ხმელეთზე ცხოვრება ისეთ ადაპტაციას მოითხოვდა, რაც მხოლოდ მაღალ ორგანიზებულ ცოცხალ ორგანიზმებში იყო შესაძლებელი. სახმელეთო-ჰაერის გარემო უფრო რთულია სიცოცხლისათვის, ხასიათდება ჟანგბადის მაღალი შემცველობით, წყლის ორთქლის მცირე რაოდენობით, დაბალი სიმკვრივით და ა.შ. ამან მნიშვნელოვნად შეცვალა ცოცხალი არსებების სუნთქვის, წყლის გაცვლის და მოძრაობის პირობები.

ჰაერის დაბალი სიმკვრივე განსაზღვრავს მის დაბალ ამწევ ძალას და უმნიშვნელო ტარების სიმძლავრეს. ჰაერის ორგანიზმებს უნდა ჰქონდეთ საკუთარი დამხმარე სისტემა, რომელიც მხარს უჭერს სხეულს: მცენარეები - სხვადასხვა მექანიკური ქსოვილები, ცხოველები - მყარი ან ჰიდროსტატიკური ჩონჩხი. გარდა ამისა, ჰაერის გარემოს ყველა მკვიდრი მჭიდროდ არის დაკავშირებული დედამიწის ზედაპირთან, რომელიც ემსახურება მათ მიმაგრებასა და მხარდაჭერას.

ჰაერის დაბალი სიმკვრივე უზრუნველყოფს დაბალი მოძრაობის წინააღმდეგობას. ამიტომ ბევრმა ხმელეთის ცხოველმა შეიძინა ფრენის უნარი. ყველა ხმელეთის არსებების 75%, ძირითადად მწერები და ფრინველები, ადაპტირებულია აქტიურ ფრენაზე.

ჰაერის მობილურობის, ატმოსფეროს ქვედა ფენებში არსებული ჰაერის მასების ვერტიკალური და ჰორიზონტალური ნაკადების გამო, შესაძლებელია ორგანიზმების პასიური ფრენა. ამ მხრივ, ბევრ სახეობას განუვითარდა ანემოქორია - განსახლება ჰაერის დინების დახმარებით. ანემოქორია დამახასიათებელია სპორების, მცენარეების თესლებისა და ნაყოფის, პროტოზოული ცისტების, წვრილფეხა მწერების, ობობების და სხვ. ჰაერის დინებით პასიურად გადაყვანილ ორგანიზმებს ერთობლივად აეროპლანქტონს უწოდებენ.

ხმელეთის ორგანიზმები არსებობენ შედარებით დაბალი წნევის პირობებში ჰაერის დაბალი სიმკვრივის გამო. ჩვეულებრივ, ის უდრის 760 მმ Hg-ს. სიმაღლის მატებასთან ერთად წნევა მცირდება. დაბალმა წნევამ შესაძლოა შეზღუდოს სახეობების გავრცელება მთებში. ხერხემლიანებისთვის სიცოცხლის ზედა ზღვარი დაახლოებით 60 მმ-ია. წნევის დაქვეითება იწვევს ცხოველების ჟანგბადის მიწოდების შემცირებას და გაუწყლოებას სუნთქვის სიხშირის გაზრდის გამო. მთებში წინსვლის დაახლოებით იგივე საზღვრები აქვს უფრო მაღალ მცენარეებს. გარკვეულწილად უფრო გამძლეა ფეხსახსრიანები, რომლებიც გვხვდება მცენარეულობის ხაზის ზემოთ მყინვარებზე.

ჰაერის გაზის შემადგენლობა. ჰაერის გარემოს ფიზიკური თვისებების გარდა, ხმელეთის ორგანიზმების არსებობისთვის ძალიან მნიშვნელოვანია მისი ქიმიური თვისებები. ჰაერის აირის შემადგენლობა ატმოსფეროს ზედაპირულ ფენაში საკმაოდ ერთგვაროვანია ძირითადი კომპონენტების შემცველობით (აზოტი - 78,1%, ჟანგბადი - 21,0%, არგონი - 0,9%, ნახშირორჟანგი - 0,003% მოცულობით).

ჟანგბადის მაღალმა შემცველობამ ხელი შეუწყო ხმელეთის ორგანიზმების მეტაბოლიზმის ზრდას პირველად წყალთან შედარებით. სწორედ ხმელეთის გარემოში, ორგანიზმში ოქსიდაციური პროცესების მაღალი ეფექტურობის საფუძველზე, წარმოიშვა ცხოველთა ჰომეოთერმია. ჰაერში მუდმივი მაღალი შემცველობის გამო ჟანგბადი არ არის ხმელეთის გარემოში სიცოცხლის შემზღუდველი ფაქტორი.

ნახშირორჟანგის შემცველობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ჰაერის ზედაპირული ფენის გარკვეულ ადგილებში საკმაოდ მნიშვნელოვან საზღვრებში. გაზრდილი ჰაერის გაჯერება CO-თ? გვხვდება ვულკანური აქტივობის ზონებში, თერმული წყაროებთან და ამ გაზის სხვა მიწისქვეშა გასასვლელებთან. მაღალი კონცენტრაციით ნახშირორჟანგი ტოქსიკურია. ბუნებაში, ასეთი კონცენტრაციები იშვიათია. CO 2-ის დაბალი შემცველობა აფერხებს ფოტოსინთეზის პროცესს. შიდა პირობებში, თქვენ შეგიძლიათ გაზარდოთ ფოტოსინთეზის სიჩქარე ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის გაზრდით. ეს გამოიყენება სათბურებისა და სათბურების პრაქტიკაში.

ჰაერის აზოტი ხმელეთის გარემოს მცხოვრებთა უმეტესობისთვის არის ინერტული გაზი, მაგრამ ცალკეულ მიკროორგანიზმებს (კვანძოვანი ბაქტერიები, აზოტის ბაქტერიები, ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეები და ა.

ტენიანობის დეფიციტი სიცოცხლის სახმელეთო-ჰაეროვანი გარემოს ერთ-ერთი არსებითი მახასიათებელია. ხმელეთის ორგანიზმების მთელი ევოლუცია ექვემდებარებოდა ადაპტაციის ნიშანს ტენიანობის მოპოვებასა და კონსერვაციაზე. ხმელეთზე გარემოს ტენიანობის რეჟიმები ძალიან მრავალფეროვანია - ტროპიკების ზოგიერთ რაიონში ჰაერის წყლის ორთქლით სრული და მუდმივი გაჯერებიდან დაწყებული უდაბნოების მშრალ ჰაერში მათი თითქმის სრული არარსებობით. ასევე მნიშვნელოვანია ატმოსფეროში წყლის ორთქლის შემცველობის ყოველდღიური და სეზონური ცვალებადობა. ხმელეთის ორგანიზმების წყალმომარაგება ასევე დამოკიდებულია ნალექების რეჟიმზე, რეზერვუარების არსებობაზე, ნიადაგის ტენიანობის რეზერვებზე, მიწისქვეშა წყლების სიახლოვეს და ა.შ.

ამან განაპირობა ხმელეთის ორგანიზმებში ადაპტაციის განვითარება წყალმომარაგების სხვადასხვა რეჟიმებთან.

ტემპერატურული რეჟიმი. ჰაერ-სახმელეთო გარემოს შემდეგი განმასხვავებელი თვისებაა ტემპერატურის მნიშვნელოვანი რყევები. უმეტეს ხმელეთზე, ყოველდღიური და წლიური ტემპერატურის ამპლიტუდა ათობით გრადუსია. ხმელეთის მაცხოვრებლების გარემოში ტემპერატურის ცვლილებებისადმი წინააღმდეგობა ძალიან განსხვავებულია, რაც დამოკიდებულია კონკრეტულ ჰაბიტატზე, რომელშიც ისინი ცხოვრობენ. თუმცა, ზოგადად, ხმელეთის ორგანიზმები ბევრად უფრო ევრითერმულია, ვიდრე წყლის ორგანიზმები.

სახმელეთო ჰაერის გარემოში ცხოვრების პირობები გართულებულია, გარდა ამისა, ამინდის ცვლილებების არსებობით. ამინდი - ატმოსფეროს მუდმივად ცვალებადი მდგომარეობა ნასესხები ზედაპირის მახლობლად, დაახლოებით 20 კმ სიმაღლემდე (ტროპოსფეროს საზღვარი). ამინდის ცვალებადობა გამოიხატება ისეთი გარემო ფაქტორების კომბინაციის მუდმივ ცვალებადობაში, როგორიცაა ტემპერატურა, ჰაერის ტენიანობა, ღრუბლიანობა, ნალექი, ქარის სიძლიერე და მიმართულება და ა.შ. გრძელვადიანი ამინდის რეჟიმი ახასიათებს ტერიტორიის კლიმატს. "კლიმატის" კონცეფცია მოიცავს არა მხოლოდ მეტეოროლოგიური ფენომენების საშუალო მნიშვნელობებს, არამედ მათ წლიურ და ყოველდღიურ კურსს, მისგან გადახრას და მათ სიხშირეს. კლიმატი განისაზღვრება ტერიტორიის გეოგრაფიული პირობებით. ძირითადი კლიმატური ფაქტორები - ტემპერატურა და ტენიანობა - იზომება ნალექების რაოდენობით და ჰაერის გაჯერებით წყლის ორთქლით.

ხმელეთის ორგანიზმების უმრავლესობისთვის, განსაკუთრებით პატარებისთვის, ტერიტორიის კლიმატი არ არის იმდენად მნიშვნელოვანი, რამდენადაც მათი უშუალო ჰაბიტატის პირობები. ძალიან ხშირად გარემოს ადგილობრივი ელემენტები (რელიეფი, ექსპოზიცია, მცენარეულობა და ა.შ.) ცვლის ტემპერატურის, ტენიანობის, სინათლის, ჰაერის მოძრაობის რეჟიმს კონკრეტულ ტერიტორიაზე ისე, რომ მნიშვნელოვნად განსხვავდება ტერიტორიის კლიმატური პირობებისგან. კლიმატის ასეთ მოდიფიკაციას, რომელიც ყალიბდება ჰაერის ზედაპირულ ფენაში, ეწოდება მიკროკლიმატი. თითოეულ ზონაში მიკროკლიმატი ძალიან მრავალფეროვანია. შეიძლება გამოირჩეოდეს ძალიან მცირე ტერიტორიების მიკროკლიმატი.

სახმელეთო ჰაერის გარემოს სინათლის რეჟიმსაც აქვს გარკვეული მახასიათებლები. სინათლის ინტენსივობა და რაოდენობა აქ ყველაზე დიდია და პრაქტიკულად არ ზღუდავს მწვანე მცენარეების სიცოცხლეს, როგორც წყალში ან ნიადაგში. ხმელეთზე შესაძლებელია უკიდურესად ფოტოფილური სახეობების არსებობა. ხმელეთის ცხოველების აბსოლუტური უმრავლესობისთვის, რომლებსაც აქვთ ყოველდღიური და ღამის აქტივობაც კი, ხედვა არის ორიენტაციის ერთ-ერთი მთავარი გზა. ხმელეთის ცხოველებში მხედველობა აუცილებელია მტაცებლის საპოვნელად და ბევრ სახეობას აქვს ფერადი ხედვაც კი. ამასთან დაკავშირებით, მსხვერპლს უვითარდება ისეთი ადაპტაციური თვისებები, როგორიცაა თავდაცვითი რეაქცია, შენიღბვა და გამაფრთხილებელი შეფერილობა, მიმიკა და ა.შ. წყლის ცხოვრებაში, ასეთი ადაპტაციები გაცილებით ნაკლებად არის განვითარებული. უმაღლესი მცენარეების ნათელი ფერის ყვავილების გაჩენა ასევე დაკავშირებულია დამბინძურებლების აპარატის თავისებურებებთან და, საბოლოო ჯამში, გარემოს სინათლის რეჟიმთან.

