Оқулық " Экология"мамандығы
жүктеу/скачать 7.62 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Бақылау сұрақтары
- 2.4 ТЕМПЕРАТУРА, ЖАРЫҚ, СУ - ӨСІМДІКТЕР ЖӘНЕ ЖАНУАРЛАР ҮШІН ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ФАКТОР.
| Жылуалмасу қауіпсіздігі.Органикалық әлем эволюциясында температуралық бейімделу екі түрлі жолмен дамыды. Көптеген жануарлар үшін жылуалмасудың пойкилотермді типі тән, температура әсеріне беімделу негізінен алғанда температураның орташа режимінде ұзаққа созылатын (географиялық және маусымдық бейімделу) болады. Бейімделу ең алдымен клетка – ұлпалық деңгейде қалыптасады. Температураның нақты жағдайына бейімделу қарапайым реакция тәртібінен басталады.
Температура факторларына бейімделу гомойотермді жануарларда басқаша. Оларда температураны үнемі үстап тұру белсенділігімен байланысты және метаболизмнің жоғарғы деңгей мен орталық жүйке жүйесі қызметінің реттеудегі әсеріне байланысты.Организмнің морфофизиологиялық кешен механизмін ұстап тұрушы жылу гомеостазы жануарлардың өзіне ғана тән қасиет. Жоғарыда айтылған эволюциялық қауіпсіздіктің екеуі де әртүрлі экологиялық таралуға мүмкіндік береді. Біріншіден бұл жалпы температуралық төзімділік жетелейді. Екіншіден, жылу гомеостазы негізінде ішкі ортаның жылуалмасуы іске асады. Бақылау сұрақтары: Экологиялық факторларға сипаттама беріңіз. Экологиялық факторларды жіктеңіз. Температура фактоларының организмге әсері қандай? Температураға бейімделу типтерін атаңыз (жылуалмасу қауіпсіздігі 2.4 ТЕМПЕРАТУРА, ЖАРЫҚ, СУ - ӨСІМДІКТЕР ЖӘНЕ ЖАНУАРЛАР ҮШІН ЭКОЛОГИЯЛЫҚ ФАКТОР. Жануарлар мен өсімдіктердің өмірінде температура маңызды ролді атқарады. Организмдердың денелерiндегi физика-химиялық процесстер тек қана нақты температуралық шектерде ғана аға алауы мүмкін. Сондықтан да организмдердің көпшілігі 0о тан 50оС аралығында өмір сүруге қабілетті. Цитоплазма клеткаларының басты құрамы болып саналатын Н2О температура 0о тан төмен болса қата бастайды, ал температура жоғары болса клеткадағы коллоидты түріндегі ерітінді, белоктардың жиналуы қайтымсыз болады. Көптеген түрлер үшін қолайлы температура – 20о-30о. Зат алмасу қарқындылығына қарай организмдерді үш топқа бөлуге болады. I топқа тотықтырып-қалпына келтіру үдерісі (процесі) төмен, дене температуралары тұрақсыз және толығымен термореттеуші механизмдері жоқтығымен сипатталатындар организмдер жатады. Олар жануарлардың пойкилотермді (суыққандылар) тобын көрсетеді. Оған жататындар барлық омыртқасыздар, төменгі сатыдағы омыртқалылар. Екінші топқа тотықтырып-қалпына келтіру реакциясын жоғары қарқындылықпен өткізуімен сипатталады, жылуды реттеу қабілеті нақтыланған және температурасы тұрақты орагнизмдер жатады. Бұлар гомойотермді (жылы қанды) жануарлар (сүтқоректілер және құстар). Аралық жағдайды алатын гетеротермді жануарлар, күні бойы және өмірінің жеке кезеңдерінде дене температурасы төмен және қыста ұйқыға кететін метаболизм деңгейі ауыспалы жануарлар. Суық қанды және жылы қанды организмдердің өз артықшылықтары болады, ол организмдердің тағы басқа топтармен эволюция үдерісі барысында өмір сүруіне және кемшіліктерді жеңіп шығу үшін бейімделуіне мүмкіншілік береді. Суыққанды организмдерге қоректі аз қажет етеді, олардың қоректік нәрлі заты энергетика ретінде құрылыс материалдарын пайдаланады. Бірақ та, олар жылулы реттелуге қабілетсіз, жер шарының көп бөлігі оларға төменгі температура болғаны үшін қол жетпес. Дене температуралары тұрақты жылы қанды жануарлар жер шарының барлық жерлерде, оның ішінде температуралық жағдайы экстремальды жерлерде де орналасқан, бірақ та дененің жоғары температурасын ұстап тұру үшін оларға көп қоректену керек, дегенмен де көп жағдайда