9. Тепло как экологический фактор. Терморегуляция животных. Группы животных по отношению к температуре среды.

Тепло играет огромную роль в жизнедеятельности живых организмов, так как многие процессы в них протекают на определенном тепловом фоне. Поскольку большинство реакций в живом организме ферментативно, а действие ферментов в значительной мере определяется количеством тепла, то очевидно значение температуры окружающей среды. Температурные границы активных жизненных процессов невелики: от 0° до +50°С. Однако есть организмы со специфическими ферментами, позволяющими им существовать в более широких температурных рамках (бактерии горячих источников).

Количественным выражением тепла является температура. Диапазон изменчивости температур в водной и наземно-воздушной средах весьма велик.

- криофилы — виды, обитающие в условиях устойчиво низких температур. К ним относятся организмы разных систематических групп (бактерии, некоторые членистоногие), обитатели полярных тундр и антарктических пустынь, высокогорий;

- термофилы — организмы, оптимальная активность которых наблюдается при высоких температурах. К ним относятся многие микроорганизмы, личинки насекомых и другие обитатели поверхности почв аридных районов.

Терморегуляция — это способность животных организмов поддерживать температуру тела в определённых границах, даже если температура внешней среды сильно отличается. Этот процесс представляет собой один из аспектов гомеостаза — динамически изменяющегося состояния равновесия между внутренней средой организма животного и его внешним окружением. Раздел науки, изучающий такие процессы в зоологии, называется экофизиологией или физиологической экологией. Если организм не может поддерживать температуру в нормальных для данного вида организмов границах, и температура повышается значительно выше верхней границы нормы, такое состояние называется гипертермией. Если же температура снижается значительно ниже нижней границы нормы, такое состояние называется гипотермией.

10. Воздух как экологический фактор. Газовый состав атмосферы и его влияние на организмы. Значение кислорода и углекислого газа.

Низкая плотность воздуха определяет его малую подъемную силу и незначительную спорность. Обитатели воздушной среды должны обладать собственной опорной системой, поддерживающей тело: растения – разнообразными механическими тканями, животные – твердым или, значительно реже, гидростатическим скелетом. Кроме того, все обитатели воздушной среды тесно связаны с поверхностью земли, которая служит им для прикрепления и опоры. Жизнь во взвешенном состоянии в воздухе невозможна.

Важнейшей характеристикой воздуха является его газовый состав, который на нашей планете довольно постоянен: 78,1% азота, 21% кислорода, 0,032% углекислого газа, 0,9% аргона. Кроме того, в воздухе присутствуют водород, водяные пары, аммиак. Развитие промышленности и транспорта резко изменило качественные характеристики воздуха, привнесло новые, не характерные для него компоненты. В настоящее время нет средств и методов обнаружения всех компонентов, которые выбрасываются в атмосферу. Тем не менее, установлено, что за последние 300–400 лет содержание в атмосфере тяжелых металлов, прежде всего свинца, радионуклидов, окислов (NO, NO2, SO, SO2), формальдегидов, паров кислот, ртути, увеличилось в десятки и сотни раз.

Кислород (О2) является продуктом жизнедеятельности зеленых растений и необходимым условием процесса дыхания аэробных организмов. Ежегодно за счет фотолиза воды в процессе фотосинтеза выделяется 70∙109 т кислорода. Недостаток кислорода вызывает удушение (у человека оно наступает при содержании О2 в атмосфере менее 8%).

Углекислый газ (СО2), несмотря на небольшое содержание его в воздухе, является очень важным компонентом, так как поставляет углерод для синтеза органических соединений, осуществляемого в процессе фотосинтеза. Ежегодно в результате этого из атмосферы извлекается 7–8% углекислого газа. Если бы его количество не пополнялось, то весь углекислый газ атмосферы был бы израсходован за 10–15 лет. Однако выбросы промышленности и транспорта с избытком покрывают его потребление растениями. В атмосферу углекислого газа поступает значительно больше, чем могут утилизировать зеленые растения. Содержание СО2 существенно влияет на интенсивность фотосинтеза — повышение количества углекислого газа в воздухе вызывает повышение интенсивности фотосинтеза, а следовательно, и урожая.