რელიეფის რელიეფი და ნიადაგის თვისებები ასევე არის ხმელეთის ორგანიზმების და, პირველ რიგში, მცენარეების სიცოცხლის პირობები. დედამიწის ზედაპირის თვისებებს, რომლებიც ეკოლოგიურ ზემოქმედებას ახდენს მის მკვიდრებზე, აერთიანებს „ედაფიური გარემო ფაქტორები“ (ბერძნულიდან „ედაფოს“ - „ნიადაგი“).

ნიადაგის სხვადასხვა თვისებებთან დაკავშირებით შეიძლება გამოიყოს მცენარეთა მთელი რიგი ეკოლოგიური ჯგუფი. ასე რომ, ნიადაგის მჟავიანობაზე რეაქციის მიხედვით განასხვავებენ:

1) აციდოფილური სახეობები - იზრდება მჟავე ნიადაგებზე, რომელთა pH მინიმუმ 6,7 (სფაგნუმის ჭაობების მცენარეები);

2) ნეიტროფილური - იზრდება 6,7–7,0 pH ნიადაგებზე (უმეტესად კულტივირებული მცენარეები);

3) ბაზიფილური - იზრდება 7.0-ზე მეტი pH (მორდოვნიკი, ტყის ანემონი);

4) გულგრილი - შეიძლება გაიზარდოს სხვადასხვა pH მნიშვნელობის მქონე ნიადაგებზე (ველის შროშანა).

მცენარეები ასევე განსხვავდებიან ნიადაგის ტენიანობის მიხედვით. ზოგიერთი სახეობა შემოიფარგლება სხვადასხვა სუბსტრატებით, მაგალითად, პეტროფიტები იზრდება კლდოვან ნიადაგებზე, ხოლო პასმოფიტები ბინადრობენ თავისუფალ ქვიშაში.

რელიეფი და ნიადაგის ბუნება გავლენას ახდენს ცხოველების გადაადგილების სპეციფიკაზე: მაგალითად, ჩლიქოსნები, სირაქლემები, ბუსტერები, რომლებიც ცხოვრობენ ღია სივრცეებში, მყარ მიწაზე, სირბილის დროს მოგერიების გასაძლიერებლად. ხვლიკებში, რომლებიც ცხოვრობენ ფხვიერ ქვიშაში, თითები რქოვანი ქერცლებით არის შემოსილი, რაც ზრდის მხარდაჭერას. ხმელეთის მცხოვრებთათვის, რომლებიც თხრიან ორმოებს, მკვრივი ნიადაგი არახელსაყრელია. ნიადაგის ბუნება გარკვეულ შემთხვევებში გავლენას ახდენს ხმელეთის ცხოველების განაწილებაზე, რომლებიც თხრიან ნახვრეტებს ან იჭრებიან მიწაში, ან დებენ კვერცხებს ნიადაგში და ა.შ.



ხმელეთ-ჰაერის ჰაბიტატი მთელი ევოლუციის მანძილზე შეისწავლეს გაცილებით გვიან, ვიდრე წყლის. მისი გამორჩეული თვისება ის არის, რომ არის აირისებრი, ამიტომ შემადგენლობაში ჭარბობს მნიშვნელოვანი ჟანგბადის შემცველობა, ასევე დაბალი წნევა, ტენიანობა და სიმკვრივე.

ასეთი ევოლუციური პროცესის დიდი ხნის განმავლობაში, ფლორასა და ფაუნას სჭირდებოდა გარკვეული ქცევის და ფიზიოლოგიის, ანატომიური და სხვა ადაპტაციების ჩამოყალიბება, მათ შეძლეს მოერგებინათ გარემომცველი სამყაროს ცვლილებებთან.

დამახასიათებელი

გარემო ხასიათდება:

• ჰაერში ტემპერატურისა და ტენიანობის დონის მუდმივი ცვლილება;
• დღისა და სეზონების გავლა;
• სინათლის დიდი ინტენსივობა;
• ტერიტორიული მდებარეობის ფაქტორების დამოკიდებულება.

თავისებურებები

გარემოს თავისებურება ის არის, რომ მცენარეებს შეუძლიათ მიწაში ფესვის გაღება, ხოლო ცხოველებს შეუძლიათ გადაადგილება ჰაერისა და ნიადაგის სივრცეში. ყველა მცენარეს აქვს სტომატოლოგიური აპარატი, რომლის დახმარებით მსოფლიოს მიწის ორგანიზმებს შეუძლიათ ჟანგბადის მიღება პირდაპირ ჰაერიდან. ჰაერის დაბალმა ტენიანობამ და მასში ჟანგბადის უპირატესმა არსებობამ განაპირობა ცხოველებში სასუნთქი ორგანოების - ტრაქეისა და ფილტვების გამოჩენა. კარგად განვითარებული ჩონჩხის სტრუქტურა საშუალებას აძლევს დამოუკიდებელ მოძრაობას ადგილზე და უზრუნველყოფს სხეულისა და ორგანოების ძლიერ მხარდაჭერას, გარემოს დაბალი სიმკვრივის გათვალისწინებით.

ცხოველები

ცხოველთა სახეობების ძირითადი ნაწილი ცხოვრობს მიწა-ჰაერულ გარემოში: ფრინველები, ცხოველები, ქვეწარმავლები და მწერები.

ადაპტაცია და ფიტნესი (მაგალითები)

ცოცხალმა ორგანიზმებმა შეიმუშავეს გარკვეული ადაპტაცია გარემომცველი სამყაროს ნეგატიურ ფაქტორებთან: ადაპტაცია ტემპერატურისა და კლიმატის ცვლილებებთან, სხეულის სპეციალური სტრუქტურა, თერმორეგულაცია, აგრეთვე სიცოცხლის ციკლების ცვლილება და დინამიკა. მაგალითად, ზოგიერთი მცენარე სიცივისა და გვალვის პერიოდში ნორმალური მდგომარეობის შესანარჩუნებლად ცვლის ყლორტებს და ფესვთა სისტემას. ბოსტნეულის ფესვებში - ჭარხალი და სტაფილო, ყვავილების ფოთლებში - ალოე, ტიტებისა და პრასის ბოლქვში ინახება საკვები ნივთიერებები და ტენიანობა.

ზაფხულში და ზამთარში სხეულის ტემპერატურის უცვლელად შესანარჩუნებლად ცხოველებმა შეიმუშავეს გარე სამყაროსთან სითბოს გაცვლისა და თერმორეგულაციის სპეციალური სისტემა. მცენარეებმა განავითარეს ყვავილის მტვერი და ქარის მიერ გადატანილი თესლი გამრავლებისთვის. ეს მცენარეები ცალსახად განლაგებულია მტვრის თვისებების გასაუმჯობესებლად, რაც იწვევს ეფექტურ დამტვერვას. ცხოველებმა მოიპოვეს მიზანმიმართული მობილურობა საკვების მისაღებად. ჩამოყალიბდა აბსოლუტური მექანიკური, ფუნქციური და რესურსული კავშირი დედამიწასთან.

• გარემოს მაცხოვრებლებისთვის შეზღუდული ფაქტორი წყლის წყაროების ნაკლებობაა.
• ცოცხალ ორგანიზმებს შეუძლიათ შეცვალონ სხეულის ფორმა ჰაერში დაბალი სიმკვრივის გამო. მაგალითად, ჩონჩხის სექციების ფორმირება მნიშვნელოვანია ცხოველებისთვის, ხოლო ფრინველებს სჭირდებათ გლუვი ფრთის ფორმა და სხეულის სტრუქტურა.
• მცენარეებს სჭირდებათ მოქნილი შემაერთებელი ქსოვილები, ასევე დამახასიათებელი გვირგვინის ფორმისა და ყვავილების არსებობა.
• ფრინველები და ძუძუმწოვრები თბილსისხლიანობის ფუნქციის შეძენას ევალებათ ჰაერის თვისებების - თბოგამტარობის, სითბოს სიმძლავრის არსებობას.

დასკვნები

სახმელეთო ჰაერის ჰაბიტატი უჩვეულოა გარემო ფაქტორების მხრივ. მასში ცხოველებისა და მცენარეების დარჩენა შესაძლებელია მათში მრავალი ადაპტაციის გაჩენისა და ჩამოყალიბების გამო. ყველა მკვიდრი განუყოფელია დედამიწის ზედაპირისგან დამაგრებისა და სტაბილური საყრდენისთვის. ამ მხრივ ნიადაგი განუყოფელია წყლისა და ხმელეთის გარემოსგან, რომელიც დიდ როლს ასრულებს ცხოველთა და მცენარეთა სამყაროს ევოლუციაში.

ბევრი ადამიანისთვის ეს იყო ხიდი, რომლითაც წყლის წყაროების ორგანიზმები გადადიოდნენ ხმელეთის ცხოვრების პირობებში და ამით დაიპყრეს მიწა. ფლორისა და ფაუნის განაწილება მთელ პლანეტაზე დამოკიდებულია ნიადაგის შემადგენლობაზე და რელიეფზე, ცხოვრების წესის მიხედვით.

ბოლო დროს, ხმელეთ-ჰაერის გარემო შეიცვალა ადამიანის საქმიანობის გამო. ადამიანები ხელოვნურად გარდაქმნიან ბუნებრივ ლანდშაფტებს, წყლის ობიექტების რაოდენობასა და ზომას. ასეთ ვითარებაში, ბევრ ორგანიზმს არ შეუძლია სწრაფად შეეგუოს ახალ საცხოვრებელ პირობებს. აუცილებელია დაიმახსოვროთ ეს და შეწყვიტოთ ადამიანების ნეგატიური ჩარევა ცხოველებისა და მცენარეების მიწა-ჰაერში!

სახმელეთო-ჰაბიტატი

ევოლუციის პროცესში ეს გარემო წყალზე უფრო გვიან აითვისა. გარემო ფაქტორები ხმელეთსა და ჰაერში სხვა ჰაბიტატებისაგან განსხვავდება სინათლის მაღალი ინტენსივობით, ჰაერის ტემპერატურისა და ტენიანობის მნიშვნელოვანი რყევებით, ყველა ფაქტორის გეოგრაფიულ მდებარეობასთან შეფარდებით, წელიწადის სეზონებისა და დღის დროით. გარემო აირისებრია, ამიტომ ხასიათდება დაბალი ტენიანობით, სიმკვრივით და წნევით, ჟანგბადის მაღალი შემცველობით.

სინათლის, ტემპერატურის, ტენიანობის აბიოტიკური გარემო ფაქტორების დახასიათება - იხილეთ წინა ლექცია.

ატმოსფეროს გაზის შემადგენლობაასევე მნიშვნელოვანი კლიმატური ფაქტორია. დაახლოებით 3-3,5 მილიარდი წლის წინ ატმოსფერო შეიცავდა აზოტს, ამიაკს, წყალბადს, მეთანს და წყლის ორთქლს და მასში თავისუფალი ჟანგბადი არ იყო. ატმოსფეროს შემადგენლობა დიდწილად განისაზღვრა ვულკანური გაზებით.

