piante amanti del calore includono piante del sud (banane, palme, varietà meridionali di meli, pere, pesche, uva, ecc.). Le piante resistenti al freddo includono piante delle latitudini medie e settentrionali, nonché piante che crescono in alta montagna (ad esempio muschi, licheni, pino, abete rosso, abete, segale, ecc.). Nella Russia centrale vengono coltivate varietà di alberi da frutto resistenti al gelo, allevati appositamente dagli allevatori. I primi grandi successi in questo settore furono ottenuti da I. V. Michurin e altri allevatori popolari.

La norma della reazione del corpo al fattore temperatura (per i singoli organismi) è spesso ristretta, ad es. un particolare organismo può funzionare normalmente in un intervallo di temperature abbastanza ristretto. Pertanto, i vertebrati marini muoiono quando la temperatura sale a 30-32°C. Ma per la materia vivente nel suo complesso, i limiti dell’effetto della temperatura alla quale si preserva la vita sono molto ampi. Quindi, in California, una specie di pesce vive nelle sorgenti termali, funzionando normalmente a una temperatura di 52 ° C, e i batteri resistenti al calore che vivono nei geyser possono resistere a temperature fino a 80 ° C (questa è la temperatura “normale” per loro). Nei ghiacciai a una temperatura di -44 ° C, alcuni vivono, ecc.

Il ruolo della temperatura come fattore ambientale si riduce al fatto che influenza il metabolismo: a basse temperature, la velocità delle reazioni bioorganiche rallenta notevolmente e ad alte temperature aumenta in modo significativo, il che porta a uno squilibrio nel corso dei processi biochimici , e questo provoca varie malattie e talvolta esiti letali.

L'effetto della temperatura sugli organismi vegetali

La temperatura non è solo un fattore che determina la possibilità di insediamento delle piante in una particolare area, ma per alcune piante influenza il processo del loro sviluppo. Pertanto, le varietà invernali di grano e segale, che non hanno subito il processo di “vernalizzazione” (basse temperature) durante la germinazione, non producono semi quando crescono nelle condizioni più favorevoli.

Le piante hanno vari adattamenti per resistere all'esposizione alle basse temperature.

1. In inverno, il citoplasma perde acqua e accumula sostanze che hanno l'effetto di "antigelo" (questi sono monosaccaridi, glicerina e altre sostanze) - soluzioni concentrate di tali sostanze congelano solo a basse temperature.

2. La transizione delle piante verso uno stadio (fase) resistente alle basse temperature - lo stadio di spore, semi, tuberi, bulbi, rizomi, radici, ecc. Le forme legnose e arbustive delle piante perdono le foglie, gli steli sono ricoperti di il sughero, che ha elevate proprietà di isolamento termico, e le sostanze antigelo si accumulano nelle cellule viventi.

L'effetto della temperatura sugli organismi animali

La temperatura influisce in modo diverso sugli animali poichilotermi e omeotermi.

Gli animali poichilotermi sono attivi solo durante il periodo di temperature ottimali per la loro attività vitale. Durante il periodo delle basse temperature cadono in letargo (anfibi, rettili, artropodi, ecc.). Alcuni insetti svernano come uova o come pupe. L'ibernazione di un organismo è caratterizzata da uno stato di anabiosi, in cui i processi metabolici sono fortemente inibiti e il corpo può rimanere a lungo senza cibo. Gli animali poichilotermici possono anche ibernare sotto l'influenza delle alte temperature. Quindi, gli animali alle latitudini più basse nelle ore calde della giornata sono nelle tane e il periodo della loro vita attiva cade al mattino presto o alla tarda sera (o sono notturni).

Gli organismi animali entrano in letargo non solo a causa dell'influenza della temperatura, ma anche per altri fattori. Quindi, un orso (un animale omeotermico) va in letargo in inverno a causa della mancanza di cibo.

Gli animali omoiotermi dipendono in misura minore dalla temperatura nella loro vita, ma la temperatura li influenza in termini di presenza (assenza) di cibo. Questi animali hanno i seguenti adattamenti per superare gli effetti delle basse temperature:

1) gli animali si spostano dalle regioni più fredde a quelle più calde (migrazione degli uccelli, migrazione dei mammiferi);

2) cambiare la natura della copertura (la pelliccia o il piumaggio estivo vengono sostituiti da uno invernale più spesso; accumulano un grande strato di grasso - maiali selvatici, foche, ecc.);

3) ibernare (ad esempio un orso).

Gli animali omeotermi hanno adattamenti per ridurre l'esposizione alle temperature (sia alte che basse). Quindi, una persona ha ghiandole sudoripare che cambiano la natura della secrezione a temperature elevate (la quantità di secrezione aumenta), il lume dei vasi sanguigni nella pelle cambia (a basse temperature diminuisce e ad alte temperature aumenta), ecc.

Le radiazioni come fattore abiotico

Sia nella vita delle piante che in quella degli animali, un ruolo enorme è giocato dalle varie radiazioni che entrano nel pianeta dall'esterno (raggi solari) o vengono rilasciate dalle viscere della Terra. Qui consideriamo principalmente la radiazione solare.

La radiazione solare è eterogenea ed è costituita da onde elettromagnetiche di diversa lunghezza e quindi hanno anche energie diverse. La superficie terrestre raggiunge i raggi sia dello spettro visibile che di quello invisibile. Lo spettro invisibile comprende i raggi infrarossi e ultravioletti, mentre lo spettro visibile ha sette dei raggi più distinguibili (dal rosso al viola). i quanti di radiazione aumentano dall'infrarosso all'ultravioletto (cioè, i raggi ultravioletti contengono quanti delle onde più corte e dell'energia più alta).

I raggi del sole hanno diverse funzioni ecologicamente importanti:

1) a causa dei raggi solari, sulla superficie terrestre si realizza un certo regime di temperatura, che ha carattere zonale latitudinale e verticale;

In assenza di intervento umano, la composizione dell'aria, tuttavia, può differire a seconda dell'altezza sul livello del mare (con l'altezza diminuisce il contenuto di ossigeno e anidride carbonica, poiché questi gas sono più pesanti dell'azoto). L'aria delle zone costiere è arricchita di vapore acqueo, che contiene sali marini allo stato disciolto. L'aria della foresta differisce dall'aria dei campi con impurità di composti secreti da varie piante (ad esempio, l'aria di una pineta contiene una grande quantità di sostanze resinose ed eteri che uccidono gli agenti patogeni, quindi quest'aria è curativa per la tubercolosi pazienti).

Il clima è il fattore abiotico complesso più importante.

Il clima è un fattore abiotico cumulativo che include una certa composizione e livello di radiazione solare, il livello di temperatura e umidità ad essa associati e un certo regime di vento. Il clima dipende anche dalla natura della vegetazione che cresce in una determinata zona e dal terreno.

Sulla Terra esiste una certa zonalità climatica latitudinale e verticale. Ci sono climi tropicali umidi, subtropicali, fortemente continentali e altri tipi.

Ripeti le informazioni sui diversi tipi di clima nel libro di testo di geografia fisica. Considera il clima della zona in cui vivi.

Il clima come fattore cumulativo forma l'uno o l'altro tipo di vegetazione (flora) e un tipo di fauna strettamente correlato. Gli insediamenti umani hanno una grande influenza sul clima. Il clima delle grandi città è diverso dal clima delle aree suburbane.

Confronta il regime di temperatura della città in cui vivi e il regime di temperatura dell'area in cui si trova la città.

Di norma, la temperatura in città (soprattutto al centro) è sempre più alta che nella regione.

Il microclima è strettamente correlato al clima. La ragione dell'emergere del microclima sono le differenze nel rilievo in un dato territorio, la presenza di corpi idrici, che porta a un cambiamento delle condizioni nei diversi territori di questa zona climatica. Anche in un'area relativamente piccola del cottage estivo, nelle sue singole parti, possono verificarsi condizioni diverse per la crescita delle piante a causa delle diverse condizioni di illuminazione.

Durante la lezione viene utilizzata una presentazione al computer, contenente le principali disposizioni del materiale presentato, tabelle, esempi, illustrazioni. In anticipo, ai singoli studenti viene affidato il compito di preparare messaggi su alcune sezioni dell'argomento della lezione. I materiali di presentazione e i messaggi preparati vengono utilizzati nella preparazione dei compiti per il lavoro di verifica.

Durante le lezioni

Insegnante. Tutti gli organismi viventi che popolano la Terra sono influenzati da fattori ambientali. I fattori ambientali sono proprietà individuali o elementi dell'ambiente che influenzano direttamente o indirettamente gli organismi viventi durante almeno una delle fasi dello sviluppo individuale. I fattori ambientali sono diversi. Possono essere suddivisi in base al tipo di influenza sugli organismi, in base al grado di variabilità nel tempo, in base alla durata d'azione. Ma solitamente i fattori ambientali vengono suddivisi in base alla loro origine in abiotici, biotici e antropogenici.

(La schermata mostra uno schema di classificazione per i fattori ambientali..)

Gli organismi reagiscono in modo diverso agli effetti dei fattori abiotici. Alcuni batteri sono in grado di vivere nelle condizioni più estreme: nei geyser, nelle sorgenti di idrogeno solforato, in acqua molto salata, nelle maggiori profondità degli oceani, molto in profondità nel suolo, nel ghiaccio dell'Antartide, nei corpi degli organismi viventi . E alcuni organismi planctonici nell'oceano muoiono al minimo cambiamento di temperatura o salinità dell'acqua circostante. Vari fattori sono importanti per gli organismi. Ad esempio, per le larve del maggiolino che si sviluppano nel terreno, un fattore così importante nel suo insieme, come la luce, non ha praticamente alcuna importanza.

Da un ampio elenco di fattori abiotici considereremo la temperatura, la luce e l'umidità: la loro influenza è molto importante per la maggior parte degli organismi viventi sul pianeta.

Temperatura

Insegnante. La temperatura sulla terraferma può variare nelle diverse parti del globo da +50 °C a -50 °C, raggiungendo raramente valori più alti o più bassi, ad esempio di giorno nei deserti o in inverno in alcune zone della Siberia orientale, dell'Artico e Antartide. La temperatura dell'acqua negli oceani è generalmente compresa tra +2 °С e +27 °С. Di conseguenza, la maggior parte delle piante e degli animali sono in grado di esistere in un intervallo di temperature piuttosto ristretto. Tuttavia, nelle sorgenti termali a temperature superiori a +80 °C alcuni tipi di batteri possono vivere e moltiplicarsi. Altri organismi sono in grado di sopravvivere a cambiamenti significativi di temperatura mentre sono in uno stato di riposo o di animazione sospesa. Ad esempio, le spore dei microrganismi resistono al raffreddamento fino a -200 °C.

(Lo schermo mostra diversi gruppi di animali a seconda della loro relazione con i cambiamenti di temperatura.)

Messaggio dello studente

Esistono organismi animali con temperatura corporea costante (a sangue caldo - uccelli e mammiferi) e con temperatura corporea non costante (a sangue freddo - pesci, anfibi, rettili, tutti gli animali invertebrati).

Per proteggersi dall'ipotermia e dal surriscaldamento, gli organismi hanno sviluppato alcuni adattamenti. Ad esempio, con l'inizio dell'inverno, le piante entrano in uno stato di dormienza invernale. Molti animali vanno in letargo. Il loro tasso metabolico è drasticamente ridotto. In preparazione all'inverno, molti grassi e carboidrati vengono immagazzinati nei tessuti degli animali, la quantità di acqua nelle cellule diminuisce, si accumulano zuccheri e glicerina, che impedisce il congelamento. Ciò aumenta la resistenza al gelo degli organismi svernanti.

Nella stagione calda, invece, si attivano meccanismi fisiologici che proteggono dal surriscaldamento. Nelle piante aumenta l'evaporazione dell'umidità attraverso gli stomi, il che porta ad una diminuzione della temperatura fogliare. Negli animali aumenta l'evaporazione dell'acqua attraverso il sistema respiratorio e la pelle.

La capacità di mantenere una temperatura corporea costante negli uccelli e nei mammiferi è associata a un metabolismo intenso, che, a sua volta, è possibile grazie al cuore a quattro camere e alla completa separazione del flusso sanguigno arterioso e venoso, dovuta all'apporto di tessuti con sangue arterioso ossigenato. La copertura in piume o peli protegge dalla perdita di calore di uccelli e mammiferi. Quelle specie che vivono in un clima costantemente caldo hanno adattamenti speciali per la dissipazione del calore. Ad esempio, gli elefanti hanno un grande padiglione auricolare che funge da scambiatore di calore.

Grazie al mantenimento di una temperatura corporea costante, gli uccelli e gli animali possono rimanere attivi anche durante gli sbalzi di temperatura e vivere in quasi tutte le regioni del globo.

Leggero

Insegnante. La luce e il processo di fotosintesi ad essa associato forniscono tutti i processi vitali che si svolgono sulla Terra. Per la fotosintesi sono importanti la lunghezza d'onda della radiazione percepita, la sua durata e intensità.

(Lo schermo mostra un diagramma dello spettro della luce solare.)

Le piante in relazione alla luce si dividono in amanti della luce, amanti dell'ombra e tolleranti all'ombra. Le piante che amano l'ombra crescono in condizioni di scarsa illuminazione, come sotto la chioma di una foresta. Gli animali tolleranti all'ombra sono in grado di esistere sia in condizioni di buona illuminazione che in ombra.

