Екологія: біологія взаємодії. V-05. Найважливіші фактори в земній біосфері

V-05. Найважливіші фактори в земній біосфері

Розглядаючи земну біосферу, ми можемо встановити, які чинники найбільше впливають на розподіл організмів поверхнею планети. Ті чинники, зі зміною яких найчастіше виявляться пов'язані межі поширення організмів, і виявляться лімітуючими. Докладніше дія цих факторів була розглянута в розділі, присвяченому екосистемам, а тут ми можемо вказати, що головні фактори для наземних екосистем — це температура і вологість, а для водних — наявність світла і біогенів.

Найвиразніше розподіл організмів поверхнею Землі пов'язаний з температурою. Згадайте, яке значення щодо розподілу організмів ми надаємо переміщенню на південь чи північ, ближче до екватора чи полюсів. Головний фактор, який змінюється при такому переміщенні — це температура. Наприклад, каву можна вирощувати лише в тих регіонах планети, де в холодний місяць середня місячна температура не опускається нижче 13°С. Іноді залежність від температури має складніший характер. Наприклад, гігантський кактус (Carnegiea gigantea) — живе в пустелі Сонора в штаті Арізона (США). Цей кактус здатний витримувати нічні заморозки взимку тільки якщо вдень настане відлига. Дві ночі з негативними температурами поспіль без відлиги між ними згубні для цього кактусу, і північний та східний кордони його поширення майже (але не повністю!) збігаються з межами регіонів, де ніколи не буває зимових днів без відлиг (рис. 5.5.1).

Рис. 5.5.1. Межі поширення гігантського кактуса у пустелі Сонора залежить від клімату

Визначити, яка температура є оптимальною для живих організмів Землі, неможливо, оскільки різні організми віддають перевагу різним температурам. Можна сказати, що загалом переважна більшість проявів життєдіяльності на Землі проходить у діапазоні температур від 0°С до +45°С, і навіть ці температури є смертельно небезпечними для більшості організмів нашої планети. Багато організмів здатні переносити тимчасове зниження температури нижче 0°С, як це відбувається взимку в помірних широтах, але мало які здатні переносити підвищення температури значно вище вказаної межі.

Несприятлива дія високих температур пов'язана з тим, що вони призводять до порушення природної конформації (просторового «укладання») ферментів та втрати їхньої активності, а низькі температури призводять до глибокого гальмування всіх реакцій, з якими пов'язане життя організмів. Крім того, високі температури можуть призводити до загибелі організмів в результаті їх зневоднення, а низькі — до пошкодження клітин, кристалами льоду, що утворюються всередині них, або зневоднення внаслідок того, що внутрішньоклітинна вода зв'язується в складі цих кристалів.

Відсутність доступної води виявляється ще гострішою проблемою для земних організмів, ніж несприятлива температура. Вода, без перебільшення, є основою життя, і там, де немає рідкої води, життя стає неможливим. Саме наявність на поверхні Землі води у всіх її трьох формах (рідкої, твердої та газоподібної) стабілізує на ній температурні умови та робить планету придатною для безлічі різноманітних організмів.

Ще однією найважливішою характеристикою Землі є окисний характер її атмосфери. Як ми обговорювали, це є результатом активності живих організмів. Більшість із них (включаючи практично всіх тварин, а також рослини та гриби) належать до аеробів, тобто потребують для своєї життєдіяльності достатньої кількості кисню в середовищі. Поширення анаеробів (організмів, що живуть без кисню) на сучасній Землі обмежене відносно нечисленними оселищами.