Оособенности воздействия на организм важнейших абиотических факторов

Адаптации организмов к абиотическим факторам среды.

Морфологические,

физиологические

этологические адаптации.

Температура и ее влияние на жизненные процессы.

Генеральная закономерность воздействия температуры на живые организмы выражается действием ее на скорость обменных процессов.

Согласно общему для всех химических реакций правилу Вант-Гоффа, повышение температуры ведет к пропорциональному возрастанию скорости реакции.

Разница заключается в том, что в живом организме химические процессы всегда идут с участием сложных ферментных систем, активность которых в свою очередь зависит от температуры. В результате ферментативного катализа возрастает скорость биохимических реакций и количественно меняется ее зависимость от внешней температуры.

Величину температурного ускорения химических реакций удобно выражать коэффициентом Q10 , показывающим, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10'С:

Q10 = Kt+10 / Kt

где Kt – скорость реакции при температуре t.

Коэффициент температурного ускорения Q 10 , для большинства химических реакций абиотического характера равный 2 –, в реакциях живых систем колеблется в довольно широких пределах даже для одних и тех же процессов, протекающих в разных диапазонах температур. Это объясняется тем, что скорость ферментативных реакций не является линейной функцией температуры.

Так, у тропических растений при температуре менее 10'С коэффициент Q 10 приблизительно равен 3, но существенно уменьшается при возрастании температуры выше 25 – 30'С.

У колорадского жука потребление кислорода в диапазоне 10 – 30'С характеризуется величиной Q 10 = 2,46, а при температуре 20 – 30'С Q 10 = 1,8.

Зависимость метаболизма рыб и многих других водных животных от температуры выражается в изменении величины Q 10 от 10,9 до 2,2 в диапазоне температур от 0 до 30'С.

В одном и том же организме величина температурного ускорения биохимических реакций неодинакова для различных процессов.

Тепловой режим.

Растения не имеют собственной температуры тела и по отношению к тепловому фактору обладают определённой спецификой. Их анатомо-морфологические и физиологические механизмы терморегуляции направлены на защиту организма от вредного воздействия неблагоприятных температур.

Например, у стланцевых форм карликовой берёзы, ели, можжевельника и кедровника верхние ветви, поднимающиеся высоко над землёй, обычно всегда полумёртвые или мёртвые, а стелющиеся – живые, так как зимуют под снегом и не подвергаются вредному воздействию низких температур.

Отбор растений в зонах низких температур шёл в течение тысячелетий в направлении максимального выживания низкорослых и стелющихся форм.

К физиологическим приспособлениям растений, сглаживающим вредное влияние высоких и низких температур, могут быть отнесены интенсивность транспирации, накопление в клетках солей, изменяющих температуру свёртывания плазмы, свойство хлорофилла препятствовать проникновению наиболее горячих солнечных лучей.

Испарение воды через устьица является приспособлением для регулирования температуры листьев (при понижении внешней температуры испарение через устьица протекает менее интенсивно и в результате у растений уменьшается теплоотдача). Наибольшее значение для терморегуляции морозоустойчивых растений имеет накопление в клетках сахара и других веществ, увеличивающих концентрацию клеточного сока и снижающих обводнение клеток. Это делает растение более выносливым.