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Messaggio dello studente

Un ruolo importante nella regolazione dell'attività degli organismi viventi e nel loro sviluppo è svolto dalla durata delle ore diurne - fotoperiodo. Alle latitudini temperate, il ciclo di sviluppo di animali e piante è sincronizzato con le stagioni dell'anno e il segnale per preparare gli organismi ai cambiamenti di temperatura è proprio la durata delle ore diurne, che, a differenza di altri fattori, è sempre costante per ogni luogo E tempo. Il fotoperiodismo è un meccanismo di innesco che include processi fisiologici che portano alla crescita e alla fioritura delle piante in primavera, alla fruttificazione in estate e alla caduta delle foglie in autunno. Negli animali, i cambiamenti nella durata del giorno sono associati alla riproduzione, alle migrazioni stagionali (ad esempio, al volo degli uccelli), all’accumulo di grasso e alla preparazione alla fase di dormienza invernale.

Oltre ai cambiamenti stagionali, sono importanti anche i cambiamenti giornalieri del regime di illuminazione. Il cambio del giorno e della notte determina il ritmo quotidiano dell'attività fisiologica degli organismi. Un adattamento importante che garantisce la sopravvivenza di un individuo è una sorta di "orologio biologico", la capacità di percepire il tempo.

Messaggio dello studente

Le piante hanno un fenomeno chiamato fototropismo, è un cambiamento nella posizione delle parti della pianta durante il giorno, a seconda della posizione della sorgente luminosa. Le foglie delle piante si allontanano dalla luce in eccesso, mentre nelle specie tolleranti all'ombra, al contrario, si rivolgono ad essa. In questo modo gli organi assimilatori cercano di assumere una posizione in cui la pianta riceva la quantità di luce ottimale.

In alcuni animali e organismi unicellulari c'è anche un movimento verso l'illuminazione più alta o più bassa (positiva o negativa fototassi) per selezionare l'habitat più adatto.

Messaggio dello studente

Per gli animali, compreso l’uomo, la luce è principalmente informativa. Molti mammiferi e uccelli ricevono la stragrande maggioranza delle informazioni attraverso gli organi della vista. La maggior parte degli organismi ha bisogno della luce per navigare nello spazio. Anche gli organismi più semplici hanno organelli sensibili alla luce nelle loro cellule. Con la loro danza le api mostrano ai loro fratelli la via del volo verso la fonte del cibo. È stato stabilito che le figure della danza (figure di otto) sono orientate rispetto al sole.

Durante le migrazioni primaverili e autunnali, gli uccelli sono guidati dalle stelle e dal sole. Negli habitat dove la luce è scarsa o assente (nelle caverne, nelle profondità dell'oceano), e talvolta durante lo stile di vita notturno, alcuni animali (pesci, cefalopodi, insetti, crostacei) possono avere adattamenti per bioluminescenza- la capacità di brillare per attirare prede, individui del sesso opposto, spaventare i nemici, ecc.

Umidità

Insegnante. L'acqua è una componente necessaria della cellula, pertanto la sua quantità in determinati habitat è un fattore limitante per piante e animali e determina la natura della flora e della fauna di una determinata area.

(Sullo schermo vengono visualizzati i rappresentanti di diversi gruppi di piante con habitat diversi.)

A seconda dell'umidità del suolo, la composizione delle specie della vegetazione cambia. Quando il terreno si secca, le foreste lasciano il posto alla vegetazione della steppa forestale, poi alla vegetazione della steppa e del deserto. L'eccessiva umidità nel terreno porta al ristagno idrico e alla comparsa di vegetazione palustre. Le precipitazioni durante l'anno possono cadere in modo non uniforme, gli organismi viventi devono sopportare lunghi periodi di siccità. L'intensità dello sviluppo della copertura vegetale e, di conseguenza, l'intensità dell'alimentazione degli ungulati dipendono dalla stagione delle piogge.

Piante e animali hanno sviluppato adattamenti per vivere in condizioni di scarsità d'acqua. Ad esempio, le piante provenienti da habitat aridi hanno sviluppato un potente apparato radicale, la cuticola fogliare ispessita, le lame fogliari ridotte o trasformate in aghi e spine, il che riduce l'evaporazione. La crescita si arresta durante i periodi di siccità. I cactus e alcune altre piante (piante grasse) immagazzinano l'umidità nei loro steli. Nei deserti e semi-deserti, all'inizio dell'estate, dopo una breve fioritura, le piante effimere perdono le foglie, le parti macinate muoiono e bulbi e rizomi rimangono fino alla stagione successiva. Quindi queste piante sopravvivono a un periodo di siccità.

Nei deserti e i piccoli animali - artropodi, serpenti, tartarughe, roditori possono cadere in letargo estivo, a volte trasformandosi in inverno, fino alla stagione successiva.

Messaggio dello studente

Con tutta la varietà di forme e meccanismi di adattamento degli organismi viventi agli effetti di fattori ambientali avversi, possono essere raggruppati in tre modi principali: attivo, passivo ed evitamento degli effetti avversi. Tutti questi percorsi avvengono in relazione a qualsiasi fattore ambientale, sia esso la luce, il calore o l'umidità.

percorso attivo- rafforzamento della resistenza, sviluppo di capacità regolatorie che consentono di attraversare il ciclo di vita e dare prole, nonostante le deviazioni dalle condizioni ambientali ottimali. Questo percorso è caratteristico degli organismi a sangue caldo, ma si manifesta anche in un numero di piante superiori (accelerazione della crescita e morte di germogli e radici, fioritura rapida).

modo passivo- subordinazione delle funzioni vitali del corpo alle condizioni esterne. Consiste nell'uso economico delle risorse energetiche con il deterioramento delle condizioni di vita, aumentando la stabilità di cellule e tessuti. Si manifesta con una diminuzione dell'intensità dei processi metabolici, un rallentamento del tasso di crescita e sviluppo, ibernazione, animazione sospesa degli adulti o esistenza in uno stadio dormiente (semi disidratati, spore, uova di alcuni invertebrati che possono sopravvivere per anni nelle condizioni più sfavorevoli). Si esprime nelle piante e negli animali a sangue freddo, in quei mammiferi e uccelli che sono in grado di ibernare o stupore.

Evitare condizioni ambientali avverse caratteristica di tutti gli esseri viventi. Il passaggio dei cicli vitali nel periodo più favorevole dell'anno (processi attivi - durante la stagione di crescita, in inverno - uno stato di riposo). Per le piante: protezione dei germogli di rinnovamento e dei tessuti giovani con manto nevoso, lettiera; riflessione dei raggi del sole. Per gli animali - rifugi: tane e nidi.

Messaggio dello studente

Molte piccole piante tollerano le basse temperature invernali, ibernando sotto la neve, nello strato di lettiera. Con l'inizio del gelo, i rami del pino mugo cadono a terra e in primavera si rialzano. La tortuosità dei tronchi delle betulle di pietra viene interpretata da alcuni ricercatori anche come un adattamento della specie al freddo. Dimenandosi, il tronco dell'albero indugia per qualche tempo in uno strato superficiale più caldo. Ciò avviene sia nel Nord Europa che nel Nord dell'Estremo Oriente.

Anche gli animali hanno diversi stati di riposo. Il letargo estivo è dovuto alle alte temperature e alla mancanza d'acqua, il letargo invernale è dovuto al freddo. I processi metabolici non sempre rallentano nei mammiferi durante il sonno invernale: negli orsi bruni e polari i cuccioli nascono in inverno. L'anabiosi è uno stato del corpo in cui i processi vitali rallentano così tanto che i segni vitali possono essere assenti. Il corpo si disidrata e quindi può tollerare temperature molto basse. L'anabiosi è caratteristica di spore, semi, licheni essiccati, formiche, protozoi.

Tutti gli animali si muovono attivamente in luoghi con temperature più favorevoli (al caldo - all'ombra, nelle giornate fredde - al sole), si affollano o si disperdono, durante il letargo si raggomitolano in una palla, scelgono o creano rifugi con un certo microclima e sono attivi in ​​determinati orari della giornata.

Insegnante. Adattandosi ai fattori ambientali abiotici, entrando in relazione tra loro, piante, animali e microrganismi si distribuiscono nello spazio in vari ambienti, formando un'ampia varietà di ecosistemi (biogeocenosi), che alla fine si uniscono nella biosfera terrestre.

Conclusione: su tutti gli organismi viventi, ad es. le piante e gli animali sono influenzati da fattori ambientali abiotici (fattori di natura inanimata), in particolare temperatura, luce e umidità. A seconda dell'adattabilità all'influenza di fattori di natura inanimata, piante e animali sono divisi in vari gruppi ecologici.

Per consolidare le conoscenze acquisite, viene svolto un lavoro di prova (5–7 minuti).

Ogni studente riceve un foglio con compiti di tipo test basati sul materiale della lezione. Dopo aver completato l'attività, i fogli vengono raccolti.

Opzioni dell'attività

Esercizio 1. Tra gli animali elencati, selezionare a sangue caldo (cioè con una temperatura corporea costante) e a sangue freddo: coccodrillo, vipera, lucertola, tartaruga, carpa, lepre, cinciallegra.

Compito 2. Scegli tra le piante proposte amanti della luce, amanti dell'ombra e tolleranti all'ombra.

Camomilla, abete rosso, tarassaco medicinale, fiordaliso, salvia dei prati, erba piuma delle steppe, felce felce.

Informazioni aggiuntive:

1) amante della luce - ha foglie piccole, germogli fortemente ramificati, molto pigmento, come i cereali (un aumento dell'intensità della luce oltre l'ottimale inibisce la fotosintesi, quindi è difficile ottenere buoni raccolti ai tropici);

2) amante dell'ombra: le foglie sono sottili, grandi, disposte orizzontalmente, con meno stomi;

3) tollerante all'ombra - piante capaci di vivere in condizioni di buona illuminazione e in condizioni di ombra.

Compito 3. Seleziona piante legate a:

1) piante acquatiche;
2) piante acquatiche;
3) piante terrestri;
4) piante di luoghi aridi e molto aridi.

Ranuncolo caustico, fiordaliso, cactus, ninfea bianca, aloe.

Quali piante sono chiamate succulente?

Compito 4. Seleziona animali diurni, notturni e crepuscolari.

Gufo, lucertola, leopardo, okapi, orso polare, pipistrello, farfalla.

Compito 5. Seleziona animali legati a:

1) animali che amano l'umidità;
2) animali del gruppo intermedio (gruppo acquatico-terrestre);
3) animali che amano l'asciutto.

Varan, foca, cammello, pinguini, giraffe, capibara, scoiattolo, pesce pagliaccio, castoro.

LETTERATURA

Dolnik V.R., Kozlov M.A. Mammiferi. Atlante. - M.: Istruzione, 2005.
Enciclopedia illustrata degli animali. - M.: TERRA – Club del libro, 1999.
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologia. Introduzione alla biologia generale e all'ecologia. – M.: Otarda, 2005.
Fedoros E.I., Nechaeva G.A. Ecologia negli esperimenti: un libro di testo per gli studenti delle classi 10-11 degli istituti scolastici. – M.: Ventana-Graf, 2007.
Fedoros E.I., Nechaeva G.A. Ecologia negli esperimenti: un laboratorio per gli studenti delle classi 10-11 degli istituti scolastici. – M.: Ventana-Graf, 2007.

CAPITOLO 5. GRUPPO DI FATTORI ABIOTICI

informazioni generali

L'influenza dei fattori climatici (temperatura, umidità dell'aria, precipitazioni, vento, ecc.) sul corpo è sempre cumulativa. Tuttavia, lo studio dell'impatto di ogni singolo fattore climatico consente una migliore comprensione del suo ruolo nella vita di determinate specie o colture e costituisce un prerequisito necessario per studiare l'impatto dell'intero complesso dei fattori climatici. Quando si valutano i fattori climatici, è impossibile attribuire un'importanza eccezionale solo a uno di essi. Ciascuna di queste componenti climatiche in condizioni specifiche può essere rappresentata in diversi modi: non solo in termini quantitativi, ma anche in termini qualitativi. Ad esempio, la quantità di precipitazioni annuali per una certa area può essere piuttosto elevata, ma la loro distribuzione durante l'anno è sfavorevole. Pertanto, in alcuni periodi dell'anno (durante le stagioni di crescita), l'umidità può agire come fattore minimo e inibire la crescita e lo sviluppo delle piante.

Leggero

Nelle colture particolarmente esigenti in termini di luce, come il riso, lo sviluppo è ritardato in condizioni di scarsa illuminazione. Anche la formazione di boschi altamente produttivi di molte specie forestali e di piantagioni di frutta è in gran parte determinata dall'intensità dell'energia solare. Il contenuto di zucchero delle barbabietole dipende direttamente dall'intensità dell'energia radiante del sole durante la stagione di crescita. È noto che il lino comune (Linum usitatissimum) e cannabis (Cannabis sativa) in condizioni di breve luce diurna, una quantità significativa di olio viene sintetizzata nei tessuti e in condizioni di lunga luce diurna, la formazione di fibre liberiane viene accelerata. La reazione delle piante alla durata del giorno e della notte si manifesta nell'accelerazione o nel ritardo dello sviluppo. Di conseguenza, l'effetto della luce su una pianta è selettivo e ambiguo. Il valore dell'illuminazione come fattore ecologico per il corpo è determinato dalla durata, dall'intensità e dalla lunghezza d'onda del flusso luminoso.