ამჟამად ატმოსფერო ძირითადად შედგება აზოტის, ჟანგბადისა და შედარებით მცირე რაოდენობით არგონისა და ნახშირორჟანგისგან. ატმოსფეროში არსებული ყველა სხვა აირი შეიცავს მხოლოდ კვალი რაოდენობით. ბიოტასთვის განსაკუთრებული მნიშვნელობა აქვს ჟანგბადის და ნახშირორჟანგის შედარებით შემცველობას.

ჟანგბადის მაღალმა შემცველობამ ხელი შეუწყო ხმელეთის ორგანიზმების მეტაბოლიზმის ზრდას პირველად წყალთან შედარებით. სწორედ ხმელეთის გარემოში, ორგანიზმში ოქსიდაციური პროცესების მაღალი ეფექტურობის საფუძველზე, წარმოიშვა ცხოველური ჰომოიოთერმია. ჟანგბადი, ჰაერში მუდმივად მაღალი შემცველობის გამო, არ არის ხმელეთის გარემოში სიცოცხლის შეზღუდვის ფაქტორი. მხოლოდ ადგილებზე, კონკრეტულ პირობებში, იქმნება დროებითი დეფიციტი, მაგალითად, დამპალი მცენარის ნარჩენების დაგროვება, მარცვლეულის მარაგი, ფქვილი და ა.შ.

ნახშირორჟანგის შემცველობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ჰაერის ზედაპირული ფენის გარკვეულ ადგილებში საკმაოდ მნიშვნელოვან საზღვრებში. მაგალითად, დიდი ქალაქების ცენტრში ქარის არარსებობის შემთხვევაში, მისი კონცენტრაცია ათჯერ იზრდება. ზედაპირულ ფენებში ნახშირორჟანგის შემცველობის ყოველდღიური ცვლილებები რეგულარულია, დაკავშირებულია მცენარეთა ფოტოსინთეზის რიტმთან და სეზონური, ცოცხალი ორგანიზმების, ძირითადად, ნიადაგების მიკროსკოპული პოპულაციის სუნთქვის ინტენსივობის ცვლილების გამო. გაზრდილი ჰაერის გაჯერება ნახშირორჟანგით ხდება ვულკანური აქტივობის ზონებში, თერმული წყაროებთან და ამ გაზის სხვა მიწისქვეშა გასასვლელებთან. ნახშირორჟანგის დაბალი შემცველობა აფერხებს ფოტოსინთეზის პროცესს. შიდა პირობებში ფოტოსინთეზის სიჩქარე შეიძლება გაიზარდოს ნახშირორჟანგის კონცენტრაციის გაზრდით; ეს გამოიყენება სათბურებისა და სათბურების პრაქტიკაში.

ჰაერის აზოტი ხმელეთის გარემოს მცხოვრებთა უმეტესობისთვის არის ინერტული აირი, მაგრამ რიგ მიკროორგანიზმებს (კვანძოვანი ბაქტერიები, აზოტობაქტერიები, კლოსტრიდიები, ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები და ა.შ.) აქვთ მისი შებოჭვის და ბიოლოგიურ ციკლში ჩართვის უნარი.

ჰაერში შემავალი ადგილობრივი მინარევები ასევე შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს ცოცხალ ორგანიზმებზე. ეს განსაკუთრებით ეხება ტოქსიკურ აირისებრ ნივთიერებებს - მეთანს, გოგირდის ოქსიდს (IV), ნახშირბადის მონოქსიდს (II), აზოტის ოქსიდს (IV), წყალბადის სულფიდს, ქლორის ნაერთებს, აგრეთვე მტვრის, ჭვარტლის ნაწილაკებს და ა.შ., რომლებიც აბინძურებენ ჰაერს. ინდუსტრიულ ადგილებში. ატმოსფეროს ქიმიური და ფიზიკური დაბინძურების მთავარი თანამედროვე წყარო ანთროპოგენურია: სხვადასხვა სამრეწველო საწარმოებისა და ტრანსპორტის მუშაობა, ნიადაგის ეროზია და ა.შ. მაგალითად, გოგირდის ოქსიდი (SO 2), მცენარეებისთვის შხამიანია თუნდაც ორმოცდაათი კონცენტრაციით. ჰაერის მოცულობის მეათასედიდან მემილიონედმდე.. მცენარეთა ზოგიერთი სახეობა განსაკუთრებით მგრძნობიარეა S0 2-ის მიმართ და ემსახურება ჰაერში მისი დაგროვების მგრძნობიარე ინდიკატორს (მაგალითად, ლიქენები.

ჰაერის დაბალი სიმკვრივეგანსაზღვრავს მის დაბალ ამწევ ძალას და უმნიშვნელო ტარების სიმძლავრეს. ჰაერის მაცხოვრებლებს უნდა ჰქონდეთ საკუთარი დამხმარე სისტემა, რომელიც მხარს უჭერს სხეულს: მცენარეები - სხვადასხვა მექანიკური ქსოვილები, ცხოველები - მყარი ან, უფრო იშვიათად, ჰიდროსტატიკური ჩონჩხი. გარდა ამისა, ჰაერის გარემოს ყველა მკვიდრი მჭიდროდ არის დაკავშირებული დედამიწის ზედაპირთან, რომელიც ემსახურება მათ მიმაგრებასა და მხარდაჭერას. ჰაერში შეჩერებულ მდგომარეობაში ცხოვრება შეუძლებელია. მართალია, ბევრი მიკროორგანიზმი და ცხოველი, სპორები, მცენარეების თესლი და მტვერი რეგულარულად არის ჰაერში და გადატანილია ჰაერის ნაკადებით (ანემოქორია), ბევრ ცხოველს შეუძლია აქტიური ფრენა, მაგრამ ყველა ამ სახეობაში მათი სასიცოცხლო ციკლის მთავარი ფუნქციაა. - რეპროდუქცია - ხორციელდება დედამიწის ზედაპირზე. მათი უმრავლესობისთვის ჰაერში ყოფნა დაკავშირებულია მხოლოდ განსახლებასთან ან მტაცებლის ძიებასთან.

ქარიმას აქვს შემზღუდველი ეფექტი ორგანიზმების აქტივობაზე და თანაბარ განაწილებაზე. ქარს შეუძლია მცენარეების გარეგნობაც კი შეცვალოს, განსაკუთრებით ისეთ ჰაბიტატებში, როგორიცაა ალპური ზონები, სადაც სხვა ფაქტორები ზღუდავს. ღია მთის ჰაბიტატებში ქარი ზღუდავს მცენარის ზრდას, რის გამოც მცენარეები ქარისკენ იხრება. გარდა ამისა, ქარი ზრდის აორთქლებას დაბალი ტენიანობის პირობებში. დიდი მნიშვნელობა აქვს ქარიშხლებითუმცა მათი მოქმედება წმინდა ლოკალურია. ქარიშხლებს, ისევე როგორც ჩვეულებრივ ქარებს, შეუძლიათ ცხოველებისა და მცენარეების გადატანა დიდ დისტანციებზე და ამით შეცვალონ თემების შემადგენლობა.

წნევაროგორც ჩანს, არ არის პირდაპირი მოქმედების შემზღუდველი ფაქტორი, მაგრამ ის პირდაპირ კავშირშია ამინდთან და კლიმატთან, რომლებსაც აქვთ პირდაპირი შემზღუდველი ეფექტი. ჰაერის დაბალი სიმკვრივე იწვევს ხმელეთზე შედარებით დაბალ წნევას. ჩვეულებრივ, ის უდრის 760 მმ Hg-ს, ხელოვნება. სიმაღლის მატებასთან ერთად წნევა მცირდება. 5800 მ სიმაღლეზე ეს მხოლოდ ნახევრად ნორმალურია. დაბალმა წნევამ შესაძლოა შეზღუდოს სახეობების გავრცელება მთებში. ხერხემლიანთა უმეტესობისთვის სიცოცხლის ზედა ზღვარი არის დაახლოებით 6000 მ. წნევის დაქვეითება იწვევს ჟანგბადის მიწოდების შემცირებას და ცხოველების გაუწყლოებას სუნთქვის სიხშირის გაზრდის გამო. დაახლოებით იგივეა უმაღლესი მცენარეების მთებზე წინსვლის საზღვრები. რამდენადმე უფრო გამძლეა ფეხსახსრიანები (ზამბარა, ტკიპები, ობობები), რომლებიც გვხვდება მცენარეულობის საზღვრებს ზემოთ მყინვარებზე.

ზოგადად, ყველა ხმელეთის ორგანიზმი ბევრად უფრო სტენობატურია, ვიდრე წყლის.

დედამიწის გარსების ფენიანი სტრუქტურა და ატმოსფეროს შემადგენლობა; სინათლის რეჟიმი, როგორც მიწა-ჰაერის გარემოს ფაქტორი; ორგანიზმების ადაპტაცია სინათლის სხვადასხვა რეჟიმებთან; ტემპერატურული პირობები მიწა-ჰაერის გარემოში, ტემპერატურის ადაპტაცია; ჰაერის დაბინძურება

სახმელეთო-ჰაერი გარემო ყველაზე რთულია ცხოვრების ეკოლოგიური პირობების თვალსაზრისით. ხმელეთზე ცხოვრება მოითხოვდა ისეთ მორფოლოგიურ და ბიოქიმიურ ადაპტაციას, რაც შესაძლებელი იყო მხოლოდ მცენარეებისა და ცხოველების ორგანიზების საკმარისად მაღალი დონით. ნახ. 2 გვიჩვენებს დედამიწის ჭურვების დიაგრამას. გარე ნაწილი შეიძლება მივაკუთვნოთ მიწა-ჰაერ გარემოს ლითოსფეროდა ქვედა ატმოსფერო.ატმოსფეროს, თავის მხრივ, საკმაოდ გამოხატული ფენოვანი სტრუქტურა აქვს. ატმოსფეროს ქვედა ფენები ნაჩვენებია ნახ. 2. ვინაიდან ცოცხალი არსებების დიდი ნაწილი ტროპოსფეროში ცხოვრობს, სწორედ ატმოსფეროს ეს ფენა შედის მიწა-ჰაერის გარემოს კონცეფციაში. ტროპოსფერო ატმოსფეროს ყველაზე დაბალი ნაწილია. მისი სიმაღლე სხვადასხვა რაიონებში 7-დან 18 კმ-მდეა, შეიცავს წყლის ორთქლის დიდ ნაწილს, რომელიც კონდენსაციის შედეგად ღრუბლებს ქმნის. ტროპოსფეროში არის ჰაერის ძლიერი მოძრაობა და ტემპერატურა ეცემა საშუალოდ 0,6 ° C-ით ყოველ 100 მ-ზე აწევით.

დედამიწის ატმოსფერო შედგება აირების მექანიკური ნარევისგან, რომლებიც ქიმიურად არ მოქმედებენ ერთმანეთზე. მასში მიმდინარეობს ყველა მეტეოროლოგიური პროცესი, რომლის მთლიანობას ე.წ კლიმატი.ატმოსფეროს ზედა საზღვარი პირობითად ითვლება 2000 კმ, ანუ მისი სიმაღლე დედამიწის რადიუსის V 3 ნაწილია. ატმოსფეროში განუწყვეტლივ მიმდინარეობს სხვადასხვა ფიზიკური პროცესები: ტემპერატურის, ტენიანობის ცვლილება, წყლის ორთქლის კონდენსირება, ნისლები და ღრუბლები ჩნდება, მზის სხივები ათბობს ატმოსფეროს, იონიზებს და ა.შ.