ол жетіспей жатады. Жылы қанды және суыққанды организмдердің тіршілігіне жоғары және төменгі температураның жағымсыз әсерлері бар, сондықтан да кейбір организмдерде температураның қолайсыз әсеріне қарсы тұратын, бейімделу қабілеті қалыптасады. Көптеген суыққанды организмдер қыста ұйқыға кетіп демалады, ал жаздың ыстық күндері олар температуралық режимі қолайлы жерлерге орналасады да, өмір сүру белсенділігін төмендетеді. Өсімдіктердің төменгі температурада тірі қалуына себеп болатын жағдай клетқа шырынының тұтқырлығының өсуі, қанттардың және басқа да заттардың жинақталу мүмкіншілігінің болуы. Жәндіктердің қыста денесіне антифриз (төменгі температурада қатып қалудан сақтайтын зат) – глицерин мен май жинақталады. Жылықанды жануарлардың экстремальды температураға икемделуі негізінен жылудың реттелуіне байланысты. Химиялық және физикалық жылудың реттелуінің айырмашылығы бар. Химиялық жылудың реттелуі зат алмасу қарқындылығының өзгерісіне негізделген. Жылықанды организмдер суықта тотықтырғыш үдерісінің қарқындылығы нәтижесінің есебінен жылу өнімділігін арттырады. Мысалы, температура -36 оС болғанның өзінде ақ түлкінің дене температурасы 41оС тең болып қала береді. Организмге жинақталған артық жылуды қызып кетпес үшін сыртқа шығару қажет. Бұл жағдай сүтқоректілерде тердің бөлінуі арқылы жүзеге асады, ал құстарда терді бөлетін бездердің жоқтығынан негізгі мәнге тыныс алу жолдары ие (тыныс алу жолдарының жоғарғы бөлімінде судың булануы себебінен) жылуды жоғалтады. Физикалық жылудың реттелуі жылуды шығаруға емес, оны экономдауға негізделген. Сонымен суық аймақтардағы жануарлардың денесіндегі қалың қылшықты жабындысы жылуды экономдап жұмсауына жақсы қабілеттенген. Оларда сонымен қатар (Аллен ережесі бойынша) дене өсінділері: құлағы, құйрығы, табандары қысқалау болып келеді. Жылудың берілуі дененің жоғарғы бөлігі арқылы өтеді, сондықтан, жалпы жоғары беткей көлемімен аз қатынаста болса жылу шығынын экономдайды. Бұл қатынас ірі жануарларда аздап және кіші жануарларда көптеп кездеседі. Суық жақтағы жануарлардың түрлері жылы жақтағы жануарлардың түрлеріне қарағанда ірі болып келетіндігі (Бергман ережесі бойынша) көрсетілді. Дегенмен, бұл көрсеткіш жалпылама көрсеткіш болып табылмайды. Дене көлемі тек қана температураға қатысты ғана емес, басқа да әсер етуші факторларға мысалы, қорекпен қамтамасыз етілуіне де және басқа да себептерге байланысты. Көптеген жылықанды жануарлар, сонымен қатар суыққандылар экстремальды температурадан экологиялық жолдар арқылы (сүтқоректілердің миграциясы, құстардың ұшып кетуі, індерін ауыстыруы, ыстық уақытында белсенділіктерінің төмендеуі) алшақтайды. Гетеротермді жануарлар үшін, мысалы: үйректұмсықтың бастысы дене температурасы жоғары емес 30оС жақын және бірнеше градустық температура арасында тербелмелі тұрақсыз болып келеді. Сүтқоректілердің өзіндік қатарынан гетеротермияға, жылы уақыт аралығында жылы қанды организм болып табылатын, бірақта қысқы уақытта ұйқыға бататындарды (кірпілер, жарғанат, борсық аюларды, суыр саршұнақтарды, ала тышқандарды) жатқызамыз. Жануарлардың ұйқыға кеткен уақыттарында олардағы зат алмасу үдерісі минимумға дейін түсіп, дем алмауға дейін барады, дене температурасы төмендейді. Фотосинтез нәтижесінде жапырақтар мен басқа да жасыл өсімдіктерде біріншілік органикалық заттардың түзілу тек қана жарықтың арқасында жүзеге асады. Адамның көзі 380 - мен 750 нм толқын ұзындығындағы жарық сәулесін қабылдайды. Өсімдіктердің фотосинтезге пайдаланатын күн сәулесінің аумағы 380 - мен 710 нм аралығында. Организмдер жарықтың көмегімен уақыт кеңістігін бағдарлайды және жарық режимінің өзгеруіне сәйкес мінез-құлықтары мен функцияларын