Al confine dell'atmosfera terrestre con lo spazio, la radiazione va da 1,98 a 2 cal / cm 2 per 1 minuto; Questo valore è chiamato costante solare. 42...70% della costante solare raggiunge la superficie terrestre in diverse condizioni meteorologiche. La radiazione solare, attraversando l'atmosfera, subisce una serie di cambiamenti non solo in termini quantitativi, ma anche di composizione. La radiazione ad onde corte viene assorbita dallo schermo di ozono, situato ad un'altitudine di circa 25 km, e dall'ossigeno presente nell'aria. I raggi infrarossi vengono assorbiti nell'atmosfera dal vapore acqueo e dall'anidride carbonica. Di conseguenza, l'aria viene riscaldata. Il resto dell'energia radiante raggiunge la superficie terrestre sotto forma di radiazione diretta o diffusa (Fig. 10). La combinazione della radiazione solare diretta e diffusa costituisce la radiazione totale: nelle giornate serene la radiazione diffusa è compresa tra 1/3 e 1/8 della radiazione totale, mentre nelle giornate nuvolose la radiazione diffusa è pari al 100%. Alle alte latitudini prevale la radiazione diffusa, ai tropici prevale la radiazione diretta. La radiazione diffusa contiene fino al 60% di raggi giallo-rossi a mezzogiorno, diretta - 30 ... 40%.

La quantità di radiazione che raggiunge la superficie terrestre è determinata dalla latitudine geografica dell'area, dalla durata del giorno, dalla trasparenza dell'atmosfera e dall'angolo di incidenza dei raggi solari. Nelle giornate limpide e soleggiate, l'energia radiante che raggiunge la superficie terrestre è costituita per il 45% da luce visibile (380 ... 720 nm) e per il 45% da radiazioni infrarosse, solo il 10% da radiazioni ultraviolette. Il contenuto di polvere nell'atmosfera ha un effetto significativo sul regime di radiazione. In alcune città, a causa dell'inquinamento, l'illuminazione può essere pari o inferiore al 15% rispetto all'illuminazione fuori città.

L'illuminazione sulla superficie terrestre varia ampiamente. Tutto dipende dall'altezza del sole sopra l'orizzonte, cioè dall'angolo di incidenza dei raggi solari, dalla durata della giornata, dalle condizioni meteorologiche e dalla trasparenza dell'atmosfera. Anche l'intensità della luce varia a seconda del periodo dell'anno e dell'ora del giorno. Anche la qualità della luce è disuguale in alcune regioni della Terra, ad esempio nel rapporto tra i raggi a onde lunghe (rossi) e quelli a onde corte (blu e ultravioletti). Come è noto, i raggi ad onda corta sono qualcosa di più che i raggi ad onda lunga assorbiti e dispersi dall'atmosfera. Pertanto, nelle zone montuose c'è sempre più radiazione solare a onde corte.

Riso. 10. L'intensità della radiazione solare incidente sulla superficie terrestre, secondo V. Larcher

Poiché la radiazione fotosinteticamente attiva (PAR) è rappresentata da una sezione dello spettro compresa tra una lunghezza d'onda di 380 e 710 nm ed è massima nella regione dei raggi rosso-arancio (600...680 nm), è naturale che il coefficiente di l'uso della radiazione diffusa da parte delle piante è maggiore. A causa dell'aumento della durata del giorno, la luce, anche alle alte latitudini settentrionali, non limita l'attività vitale delle piante. L. Ivanov ha calcolato che anche alle Svalbard la radiazione solare è sufficiente (20.000 kJ per 1 ettaro) per ottenere una certa resa di sostanza vegetale secca.

Diversi tipi di piante e gruppi di piante hanno esigenze di luce diverse, in altre parole, per la vegetazione normale hanno bisogno anche di una diversa quantità di luce (£,), cioè la quota percentuale del PAR totale. Questo ci permette di distinguere tre gruppi ecologici di piante in relazione al bisogno di luce:

piante leggere, o eliofite (dal greco helios - sole + phyton), - L opz= 100%, £ min = 70%, queste sono piante di spazi aperti, ad esempio l'erba piuma (Stipa) la maggior parte delle piante coltivate (barbabietola da zucchero, patate, ecc.);

le piante tolleranti all'ombra, o emisciofite, possono crescere a L = 100%, ma tollerano anche molta ombreggiatura; piede di gallo (Dactylis glomerata), ad esempio, è in grado di vegetare nell'areale l dal 100 al 2,5%;

le piante ombrose, o sciofite (dal greco skia - ombra), non tollerano la piena illuminazione, la loro L max è sempre inferiore al 100%, si tratta di oxalis comune (Oxalis acetosella), sette michnik europeo (Trientalis europaea) e così via.; a causa della speciale struttura delle foglie, gli sciofiti a bassa intensità luminosa sono in grado di assimilare l'anidride carbonica in modo non meno efficiente delle foglie degli eliofiti a l= 100 %.

Il coltivatore di piante di Mosca A. Doyarenko ha scoperto che per la maggior parte delle piante erbacee agricole, il coefficiente di utilizzo della luce per la fotosintesi è 2 ... 2,5%, ma ci sono delle eccezioni:

barbabietola da foraggio - 1,91

veccia - 1,98

trifoglio - 2.18

segale - 2.42

patate - 2.48

grano - 2,68

avena - 2,74

lino - 3,61

lupino - 4.79

Tra le comunità vegetali, quelle forestali trasformano più attivamente la composizione della luce solare e una parte molto piccola della radiazione solare iniziale raggiunge la superficie del suolo. È noto che la superficie fogliare di un popolamento forestale assorbe circa l'80% del PAR incidente, un altro 10% viene riflesso e solo il 10% penetra sotto la chioma forestale. Di conseguenza, la radiazione totale e la radiazione penetrata attraverso la chioma delle piante legnose differiscono non solo quantitativamente, ma anche qualitativamente.

Sciofite ed eliocitifite, che vivono sotto la chioma di altre piante, si accontentano solo di una frazione della piena illuminazione. Quindi, se nell'ossigeno l'intensità massima della fotosintesi viene raggiunta a 1/10 della piena luce del giorno, nelle specie amanti della luce avviene a circa 1/2 di questa illuminazione. Le piante leggere sono meno adatte alla vita in condizioni di scarsa illuminazione rispetto a quelle che tollerano l'ombra. Il limite inferiore al quale possono crescere i muschi verdi della foresta è 1/90 della piena luce del giorno. Nelle foreste pluviali tropicali si trovano specie ancora più sciofile, che vegetano a 1/120 di piena luce. Alcuni muschi sorprendono in questo senso: la schistostega pennata (Schistostega pennaia) e altre sono piante di caverne oscure che vegetano a 1/2000 di piena luce.

Ogni area geografica è caratterizzata da un certo regime di luce. Gli elementi più importanti del regime luminoso, che determinano la direzione di adattamento delle piante, sono l'intensità della radiazione, la composizione spettrale della luce e la durata dell'illuminazione (durata del giorno e della notte). La durata del giorno solare è costante solo all'equatore. Qui il giorno, come la notte, dura 12 ore.La durata del giorno solare nel periodo estivo aumenta dall'equatore in direzione di entrambi i poli; al Polo, come sai, tutta l'estate dura una giornata polare e in inverno una notte polare. La risposta di una pianta ai cambiamenti stagionali nella durata del giorno e della notte si chiama fotoperiodismo.

I coltivatori di piante hanno notato da tempo che piante agricole di diversa origine reagiscono in modo diverso alla durata delle ore diurne. A seconda di questa reazione, alcune specie sono state identificate come piante a giornata lunga, altre a giornata breve e altre ancora come piante che non reagiscono in modo evidente alla durata della giornata. È noto che in condizioni di una lunga giornata si forma un'elevata resa di grano, segale e avena. (Avena sativa) e una serie di cereali foraggieri; le piante a giorno lungo includono anche patate, agrumi e una serie di altre colture di ortaggi e frutta. L'illuminazione prolungata di queste piante provoca un passaggio più rapido delle fasi di sviluppo dei frutti e dei semi. D'altra parte, le piante con una giornata corta, come il miglio (Panicum miliaceum), sorgo (Sorgo segpiit), riso, la velocità di passaggio attraverso gli stadi di sviluppo con illuminazione prolungata rallenta. La riduzione dei tempi di sviluppo si ottiene accorciando il tempo di illuminazione.

Queste caratteristiche devono essere prese in considerazione quando si introducono piante agricole. Le specie a bassa latitudine (piante meridionali) sono spesso piante a giorno corto. Quando vengono introdotti ad alte latitudini, cioè in condizioni di lunga giornata, si sviluppano lentamente, spesso non maturano e talvolta non fioriscono nemmeno, come ad esempio la canapa. A questo gruppo può essere attribuito anche il topinambur. (Helianthus tuberosus). Pertanto, la durata del giorno e della notte può determinare i confini della distribuzione e della possibile introduzione di alcune specie: "meridionale" - a nord, "settentrionale" - a sud. Pomodori, uva e grano saraceno (Fagopyrum esculentum) e così via.

Durante lo studio del fotoperiodismo e delle reazioni fotochimiche, si è scoperto che le piante con una giornata lunga nel periodo primaverile-estivo, quando in natura ci sono lunghe ore di luce, la crescita è chiaramente accelerata. Tuttavia, nella seconda metà dell'estate, quando le giornate di sole si accorciano, i processi di crescita ovviamente rallentano. Di conseguenza, nei climi freddi, le piante a giorno lungo non sempre hanno il tempo di formare un complesso di tessuti tegumentari, il periderma, prima dell'inizio del gelo. Pertanto, le colture perenni a giorno lungo coltivate ad alte latitudini possono perdere la loro resistenza invernale, cosa che dovrebbe essere tenuta presente quando si seleziona l'assortimento di piante da coltivare in queste aree. È preferibile introdurre colture annuali che non richiedano lo svernamento in condizioni di giornate lunghe. Il movimento verso nord di alcune altre colture, come i trifogli, non è ostacolato dalle gelate invernali, ma dalla natura delle reazioni fotoperiodiche. È la loro natura che può spiegare il fatto paradossale che la resistenza al gelo del trifoglio e dell'erba medica è maggiore nella zona centrale della parte europea della Russia che nel nord.

La luce ha un effetto formativo sulle piante, che si manifesta nelle dimensioni, nella forma e nella struttura (macro e microscopica) delle foglie luminose e in ombra (Fig. 11), nonché nei processi di crescita. La dipendenza della struttura fogliare (germoglio) dalla luce non è sempre diretta; le foglie (germogli) che si sviluppano in primavera si formano secondo l'illuminazione non dell'anno in corso, ma del passato, cioè quando furono deposte le gemme. I. Serebryakov (1962) credeva che la struttura leggera della foglia fosse già determinata sul nascere. Le foglie mantengono questa struttura in modo abbastanza stabile anche quando i germogli luminosi vengono trasferiti all'ombra. Grande altezza, forma colonnare dei tronchi, disposizione alta delle corone (pulizia dai rami secchi) caratterizzano le piante che amano la luce.

Riso. 11. Sezioni trasversali di foglie di lillà (genere Siringa): a- leggero; B- ombra

Una delle reazioni delle piante fotofile è l'inibizione della crescita dei germogli fuori terra, che in alcuni casi porta a una forte ramificazione, in altri a rosette. Le piante di questo gruppo si distinguono anche per una serie di altri cambiamenti nella struttura: foglie piccole, aumento dello spessore della parete esterna dell'epidermide e delle sue escrescenze (tricomi ed emergenti), strato cuticolare, ecc. (Fig. .12).

Riso. 12. Sezione trasversale di una foglia di una pianta di oleandro fotofila (Nerium oleander):
1 - epidermide a due strati con cuticola; 2 - ipoderma; 3 - mesofilla isopalizzata; 4 - recessi sulla pagina inferiore della foglia (cripte) con stomi e peli

Un esempio di adattamento delle piante alla luce è l'orientamento della lamina fogliare rispetto ai raggi solari. Esistono tre tipi di orientamento:

La lamina fogliare è orientata orizzontalmente, cioè perpendicolare ai raggi solari; in questo caso i raggi massimi vengono catturati quando il sole è allo zenit;

La lamina fogliare è orientata parallelamente ai raggi solari, cioè si trova più o meno verticalmente, di conseguenza la pianta assorbe meglio i raggi solari al mattino e alla sera;

· le lamine delle foglie sono disposte diffusamente lungo il germoglio, come nel mais, a volte verticalmente, a volte orizzontalmente, in modo che la radiazione solare venga catturata abbastanza completamente durante le ore diurne.

Le prove scientifiche disponibili suggeriscono che le piante alle alte latitudini, dove predomina il basso solstizio, hanno maggiori probabilità di avere un orientamento delle foglie verticale. Quando si organizzano colture miste, ad esempio erbe foraggere, è necessario tenere conto della struttura dei germogli dei componenti delle colture. Una combinazione riuscita di erbe da foraggio con diverso orientamento delle foglie fornirà una maggiore resa di fitomassa.

Come già notato, a seconda della mancanza o dell'eccesso di illuminazione, molte piante sono in grado di disporre le foglie su piani perpendicolari e paralleli alla direzione della luce solare, formando il cosiddetto mosaico fogliare. Un mosaico fogliare si forma come risultato del posizionamento razionale di dimensioni disuguali non solo delle lame fogliari, ma anche dei piccioli. Nelle fitocenosi si può osservare un tipico mosaico fogliare con la partecipazione di acero riccio, tiglio foglie piccole (Tilia cordata), Olmo liscio (Ulmus laevis), olmo montano (Ulmus glabra) e altre specie arboree. Un mosaico di foglie è chiaramente visibile in molte piante con disposizione orizzontale dei rami, ad esempio nell'edera comune (Edera elica) e molte piante erbacee (Fig. 13).

Riso. 13. Mosaico di foglie di edera (Edera elica)

Le piante della bussola evitano chiaramente una forte illuminazione. La loro lamina fogliare non è perpendicolare ai raggi del sole, come nelle piante a rosetta, ma parallela, come nell'eucalipto o nella lattuga selvatica. (Lactuca serrtola), che protegge le foglie dal surriscaldamento in condizioni di eccessivo irraggiamento solare. Ciò garantisce anche il passaggio favorevole della fotosintesi e della traspirazione.