ჰაერის ძირითადი ნაწილი კონცენტრირებულია 70 კილომეტრიან ფენაში. მშრალი ჰაერი შეიცავს (%-ში): აზოტს - 78,08; ჟანგბადი - 20,95; არგონი - 0,93; ნახშირორჟანგი - 0,03. სხვა აირები ძალიან ცოტაა. ეს არის წყალბადი, ნეონი, ჰელიუმი, კრიპტონი, რადონი, ქსენონი - ინერტული აირების უმეტესობა.

ატმოსფერული ჰაერი გარემოს ერთ-ერთი მთავარი სასიცოცხლო ელემენტია. ის საიმედოდ იცავს პლანეტას მავნე კოსმოსური გამოსხივებისგან. დედამიწაზე ატმოსფეროს გავლენით ხდება ყველაზე მნიშვნელოვანი გეოლოგიური პროცესები, რომლებიც საბოლოოდ ქმნიან ლანდშაფტს.

ატმოსფერული ჰაერი მიეკუთვნება ამოუწურავი რესურსების კატეგორიას, მაგრამ მრეწველობის ინტენსიური განვითარება, ქალაქების ზრდა, კოსმოსური ძიების გაფართოება ზრდის უარყოფით ანთროპოგენურ გავლენას ატმოსფეროზე. ამიტომ, ატმოსფერული ჰაერის დაცვის საკითხი სულ უფრო აქტუალური ხდება.

გარკვეული შემადგენლობის ჰაერის გარდა, მიწა-ჰაერის გარემოში მობინადრე ცოცხალ ორგანიზმებზე გავლენას ახდენს ჰაერის წნევა და ტენიანობა, ასევე მზის რადიაცია და ტემპერატურა.

ბრინჯი. 2.

სინათლის რეჟიმი, ანუ მზის გამოსხივება. სასიცოცხლო პროცესების განსახორციელებლად ყველა ცოცხალ ორგანიზმს სჭირდება გარედან მომდინარე ენერგია. მისი მთავარი წყარო მზის რადიაციაა.

მზის რადიაციის სპექტრის სხვადასხვა ნაწილის გავლენა ცოცხალ ორგანიზმებზე განსხვავებულია. ცნობილია, რომ მზის სხივების სპექტრში ასხივებს ულტრაიისფერი, ხილულიდა ინფრაწითელი ზონა,რომლებიც, თავის მხრივ, შედგება სხვადასხვა სიგრძის მსუბუქი ტალღებისგან (სურ. 3).

ულტრაიისფერ სხივებს შორის (UFL) მხოლოდ გრძელი ტალღები (290-300 ნმ) აღწევს დედამიწის ზედაპირს, ხოლო მოკლე ტალღა (290 ნმ-ზე ნაკლები), რომელიც დამღუპველია ყველა ცოცხალი არსებისთვის, თითქმის მთლიანად შეიწოვება დაახლოებით 20 ნმ სიმაღლეზე. -25 კმ ოზონის ეკრანით - ატმოსფეროს თხელი ფენა, რომელიც შეიცავს 0 3 მოლეკულებს (იხ. სურ. 2).

ბრინჯი. 3.მზის გამოსხივების სპექტრის სხვადასხვა ნაწილის ბიოლოგიური ეფექტი: 1 - ცილის დენატურაცია; 2 - ხორბლის ფოტოსინთეზის ინტენსივობა; 3 - ადამიანის თვალის სპექტრული მგრძნობელობა. ულტრაიისფერი გამოსხივების არე, რომელიც არ აღწევს, დაჩრდილულია.

ატმოსფეროს მეშვეობით

გრძელტალღოვან ულტრაიისფერ სხივებს (300-400 ნმ), რომლებსაც აქვთ მაღალი ფოტონების ენერგია, აქვთ მაღალი ქიმიური და მუტაგენური აქტივობა. მათი დიდი დოზები საზიანოა ორგანიზმებისთვის.

250-300 ნმ დიაპაზონში UV გამოსხივებას აქვს ძლიერი ბაქტერიციდული მოქმედება და იწვევს ცხოველებში ანტირაქიტის D ვიტამინის წარმოქმნას, ანუ მცირე დოზებით ულტრაიისფერი გამოსხივება აუცილებელია ადამიანებისა და ცხოველებისთვის. 300-400 ნმ სიგრძის ულტრაიისფერი სხივები ადამიანში გარუჯვას იწვევს, რაც კანის დამცავი რეაქციაა.

ინფრაწითელი სხივები (IRL), რომლის ტალღის სიგრძე 750 ნმ-ზე მეტია, აქვს თერმული ეფექტი, არ აღიქმება ადამიანის თვალით და უზრუნველყოფს პლანეტის თერმულ რეჟიმს. ეს სხივები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ცივსისხლიანი ცხოველებისთვის (მწერები, ქვეწარმავლები), რომლებიც მათ იყენებენ სხეულის ტემპერატურის ასამაღლებლად (პეპლები, ხვლიკები, გველები) ან სანადიროდ (ტკიპები, ობობები, გველები).

ამჟამად წარმოებულია მრავალი მოწყობილობა, რომელიც იყენებს სპექტრის ამა თუ იმ ნაწილს: ულტრაიისფერი გამოსხივება, საყოფაცხოვრებო ტექნიკა ინფრაწითელი გამოსხივებით სწრაფი მომზადებისთვის და ა.შ.

ხილულ სხივებს ტალღის სიგრძით 400-750 ნმ დიდი მნიშვნელობა აქვს ყველა ცოცხალი ორგანიზმისთვის.

სინათლე, როგორც მცენარეთა სიცოცხლის პირობა. სინათლე აუცილებელია მცენარეებისთვის. მწვანე მცენარეები იყენებენ მზის ენერგიას სპექტრის ამ რეგიონში და იღებენ მას ფოტოსინთეზის პროცესში:

სინათლის ენერგიის განსხვავებული მოთხოვნილების გამო, მცენარეები ავითარებენ სხვადასხვა მორფოლოგიურ და ფიზიოლოგიურ ადაპტაციას მათი ჰაბიტატის სინათლის რეჟიმთან.

ადაპტაცია არის მეტაბოლური პროცესების და ფიზიოლოგიური მახასიათებლების რეგულირების სისტემა, რომელიც უზრუნველყოფს ორგანიზმების მაქსიმალურ ადაპტირებას გარემო პირობებთან.

სინათლის რეჟიმთან ადაპტაციის შესაბამისად მცენარეები იყოფა შემდეგ ეკოლოგიურ ჯგუფებად.

• 1. სინათლის მოყვარული- აქვს შემდეგი მორფოლოგიური ადაპტაციები: ძლიერ განშტოებული ყლორტები დამოკლებული კვანძებით, როზეტი; ფოთლები პატარაა ან ძლიერად დაშლილი ფოთლის პირით, ხშირად ცვილისებრი საფარით ან პუბესცენციით, ხშირად შუქისკენ მიბრუნებული კიდეებით (მაგალითად, აკაცია, მიმოზა, სოფორა, სიმინდის ყვავილი, ბუმბულის ბალახი, ფიჭვი, ტიტები).
• 2. ჩრდილის მოყვარული- მუდმივად ძლიერი დაჩრდილვის პირობებში. მათი ფოთლები მუქი მწვანე ფერისაა, ჰორიზონტალურად განლაგებული. ეს არის ტყეების ქვედა იარუსის მცენარეები (მაგალითად, ზამთარი, ორფოთლოვანი წაულასი, გვიმრები და ა.შ.). სინათლის ნაკლებობით ცხოვრობენ ღრმა ზღვის მცენარეები (წითელი და ყავისფერი წყალმცენარეები).
• 3. ჩრდილის ტოლერანტული- შეუძლია მოითმინოს დაჩრდილვა, მაგრამ კარგად იზრდება შუქზე (მაგალითად, ტყის ბალახები და ბუჩქები, რომლებიც იზრდება როგორც დაჩრდილულ ადგილებში, ასევე კიდეებზე, ასევე მუხა, წიფელი, რცხილა, ნაძვი).

სინათლესთან მიმართებაში ტყეში მცენარეები იარუსადაა განლაგებული. გარდა ამისა, ერთსა და იმავე ხეზეც კი, ფოთლები განსხვავებულად იჭერენ სინათლეს, იარუსის მიხედვით. როგორც წესი, ისინი შეადგენენ ფურცლის მოზაიკა,ანუ განლაგებულია ისე, რომ გაზარდოს ფოთლის ზედაპირი უკეთესი სინათლის აღებისთვის.

განათების რეჟიმი იცვლება გეოგრაფიული გრძედი, დღის დრო და სეზონი. დედამიწის ბრუნვასთან დაკავშირებით სინათლის რეჟიმს აქვს მკაფიო ყოველდღიური და სეზონური რიტმი. სხეულის რეაქცია განათების რეჟიმის ცვლილებაზე ეწოდება ფოტოპერიოდიზმი.ორგანიზმში ფოტოპერიოდიზმთან დაკავშირებით იცვლება მეტაბოლიზმის, ზრდისა და განვითარების პროცესები.

ფენომენი, რომელიც დაკავშირებულია მცენარეებში ფოტოპერიოდიზმთან ფოტოტროპიზმი- მცენარის ცალკეული ორგანოების მოძრაობა სინათლისკენ. მაგალითად, მზესუმზირის კალათის მოძრაობა დღის განმავლობაში მზის მიყოლებით, დილით დენდელიონისა და ბალახის ყვავილის გახსნა და საღამოს დახურვა, და პირიქით - ღამის იისფერი და სურნელოვანი თამბაქოს ყვავილების გახსნა საღამოს და მათი დახურვა დილით (ყოველდღიური ფოტოპერიოდიზმი).

სეზონური ფოტოპერიოდიზმი შეინიშნება განედებში სეზონების ცვლასთან ერთად (ზომიერი და ჩრდილოეთ განედები). გრძელი დღის დაწყებისთანავე (გაზაფხულზე), მცენარეებში შეიმჩნევა წვენების აქტიური ნაკადი, კვირტები შეშუპებულია და იხსნება. შემოდგომის მოკლე დღის დაწყებისთანავე მცენარეები ცვივიან ფოთლებს და ემზადებიან ზამთრის მოსვენებისთვის. აუცილებელია განვასხვავოთ „მოკლე დღის“ მცენარეები - გავრცელებულია სუბტროპიკებში (ქრიზანთემები, პერილა, ბრინჯი, სოია, კოკლები, კანაფი); ხოლო „გრძელი დღის“ მცენარეები (რუდბეკია, მარცვლეული, ჯვარცმული, კამა) - გავრცელებულია ძირითადად ზომიერ და სუბპოლარულ განედებში. "გრძელი დღის" მცენარეები სამხრეთში ვერ იზრდებიან (ისინი არ აწარმოებენ თესლს) და იგივე ეხება "მოკლე დღის" მცენარეებს, თუ იზრდება ჩრდილოეთით.

სინათლე, როგორც პირობა ცხოველთა სიცოცხლისთვის. ცხოველებისთვის სინათლე არ არის უმნიშვნელოვანესი ფაქტორი, როგორც მწვანე მცენარეებისთვის, რადგან ისინი არსებობენ ამ მცენარეების მიერ დაგროვილი მზის ენერგიის გამო. მიუხედავად ამისა, ცხოველებს სჭირდებათ გარკვეული სპექტრული შემადგენლობის სინათლე. ძირითადად, მათ სჭირდებათ სინათლე სივრცეში ვიზუალური ორიენტაციისთვის. მართალია, ყველა ცხოველს არ აქვს თვალები. პრიმიტიულებში ეს არის უბრალოდ ფოტომგრძნობიარე უჯრედები ან თუნდაც ადგილი უჯრედში (მაგალითად, სტიგმა ერთუჯრედულ ორგანიზმებში ან "შუქმგრძნობიარე თვალი").