сәйкестендіреді. Жарыққа қатысты өсімдіктердің негізгі 3 тобын ажыратады: жарықсүйгіш, көлеңкесүйгіш, көлеңкеге төзімді. Жарық сүйгіш өсімдіктердің экологиялық оптимумы фотосинтездік толық жарықпен қамтамасыз етілу аумағына қатысты және күшті көлеңкелену олардың жоюылуына әкеледі. Бұл өсімдіктерге таралу аймағы жарықпен жақсы қамтылған (жүзетін жапырақтары бар су өсімдіктері және жағалаудағы, шалғындық, және далалық өсімдіктер), көбінесе мәдени өсімдіктер және арамшөптер жатады. Көлеңке сүйгіш өсімдіктер үшін жарық аз түсетін жерлер қолайлы және олар күшті жарықты көтере алмайды. Оларға жататын күшті көлеңкеленген жерлерде өсетін төменгі ярустағы күрделі өсімдіктер қауымдастығы: тайга шыршалары, орманды даланың жапырақты ағаштары, тропикалық ормандар. Көлеңкеге төзімді өсімдіктердің жарыққа деген қатынасы кең экологиялық амплитудада болады. Оларға жарықтың толық түсуінен (немесе жақын келуінен) жақсы дамиды, бірақ та жарықтың әлсіз сәулесіне жақсы бейімделеді. Табиғатта кездесетін көптеген үдерістердің (процестер) ырғақтылығы дұрыс қайталануын (тәулік бөлігі жарық пен қараңғылықтың ауысуы, жыл мезгілдерінің алмасуы, жануарлардың және өсімдіктердің белсенділік формасын көтерілуі және төмендеуі) бейнелейді. Тірі табиғаттағы кезеңдік көрсеткіш ішкі ортадағы ырғақтылықпен байланысты. Биологиялық ырғақтың 3 категориясын ажыратады: циркадты, маусымдық және көпжылдық. Циркадты ырғақтылық - табиғатта кеңінен таралған 24 сағатқа жақын кезеңдік ұзындықты қамтиды (өсімдіктердің және жануарлардың тәуліктік белсенділігі). Құстардың және сүтқоректілердің көпшілігінің өмір сүру белсенділігі күн сәулесі қылаң бергеннен қараңғылық батқанға дейін жалғасады. Керісінше түнгі уақытта өмір сүруін жалғастыратын (түнгі жыртқыш құстар, тарақандар, шөлді аймақтың жануарлары) түнде белсенді. Түнгі өмір сүру қолайлы температураға икемделу және жыртқыштық пен бәсекелестіктен қорғану қабілетін арттырады. Кейбір бұршақ тұқымдастардың жапырақтарындағы қозғалысты өсімдіктердің тәуліктік белсенділігінің кезеңі екенін мысал ретінде қарастыруға болады. Көптеген өсімдіктердің гүлдері түнгі уақытта жабылады, ал бұршақтың жапырақтары қалыптасып және салбырап тұрады. Жарықтың қарқындылық динамикасын tо динамикасымен салыстырғанда айырмашылығы болады және ылғалдылық басқа факторларға тәуелді емес, тәулік бойында нақты бір кезеңі бар. Жыл – маусымдық ырғақтылықтың ұзақтылық кезеңі, сондықтан оны кейде цирканды деп атайды. Организмдердің эволюциялық дамуының нәтижесінде жыл уақытына иекемделуі маусымдық ырғақтылықтың қалыптасуына әкелді. Жаздың қыстан айырмасы организмдердің тіршілігі үшін қолайлы жағдайды қалыптастырады. Тәуліктің бір бөлігіндегі дыбыстайтын экзогенді фазалардың сигнальдың ұзақтығы: ұзақ күн басында қолайлы фаза, қысқа күн қолайсыз фаза. Организмнің тіршілігіндегі үдерістерінде суды транспирация, тынысалу, бөлу нәтижелерінде үздіксіз жоғалтады, организмнің қалыпты қалыптасуы үшін жоғалған судың орыны үздіксіз толтырылып тұруы қажет. Өсімдіктер мен жануарлардың тарихи даму үдерісінде суды алудың және шығынын экономдаудың әртүрлі шаралары жасалынды. Түрлердің суды қажет етуіне байланысты олардың географиялық таралуы мен экотоптар бойынша бөлінуі әртүрлі. Организмдердің суға деген қажеттілігін топырақтық және атмосфералық су есебінен қанағаттандырылады. Топырақтағы және ауадағы судың негізгі көзі атмосфералық ылғалдылық боп саналады. Жыл бойындағы булану (ашық су бетінің булануы) жылдық ылғалдылықтан асу аридті (қурап қалған ) қатысты болса; бұл жерлерде өсімдіктер мен жануарлар судың жетіспеушілігін сезінеді, булану жүріп жатқан аумақтың үстіндегі ылғалдылықты (шырынды) атайды. Өтпелі аумақты жартылай