Esistono numerosi altri adattamenti adattativi, sia strutturali che fisiologici. A volte tali adattamenti sono chiaramente di natura stagionale, il che è ben illustrato, ad esempio, dalla comune gotta (Aegopodium podagrata). In un habitat tipico (querceto), durante la stagione di crescita sulla pianta si formano due "generazioni" di foglie. In primavera, quando i boccioli degli alberi non sono ancora sbocciati e la chioma della foresta lascia entrare molta luce, si forma una rosetta fogliare, le sue foglie hanno una struttura chiaramente luminosa (micro e macroscopicamente).

Successivamente, quando si sviluppa una fitta chioma forestale e solo il 3-4% dell’energia radiante raggiunge la superficie del suolo, appare una seconda “generazione” di foglie, chiaramente all’ombra. Spesso in una stessa pianta si possono osservare contemporaneamente sia le foglie in luce che quelle in ombra. Foglie degli strati inferiori della corona di gelso nero (Morus nigra) grandi, lobate, mentre gli strati superiori della corona portano foglie chiare - più piccole, prive di lobi. Nelle specie che formano foreste, la periferia della corona è formata in modo simile: negli strati superiori - foglie chiare, all'interno della corona - ombra.

Temperatura

L'attività vitale di qualsiasi specie si svolge in determinati intervalli di temperatura. Allo stesso tempo vengono tracciate le zone di ottimale, minimo e massimo. Nella zona di minimo o massimo, l'attività dell'organismo è attenuata. Nel primo caso, le basse temperature (freddo) e nel secondo quelle alte (calore) portano a una violazione dei suoi processi vitali. Al di là delle temperature estreme si trova la zona letale, in cui inizia il processo irreversibile di morte delle piante. Pertanto, le temperature definiscono i confini della vita.

A causa dello stile di vita immobile, le piante superiori hanno sviluppato una maggiore resistenza alle fluttuazioni di temperatura giornaliere e stagionali (annuali). Molte specie forestali della nostra taiga: pino siberiano, larice dahuriano (Larix dahurica) e altri: resistono a temperature fino a - 50 ° C e inferiori e al caldo estivo fino a 25 ° C e oltre. L'ampiezza annuale raggiunge i 75 °С, e talvolta gli 85...90 °С. Le specie vegetali che possono sopportare grandi sbalzi di temperatura sono chiamate euriterme (dal greco eurys + therme - calore), in contrasto con stenoterme.

La differenziazione del calore sul nostro pianeta è alla base della zonalità latitudinale e altitudinale della vegetazione e dei suoli. A causa della diminuzione dell'altezza del solstizio dall'equatore ai poli e dell'angolo di incidenza dei raggi, la quantità di calore cambia. Quindi, la temperatura media annuale vicino all'equatore è di 26,2 °C, circa 30 °C. sh. è già pari a 20,3°C, e a 60°C. sh. scende a -1 °C.

Oltre alla temperatura media annuale di una determinata zona, sono importanti nella vita delle persone le temperature più alta e più bassa (massimo assoluto e minimo assoluto) osservate in una data zona climatica, nonché la temperatura media dei mesi più caldi e più freddi. organismi. Pertanto, la durata della stagione di crescita nella tundra (cioè sopra i 70 ° N) è solo di un mese e mezzo - due mesi e mezzo ad una temperatura media di 10 ... 12 ° C.

La taiga, altrimenti detta zona delle foreste di conifere, ha un periodo vegetativo da tre a cinque mesi, una temperatura media di 14..-6 °C. Nella parte meridionale della zona, dove predominano i boschi di conifere e latifoglie, la stagione di crescita dura dai quattro ai cinque mesi, la temperatura media è di 15...16 °C. Nella zona dei boschi di latifoglie (40...50°N) il periodo vegetativo è di cinque-sei mesi, la temperatura media è di 16...18°C. In netto contrasto con le zone descritte è la zona delle foreste pluviali tropicali (0 ... 15 ° N e S). La stagione di crescita qui dura tutto l'anno con una temperatura media di 25...28 °C e spesso non è differenziata in stagioni. Una caratteristica eccezionalmente importante delle regioni tropicali è che la differenza tra le temperature medie dei mesi più caldi e quelli più freddi è meno contrastante rispetto alle fluttuazioni giornaliere.

La crescita delle piante è direttamente correlata al fattore temperatura. La dipendenza delle singole specie dalla temperatura varia ampiamente. Le piante termofile (dal greco therme + philia - amore) e i loro antipodi - tolleranti al freddo o criofili (dal greco kryos - freddo) sono chiaramente distinte. A. Dekandol (1885) identificò gruppi di piante ecistoterme, microterme, mesoterme e megaterme (dal greco gekisto - freddo, mikros - piccolo, mesos - medio, megas - grande).

I gruppi di piante elencati in relazione alla temperatura sono complessi; nella loro selezione viene preso in considerazione anche il rapporto tra piante e umidità. Un'aggiunta a questa classificazione può essere considerata l'isolamento delle piante criofite e psicrofite (dal greco psychros - freddo + phyton) - ecistotermi e parzialmente microtermi che richiedono diversi regimi di umidità. Le criofite crescono in condizioni fredde e secche, mentre le psicrofite sono piante resistenti al freddo in terreni umidi.

Non meno evidente è l’influenza delle temperature sulla distribuzione delle singole specie vegetali e dei loro gruppi. La connessione tra la distribuzione geografica delle singole specie e le isoterme è stata stabilita da tempo. Come sapete, l'uva matura nell'isoterma con una temperatura media per sei mesi (aprile - settembre) di 15 °C. La distribuzione della farnia a nord è limitata dall'isoterma annua di 3 °С; il limite settentrionale della fruttificazione della palma da datteri coincide con l'isoterma annuale di 18...19 °C.

In molti casi, la diffusione delle piante non è dovuta solo alle temperature. Così, l'isoterma dei 10°C passa da ovest a est attraverso l'Irlanda, la Germania (Karlsruhe), l'Austria (Vienna), l'Ucraina (Odessa). Queste aree hanno una composizione in specie piuttosto diversa della copertura vegetale naturale e offrono la possibilità di introdurre e coltivare una serie diversificata di colture. In Irlanda i raccolti spesso non maturano. In Germania e Irlanda molte zucche non maturano (cocomeri - Citrullus vulgaris, meloni), anche se le camelie crescono in piena terra (Camella) e palme. L'edera e l'agrifoglio crescono in piena terra a Karlsruhe ( Ilex), a volte matura anche l'uva. Nella regione di Odessa si coltivano meloni e angurie, ma l'edera e le camelie non sopportano le basse temperature invernali. Ci sono molti di questi esempi.

Pertanto, le temperature medie isolate da altri fattori ambientali non possono servire come indicatore affidabile (indicatore) della possibilità di introdurre e coltivare la coltura che ci interessa. La conclusione è che diversi tipi di piante sono caratterizzati da una durata disuguale della stagione di crescita. Pertanto, in relazione alla temperatura, occorre tenere conto sia della durata del periodo di temperature favorevoli per il normale sviluppo delle piante, sia del momento di inizio e durata delle temperature minime (le stesse rispetto alle massime). .

Nella letteratura ecologica e florovivaistica, la somma delle temperature attive è ampiamente utilizzata per stimare le risorse termiche della stagione di crescita. Serve come un buon indicatore per valutare i bisogni delle piante in calore e consente di determinare l'area di coltivazione di una particolare coltura. La somma delle temperature attive è costituita dalla somma delle temperature medie giornaliere positive per il periodo in cui è superiore a 10 °C. Nelle aree in cui la somma delle temperature attive è 1000 ... 1400 ° C, è possibile coltivare varietà precoci di patate, radici; dove questa quantità raggiunge 1400 ... 2200 ° C, - cereali, patate, lino, ecc.; la somma delle temperature attive 2200...3500 °C corrisponde alla zona di frutticoltura intensiva; quando la somma di queste temperature supera i 4000°C, la coltivazione delle piante perenni subtropicali ha successo.

Gli organismi la cui attività vitale e temperatura corporea dipendono dal calore proveniente dall'ambiente sono detti poichilotermici (dal greco poikilos - vario). Questi includono tutte le piante, i microrganismi, gli invertebrati e alcuni gruppi di cordati. La temperatura corporea degli organismi poichilotermi dipende dall'ambiente esterno. Ecco perché il ruolo ecologico del calore nella vita di tutti i gruppi sistematici di piante e dei gruppi di animali nominati è di fondamentale importanza. Gli animali altamente organizzati (uccelli e mammiferi) sono classificati come omoiotermi (dal greco homoios - lo stesso), in cui la temperatura corporea è costante, poiché è mantenuta dal proprio calore.

È noto che il protoplasto delle cellule degli organismi viventi è in grado di funzionare normalmente nell'intervallo di temperatura compreso tra 0 e 50 °C. Solo gli organismi che hanno adattamenti speciali possono resistere a queste temperature estreme per lunghi periodi di tempo. I fisiologi hanno stabilito temperature ottimali e critiche per la respirazione e altre funzioni. Risulta che il limite inferiore della temperatura respiratoria negli organi svernanti (gemme, aghi) è 20 ... - 25 ° C. All’aumentare della temperatura, la velocità della respirazione aumenta. Temperature superiori a 50 °C distruggono il complesso proteico-lipidico dello strato superficiale del citoplasma, provocando la perdita delle proprietà osmotiche delle cellule.

In alcune regioni della Russia si osserva periodicamente la morte di massa di piante a causa di temperature troppo basse. L’effetto catastrofico di quest’ultimo è più pronunciato negli inverni con poca neve, soprattutto sui raccolti invernali. Sono fatali anche gli improvvisi colpi di freddo primaverili, quando le piante iniziano a crescere (gelate tardive primaverili). Spesso muoiono a causa del freddo non solo le piante legnose sempreverdi introdotte, come gli agrumi, ma anche le piante decidue. N. Maksimov, studiando il meccanismo d'azione delle basse temperature, è giunto alla conclusione che la causa della morte delle piante è dovuta alla disidratazione del citoplasma. La cristallizzazione dell'acqua avviene negli spazi intercellulari del tessuto. I cristalli di ghiaccio assorbono acqua dalle cellule e danneggiano meccanicamente gli organelli cellulari. Il momento critico arriva proprio con la comparsa dei cristalli di ghiaccio all'interno delle cellule.

Sono stati identificati gruppi naturali di piante resistenti al gelo. Questi includono alberi e arbusti sempreverdi di conifere, nonché mirtilli rossi. (Vaccinium vitis-idea), erica, ecc. Tra le piante erbacee perenni sono state identificate anche molte piante resistenti al gelo che possono sopravvivere a un inverno rigido. Durante la dormienza invernale, le piante possono sopportare temperature molto basse. Quindi, germogli di ribes nero (Ribes nero) con una lenta diminuzione della temperatura fino a - 253 ° C (una temperatura vicina allo zero assoluto), possono rimanere vitali.

La maggior parte delle specie vegetali sono caratterizzate da reazioni individuali alla temperatura. Quindi, in primavera, la germinazione dei chicchi di segale inizia a 1 ... 2 ° C, dei semi di trifoglio rosso (Trifolium pratense)- a 1 °C lupino giallo (Lupinus luteus)- a 4...5, riso - a 10...12 °C. Le temperature ottimali per la maturazione dei semi di queste colture sono rispettivamente 25, 30, 28, 30...32 °C.

Per una crescita e uno sviluppo normali delle piante è necessaria una temperatura ambiente adeguata per gli organi fuori terra e sotterranei. Ad esempio, il lino si sviluppa normalmente a una temperatura delle radici circa due volte inferiore (10 °C) a quella degli organi in superficie (22 °C). Nel corso dell'ontogenesi, la necessità di calore nelle piante cambia notevolmente. Anche la temperatura degli organi del corpo della pianta varia notevolmente a seconda della posizione (suolo, aria) e dell'orientamento rispetto ai raggi solari (Fig. 14). È stato stabilito sperimentalmente che la germinazione dei semi di colza (Brassica napus), colza (V. campestrts), grano, avena, orzo, trifoglio, erba medica e altre piante si osservano ad una temperatura di 0 ... 2 ° C, mentre per la germinazione sono necessarie temperature più elevate (3 ... 5 ° C).

Riso. 14. Temperatura (°C) di diversi organi vegetali: A - versioni novo (Novoversisia glacialis), secondo B. Tikhomirov; B - Germogli siberiani (Scilla sibiriati, secondo T. Goryshina, UN- biancheria da letto B- il suolo

Molti tipi di piante continentali sono influenzati favorevolmente dal termoperiodismo diurno, quando l'ampiezza delle temperature notturne e diurne è di 5 ... 15 ° C. La sua essenza sta nel fatto che molte piante si sviluppano con maggiore successo alle basse temperature notturne. Ad esempio, i pomodori si sviluppano meglio se la temperatura dell'aria diurna raggiunge i 26 ° C e la temperatura notturna è di 17 ... 18 ° C. I dati sperimentali indicano anche che le piante delle latitudini temperate necessitano anche di temperature autunnali più basse per il normale sviluppo ontogenetico - termoperiodismo stagionale .

Il fattore temperatura influenza le piante in tutte le fasi della loro crescita e sviluppo. Inoltre, in periodi diversi, ogni tipo di pianta necessita di determinate condizioni di temperatura. Per la maggior parte delle piante annuali, come l'orzo, l'avena e altre, si può tracciare uno schema generale: nelle prime fasi di sviluppo, la temperatura dovrebbe essere inferiore rispetto a quelle successive.