ფიგურული ხედვა შესაძლებელია მხოლოდ თვალის საკმარისად რთული სტრუქტურით. მაგალითად, ობობებს შეუძლიათ განასხვავონ მოძრავი საგნების კონტურები მხოლოდ 1-2 სმ მანძილზე, ხერხემლიანების თვალები აღიქვამენ საგნების ფორმასა და ზომას, მათ ფერს და განსაზღვრავს მათამდე მანძილს.

ხილული სინათლე ჩვეულებრივი კონცეფციაა ცხოველთა სხვადასხვა სახეობებისთვის. ადამიანისთვის ეს არის მეწამულიდან მუქ წითელამდე სხივები (გაიხსენეთ ცისარტყელის ფერები). ჭყლეტის გველები, მაგალითად, აღიქვამენ სპექტრის ინფრაწითელ ნაწილს. ფუტკრები კი განასხვავებენ მრავალფეროვან ულტრაიისფერ სხივებს, მაგრამ არ აღიქვამენ წითელს. მათთვის ხილული სინათლის სპექტრი გადატანილია ულტრაიისფერ რეგიონში.

მხედველობის ორგანოების განვითარება დიდწილად დამოკიდებულია ორგანიზმების ეკოლოგიურ მდგომარეობასა და გარემო პირობებზე. ასე რომ, მღვიმეების მუდმივ მცხოვრებლებში, სადაც მზის შუქი არ აღწევს, თვალები შეიძლება მთლიანად ან ნაწილობრივ შემცირდეს: ბრმა მიწის ხოჭოებში, ღამურებში, ზოგიერთ ამფიბიაში და თევზებში.

ფერის ხედვის უნარი ასევე დამოკიდებულია იმაზე, არის თუ არა ორგანიზმები დღის ან ღამის. ძაღლები, კატები, ზაზუნები (რომლებიც შებინდებისას ნადირობით იკვებებიან) შავ-თეთრად ხედავენ. იგივე ხილვაა ღამის ფრინველებში - ბუები, ღამისთევები. დღის ფრინველებს აქვთ კარგად განვითარებული ფერის ხედვა.

ცხოველებსა და ფრინველებს ასევე აქვთ ადაპტაცია დღის და ღამის ცხოვრების წესისთვის. მაგალითად, ჩლიქოსნების, დათვების, მგლების, არწივების, ლარნაკების უმეტესობა აქტიურია დღის განმავლობაში, ხოლო ვეფხვი, თაგვები, ზღარბი, ბუები ყველაზე აქტიურია ღამით. დღის შუქის ხანგრძლივობა გავლენას ახდენს შეჯვარების სეზონის დაწყებაზე, ფრინველებში მიგრაციასა და ფრენებზე, ძუძუმწოვრებში ჰიბერნაციაზე და ა.შ.

ცხოველები ნავიგაციას ახდენენ მხედველობის ორგანოების დახმარებით შორ მანძილზე ფრენებისა და მიგრაციის დროს. ჩიტები, მაგალითად, საოცარი სიზუსტით ირჩევენ ფრენის მიმართულებას, გადალახავენ ათასობით კილომეტრს ბუდიდან გამოზამთრების ადგილებამდე. დადასტურებულია, რომ ასეთი შორ მანძილზე ფრენების დროს ფრინველები ნაწილობრივ მაინც არიან ორიენტირებული მზეზე და ვარსკვლავებზე, ანუ ასტრონომიული სინათლის წყაროებზე. მათ შეუძლიათ ნავიგაცია, შეცვალონ ორიენტაცია დედამიწის სასურველ წერტილამდე მისასვლელად. თუ ფრინველები გალიებში გადაჰყავთ, მაშინ ისინი სწორად ირჩევენ ზამთრის მიმართულებას მსოფლიოს ნებისმიერი ადგილიდან. ჩიტები არ დაფრინავენ უწყვეტ ნისლში, რადგან ისინი ხშირად ცდებიან ფრენის დროს.

მწერებს შორის ასეთი ორიენტაციის უნარი განვითარებულია ფუტკრებში. ისინი სახელმძღვანელოდ იყენებენ მზის პოზიციას (სიმაღლეს).

ტემპერატურული რეჟიმი მიწა-ჰაერის გარემოში. ტემპერატურის ადაპტაცია. ცნობილია, რომ სიცოცხლე არის ცილოვანი სხეულების არსებობის გზა, ამიტომ სიცოცხლის არსებობის საზღვრები არის ტემპერატურა, რომლის დროსაც შესაძლებელია ცილების ნორმალური სტრუქტურა და ფუნქციონირება, საშუალოდ 0 ° C-დან + 50 ° C-მდე. თუმცა, ზოგიერთ ორგანიზმს აქვს სპეციალიზებული ფერმენტული სისტემები და ადაპტირებულია აქტიურ არსებობაზე ამ საზღვრებს მიღმა ტემპერატურებზე.

სახეობები, რომლებიც ამჯობინებენ სიცივეს (მათ ეძახიან კრიოფილები), შეუძლია უჯრედების აქტივობის შენარჩუნება -8°... -10°C-მდე. ბაქტერიები, სოკოები, ლიქენები, ხავსები და ფეხსახსრიანები უძლებენ ჰიპოთერმიას. ჩვენი ხეები ასევე არ კვდებიან დაბალ ტემპერატურაზე. მნიშვნელოვანია მხოლოდ ის, რომ ზამთრისთვის მომზადების პერიოდში მცენარის უჯრედებში წყალი გადავიდეს განსაკუთრებულ მდგომარეობაში და არ გადაიზარდოს ყინულში - შემდეგ უჯრედები იღუპებიან. მცენარეები აძლევენ ჰიპოთერმიას უჯრედებსა და ქსოვილებში ნივთიერებების დაგროვებით - ოსმოსური დამცავი: სხვადასხვა შაქარი, ამინომჟავები, სპირტები, რომლებიც ზედმეტ წყალს „გამოტუმბავს“ და ხელს უშლის მის ყინულში გადაქცევას.

არსებობს ორგანიზმების სახეობების ჯგუფი, რომელთა ოპტიმალური სიცოცხლე მაღალი ტემპერატურაა, მათ ე.წ თერმოფილები.ეს არის სხვადასხვა ჭიები, მწერები, ტკიპები, რომლებიც ცხოვრობენ უდაბნოებში და ცხელ ნახევრად უდაბნოებში, ეს არის ბაქტერიები ცხელი წყაროებიდან. არის წყაროები + 70 ° C ტემპერატურით, რომლებიც შეიცავს ცოცხალ ბინადრებს - ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებს (ციანობაქტერიები), მოლუსკების ზოგიერთ სახეობას.

თუმცა, თუ გავითვალისწინებთ ლატენტურიორგანიზმების (გრძელვადიანი მიძინებული) ფორმები, როგორიცაა ზოგიერთი ბაქტერიის სპორები, ცისტები, სპორები და მცენარეების თესლი, მათ შეუძლიათ გაუძლონ ძალიან არანორმალურ ტემპერატურას. ბაქტერიული სპორები უძლებენ 180°C-მდე ტემპერატურას. ბევრი თესლი, მცენარის მტვერი, კისტა, ერთუჯრედიანი წყალმცენარეები უძლებს გაყინვას თხევად აზოტში (-195,8°C) და შემდეგ ხანგრძლივ შენახვას -70°C-ზე. გალღობის და ხელსაყრელ პირობებში და საკმარის საკვებ გარემოში მოთავსების შემდეგ, ეს უჯრედები შეიძლება კვლავ გააქტიურდნენ და დაიწყონ გამრავლება.

სხეულის ყველა სასიცოცხლო პროცესის დროებით შეჩერებას ე.წ შეჩერებული ანიმაცია.ანაბიოზი შეიძლება მოხდეს ცხოველებში როგორც გარემოს ტემპერატურის შემცირებით, ასევე მისი მატებით. მაგალითად, გველებსა და ხვლიკებში, როდესაც ჰაერის ტემპერატურა 45 ° C-ზე მაღლა იწევს, თერმული ტორპორი ხდება. ამფიბიებში წყლის ტემპერატურაზე 4 ° C-ზე დაბალი, სასიცოცხლო აქტივობა პრაქტიკულად არ არსებობს. ანაბიოზის მდგომარეობიდან ცოცხალ არსებებს შეუძლიათ ნორმალურ ცხოვრებას დაუბრუნდნენ მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მათ უჯრედებში მაკრომოლეკულების სტრუქტურა (ძირითადად დნმ და ცილები) არ დარღვეულია.

ტემპერატურის მერყეობის წინააღმდეგობა ხმელეთის ბინადრებში განსხვავებულია.

ტემპერატურის ადაპტაცია მცენარეებში. მცენარეები, როგორც უმოძრაო ორგანიზმები, იძულებულნი არიან შეეგუონ იმ ტემპერატურის რყევებს, რომლებიც არსებობს მათ ჰაბიტატებში. მათ აქვთ სპეციალური სისტემები, რომლებიც იცავს ჰიპოთერმიისგან ან გადახურებისგან. ტრანსპირაცია- ეს არის მცენარეების მიერ წყლის აორთქლების სისტემა სტომატოლოგიური აპარატის მეშვეობით, რომელიც იცავს მათ გადახურებისგან. ზოგიერთმა მცენარემ ხანძრისადმი წინააღმდეგობაც კი შეიძინა - მათ ე.წ პიროფიტები.ხანძარი ხშირად ჩნდება სავანებში, ბუჩქნარებში. სავანის ხეებს აქვთ ცეცხლგამძლე ნივთიერებებით გაჟღენთილი სქელი ქერქი. მათ ნაყოფსა და თესლს აქვს სქელი, გაბრწყინებული კანი, რომელიც ცეცხლის წაკიდებისას იბზარება, რაც თესლს მიწაში ჩავარდნაში ეხმარება.

ცხოველების ტემპერატურის ადაპტაცია. ცხოველებს, მცენარეებთან შედარებით, აქვთ ტემპერატურის ცვლილებებთან ადაპტაციის უფრო დიდი უნარი, რადგან მათ შეუძლიათ მოძრაობა, აქვთ კუნთები და გამოიმუშავებენ საკუთარ შინაგან სითბოს. სხეულის მუდმივი ტემპერატურის შენარჩუნების მექანიზმებიდან გამომდინარე, არსებობს პოიკილოთერმული(ცივსისხლიანი) და ჰომოიოთერმული(თბილსისხლიანი) ცხოველები.

პოიკილოთერმულიარიან მწერები, თევზები, ამფიბიები, ქვეწარმავლები. მათი სხეულის ტემპერატურა იცვლება გარემოს ტემპერატურასთან ერთად.

ჰომეოთერმული- ცხოველები მუდმივი სხეულის ტემპერატურის მქონე, შეუძლიათ შეინარჩუნონ იგი გარე ტემპერატურის ძლიერი რყევებითაც კი (ესენი არიან ძუძუმწოვრები და ფრინველები).

ტემპერატურის ადაპტაციის ძირითადი გზები:

• 1) ქიმიური თერმორეგულაცია- სითბოს წარმოების ზრდა გარემოს ტემპერატურის შემცირების საპასუხოდ;
• 2) ფიზიკური თერმორეგულაცია- თმისა და ბუმბულის გამო სითბოს შენარჩუნების უნარი, ცხიმის რეზერვების განაწილება, აორთქლებადი სითბოს გადაცემის შესაძლებლობა და ა.შ.

