Экология: биология взаимодействия. 5.05. Важнейшие факторы в земной биосфере

 

5.04. Субсреды и адаптации к ним

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 5. Аутэкология и основы средоведения

5.06. Закон минимума Либиха

5.05. Важнейшие факторы в земной биосфере

Рассматривая земную биосферу, мы можем установить, какие факторы оказывают наибольшее влияние на распределение организмов по поверхности планеты. Те факторы, с изменением которых чаще всего окажутся связаны границы распространения организмов, и окажутся лимитирующими. Подробнее действие этих факторов было рассмотрено в главе, посвященной экосистемам, а здесь мы можем указать, что главные факторы для наземных экосистем — это температура и влажность, а для водных — наличие света и биогенов.

Отчетливей всего распределение организмов по поверхности Земли связано с температурой. Вспомните, какое значение в отношении распределения организмов мы придаем перемещению на юг или на север, ближе к экватору или к полюсам. Главный фактор, который изменяется при таком перемещении, — это температура. Например, кофе можно выращивать только в тех регионах планеты, где в самый холодный месяц средняя месячная температура не опускается ниже 13°С. Иногда зависимость от температуры носит более сложный характер. Например, цереус — гигантский кактус — обитающий в пустыне Сонора в штате Аризона (США), способен выдерживать ночные заморозки зимой только если днем наступит оттепель. Две ночи с отрицательными температурами подряд без оттепели между ними губительны для цереуса, и северная и восточная границы его распространения почти (но не полностью!) совпадают с границами регионов, где никогда не бывает зимних дней без оттепелей (рис. 5.5.1).

Рис. 5.5.1. Границы распространения цереуса (гигантского кактуса) в пустыне Сонора зависят от климата

Ответить, какая температура оптимальна для живых организмов Земли, невозможно, так как разные организмы предпочитают разные температуры. Можно сказать, что в целом подавляющее большинство проявлений жизнедеятельности на Земле проходит в диапазоне температур от 0°С до +45°С, и даже эти температуры смертельно опасны для большинства организмов нашей планеты. Многие организмы способны переносить временное понижение температуры ниже 0°С, как это происходит зимой в умеренных широтах, но мало какие способны переносить повышение температуры существенно выше указанного предела.

Неблагоприятное действие высоких температур связано с тем, что они приводят к нарушению естественной конформации (пространственной «укладки») ферментов и потери их активности, а низкие температуры приводят к глубокому торможению всех реакций, с которыми связана жизнь организмов. Кроме того, высокие температуры могут приводить к гибели организмов в результате их обезвоживания, а низкие — к повреждению их клеток образующимися внутри них при замораживании кристаллами льда или к обезвоживанию в результате того, что внутриклеточная вода связывается в составе этих кристаллов.

Отсутствие доступной воды оказывается еще более острой проблемой для земных организмов, чем неблагоприятная температура. Вода, без преувеличения, является основой жизни, и там, где нет жидкой воды, жизнь становится невозможной. Именно наличие на поверхности Земли воды во всех ее трех формах (жидкой, твердой и газообразной) стабилизирует на ней температурные условия и делает планету пригодной для множества разнообразных организмов.

Еще одной важнейшей характеристикой Земли является окислительный характер ее атмосферы. Как вы рассмотрите позже, он является результатом действия живых организмов. Большинство из них (включая практически всех животных, а также растения и грибы) принадлежат к аэробам, то есть требуют для своей жизнедеятельности достаточного количества кислорода в среде. Распространение анаэробов (организмов, живущих без кислорода) на современной Земле ограничено относительно немногочисленными местообитаниями.

 

Дополнительные материалы:

Учебная модель: Водный баланс растения

 

5.04. Иные классификации экологических факторов

Д. Шабанов, М. Кравченко. Экология: биология взаимодействия

Глава 5. Аутэкология и основы средоведения

5.06. Закон минимума Либиха