Piante megatermali di origine tropicale, come la canna da zucchero (Saccharum officinarum), necessitano di temperature elevate per tutta la vita. Le piante delle regioni calde e secche - le euxerofite, così come molte piante grasse, come Cactus e Crassula, si distinguono per la massima resistenza alle temperature ultra elevate. (Crasulaceae). Ciò è caratteristico anche delle piante saline, in particolare dei solfuri e dei cloruri, dei terreni. Queste specie, come dimostrato da X. Ludengard (1925, 1937), rimangono vitali anche a 70°C. Le alte temperature sono ben tollerate da semi e frutti altamente disidratati. È su questa proprietà che si basa il noto metodo per combattere l'agente eziologico del grano sciolto. (Ustilago trttci). Durante il trattamento termico dei semi colpiti, il fungo, essendo stenotermico, muore, mentre rimane vitale come germe di una cariosside.

È più difficile risolvere il problema dell'influenza della temperatura sui cambiamenti nella struttura della pianta stessa, nella sua morfologia. Le osservazioni in natura e i dati sperimentali danno spiegazioni diverse. In effetti, un adattamento come una forte pubescenza di scaglie e foglie di gemme sembra essere complesso, serve come protezione non solo dalla luce intensa, ma anche dalle alte temperature, nonché dall'eccessiva evaporazione dell'umidità. La brillante lucentezza delle foglie lucide, la disposizione parallela della lamina fogliare ai raggi del sole, la pubescenza percepita: tutto ciò impedisce senza dubbio il surriscaldamento della foglia, nonché un'eccessiva traspirazione.

Il fondatore dell'ecologia vegetale, E. Warming (1895), dimostrò chiaramente l'effetto della temperatura sulla formazione di forme tozze e a rosetta di piante nell'Artico e negli altopiani delle cinture alpine e subnivali, cioè proprio al confine del nevi eterne. Non stiamo parlando solo di piante erbacee senza stelo, a rosetta come l'enula campana rizomatosa (Inula rizocefala), ma anche sulle forme di vita degli alberi: betulla nana, ginepro del Turkestan (Juniperus turcestanica), elfo di cedro, ecc. Forme striscianti e a cuscino di piante, ad esempio la minuartia artica (Minuartia arctica), sono più adatti alle condizioni di vita sulla superficie del suolo sotto la copertura del manto nevoso. Quando non c'è neve, la temperatura più alta rimane nello strato d'aria del suolo ad un'altezza fino a 15 ... 20 cm e la forza del vento è minima. Inoltre, all'interno del "cuscino" formato dalla pianta viene creato un microclima speciale e le fluttuazioni di temperatura qui sono molto meno pronunciate che all'esterno. Il fattore temperatura può influenzare lo sviluppo delle forme tozze sia direttamente che indirettamente, a causa di una violazione dell'approvvigionamento idrico e della nutrizione minerale.

Il ruolo dell'influenza diretta delle temperature nel processo di geofilizzazione delle piante è il più grande. Per geofilizzazione si intende l'immersione nel terreno della parte inferiore (basale) della pianta (prima l'ipocotilo, poi l'epicotilo, il primo internodo, ecc.). Questo fenomeno è caratteristico principalmente delle angiosperme. Fu durante il loro sviluppo storico che la geofilizzazione giocò un ruolo di primo piano nella trasformazione delle forme di vita dagli alberi alle erbe. Con l'immersione della base dei germogli nel terreno, si sviluppa intensamente il sistema di radici avventizie, rizomi, stoloni e altri organi di propagazione vegetativa. La geofilizzazione era un prerequisito necessario per l'emergere di vari organi vegetali sotterranei, in particolare organi di riproduzione vegetativa. Ciò diede alle angiosperme grandi vantaggi nella lotta per l'esistenza, per il dominio sui continenti della Terra.

Nell'ontogenesi di molte angiosperme, le piante vengono geofilizzate con l'aiuto di speciali radici retrattili (contrattili). P. Lisitsyn ha condotto interessanti studi sperimentali sulla geofilizzazione. Ha scoperto che la retrazione della parte basale della pianta nel terreno è molto più diffusa di quanto si pensasse (Fig. 15). Nelle colture invernali, la geofilizzazione migliora le condizioni di svernamento, nelle colture primaverili, come il grano saraceno, migliora le condizioni di approvvigionamento idrico.

Riso. 15. Geofilizzazione (retrazione nel terreno) del ginocchio subcotiledone del trifoglio rosso (Trifolium pratense), secondo P. Lisitsin: UN - superficie del suolo; B - profondità di retrazione

Acqua

Tutti i processi vitali a livello di cellule, tessuti e organismi sono impensabili senza un sufficiente approvvigionamento idrico. Gli organi vegetali solitamente contengono il 50-90% di acqua e talvolta anche di più. L’acqua è un componente essenziale di una cellula vivente. La disidratazione del corpo comporta un rallentamento e quindi la cessazione del processo vitale. Nelle spore e nei semi si osserva la massima disidratazione pur mantenendo la vita e la reversibilità dei normali processi vitali. Qui il contenuto di acqua scende rispettivamente al 10 e al 12%. La resistenza al freddo, così come la resistenza al calore delle piante, dipende dalla quantità di acqua in esse contenuta. All'acqua sono associati anche la nutrizione del suolo delle piante (assunzione e trasporto di sostanze azotate e altre sostanze minerali), la fotosintesi e i processi enzimatici. I prodotti metabolici vengono sciolti e trasportati nel corpo della pianta anche con l'aiuto dell'acqua.

L'acqua è una delle condizioni necessarie per la formazione della massa vegetale. È accertato che il 99,5% dell'acqua trasportata dall'apparato radicale alle foglie mantiene il turgore e solo lo 0,5% di essa viene spesa nella sintesi della sostanza organica. Per ottenere 1 g di massa vegetale secca sono necessari 250 ... 400 g di acqua o più. Il rapporto tra i valori sopra indicati costituisce il coefficiente di traspirazione. In diverse specie e persino varietà di piante, questo indicatore varia in modo significativo. Esiste uno schema: il valore del coefficiente di traspirazione è direttamente proporzionale alla siccità del clima. Pertanto la stessa varietà può avere un diverso coefficiente di traspirazione se coltivata in condizioni ecologiche e geografiche diverse.

Il regime idrico ottimale si osserva nei casi in cui l'evaporazione dell'acqua nell'atmosfera non supera il suo ingresso nel corpo vegetale dal suolo. Nel corso dell'ontogenesi inizia una fase in cui l'apporto di acqua determina l'intero sviluppo successivo della pianta e la resa. In molte piante coltivate queste fasi di sviluppo sono ben studiate. La fase critica dello sviluppo dei cereali è la formazione di fiori e infiorescenze. In condizioni sfavorevoli di approvvigionamento idrico, parte dei tubercoli del cono di crescita degenera. Poiché questo processo è irreversibile, si formano infiorescenze accorciate e debolmente ramificate, contenenti pochi fiori e, di conseguenza, grani.

Nel corso di milioni di anni di continua evoluzione, gli organismi si sono adattati a varie condizioni di vita. Le piante delle regioni aride, dove il clima è eccezionalmente secco, hanno caratteristiche xeromorfe pronunciate (dal greco xeros - secco, morphe - forma). Permettono di ridurre la perdita di umidità, che avviene principalmente a seguito della traspirazione attraverso l'apparato stomatico, nonché attraverso gli stomi d'acqua (il fenomeno della guttazione - dal latino gutta - goccia). Un consumo significativo di umidità avviene anche attraverso le cellule dell'epidermide (evaporazione cuticolare). La guttazione è ben espressa nelle piantine di cereali, patate, grano saraceno, in molte piante d'appartamento, ad esempio nell'alocasia. (Alocasia macrorhiza) e altri La guttazione è più comune nelle piante dei tropici e subtropicali umidi.

Le piante in condizioni asciutte hanno una varietà di adattamenti che impediscono la perdita d'acqua. In molti cereali le foglie sono arrotolate in un tubo in modo che gli stomi siano all'interno. Le foglie delle piante xeromorfe hanno spesso uno spesso rivestimento ceroso o peli. In tali piante gli organi traspiratori (apparato stomatico) sono immersi nel mesofillo e le foglie sono spesso ridotte a scaglie o trasformate in aculei e spine. Con una forte riduzione delle foglie, lo stelo assume la funzione della fotosintesi. Molte colture agricole, sia erbacee che legnose, rispondono alla mancanza di umidità del suolo e delle acque sotterranee espandendo rapidamente il proprio apparato radicale.

Il bilancio idrico di una pianta è determinato dalla differenza tra l'assorbimento e il dispendio di acqua da parte dell'organismo. L'equilibrio idrico è influenzato da tutta una serie di condizioni ambientali: l'umidità dell'aria, la quantità e la distribuzione delle precipitazioni, l'abbondanza e l'altezza delle falde acquifere, la direzione e la forza del vento.

Il consumo di acqua da parte delle piante è in gran parte determinato dall'umidità relativa dell'aria. In un clima più umido, a parità di altre condizioni, le piante spendono meno umidità per la formazione di sostanza secca. Nella zona temperata, la produttività della traspirazione è di circa 3 g di sostanza secca con una portata di 1 litro d'acqua. Con l'aumento dell'umidità dell'aria, semi, frutti e altri organi vegetali contengono meno proteine, carboidrati ed elementi minerali . Inoltre, la sintesi della clorofilla nelle foglie e negli steli viene ridotta, ma allo stesso tempo viene favorita la crescita e vengono inibiti i processi di invecchiamento. Con un'elevata saturazione dell'aria con vapore acqueo, il pane matura molto lentamente e talvolta non matura affatto. L'umidità dell'aria ha una grande influenza sulla quantità e qualità del raccolto, sul funzionamento delle macchine agricole. Con elevata umidità dell'aria, le perdite di raccolto aumentano durante la trebbiatura e la raccolta e i processi di maturazione dei semi post-raccolta rallentano, il che alla fine riduce la loro sicurezza.

A seconda del rapporto con l'umidità, le piante sono divise in due gruppi ecologici: poichiloidruro e omoiidruro. I primi non possiedono particolari meccanismi per regolare l'idratazione (abbeveraggio) del proprio organismo; per la natura della perdita di umidità, praticamente non differiscono dal tessuto di cotone bagnato. Le specie poichiloidridi includono piante inferiori, muschi e molte felci. La stragrande maggioranza delle piante da seme sono omoidridiche e dispongono di meccanismi speciali (apparato stomatico, tricomi sulle foglie, ecc.) per regolare il regime idrico interno. La poichiloidridità tra le angiosperme è estremamente rara ed è molto probabilmente di origine secondaria, cioè è una sorta di adattamento al regime xerico. Un raro esempio di angiosperme poichiloidride è il carice rigonfio del deserto, o ilak (Carex physoides).

In base al loro caratteristico regime idrico, le piante omoidruriche si suddividono in idrofite, elofite, igrofite, mesofite, xerofite, ultraxerofite.

Le idrofite (dal greco hydor - acqua + phyton) sono piante acquatiche che galleggiano liberamente o mettono radici sul fondo di un bacino o sono completamente immerse nell'acqua (a volte con foglie che galleggiano sulla superficie o infiorescenze esposte sopra l'acqua). L'assorbimento dell'acqua e dei sali minerali viene effettuato da tutta la superficie della pianta. Nelle idrofite galleggianti, l'apparato radicale è notevolmente ridotto e talvolta perde le sue funzioni (ad esempio nelle lenticchie d'acqua). Il mesofillo delle foglie sottomarine non è differenziato, non sono presenti cuticole e stomi, le Vallisneria sono esempi di idrofite (Vallisneria spiralis), elodea canadese (Elodea canadensis), stagno galleggiante (Potamogeton natans), Aldrovanda vesicularis (Aldrovanda vesciculosa), ninfea bianca (Nymphaea alba), giallo uovo (Nuphar luteo) ecc. Queste specie sono caratterizzate da un forte sviluppo del tessuto portatore d'aria - aerenchima, un gran numero di stomi nelle foglie fluttuanti, scarso sviluppo dei tessuti meccanici e talvolta eterogeneità.

Le elofite (dal greco helos - palude) sono piante acquatiche e terrestri che crescono sia nell'acqua in acque poco profonde che lungo le rive impregnate d'acqua di fiumi e bacini artificiali; può vivere anche su terreni abbondantemente umidi lontano da corpi idrici. Si trovano solo in condizioni di approvvigionamento idrico costante e abbondante. Le elofite includono la canna comune; piantaggine chastukha (Alisma plantago-aquaucd), punta di freccia (Sagitaria sagittifolia), Ombrello di Susan (Butomus umbellatus) e altri Le elofite possono resistere alla mancanza di ossigeno nel terreno.

Le igrofite (dal greco hygros - umido) sono piante terrestri che crescono in condizioni di elevata umidità del suolo e dell'aria. Sono caratterizzati dalla saturazione dei tessuti con acqua fino all'80% e oltre, dalla presenza di stomi d'acqua. Esistono due gruppi ecologici di igrofite:

Ombrosi, che crescono sotto la chioma di foreste umide in diverse zone climatiche, sono caratterizzati da stomi d'acqua - idatodi, che consentono loro di assorbire l'acqua dal suolo e trasportare elementi minerali, anche se l'aria è satura di vapore acqueo; gli igrofiti dell'ombra includono il permaloso comune (impatta noli-tangere), il circo di Parigi (Circaea lutetiana), acetosa comune;

· leggero, cresce in ambienti aperti, dove il terreno e l'aria sono costantemente umidi; includono il papiro (Papiro di Cyperus), drosera a foglie rotonde (Drosera rotundifolia), paglia di palude (Galium palustre), semina del riso, calendula palustre (Caltha palustre).