3) ქცევითი თერმორეგულაცია- ექსტრემალური ტემპერატურის ადგილებიდან ოპტიმალური ტემპერატურის ადგილებში გადაადგილების შესაძლებლობა. ეს არის თერმორეგულაციის მთავარი გზა პოიკილოთერმულ ცხოველებში. როდესაც ტემპერატურა იმატებს ან ეცემა, ისინი მიდრეკილნი არიან შეცვალონ პოზა ან იმალებოდნენ ჩრდილში, ხვრელში. ფუტკრები, ჭიანჭველები, ტერმიტები ბუდეებს აშენებენ მათ შიგნით კარგად რეგულირებული ტემპერატურით.

თბილსისხლიან ცხოველებში თერმორეგულაციის სისტემა საგრძნობლად გაუმჯობესდა (თუმცა ის სუსტია ახალგაზრდებში და წიწილებში).

მაღალ ცხოველებსა და ადამიანებში თერმორეგულაციის სრულყოფილების საილუსტრაციოდ, შეგვიძლია მოვიყვანოთ შემდეგი მაგალითი. დაახლოებით 200 წლის წინ ინგლისში ექიმმა კ. ბლეგდენმა მოაწყო შემდეგი ექსპერიმენტი: მეგობრებთან და ძაღლთან ერთად მან 45 წუთი გაატარა მშრალ ოთახში +126°C ტემპერატურაზე ჯანმრთელობის შედეგების გარეშე. ფინური აბანოს გულშემატკივრებმა იციან, რომ შესაძლებელია გარკვეული დროის გატარება საუნაში + 100 ° C-ზე მეტი ტემპერატურის მქონე (ყველასთვის - საკუთარი), და ეს კარგია ჯანმრთელობისთვის. მაგრამ ისიც ვიცით, რომ თუ ხორცის ნაჭერი ამ ტემპერატურაზეა, ის მოიხარშება.

თბილსისხლიან ცხოველებში სიცივის მოქმედებით ძლიერდება ჟანგვითი პროცესები, განსაკუთრებით კუნთებში. მოქმედებს ქიმიური თერმორეგულაცია. აღინიშნება კუნთების ტრემორი, რაც იწვევს დამატებითი სითბოს გამოყოფას. განსაკუთრებით გაძლიერებულია ლიპიდური მეტაბოლიზმი, რადგან ცხიმები შეიცავს ქიმიურ ენერგიას. ამიტომ ცხიმის მარაგის დაგროვება უკეთეს თერმორეგულაციას უზრუნველყოფს.

სითბოს წარმოების გაზრდილ წარმოებას თან ახლავს დიდი რაოდენობით საკვების მოხმარება. ასე რომ, ზამთრისთვის დარჩენილ ფრინველებს ბევრი საკვები სჭირდებათ, მათ არ ეშინიათ ყინვის, არამედ შიმშილის. კარგი მოსავლით, ნაძვისა და ფიჭვის ჯვრები, მაგალითად, ზამთრის ჯიშის წიწილებსაც კი. ხალხი - მკაცრი ციმბირის ან ჩრდილოეთ რეგიონების მაცხოვრებლები - თაობიდან თაობამდე შეიმუშავეს მაღალკალორიული მენიუ - ტრადიციული პელმენი და სხვა მაღალკალორიული საკვები. ამიტომ, სანამ მოდურ დასავლურ დიეტებს მიჰყვებით და წინაპრების საკვებზე უარვყოფთ, უნდა გვახსოვდეს ბუნებაში არსებული მიზანშეწონილობა, რომელიც საფუძვლად უდევს ადამიანთა გრძელვადიან ტრადიციებს.

ცხოველებში, ისევე როგორც მცენარეებში, სითბოს გადაცემის რეგულირების ეფექტური მექანიზმია წყლის აორთქლება ოფლიანობის ან პირის ღრუსა და ზედა სასუნთქი გზების ლორწოვანი გარსების მეშვეობით. ეს არის ფიზიკური თერმორეგულაციის მაგალითი. ექსტრემალურ სიცხეში მყოფ ადამიანს შეუძლია დღეში 12 ლიტრამდე ოფლი გამოყოს, ხოლო სითბოს გაფანტოს ნორმაზე 10-ჯერ მეტი. გამოყოფილი წყლის ნაწილი უნდა დაბრუნდეს სასმელით.

თბილსისხლიან ცხოველებს, ისევე როგორც ცივსისხლიან ცხოველებს, ახასიათებთ ქცევითი თერმორეგულაცია. მიწისქვეშეთში მცხოვრები ცხოველების ბურუსში ტემპერატურის მერყეობა რაც უფრო მცირეა, მით უფრო ღრმაა ხვრელი. ფუტკრების ოსტატურად აშენებული ბუდეები ინარჩუნებენ თანაბარ, ხელსაყრელ მიკროკლიმატს. განსაკუთრებით საინტერესოა ცხოველების ჯგუფური ქცევა. მაგალითად, პინგვინები ძლიერი ყინვისა და ქარბუქის დროს ქმნიან "კუს" - მკვრივ გროვას. ისინი, ვინც ზღვარზე აღმოჩნდნენ, თანდათანობით იღებენ გზას შიგნით, სადაც ტემპერატურა შენარჩუნებულია დაახლოებით +37°C-ზე. იმავე ადგილას, შიგნით, კუბებს ათავსებენ.

ამრიგად, სახმელეთო ჰაერის გარკვეულ პირობებში ცხოვრებისა და გამრავლების მიზნით, ევოლუციის პროცესში მყოფმა ცხოველებმა და მცენარეებმა შეიმუშავეს მრავალფეროვანი ადაპტაცია და სისტემა ამ ჰაბიტატის შესატყვისად.

Ჰაერის დაბინძურება. ბოლო დროს სულ უფრო მნიშვნელოვანი გარეგანი ფაქტორი გახდა, რომელიც ცვლის სახმელეთო ჰაერის ჰაბიტატს ანთროპოგენური ფაქტორი.

ატმოსფეროს, ისევე როგორც ბიოსფეროს, აქვს თვითგანწმენდის, ანუ წონასწორობის შენარჩუნების თვისება. თუმცა, თანამედროვე ატმოსფერული დაბინძურების მოცულობა და სიჩქარე აღემატება მათი განეიტრალების ბუნებრივ შესაძლებლობებს.

პირველ რიგში, ეს არის ბუნებრივი დაბინძურება - სხვადასხვა მტვერი: მინერალური (ქანების ამინდისა და განადგურების პროდუქტები), ორგანული (აეროპლანქტონი - ბაქტერიები, ვირუსები, მცენარეების მტვერი) და სივრცე (ნაწილაკები, რომლებიც ატმოსფეროში შედიან კოსმოსიდან).

მეორეც, ეს არის ხელოვნური (ანთროპოგენური) დაბინძურება - სამრეწველო, სატრანსპორტო და საყოფაცხოვრებო გამონაბოლქვი ატმოსფეროში (ცემენტის ქარხნების მტვერი, ჭვარტლი, სხვადასხვა აირები, რადიოაქტიური დაბინძურება, პესტიციდები).

უხეში შეფასებით, ბოლო 100 წლის განმავლობაში ატმოსფეროში 1,5 მილიონი ტონა დარიშხანი გამოიყოფა; 1 მილიონი ტონა ნიკელი; 1,35 მილიონი ტონა სილიციუმი, 900 ათასი ტონა კობალტი, 600 ათასი ტონა თუთია, ამდენივე სპილენძი და სხვა ლითონები.

ქიმიური საწარმოები გამოყოფენ ნახშირორჟანგს, რკინის ოქსიდს, აზოტის ოქსიდებს, ქლორს. პესტიციდებიდან განსაკუთრებით ტოქსიკურია ფოსფორორგანული ნაერთები, საიდანაც ატმოსფეროში კიდევ უფრო ტოქსიკურია მიღებული.

ქალაქებში გამონაბოლქვის შედეგად, სადაც ულტრაიისფერი გამოსხივება მცირდება და ხალხის დიდი ბრბოა, ხდება საჰაერო აუზის დეგრადაცია, რომლის ერთ-ერთი გამოვლინებაა სმოგი.

სმოგი ხდება "კლასიკური"(ტოქსიკური ნისლების ნარევი, რომელიც წარმოიქმნება მცირე ღრუბლიანობის დროს) და " ფოტოქიმიური» (კაუსტიკური აირებისა და აეროზოლების ნარევი, რომელიც წარმოიქმნება ნისლის გარეშე ფოტოქიმიური რეაქციების შედეგად). ყველაზე საშიში ლონდონისა და ლოს-ანჯელესის სმოგია. ის შთანთქავს მზის გამოსხივების 25%-მდე და ულტრაიისფერი სხივების 80%-ს, ამას ურბანული მოსახლეობა განიცდის.

სახმელეთო ჰაერი ყველაზე რთულია ორგანიზმების სიცოცხლისთვის. მისი შემადგენელი ფიზიკური ფაქტორები ძალიან მრავალფეროვანია: სინათლე, ტემპერატურა. მაგრამ ორგანიზმები ევოლუციის პროცესში ადაპტირდნენ ამ ცვალებად ფაქტორებთან და შეიმუშავეს ადაპტაციის სისტემები გარემო პირობებისადმი უკიდურესი ადაპტაციის უზრუნველსაყოფად. ჰაერის, როგორც გარემოს რესურსის ამოუწურვის მიუხედავად, მისი ხარისხი სწრაფად უარესდება. ჰაერის დაბინძურება გარემოს დაბინძურების ყველაზე საშიში ფორმაა.

კითხვები და ამოცანები თვითკონტროლისთვის

• 1. ახსენით, რატომ არის სახმელეთო ჰაერის გარემო ყველაზე რთული ორგანიზმების სიცოცხლისათვის.
• 2. მიეცით მცენარეთა და ცხოველთა ადაპტაციის მაგალითები მაღალ და დაბალ ტემპერატურაზე.
• 3. რატომ აქვს ტემპერატურა ძლიერ გავლენას რომელიმე ორგანიზმის სასიცოცხლო აქტივობაზე?
• 4. გააანალიზეთ, როგორ მოქმედებს სინათლე მცენარეთა და ცხოველთა ცხოვრებაზე.
• 5. აღწერეთ რა არის ფოტოპერიოდიზმი.
• 6. დაამტკიცეთ, რომ სინათლის სპექტრის სხვადასხვა ტალღას განსხვავებული გავლენა აქვს ცოცხალ ორგანიზმებზე, მოიყვანეთ მაგალითები. ჩამოთვალეთ ჯგუფები, რომლებშიც იყოფა ცოცხალი ორგანიზმები ენერგიის გამოყენების მეთოდის მიხედვით, მოიყვანეთ მაგალითები.
• 7. დააკომენტარეთ რა სეზონურ მოვლენებთან არის დაკავშირებული ბუნებაში და როგორ რეაგირებენ მათზე მცენარეები და ცხოველები.
• 8. ახსენით, რატომ უქმნის ჰაერის დაბინძურებას ყველაზე დიდ საფრთხეს ცოცხალი ორგანიზმებისთვის.

სიცოცხლის სახმელეთო-ჰაერი გარემო ყველაზე რთულია გარემო პირობების თვალსაზრისით. ევოლუციის მსვლელობისას იგი წყალზე გაცილებით გვიან აითვისეს. ხმელეთზე ცხოვრება მოითხოვდა ასეთ ადაპტაციას, რაც შესაძლებელი გახდა მხოლოდ ორგანიზმების საკმარისად მაღალი დონის ორგანიზებით. მიწა-ჰაერის გარემო ხასიათდება ჰაერის დაბალი სიმკვრივით, ტემპერატურისა და ტენიანობის დიდი რყევებით, მზის გამოსხივების უფრო მაღალი ინტენსივობით სხვა მედიასთან შედარებით და ატმოსფეროს მობილურობით.