құрғақтанған, құрғақшылық (құрғақшылығы өте жоғары) деп аталады. Өсімдіктердің мен жер үстіндегі жануарлар көп бөлігі ауадағы бу түріндегі Н2О пайдалана алмайды, себебі ішкі ортада олардың терісін әртүрлі жабындылар (кутикула, эпидермис, тері жабындысы, қабық) қаптаған, олар судың жоғалуынан қорғайды. Топырақ ортасы ауа ортасымен салыстырғанда дымқыл боп келеді, сондықтан топырақты мекендеушілердің көпшілігі қатты жабындыларынан айырылған, сол себептен де топырақтағы ылғал жоғары бетінен олардың денесі арқылы ішкі бөлігіне еркін өте береді. Жер астындағы организмдердің сыртқы жамылғыларын алмастыратын әртүрлі саңылаулары (тесіктер, устьица) бар, олар арқылы газ алмасу және транспирация жүзеге асады. Ауаның ылғалдылығы өсімдіктердегі транспирацияның (буланудың) және жануарларда тердің бөлуіне әсер етеді. Ауа құрғақ болған сайын организмдер суды көп мөлшерде булану арқылы жоғалтады. Сонымен бірге, дене температурасы түседі. Дегенмен де, булану қарқындылығы шектеусіз өсе бермейді, себебі организм денесіндегі және қоректік ортасындағы су қоры шектеулі. Организмдердің суды тұтынуына және қоректену ортасындағы ылғалдылықтың әртүрлі болуына және организмдердің икемделу қабілетіне байланысты 4 негізгі топқа бөледі: 1) судағылар (гидрофитті-өсімдіктер, гидрофилді-жануарлар); 2) қоректік ортасында ылғалдылықтың жоқ болуы (гигрофиттер, гигрофилдер); 3) ылғалдылық жағдайы орташа (мезофиттер, мезофилдер); 4) ылғалдылық жағдайы құрғақшылық (ксерофиттер, ксерофилдер). Суда тіршілік ететін организмдер әрдайым суда өмір сүреді (құмыра гүлділер, рдесттер, балдырлар; шаянтәрізді – гидрофилдер, балықтар, теңіздегі сүтқоректілер) жатады. Гигрофиттер және гигрофилдер су шығынын шектеу және олардың аз бөлігінің жоғалтуға да қабілетсіз. Гигрофиттерге шөптесін өсімдіктер және ылғалда өсетін эпифиттер, тропикалық ормандар, қара қылқан жапырақты ормандар, жақсы жарықталған жерлерде өсетіндер, мәдени өсімдіктердің ішінде – күрішті жатқызуға болады, бірақта топырақтағы ылғалдылықтың мөлшері мол боп келеді. Гигрофилдерге - қосмекенділердің ересек ірі дарақтары, көк бауыр аяқты моллюскалар, жаңбыр жауынқұрты және т.б. Ксерофиттер және ксерофилдер ылғалдылықтың жетіспеушілігіне, қуаңшылыққа төзімді, организмдердің әртүрлі морфолог-анатомиялық және физиологиялық икемділігін табуға болады. Ксерофиттер шөлде және далада өсетін өсімдіктер: кесірткенің көптеген түрлері, сүтқоректілер, жәндіктер, өрмекшітәрізділер болып табылады. Мезофиттер су мен ауа ылғалдылығын тұтынуы аз болуымен, құрғақ және ылғалды ауыспалы кезеңдерді өткізуге қабілеттілігімен ерекшеленеді. Оларға жататындар ауа-райының шамалы аумақтағы шабындық, ормандағы шөп жамылғысы, жапырақты бұташықтар және ағаштың түрлері, мәдени өсімдіктердің көпшілігі (астықдақылдылар, көкөністер, жеміс-жидек), қоңыржай аймақтың жануарлары. Су биотоптарының өз арасындағы қарым-қатынасты ажырататын негізгі көрсеткіші судың тереңдігі пелиагиаль және су қоймасының беті бөлігі – бенталь. Организмдердің пелагиялды формаларын плактондар (самғау) және нектондар (жүзетін формалары) көрсетеді. Планктондарға (балдырлар, қарапайымдылар, коловраткалар, шаянтәрізділер және т.б.) Нектондарға – балықтар, бас - аяқты моллюскалар, киттәрізділер, ескек аяқты, тасбақа, теңiз жұлдыздары тағы басқаларын жатқызуға болады. Бентосты организмдер отыратын және жүзетін деп бөлінеді. Отыратындарға (губкалар, ішек-қарындылар, тікентерілілер). Қозғалмалы формаларына: жүзетіндер (камбалалар, скаттар, омыртқасыздардың қатары), тереңдікте қозғалатын (крабтар, құрттар), еркін жататындар (моллюскалардың кейбіреулері). жүктеу/скачать 7.62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|