Le igrofite sono caratterizzate da una scarsa adattabilità alla regolazione dell'irrigazione dei tessuti, pertanto le piante raccolte di questo gruppo appassiscono molto rapidamente. Pertanto, gli igrofiti delle piante omoidridi terrestri sono i più vicini alle forme poichiloidridi. Idrofite, elofite e igrofite hanno un bilancio idrico positivo.

Mesofiti (dal greco mesos - medio) - piante adattate alla vita in condizioni di approvvigionamento idrico medio. Mostrano un'elevata vitalità in condizioni moderatamente calde e una nutrizione minerale moderata. Possono tollerare siccità brevi, non molto gravi. A questo gruppo appartiene la stragrande maggioranza delle colture coltivate, nonché delle piante dei boschi e dei prati. Allo stesso tempo, i mesofiti sono così diversi nell'organizzazione morfofisiologica e nell'adattamento ai diversi habitat che è difficile dare loro una definizione generale. Costituiscono una vasta gamma di piante intermedie tra igrofite e xerofite. A seconda della distribuzione nelle diverse zone climatiche, A. Shennikov (1950) identificò i seguenti cinque gruppi di mesofiti: mesfite sempreverdi delle foreste tropicali umide - alberi e arbusti [*], che vegetano tutto l'anno senza una marcata interruzione stagionale; sono caratterizzate da grandi foglie con idatodi, spesso tali foglie presentano una punta all'estremità che drena l'acqua; la coriacea, la caduta e la dissezione delle foglie ne garantiscono la sicurezza durante le piogge (filodendro - Filodendro, ficus - ficus elastica e così via.); le foglie superiori larghe e dense delle piante del gruppo sono adatte alla luce intensa, sono caratterizzate da una cuticola spessa, un parenchima colonnare ben definito, un sistema di conduzione sufficientemente sviluppato e tessuti meccanici;

Anche i mesofiti legnosi verde-verdi, o tropofiti (dal greco tropos - svolta), sono prevalentemente specie di zone tropicali e subtropicali, ma non comuni nelle foreste pluviali, ma nelle savane; perdono le foglie e diventano dormienti durante il periodo estivo secco; avere complessi tegumentari ben definiti: peridederma e crosta; un tipico rappresentante è il baobab;

mesofiti legnosi verde-estate - piante di un clima temperato, alberi e arbusti che perdono le foglie e cadono in uno stato dormiente durante la stagione fredda; tra questi figurano la maggior parte degli alberi decidui delle zone fredde e temperate; la caduta delle foglie in inverno serve come adattamento per ridurre l'evaporazione durante i mesi freddi, quando l'assorbimento dell'acqua dal terreno è difficile; di grande importanza per questo sottogruppo di mesofiti sono i complessi tegumentari (periderma e crosta), nonché i dispositivi per proteggere i reni dalla perdita d'acqua; tuttavia, in inverno, le piante perdono una notevole quantità di umidità; L'evaporazione avviene principalmente attraverso cicatrici fogliari e germogli debolmente protetti;

mesofiti erbacei perenni verde-estivo - piante di un clima temperato, le cui parti aeree di solito muoiono per l'inverno, ad eccezione dei germogli di rinnovamento protetti; gruppo molto numeroso i rappresentanti più tipici sono le graminacee perenni (fleolo - phleum pratense, trifoglio dei prati, ecc.) ed erbe forestali (asperula profumata - Asperula odorata, zoccolo europeo, ecc.); le foglie sono caratterizzate da un mesofillo differenziato, anche se nelle piante forestali (sciofite ed emisciofite) il tessuto a palizzata spesso non è espresso; gli elementi conduttori sono moderatamente sviluppati; l'epidermide è sottile, la cuticola non è sempre presente; i tessuti meccanici sono moderatamente o poco sviluppati;

ephemera ed ephemeroidi (dal greco ephemeros - un giorno) - piante annuali (ephemera) e bi- o perenni (ephemeroidi) che vegetano per un breve periodo umido in condizioni aride, vanno in letargo nella stagione secca; per esempio, piante di deserti e steppe secche: effimera - pietra primaverile, piccola barbabietola rossa (Verbali di Alisso) e così via.; efemeroidi: bluegrass viviparo o riccio (Poa bulbosa sost. vMparum) diversi tipi di tulipani (Tulipa), fiocchi d'oca (Gagea) iris (Iris) ferul (Ferula) e così via.; caratterizzato dall'assenza di adattamento strutturale alla mancanza di umidità, ma i semi sono in grado di tollerare una forte essiccazione e temperature elevate; Gli efemeroidi bulbosi e bulbosi sono caratterizzati da radici contrattili (retraenti), che assicurano la retrazione della gemma di rinnovamento sotto il terreno per un periodo sfavorevole.

Va notato che non tutti gli scienziati sono d'accordo con l'attribuzione degli effimeri del deserto e degli efemeroidi al gruppo dei mesofiti e li classificano come xerofiti (intendendo quest'ultimo termine in modo molto ampio).

Le xerofite (dal greco xeros) sono piante adattate alla vita in condizioni di scarso apporto idrico. Tollerano il suolo e la siccità atmosferica, poiché hanno una varietà di adattamenti per la vita in un clima caldo con pochissime precipitazioni. La caratteristica più importante delle xerofite è la formazione di adattamenti morfofisiologici agli effetti dannosi della siccità atmosferica e del suolo. Nella maggior parte dei casi, gli xerofiti hanno adattamenti che limitano la traspirazione: spogliosità, foglie piccole, caduta delle foglie estive e pubescenza. Molti di loro sono in grado di resistere a lungo a una disidratazione abbastanza grave, pur mantenendo la vitalità. La Figura 12 mostrava un foglio con dispositivi per limitare l'evaporazione.

A seconda delle caratteristiche strutturali di organi e tessuti, dei metodi di regolazione del regime idrico, si distinguono i seguenti tre tipi di xerofite.

Il primo tipo è quello delle euxerofite (dal greco eu - reale), o delle sclerofite (dal greco skleros - solido), o delle xerofite vere e proprie; in apparenza si tratta di piante secche e dure. Anche durante il periodo di piena fornitura d'acqua, l'irrigazione dei loro tessuti è ridotta. Le sclerofite sono altamente resistenti all'avvizzimento: possono perdere fino al 25% di umidità senza danni evidenti a se stesse. Il loro citoplasma rimane vivo con una disidratazione così grave che sarebbe dannoso per altre piante. Un'altra caratteristica delle euxerofite è l'aumento della pressione osmotica della linfa cellulare, che consente di aumentare notevolmente il potere succhiante delle radici.

In precedenza, si credeva che l'intensità della traspirazione delle sclerofite, così come di altre xerofite, fosse molto bassa, ma i lavori di N. Maksimov (1926, 1944) hanno dimostrato che in condizioni favorevoli di approvvigionamento idrico, queste piante traspirano più intensamente di mesofiti, soprattutto in termini di superficie fogliare unitaria. I. Kultiasov (1982) ha sottolineato che, a quanto pare, la caratteristica principale degli xerofiti è la loro elevata resistenza alla siccità, che dipende dalle proprietà del citoplasma, nonché dalla capacità di utilizzare efficacemente l'umidità dopo la pioggia. La caratteristica morfologia “sclerofitica” (potente sviluppo dei tessuti meccanici e tegumentari, piccole foglie, ecc.) ha valore protettivo in caso di difficoltà di approvvigionamento idrico.

L'apparato radicale delle euxerofite è molto ramificato, ma poco profondo (meno di 1 m). Il gruppo in esame comprende molte piante delle nostre steppe, semideserti e deserti: l'assenzio (terra bianca Artemisia terrae-albae, Lerha – A lerchlana ecc.), Veronica dai capelli grigi (Veronica Incana) e così via.

D. Kolpinov (1957) individuò un gruppo speciale di euxerofite: stipaxerofite (dal latino stipa - erba piuma). Comprende erbe a foglia stretta come l'erba piuma, la festuca (Festuca valesiaca). Le piante del gruppo si distinguono per un potente apparato radicale che utilizza l'umidità delle docce a breve termine. Gli stipaxerofiti sono sensibili alla disidratazione e tollerano solo una mancanza di umidità a breve termine.

Il secondo tipo di xerofite - emixerofite (dal greco emi - metà) hanno un apparato radicale profondo che raggiunge il livello della falda freatica (fino a 10 m o più), cioè sono freatofite (vedi sotto).

Il terzo tipo di xerofite - succulente (dal lat. succulentus - succoso), in contrasto con le xerofite dei tipi sopra descritti, hanno un tessuto parenchimale che trattiene l'acqua ben sviluppato. A seconda della sua posizione, si distinguono le succulente a foglia e a stelo. Le agavi sono esempi del primo. (Agava) aloe (Aloe) pietre (Sedum) e altri Nelle piante grasse a stelo, le foglie sono generalmente ridotte e queste specie immagazzinano acqua negli steli (cactus ed euforbia).

L'apparato radicale delle piante grasse è generalmente superficiale. Si distinguono per la capacità di immagazzinare l'acqua quando è in eccesso nell'ambiente, di trattenerla a lungo e di utilizzarla in modo parsimonioso. La traspirazione nelle piante grasse è estremamente bassa. Per ridurlo, le piante presentano una serie di caratteristiche adattative nella struttura, tra cui l'originalità delle forme delle parti aeree, dimostrando "conoscenza" delle leggi della geometria. È noto che i corpi sferici (specialmente una palla) hanno il rapporto più piccolo tra superficie e volume. L'ispessimento di foglie e fusti, ovvero l'avvicinamento ad una forma sferica o cilindrica, è un modo per ridurre la superficie traspirante mantenendo la massa richiesta. In molte piante grasse, l'epidermide è protetta da una cuticola, da un rivestimento di cera e da pubescenza. Gli stomi sono pochi e solitamente chiusi durante il giorno. Quest'ultima circostanza crea difficoltà alla fotosintesi, poiché l'assorbimento dell'anidride carbonica da parte di queste piante può avvenire soprattutto di notte: l'accesso di CO 2 e luce non coincide nel tempo. Pertanto, le piante grasse hanno sviluppato un metodo speciale di fotosintesi, il cosiddetto "metodo CAM", in cui la fonte di CO 2 è in parte il prodotto della respirazione.

La risposta del sistema radicale all'approvvigionamento idrico è stata ben studiata nelle piante coltivate. La Figura 16 mostra la profondità di penetrazione nel terreno dell'apparato radicale del grano invernale a diverse quantità di precipitazioni.

Riso. 16. L'apparato radicale del frumento invernale (genere Tritico):
1 - con abbondanti precipitazioni; 2 - con una media; 3 - con un piccolo

Esiste una classificazione speciale dei gruppi ecologici di piante, tenendo conto del loro utilizzo dell'umidità del suolo, cioè in base alle fonti di assorbimento dell'umidità dal substrato. In esso si distinguono le freatofite (dal greco phreatos - pozzo) - piante il cui apparato radicale è costantemente collegato alle falde acquifere del suolo e alle rocce che formano il suolo, le ombrofite (dal greco ombros - pioggia) - piante che si nutrono dell'umidità delle precipitazioni atmosferiche e tricoidrofite (dal greco trichos - capelli) - piante associate al confine capillare delle acque sotterranee, che sono in uno stato di costante mobilità. Tra le freatofite si distinguono quelle obbligate e facoltative; questi ultimi sono abbastanza vicini alle tricoidrofite. Le freatofite sono caratterizzate dallo sviluppo di organi sotterranei profondamente penetranti; alla spina del cammello (Alchagi)- fino a 15 m, in forme arboree di saxaul nero (Haloxylon aphyllum)- fino a 25, nelle tamerici dell'Asia centrale (Tamarix)- 7, nelle tamerici del Nord Africa - fino a 30, nell'erba medica (Medicago sativa)- fino a 15 M. Le ombrofite hanno un sistema di organi sotterranei poco profondo, ma altamente ramificato, in grado di assorbire l'umidità atmosferica in un grande volume di terreno. Rappresentanti tipici del gruppo sono gli effimeri e gli effemeroidi del deserto. Le tricoidrofite sono caratterizzate da un apparato radicale di tipo universale, che combina le caratteristiche delle freatofite e delle ombrofite. Le freatofite e le tricoigrofite sono spesso classificate come emixerofite.

Le piante ricevono acqua da due fonti: precipitazioni e acque sotterranee. Tra le precipitazioni, la pioggia e la neve svolgono il ruolo più importante. Grandine, rugiada, nebbia, brina e gelo occupano una quota più modesta nel bilancio idrico delle piante. Le precipitazioni atmosferiche per le piante non sono solo una fonte di approvvigionamento idrico. Le precipitazioni atmosferiche solide, formando un manto nevoso, proteggono il suolo e, di conseguenza, gli organi vegetali fuori terra e sotterranei dalle basse temperature. La copertura nevosa in termini ecologici influisce in modo significativo sull'habitat di piante e animali: crea una riserva di umidità del suolo, riduce significativamente l'evaporazione dell'umidità da parte delle piante. Di grande importanza per le piante agricole, così come per la produttività dei pascoli e dei campi di fieno, è la distribuzione delle precipitazioni per stagione, la loro forma, quantità e intensità delle precipitazioni.

Le piogge che danno una grande quantità di precipitazioni in breve tempo (più di 1...2 mm/min) sono chiamate rovesci, o rovesci. I temporali sono solitamente accompagnati da forti venti e hanno un impatto negativo sui terreni agricoli. La maggior quantità di precipitazioni nel Caucaso e nell'Europa orientale in generale (fino a 2500 mm all'anno) e le forti piogge in particolare cadono sulla costa del Mar Nero del Caucaso - Adzharia e Abkhazia. Tuttavia, anche in Ucraina si sono registrati rovesci forti (oltre 5 mm/min). In generale, con l'avanzamento verso nord all'interno del continente, la quantità di precipitazioni prima aumenta, raggiungendo un massimo nella zona temperata, e poi diminuisce (non vale per le zone costiere); esiste uno schema nel cambiamento di altri indicatori climatici (Fig. 17).