ჰაერის დაბალი სიმკვრივე და მობილურობაგანსაზღვროს მისი დაბალი ამწევი ძალა და უმნიშვნელო საყრდენი. ხმელეთის გარემოს ორგანიზმებს უნდა ჰქონდეთ სხეულის მხარდამჭერი სისტემა: მცენარეები - მექანიკური ქსოვილები, ცხოველები - მყარი ან ჰიდროსტატიკური ჩონჩხი.

ჰაერის მცირე ამწევი ძალა განსაზღვრავს ხმელეთის ორგანიზმების შემზღუდველ მასას და ზომას. ყველაზე დიდი ხმელეთის ცხოველები გაცილებით მცირეა, ვიდრე წყლის გარემოს გიგანტები - ვეშაპები. თანამედროვე ვეშაპის ზომისა და მასის ცხოველებს არ შეეძლოთ ხმელეთზე ცხოვრება, რადგან მათ საკუთარი წონით დაამსხვრევდნენ.

ჰაერის დაბალი სიმკვრივე იწვევს მოძრაობის დაბალ წინააღმდეგობას. ამიტომ ბევრმა ცხოველმა შეიძინა ფრენის უნარი: ფრინველებმა, მწერებმა, ზოგიერთმა ძუძუმწოვარმა და ქვეწარმავლებმა.

ჰაერის მობილურობის გამო შესაძლებელია ზოგიერთი სახის ორგანიზმის, ასევე მტვრის, სპორების, ხილისა და მცენარეების თესლების პასიური ფრენა. ჰაერის დინების დახმარებით დასახლება ე.წ ანემოქორია. პასიურად ჰაერში მოხვედრილ ორგანიზმებს უწოდებენ აეროპლანქტონი. მათ ახასიათებთ სხეულის ძალიან მცირე ზომები, გამონაზარდების არსებობა და ძლიერი გაკვეთა, ქოქოსის ქსელის გამოყენება და ა.შ. ანემოქორას მცენარეების თესლსა და ნაყოფს ასევე აქვს ძალიან მცირე ზომის (ორქიდეების თესლები, ბუჩქები და ა.შ.) ან სხვადასხვა ფრთების ფორმის (ნეკერჩხალი, ნაცარი) და პარაშუტის ფორმის (დანდელიონი, კოლტფუტი) დანამატები.

ბევრ მცენარეში ყვავილის მტვრის გადატანა ხდება ქარის დახმარებით, მაგალითად, გიმნოსპერმაში, წიფელში, არყში, თელაში, მარცვლეულებში და სხვ.ქარის დახმარებით მცენარეების დამტვერვის მეთოდს ე.წ. ანემოფილია. ქარის დამტვერიან მცენარეებს აქვთ მრავალი ადაპტაცია დამტვერვის ეფექტურობის უზრუნველსაყოფად.

დიდი ძალის მქონე ქარები (ქარიშხალი, ქარიშხალი) არღვევს ხეებს, ხშირად აბრუნებს მათ თავდაყირა. გამუდმებით ერთი და იგივე მიმართულებით ქრის ქარები იწვევს ხეების ზრდის სხვადასხვა დეფორმაციას და დროშის ფორმის გვირგვინების წარმოქმნას.

იმ ადგილებში, სადაც მუდმივად ქრის ძლიერი ქარი, როგორც წესი, მცირე მფრინავი ცხოველების სახეობრივი შემადგენლობა ცუდია, რადგან მათ არ შეუძლიათ წინააღმდეგობა გაუწიონ ძლიერი ჰაერის ნაკადებს. ასე რომ, მუდმივი ძლიერი ქარის მქონე ოკეანის კუნძულებზე ჭარბობენ ფრინველები და მწერები, რომლებმაც დაკარგეს ფრენის უნარი. ქარი ზრდის ორგანიზმების მიერ ტენისა და სითბოს დაკარგვას, მისი გავლენით უფრო სწრაფად ხდება ორგანიზმების გაშრობა და გაციება.

ჰაერის დაბალი სიმკვრივე იწვევს ხმელეთზე შედარებით დაბალ წნევას (760 მმ Hg). სიმაღლის მატებასთან ერთად წნევა მცირდება, რამაც შესაძლოა შეზღუდოს სახეობების გავრცელება მთებში. წნევის დაქვეითება იწვევს ცხოველების ჟანგბადის მიწოდების შემცირებას და გაუწყლოებას სუნთქვის სიხშირის გაზრდის გამო. ამიტომ ხერხემლიანებისა და უმაღლესი მცენარეების უმეტესობისთვის სიცოცხლის ზედა ზღვარი დაახლოებით 6000 მ-ია.

ჰაერის გაზის შემადგენლობაატმოსფეროს ზედაპირულ ფენაში საკმაოდ ერთგვაროვანია. შეიცავს აზოტს - 78,1%, ჟანგბადს - 21%, არგონს - 0,9%, ნახშირორჟანგს - 0,03%. ამ გაზების გარდა, ატმოსფერო შეიცავს მცირე რაოდენობით ნეონის, კრიპტონს, ქსენონს, წყალბადს, ჰელიუმს, აგრეთვე მცენარეთა არომატულ სეკრეციას და სხვადასხვა მინარევებს: გოგირდის დიოქსიდი, ნახშირბადის ოქსიდები, აზოტი და ფიზიკური მინარევები. ატმოსფეროში ჟანგბადის მაღალმა შემცველობამ ხელი შეუწყო ხმელეთის ორგანიზმების მეტაბოლიზმის ზრდას და თბილსისხლიანი (ჰომეოთერმული) ცხოველების გამოჩენას. ჟანგბადის დეფიციტი შეიძლება მოხდეს მცენარის გაფუჭებული ნარჩენების დაგროვებისას, მარცვლეულის მარაგები და მცენარეთა ფესვთა სისტემა წყალგამყოფ ან ზედმეტად დატკეპნილ ნიადაგებზე შეიძლება განიცადოს ჟანგბადის ნაკლებობა.

ნახშირორჟანგის შემცველობა შეიძლება განსხვავდებოდეს ჰაერის ზედაპირული ფენის გარკვეულ ადგილებში საკმაოდ მნიშვნელოვან საზღვრებში. დიდ ქალაქებში ქარის არარსებობის შემთხვევაში მისი კონცენტრაცია შეიძლება ათჯერ გაიზარდოს. ჰაერის ზედაპირულ ფენაში ნახშირორჟანგის შემცველობის რეგულარული ყოველდღიური და სეზონური ცვლილებები, ორგანიზმების ფოტოსინთეზისა და სუნთქვის ინტენსივობის ცვლილების გამო. მაღალი კონცენტრაციის დროს ნახშირორჟანგი ტოქსიკურია და მისი დაბალი შემცველობა ამცირებს ფოტოსინთეზის სიჩქარეს.

ჰაერის აზოტი ხმელეთის გარემოს ორგანიზმების უმრავლესობისთვის არის ინერტული აირი, მაგრამ ბევრ პროკარიოტურ ორგანიზმს (კვანძოვანი ბაქტერია, აზოტობაქტერია, კლოსტრიდია, ციანობაქტერია და ა.შ.) აქვს მისი შებოჭვის და ბიოლოგიურ ციკლში ჩართვის უნარი.

ბევრმა დამაბინძურებელმა, რომელიც ჰაერში ძირითადად ადამიანის საქმიანობის შედეგად შედის, შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს ორგანიზმებზე. მაგალითად, გოგირდის ოქსიდი ძალიან დაბალ კონცენტრაციებშიც კი ტოქსიკურია მცენარეებისთვის, იწვევს ქლოროფილის განადგურებას, აზიანებს ქლოროპლასტების სტრუქტურას, აფერხებს ფოტოსინთეზისა და სუნთქვის პროცესებს. ტოქსიკური გაზებით მცენარეების დაზიანება განსხვავებულია და დამოკიდებულია მათ ანატომიურ, მორფოლოგიურ, ფიზიოლოგიურ, ბიოლოგიურ და სხვა მახასიათებლებზე. მაგალითად, ლიქენები, ნაძვი, ფიჭვი, მუხა, ცაცხვი განსაკუთრებით მგრძნობიარეა სამრეწველო აირების მიმართ. ყველაზე მდგრადია კანადური ვერხვი, ბალზამის ვერხვი, ნაცარი ფოთლოვანი ნეკერჩხალი, თუჯა, წითელი ბაბუა და ზოგიერთი სხვა.

სინათლის რეჟიმი.მზის გამოსხივება, რომელიც აღწევს დედამიწის ზედაპირზე, არის ენერგიის მთავარი წყარო პლანეტის სითბოს ბალანსის შესანარჩუნებლად, ორგანიზმების წყლის მეტაბოლიზმის, მცენარეების მიერ ორგანული ნივთიერებების შესაქმნელად, რაც საბოლოო ჯამში შესაძლებელს ხდის შექმნას გარემო, რომელსაც შეუძლია დააკმაყოფილოს ორგანიზმების სასიცოცხლო მოთხოვნილებები. დედამიწის ზედაპირზე მოხვედრილი მზის გამოსხივების შემადგენლობაში შედის ულტრაიისფერი სხივები ტალღის სიგრძით 290-380 ნმ, ხილული სხივები - 380-750 ნმ და ინფრაწითელი სხივები ტალღის სიგრძით 750-4000 ნმ. ულტრაიისფერი სხივები ძალიან რეაქტიულია და დიდი დოზით მავნე ორგანიზმებისთვის. ზომიერი დოზებით 300-380 ნმ დიაპაზონში ისინი ასტიმულირებენ უჯრედების გაყოფას და ზრდას, ხელს უწყობენ ვიტამინების, ანტიბიოტიკების, პიგმენტების სინთეზს (მაგალითად, ადამიანებში - მზის დამწვრობა, თევზებში და ამფიბიებში - მუქი ხიზილალა), ზრდის მცენარის წინააღმდეგობას. დაავადებები. ინფრაწითელ სხივებს აქვს თერმული ეფექტი. ფოტოსინთეზურ ბაქტერიებს (მწვანე, იასამნისფერი) შეუძლიათ ინფრაწითელი სხივების შთანთქმა 800-1100 ნმ დიაპაზონში და არსებობენ მხოლოდ მათი ხარჯებით. მზის გამოსხივების დაახლოებით 50% მოდის ხილულ სინათლეზე, რომელსაც აქვს განსხვავებული ეკოლოგიური მნიშვნელობა ავტოტროფული და ჰეტეროტროფული ორგანიზმების ცხოვრებაში. მწვანე მცენარეებს სჭირდებათ სინათლე ფოტოსინთეზის პროცესისთვის, ქლოროფილის ფორმირებისთვის და ქლოროპლასტების სტრუქტურის ფორმირებისთვის. ის გავლენას ახდენს გაზის გაცვლასა და ტრანსპირაციაზე, ორგანოებისა და ქსოვილების სტრუქტურაზე და მცენარეების ზრდასა და განვითარებაზე.

ცხოველებისთვის ხილული სინათლე აუცილებელია გარემოში ორიენტირებისთვის. ზოგიერთ ცხოველში ვიზუალური აღქმა ვრცელდება სპექტრის ულტრაიისფერ და ინფრაწითელ ნაწილებში.