Grandi differenze (Fig. 18) nella quantità di precipitazioni tra le singole regioni della Terra, insieme al regime di temperatura, creano una diversità di condizioni ambientali sul pianeta. Le zone più umide si trovano nel corso superiore del fiume. Amazzoni, nelle isole dell'arcipelago malese.

Riso. 17. Profilo schematico della parte europea della Russia da nord a sud, secondo G. Vysotsky

Riso. 18. Distribuzione annua delle precipitazioni per continente

Nella zona temperata, nei luoghi in cui si osservano frequenti disgeli, viene tracciata la morte dei raccolti invernali a causa della crosta di ghiaccio. Dopo il disgelo, l'acqua della neve sciolta accumulata nei campi nelle microdepressioni congela e copre i raccolti invernali con una crosta di ghiaccio. In questo caso si verifica la pressione meccanica del ghiaccio, che è particolarmente dannosa per le zone di accestimento, e allo stesso tempo c'è una mancanza di ossigeno.

Lo spessore e la densità del manto nevoso sono importanti per l’agricoltura, la silvicoltura e la gestione delle acque. La neve a debole coesione protegge meglio le piante che svernano nel terreno dal raffreddamento. La densità della neve è minima durante la formazione del manto nevoso, quindi aumenta costantemente e diventa massima durante il periodo di scioglimento della neve. Pertanto, entro la primavera, l'effetto protettivo del manto nevoso si riduce. Parti di piante che non sono coperte di neve, soprattutto negli inverni freddi e ventosi, perdono rapidamente umidità e muoiono. Con una temperatura dell'aria di -21 °C, sotto la neve sulla superficie del suolo la temperatura è di soli -5 °C. Se la neve cade presto e copre il terreno con uno strato sufficientemente spesso, non gela, le piante crescono e si sviluppano normalmente. Ci sono inverni in cui sotto il manto nevoso si può trovare lo zafferano in fiore (genere Croco, amore a due foglie (Platanthera bifolia) e altre piante.

Nelle rigide condizioni invernali delle alte latitudini settentrionali, così come in montagna, si sviluppano speciali tralicci e forme nane di piante legnose. Anche gli alberi a fusto grande della zona forestale - abete rosso siberiano, larice siberiano e altri - nelle condizioni del clima artico si trasformano in forme striscianti.

aria atmosferica

Il significato ecologico delle precipitazioni atmosferiche nella vita delle piante si manifesta anche nella loro partecipazione come solvente alla fertilizzazione degli strati inferiori delle piante legnose ed erbacee con sostanze minerali. Durante la pioggia, le gocce che cadono sono sature nell'aria di sostanze volatili e vaporose, queste ultime, insieme alla goccia, cadono sugli organi vegetali e sulla superficie del suolo. Insieme alle sostanze lavate via dalle chiome degli alberi e assorbite dai composti volatili rilasciati dalle piante, le sostanze volatili e vaporose che si formano a seguito dell'attività antropica, nonché i prodotti di scarto della microflora del suolo, si dissolvono e si mescolano nelle precipitazioni.

Le piante erbacee non sono tipiche di questi ecosistemi e le epifite delle foreste tropicali appartengono a sottogruppi di xeromesofiti o igromesofiti. Le caratteristiche della loro dislocazione nelle chiome degli alberi sono determinate dalle condizioni microclimatiche.

Il potente strato d'aria che copre la Terra (atmosfera) protegge gli organismi viventi dalle potenti radiazioni ultraviolette e dalle radiazioni cosmiche e previene brusche fluttuazioni di temperatura. Non meno importanti dal punto di vista ecologico sono la composizione gassosa dell'atmosfera e il movimento delle masse d'aria (correnti di vento e convezione).

Quando si caratterizza la composizione gassosa dell'aria, viene solitamente enfatizzata la sua costanza. In quasi tutte le regioni del mondo, l'aria secca della troposfera (strato inferiore dell'atmosfera) contiene circa il 78,1% di azoto, il 21% di ossigeno, lo 0,032 % anidride carbonica, tracce di idrogeno, tracce di gas inerti. Oltre alle componenti costanti, nell'aria sono presenti componenti gassose, il cui contenuto varia a seconda del tempo e del luogo: vari gas industriali, ammoniaca, emissioni gassose di impianti, ecc.

L'impatto ecologico diretto dell'azoto libero presente nell'aria dell'atmosfera è piccolo; in questa forma, l'elemento chimico specificato giustifica il suo nome, che in greco significa "non sostenere la vita". L'azoto legato è un componente essenziale ed essenziale di tutti i sistemi biologici. L'ossigeno atmosferico libero non solo supporta la vita (respirazione), ma ha anche un'origine biologica (fotosintesi). Pertanto, il deterioramento dello stato del mondo verde del nostro pianeta può influenzare in modo significativo le riserve di ossigeno libero nell'atmosfera.

Circa il 21% dell'ossigeno rilasciato durante la fotosintesi e contenuto nell'aria viene consumato da piante, animali ed esseri umani durante il processo di respirazione. Un albero adulto emette fino a 180 litri di ossigeno al giorno. Una persona consuma circa 360 litri di ossigeno al giorno in assenza di sforzo fisico e fino a 900 litri con un lavoro intenso. Un'auto ogni 1000 km consuma la norma annuale di ossigeno consumata da una persona e un aereo di linea consuma 35 tonnellate di ossigeno per un volo dall'Europa all'America.

Il contenuto di anidride carbonica nell'aria dipende ancora di più dall'attività vitale di vari organismi. Le fonti naturali più importanti di CO 2 sono la respirazione, la fermentazione e la decomposizione: la quota totale di questi processi rappresenta il 5,6,1% delle emissioni di CO 2 nell'atmosfera. Circa il 38% dell'anidride carbonica entra nell'aria dal suolo ("respirazione del suolo"); 0,1% - durante le eruzioni vulcaniche. Una fonte abbastanza significativa di CO 2 sono gli incendi di foreste e steppe, nonché la combustione di carburante, fino allo 0,4%. Quest'ultima cifra è in costante crescita: nel 1970, a causa dell'attività antropica, lo 0,032% del consumo annuo di CO 2 è entrato nell'aria, secondo le previsioni degli scienziati, entro il 2000 la quota della fonte considerata aumenterà fino a 0,038...0,04%.

L’attività umana ha anche un effetto significativo sul tasso di fissazione dell’anidride carbonica nella biosfera. Ciò è dovuto principalmente all’eccessiva deforestazione e all’inquinamento degli oceani. Durante la fotosintesi, le piante legano ogni anno il 6...7% della CO 2 presente nell'aria e il processo è più intenso negli ecosistemi forestali. La foresta pluviale tropicale fissa 1...2 kg di anidride carbonica per 1 m 2 all'anno, solo l'1% di questa quantità si registra nella tundra e nei deserti. In totale, gli ecosistemi terrestri registrano 20...30 miliardi di tonnellate di CO 2 all'anno, circa la stessa quantità è registrata dal fitoplancton degli oceani.

L'aumento del contenuto di anidride carbonica nell'atmosfera ha conseguenze ambientali negative su scala planetaria e si manifesta sotto forma di “effetto serra”. In termini generali, questo effetto può essere caratterizzato come un costante riscaldamento del clima, causato dal fatto che, come una pellicola in una serra, la CO 2 accumulata in quantità eccessiva impedisce il deflusso della radiazione termica a onde lunghe dalla superficie terrestre , mentre passano liberamente i raggi del sole. Le manifestazioni specifiche dell '"effetto serra" non sono le stesse nelle diverse regioni. In un caso si tratta di siccità senza precedenti, nell'altro, al contrario, di un aumento delle precipitazioni, inverni insolitamente caldi, ecc.

Tra i componenti non permanenti dell'aria atmosferica, i più sfavorevoli dal punto di vista ambientale per le piante (sia per l'uomo che per gli animali) sono i gas industriali: anidride solforosa, fluoro, acido fluoridrico, cloruri, biossido di azoto, ammoniaca, ecc. L'elevata vulnerabilità degli organismi vegetali ai "veleni atmosferici" si spiega con la mancanza di un adattamento speciale al citato fattore relativamente recente. La relativa resistenza di alcune piante ai gas industriali è associata al loro preadattamento, ovvero alla presenza di alcune caratteristiche che si sono rivelate utili in nuove condizioni. Pertanto, gli alberi decidui tollerano più facilmente l'inquinamento atmosferico rispetto alle conifere, il che si spiega con la caduta annuale delle foglie dei primi, che dà loro l'opportunità di rimuovere regolarmente le sostanze tossiche dai rifiuti. Tuttavia, anche nelle piante decidue, con una composizione gassosa sfavorevole dell'atmosfera, il ritmo dello sviluppo stagionale è interrotto: la fioritura delle gemme è ritardata, la caduta delle foglie avviene molto prima.

numero di popolazione dell'organismo dell'ambiente ecologico

Le condizioni di vita (condizioni di esistenza) sono un insieme di elementi necessari all'organismo, con i quali esso è indissolubilmente legato e senza i quali non potrebbe esistere.

Gli adattamenti di un organismo al suo ambiente sono chiamati adattamenti. La capacità di adattamento è una delle principali proprietà della vita in generale, fornendo la possibilità della sua esistenza, sopravvivenza e riproduzione. L'adattamento si manifesta a diversi livelli: dalla biochimica delle cellule e dal comportamento dei singoli organismi alla struttura e al funzionamento delle comunità e degli ecosistemi. Gli adattamenti sorgono e cambiano durante l'evoluzione di una specie.

Proprietà o elementi separati dell'ambiente che influenzano gli organismi sono chiamati fattori ambientali. I fattori ambientali sono vari. Hanno una diversa natura e specificità d'azione. I fattori ambientali si dividono in due grandi gruppi: abiotici e biotici.

I fattori abiotici sono un insieme di condizioni dell'ambiente inorganico che influenzano direttamente o indirettamente gli organismi viventi: temperatura, luce, radiazioni radioattive, pressione, umidità dell'aria, composizione salina dell'acqua, ecc.

I fattori biotici sono tutte le forme di influenza reciproca degli organismi viventi. Ogni organismo sperimenta costantemente l'influenza diretta o indiretta degli altri, entrando in comunicazione con i rappresentanti della propria e di altre specie.

In alcuni casi, i fattori antropici sono separati in un gruppo indipendente insieme ai fattori biotici e abiotici, sottolineando lo straordinario effetto del fattore antropico.

I fattori antropogenici sono tutte le forme di attività della società umana che portano a un cambiamento nella natura come habitat per altre specie o influenzano direttamente le loro vite. L’importanza dell’impatto antropico sull’intero mondo vivente della Terra continua a crescere rapidamente.

I cambiamenti dei fattori ambientali nel tempo possono essere:

• 1) regolarmente costante, cambiando la forza dell'impatto in relazione all'ora del giorno, alla stagione dell'anno o al ritmo delle maree nell'oceano;
• 2) irregolare, senza una periodicità chiara, ad esempio cambiamenti delle condizioni meteorologiche in diversi anni, temporali, acquazzoni, colate di fango, ecc.;
• 3) diretto su periodi di tempo determinati o lunghi, ad esempio raffreddamento o riscaldamento del clima, crescita eccessiva di un bacino idrico, ecc.

I fattori ambientali possono avere vari effetti sugli organismi viventi:

• 1) come irritanti, causando cambiamenti adattativi nelle funzioni fisiologiche e biochimiche;
• 2) come limitatori, causando l'impossibilità di esistere in queste condizioni;
• 3) come modificatori che causano cambiamenti anatomici e morfologici negli organismi;
• 4) come segnali che indicano un cambiamento in altri fattori.=

Nonostante l'ampia varietà di fattori ambientali, è possibile distinguere una serie di modelli generali nella natura della loro interazione con gli organismi e nelle risposte degli esseri viventi.

L’intensità del fattore ambientale, che è più favorevole alla vita dell’organismo, è quella ottimale, mentre quella che dà l’effetto peggiore è quella pessimistica, cioè condizioni in cui l'attività vitale dell'organismo è inibita al massimo, ma può ancora esistere. Pertanto, quando si coltivano piante in condizioni di temperatura diverse, il punto in cui si osserva la crescita massima sarà ottimale. Nella maggior parte dei casi, si tratta di un certo intervallo di temperatura di diversi gradi, quindi qui è meglio parlare della zona ottimale. L'intero intervallo di temperature (dal minimo al massimo), in cui la crescita è ancora possibile, è chiamato intervallo di stabilità (resistenza) o tolleranza. Il punto che limita le sue temperature abitabili (cioè minima e massima) è il limite di stabilità. Tra la zona ottimale e il limite di stabilità, man mano che ci si avvicina a quest'ultimo, la pianta sperimenta uno stress crescente, cioè stiamo parlando di zone di stress, o zone di oppressione, all’interno dell’intervallo di stabilità

Man mano che la bilancia si sposta su e giù, non solo aumenta lo stress, ma alla fine, una volta raggiunti i limiti di resistenza dell'organismo, si verifica la sua morte. Esperimenti simili possono essere condotti per testare l'influenza di altri fattori. I risultati corrisponderanno graficamente ad un tipo di curva simile.

Ambiente terrestre-aria della vita, sue caratteristiche e forme di adattamento ad esso

La vita sulla terra richiedeva adattamenti possibili solo in organismi viventi altamente organizzati. L'ambiente terra-aria è più difficile per la vita, è caratterizzato da un alto contenuto di ossigeno, una piccola quantità di vapore acqueo, bassa densità, ecc. Ciò ha notevolmente cambiato le condizioni di respirazione, ricambio d'acqua e movimento degli esseri viventi.

La bassa densità dell'aria determina la sua bassa forza di sollevamento e una capacità portante insignificante. Gli organismi aerei devono avere il proprio sistema di supporto che sostiene il corpo: piante - una varietà di tessuti meccanici, animali - uno scheletro solido o idrostatico. Inoltre, tutti gli abitanti dell'ambiente aereo sono strettamente collegati alla superficie terrestre, che serve loro come attaccamento e sostegno.

La bassa densità dell'aria fornisce una bassa resistenza al movimento. Pertanto, molti animali terrestri hanno acquisito la capacità di volare. Il 75% di tutte le creature terrestri, principalmente insetti e uccelli, si sono adattate al volo attivo.

A causa della mobilità dell'aria, dei flussi verticali e orizzontali delle masse d'aria esistenti negli strati inferiori dell'atmosfera, è possibile il volo passivo degli organismi. A questo proposito, molte specie hanno sviluppato anemocoria: il reinsediamento con l'aiuto delle correnti d'aria. L'anemocoria è caratteristica di spore, semi e frutti di piante, cisti protozoarie, piccoli insetti, ragni, ecc. Gli organismi trasportati passivamente dalle correnti d'aria sono collettivamente chiamati aeroplancton.

Gli organismi terrestri esistono in condizioni di pressione relativamente bassa a causa della bassa densità dell'aria. Normalmente è pari a 760 mm Hg. All’aumentare dell’altitudine, la pressione diminuisce. La bassa pressione può limitare la distribuzione delle specie in montagna. Per i vertebrati il ​​limite superiore della vita è di circa 60 mm. Una diminuzione della pressione comporta una diminuzione dell'apporto di ossigeno e della disidratazione degli animali a causa dell'aumento della frequenza respiratoria. Approssimativamente gli stessi limiti di avanzamento in montagna hanno piante più alte. Un po' più resistenti sono gli artropodi che si trovano sui ghiacciai al di sopra della linea della vegetazione.

Composizione gassosa dell'aria. Oltre alle proprietà fisiche dell'ambiente aereo, le sue proprietà chimiche sono molto importanti per l'esistenza degli organismi terrestri. La composizione del gas dell'aria nello strato superficiale dell'atmosfera è abbastanza omogenea in termini di contenuto dei componenti principali (azoto - 78,1%, ossigeno - 21,0%, argon - 0,9%, anidride carbonica - 0,003% in volume).

L'alto contenuto di ossigeno ha contribuito ad un aumento del metabolismo degli organismi terrestri rispetto a quelli acquatici primari. Fu nell'ambiente terrestre, sulla base dell'elevata efficienza dei processi ossidativi nel corpo, che sorse l'omeotermia animale. L'ossigeno, per il suo contenuto costantemente elevato nell'aria, non costituisce un fattore limitante per la vita nell'ambiente terrestre.

Il contenuto di anidride carbonica può variare in alcune zone dello strato superficiale dell'aria entro limiti abbastanza significativi. Maggiore saturazione dell'aria con CO? si verifica in zone di attività vulcanica, vicino a sorgenti termali e altri sbocchi sotterranei di questo gas. In alte concentrazioni, l’anidride carbonica è tossica. In natura tali concentrazioni sono rare. Un basso contenuto di CO2 rallenta il processo di fotosintesi. In condizioni interne, è possibile aumentare il tasso di fotosintesi aumentando la concentrazione di anidride carbonica. Questo è utilizzato nella pratica di serre e serre.

L'azoto atmosferico per la maggior parte degli abitanti dell'ambiente terrestre è un gas inerte, ma i singoli microrganismi (batteri nodulari, batteri dell'azoto, alghe blu-verdi, ecc.) hanno la capacità di legarlo e coinvolgerlo nel ciclo biologico delle sostanze.

La carenza di umidità è una delle caratteristiche essenziali dell'ambiente terrestre-aria della vita. Tutta l'evoluzione degli organismi terrestri è stata sotto il segno dell'adattamento all'estrazione e alla conservazione dell'umidità. Le modalità di umidità ambientale sulla terra sono molto diverse: dalla completa e costante saturazione dell'aria con vapore acqueo in alcune zone dei tropici alla loro quasi completa assenza nell'aria secca dei deserti. Anche la variabilità giornaliera e stagionale del contenuto di vapore acqueo nell’atmosfera è significativa. L'approvvigionamento idrico degli organismi terrestri dipende anche dalla modalità di precipitazione, dalla presenza di bacini idrici, dalle riserve di umidità del suolo, dalla vicinanza delle acque sotterranee e così via.

Ciò ha portato allo sviluppo di adattamenti negli organismi terrestri a vari regimi di approvvigionamento idrico.

Regime di temperatura. La prossima caratteristica distintiva dell'ambiente aria-terra sono le fluttuazioni significative della temperatura. Nella maggior parte delle aree terrestri, le ampiezze della temperatura giornaliera e annuale sono di decine di gradi. La resistenza agli sbalzi di temperatura nell'ambiente degli abitanti terrestri è molto diversa, a seconda del particolare habitat in cui vivono. Tuttavia, in generale, gli organismi terrestri sono molto più euritermici degli organismi acquatici.

Le condizioni di vita nell'ambiente terra-aria sono inoltre complicate dall'esistenza dei cambiamenti meteorologici. Meteo - stati dell'atmosfera in continuo cambiamento vicino alla superficie presa in prestito, fino ad un'altezza di circa 20 km (confine della troposfera). La variabilità meteorologica si manifesta nella variazione costante della combinazione di fattori ambientali quali temperatura, umidità dell'aria, nuvolosità, precipitazioni, forza e direzione del vento, ecc. Il regime meteorologico a lungo termine caratterizza il clima della zona. Il concetto di "Clima" comprende non solo i valori medi dei fenomeni meteorologici, ma anche il loro andamento annuale e giornaliero, la deviazione da esso e la loro frequenza. Il clima è determinato dalle condizioni geografiche della zona. I principali fattori climatici - temperatura e umidità - sono misurati dalla quantità di precipitazioni e dalla saturazione dell'aria con vapore acqueo.

Per la maggior parte degli organismi terrestri, soprattutto quelli piccoli, il clima dell'area non è tanto importante quanto le condizioni del loro habitat immediato. Molto spesso, gli elementi locali dell'ambiente (rilievo, esposizione, vegetazione, ecc.) Modificano il regime di temperatura, umidità, luce, movimento dell'aria in una particolare area in modo tale che differisce significativamente dalle condizioni climatiche della zona. Tali modificazioni del clima, che si formano nello strato superficiale dell'aria, sono chiamate microclima. In ogni zona, il microclima è molto vario. Si possono distinguere microclimi di aree molto piccole.

Anche il regime luminoso dell'ambiente terra-aria presenta alcune caratteristiche. L'intensità e la quantità di luce qui sono massime e praticamente non limitano la vita delle piante verdi, come nell'acqua o nel suolo. Sulla terra è possibile l'esistenza di specie estremamente fotofile. Per la stragrande maggioranza degli animali terrestri con attività diurna e anche notturna, la visione è una delle principali modalità di orientamento. Negli animali terrestri, la vista è essenziale per trovare la preda e molte specie hanno anche una visione a colori. A questo proposito, le vittime sviluppano caratteristiche adattative come una reazione difensiva, mascheramento e colorazione di avvertimento, mimetismo, ecc. Nella vita acquatica tali adattamenti sono molto meno sviluppati. L'emergere di fiori dai colori vivaci di piante superiori è anche associato alle peculiarità dell'apparato degli impollinatori e, in definitiva, al regime luminoso dell'ambiente.

Il rilievo del terreno e le proprietà del suolo sono anche le condizioni per la vita degli organismi terrestri e, prima di tutto, delle piante. Le proprietà della superficie terrestre che hanno un impatto ecologico sui suoi abitanti sono accomunate da "fattori ambientali edafici" (dal greco "edafos" - "suolo").

In relazione alle diverse proprietà dei suoli, si possono distinguere numerosi gruppi ecologici di piante. Quindi, in base alla reazione all'acidità del terreno, si distinguono:

• 1) specie acidofile - crescono su terreni acidi con un pH di almeno 6,7 (piante di torbiere di sfagno);
• 2) neutrofili - tendono a crescere su terreni con pH 6,7-7,0 (la maggior parte delle piante coltivate);
• 3) basifilico: crescono a un pH superiore a 7,0 (mordovnik, anemone di bosco);
• 4) indifferente - può crescere su terreni con valori di pH diversi (mughetto).

Le piante differiscono anche in relazione all'umidità del suolo. Alcune specie sono confinate in substrati diversi, ad esempio i petrofiti crescono su terreni sassosi e i pasmofiti abitano sabbie a flusso libero.

Il terreno e la natura del suolo influenzano le specificità del movimento degli animali: ad esempio ungulati, struzzi, otarde che vivono in spazi aperti, terreno duro, per aumentare la repulsione durante la corsa. Nelle lucertole che vivono nelle sabbie sciolte, le dita sono orlate di scaglie cornee che aumentano il sostegno. Per gli abitanti terrestri che scavano buche, il terreno denso è sfavorevole. La natura del suolo in alcuni casi influenza la distribuzione degli animali terrestri che scavano buche o scavano tane nel terreno, o depongono uova nel terreno, ecc.

introduzione

Ogni giorno tu, affrettandoti per i tuoi affari, cammini per strada, tremando per il freddo o sudando per il caldo. E dopo una giornata lavorativa, vai al negozio, compra del cibo. Uscendo dal negozio, ferma frettolosamente un minibus di passaggio e scendi impotente al posto vuoto più vicino. Per molti questo è uno stile di vita familiare, non è vero? Hai mai pensato a come va la vita in termini di ecologia? L'esistenza dell'uomo, delle piante e degli animali è possibile solo attraverso la loro interazione. Non fa a meno dell'influenza della natura inanimata. Ciascuno di questi tipi di influenza ha la propria designazione. Quindi, ci sono solo tre tipi di impatto ambientale. Questi sono fattori antropogenici, biotici e abiotici. Diamo un'occhiata a ciascuno di essi e al suo impatto sulla natura.

1. Fattori antropogenici: l'impatto sulla natura di tutte le forme di attività umana

Quando si menziona questo termine, non viene in mente un solo pensiero positivo. Anche quando le persone fanno qualcosa di buono per gli animali e le piante, è a causa delle conseguenze di cose cattive fatte in precedenza (ad esempio, il bracconaggio).

Fattori antropogenici (esempi):

• Prosciugamento delle paludi.
• Concimazione dei campi con pesticidi.
• Bracconaggio.
• Rifiuti industriali (foto).

Conclusione

Come puoi vedere, fondamentalmente una persona danneggia solo l'ambiente. E a causa dell’aumento della produzione economica e industriale, anche le misure di protezione ambientale istituite da rari volontari (creazione di riserve, manifestazioni ambientaliste) non aiutano più.

2. Fattori biotici: l'influenza della fauna selvatica su una varietà di organismi

In poche parole, questa è l'interazione di piante e animali tra loro. Può essere sia positivo che negativo. Esistono diversi tipi di tale interazione:

1. Competizione: tali rapporti tra individui della stessa specie o di specie diverse, in cui l'uso di una determinata risorsa da parte di uno di loro riduce la sua disponibilità per gli altri. In generale, durante la competizione, animali o piante combattono tra loro per il loro pezzo di pane.

2. Mutualismo: una relazione in cui ciascuna specie riceve un certo beneficio. In poche parole, quando piante e/o animali si completano armoniosamente a vicenda.

3. Il commensalismo è una forma di simbiosi tra organismi di specie diverse, in cui uno di loro utilizza l'abitazione o l'organismo ospite come luogo di insediamento e può mangiare resti di cibo o prodotti della sua attività vitale. Allo stesso tempo, non arreca alcun danno o beneficio al proprietario. In generale, una piccola aggiunta poco appariscente.

Fattori biotici (esempi):

Coesistenza di polipi di pesci e coralli, protozoi flagellari e insetti, alberi e uccelli (es. picchi), storni e rinoceronti.

Conclusione

Nonostante i fattori biotici possano essere dannosi per gli animali, le piante e l’uomo, ne derivano anche grandi benefici.

3. Fattori abiotici: l'impatto della natura inanimata su una varietà di organismi

Sì, e anche la natura inanimata gioca un ruolo importante nei processi vitali di animali, piante e esseri umani. Forse il fattore abiotico più importante è il tempo.

Fattori abiotici: esempi

I fattori abiotici sono la temperatura, l'umidità, l'illuminazione, la salinità dell'acqua e del suolo, nonché l'ambiente atmosferico e la sua composizione gassosa.

Conclusione

I fattori abiotici possono danneggiare gli animali, le piante e gli esseri umani, ma sono comunque a loro vantaggio.

Risultato

L’unico fattore che non avvantaggia nessuno è antropogenico. Sì, inoltre non porta nulla di buono a una persona, anche se è sicuro che sta cambiando la natura per il suo bene, e non pensa a cosa si trasformerà in questo "bene" per lui e per i suoi discendenti tra dieci anni. L'uomo ha già completamente distrutto molte specie di animali e piante che avevano il loro posto nell'ecosistema mondiale. La biosfera della Terra è come un film in cui non ci sono ruoli minori, sono tutti i principali. Ora immagina che alcuni di essi siano stati rimossi. Cosa succede nel film? In natura è così: se scompare il più piccolo granello di sabbia, il grande edificio della Vita crollerà.