ნებისმიერი ჰაბიტატის სინათლის რეჟიმი განისაზღვრება პირდაპირი და გაფანტული სინათლის ინტენსივობით, მისი რაოდენობით, სპექტრული შემადგენლობით და ასევე იმ ზედაპირის არეკვლით, რომელზედაც ეცემა შუქი. სინათლის რეჟიმის ეს ელემენტები ძალიან ცვალებადია და დამოკიდებულია ტერიტორიის გეოგრაფიულ განედზე, მზის სიმაღლეზე ჰორიზონტზე, დღის ხანგრძლივობაზე, ატმოსფეროს მდგომარეობაზე, დედამიწის ზედაპირის ბუნებაზე, რელიეფზე, დროს. დღისა და სეზონის. ამ მხრივ, ხმელეთის ორგანიზმებმა ევოლუციის ხანგრძლივი პროცესის დროს შეიმუშავეს სხვადასხვა ადაპტაცია ჰაბიტატების მსუბუქი რეჟიმის მიმართ.

მცენარეთა ადაპტაცია.განათების პირობებთან დაკავშირებით გამოიყოფა მცენარეთა სამი ძირითადი ეკოლოგიური ჯგუფი: ფოტოფილური (ჰელიოფიტები); ჩრდილების მოყვარული (სციოფიტები); ჩრდილის ტოლერანტული.

ჰელიოფიტები- ღია კარგად განათებული ჰაბიტატების მცენარეები. ისინი არ მოითმენენ დაჩრდილვას. მათი მაგალითი შეიძლება იყოს თემის ზედა ფენის სტეპური და მინდვრის მცენარეები, უდაბნოების ტიპები, ალპური მდელოები და ა.შ.

სციოფიტები- არ მოითმინოთ ძლიერი განათება მზის პირდაპირ შუქზე. ეს არის დაჩრდილული ტყეების ქვედა იარუსების მცენარეები, გამოქვაბულები, კლდის ნაპრალები და ა.შ.

ჩრდილის ტოლერანტულიმცენარეებს აქვთ ფართო ეკოლოგიური ვალენტობა სინათლის მიმართ. ისინი უკეთესად იზრდებიან მაღალი სინათლის ინტენსივობით, მაგრამ ასევე კარგად მოითმენენ დაჩრდილვას და უფრო ადვილად ეგუებიან სინათლის პირობებს, ვიდრე სხვა მცენარეები.

მცენარეთა თითოეულ განხილულ ჯგუფს ახასიათებს გარკვეული ანატომიური, მორფოლოგიური, ფიზიოლოგიური და სეზონური ადაპტაცია სინათლის რეჟიმის პირობებთან.

სინათლისმოყვარული და ჩრდილის მოყვარული მცენარეების გარეგნობის ერთ-ერთი ყველაზე აშკარა განსხვავებაა ფოთლების არათანაბარი ზომა. ჰელიოფიტებში ისინი, როგორც წესი, პატარები არიან ან ფოთლის დანაწევრებით. ეს განსაკუთრებით თვალსაჩინოა სხვადასხვა განათების პირობებში მზარდი მონათესავე სახეობების შედარებისას (ველის იისფერი და ტყის იისფერი, მდელოებში მზარდი ცისფერი ბელი და ტყის ცისფერი და ა.შ.). ფოთლების ზომის გაზრდის ტენდენცია მცენარეთა მთელ მოცულობასთან მიმართებაში ნათლად არის გამოხატული ნაძვის ტყის ბალახოვან მცენარეებში: ჩვეულებრივი მჟავე, ორფოთლიანი მაინიკი, ყვავის თვალი და ა.შ.

ფოტოფილურ მცენარეებში, მზის რადიაციის მიღების შესამცირებლად, ფოთლები განლაგებულია ვერტიკალურად ან მწვავე კუთხით ჰორიზონტალურ სიბრტყეზე. ჩრდილისმოყვარე მცენარეებში ფოთლები ძირითადად ჰორიზონტალურადაა განლაგებული, რაც მათ საშუალებას აძლევს მიიღონ მაქსიმალური შუქი. მრავალი ჰელიოფიტის ფოთლის ზედაპირი მბზინავია, რაც ხელს უწყობს სხივების ასახვას, დაფარულია ცვილის საფარით, სქელი კუტიკულით ან მკვრივი პუბესცენციით.

ჩრდილისმოყვარე და სინათლის მოყვარული მცენარეების ფოთლები ანატომიური აგებულებითაც განსხვავდება. მსუბუქ ფოთლებს უფრო მეტი მექანიკური ქსოვილი აქვს, ფოთლის პირი უფრო სქელია, ვიდრე ჩრდილოვანი. მეზოფილის უჯრედები პატარაა, მჭიდროდ შეფუთული, ქლოროპლასტები მათში მცირე და მსუბუქია, მჭლე პოზიციას იკავებენ. ფოთლის მეზოფილი დიფერენცირებულია სვეტისებრ და ღრუბლიან ქსოვილებად.

სციოფიტებში ფოთლები უფრო თხელია, კუტიკულა არ არის ან ცუდად განვითარებულია. მეზოფილი არ არის დიფერენცირებული სვეტისებრ და სპონგურ ქსოვილად. ჩრდილოვან ფოთლებში მექანიკური ქსოვილებისა და ქლოროპლასტების ნაკლები ელემენტებია, მაგრამ ისინი უფრო დიდია, ვიდრე ჰელიოფიტებში. სინათლისმოყვარე მცენარეების ყლორტებს ხშირად აქვთ მოკლე კვანძები, ძლიერ განშტოებული, ხშირად ვარდისფერი.

მცენარეების ფიზიოლოგიური ადაპტაცია სინათლეზე ვლინდება ზრდის პროცესების ცვლილებებში, ფოტოსინთეზის ინტენსივობაში, სუნთქვაში, ტრანსპირაციაში, შემადგენლობაში და პიგმენტების რაოდენობაში. ცნობილია, რომ სინათლისმოყვარე მცენარეებში, სინათლის ნაკლებობით, ღეროები იჭიმება. ჩრდილების მოყვარული მცენარეების ფოთლები უფრო მეტ ქლოროფილს შეიცავს, ვიდრე სინათლის მოყვარულებს, ამიტომ მათ აქვთ უფრო გაჯერებული მუქი მწვანე ფერი. ფოტოსინთეზის ინტენსივობა ჰელიოფიტებში მაქსიმალურია მაღალი განათებისას (500-1000 ლუქსი და მეტის ფარგლებში), ხოლო სციოფიტებში სინათლის დაბალ რაოდენობაზე (50-200 ლუქსი).

მცენარეების ფიზიოლოგიური ადაპტაციის ერთ-ერთი ფორმა სინათლის ნაკლებობასთან არის ზოგიერთი სახეობის გადასვლა ჰეტეროტროფიულ კვებაზე. ასეთი მცენარეების მაგალითია ჩრდილოვანი ნაძვის ტყეების სახეობები - მცოცავი გუდაიერა, ნამდვილი ბუდე, ჩვეულებრივი პოდელნიკი. ისინი ცხოვრობენ მკვდარ ორგანულ ნივთიერებებზე, ე.ი. არიან საპროფიტები.

მცენარეთა სეზონური ადაპტაცია სინათლის პირობებთან ვლინდება ჰაბიტატებში, სადაც პერიოდულად იცვლება სინათლის რეჟიმი. ამ შემთხვევაში, მცენარეები სხვადასხვა სეზონში შეიძლება გამოიხატოს როგორც სინათლის მოყვარული, ასევე ჩრდილებისადმი ტოლერანტული. მაგალითად, გაზაფხულზე ფოთლოვან ტყეებში ჩვეულებრივი ჩიყვის გასროლის ფოთლებს აქვს მსუბუქი სტრუქტურა და ხასიათდება ფოტოსინთეზის მაღალი ინტენსივობით. ჩიყვის საზაფხულო ყლორტების ფოთლებს, რომლებიც ვითარდება ხეების და ბუჩქების ფოთლის შემდეგ, აქვთ ტიპიური ჩრდილოვანი სტრუქტურა. მცენარეებში სინათლის რეჟიმისადმი დამოკიდებულება შეიძლება შეიცვალოს ონტოგენეზის პროცესში და გარემო ფაქტორების კომპლექსური გავლენის შედეგად. მდელოსა და ტყის მრავალი სახეობის ნერგები და ახალგაზრდა მცენარეები უფრო ჩრდილების ამტანია, ვიდრე მოზრდილები. განათების რეჟიმის მოთხოვნები ზოგჯერ იცვლება მცენარეებში, როდესაც ისინი აღმოჩნდებიან სხვადასხვა კლიმატურ და ედაფიურ პირობებში. მაგალითად, ტყის ტაიგას სახეობები - მოცვი, ორფოთლიანი სიმინდი - ტყე-ტუნდრასა და ტუნდრაში კარგად იზრდება ღია ჰაბიტატებში.

ორგანიზმების სეზონური განვითარების მარეგულირებელი ერთ-ერთი ფაქტორი დღის ხანგრძლივობაა. მცენარეებისა და ცხოველების უნარს რეაგირება მოახდინონ დღის ხანგრძლივობაზე ფოტოპერიოდული რეაქცია(FPR) და დღის ხანგრძლივობით რეგულირებული ფენომენების დიაპაზონი ეწოდება ფოტოპერიოდიზმი. ფოტოპერიოდული რეაქციის ტიპის მიხედვით განასხვავებენ მცენარეთა შემდეგ ძირითად ჯგუფებს:

1. მოკლე დღის მცენარეები, რომლებიც საჭიროებენ დღეში 12 საათზე ნაკლებ შუქს ყვავილობაზე გადასასვლელად. ესენი არიან, როგორც წესი, სამხრეთ რეგიონების ხალხი (ქრიზანთემები, დალია, ასტერები, თამბაქო და ა.შ.).

2. გრძელი დღის მცენარეები- ყვავილობისთვის მათ სჭირდებათ დღის ხანგრძლივობა 12 საათი ან მეტი (სელი, შვრია, კარტოფილი, ბოლოკი).

3. ნეიტრალურია დღის სიგრძემდემცენარეები. მათთვის დღის ხანგრძლივობა გულგრილია, ყვავილობა ხდება ნებისმიერ სიგრძეზე (დენდელიონი, პომიდორი, მდოგვი და ა.შ.).

დღის ხანგრძლივობა გავლენას ახდენს არა მხოლოდ მცენარის მიერ გენერაციული ფაზების გავლაზე, არამედ მათ პროდუქტიულობასა და ინფექციური დაავადებებისადმი მდგრადობაზე. ის ასევე მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მცენარეთა გეოგრაფიულ გავრცელებასა და სეზონური განვითარების რეგულირებაში. ჩრდილოეთ განედებში გავრცელებული სახეობები უპირატესად გრძელდღიანი სახეობებია, ხოლო ტროპიკებსა და სუბტროპიკებში ისინი ძირითადად მოკლედღიანი ან ნეიტრალურია. თუმცა, ეს ნიმუში არ არის აბსოლუტური. ასე რომ, ტროპიკული და სუბტროპიკული ზონების მთებში გვხვდება გრძელდღიანი სახეობები. სამხრეთ რეგიონებიდან წარმოშობილი ხორბლის, სელის, ქერის და სხვა კულტურული მცენარეების მრავალ ჯიშს აქვს ხანგრძლივი FPR. კვლევებმა აჩვენა, რომ როდესაც ტემპერატურა ეცემა, ხანმოკლე მცენარეები ნორმალურად განვითარდებიან მოკლე დღის პირობებში.

სინათლე ცხოველთა ცხოვრებაში.ცხოველებს სინათლე სჭირდებათ სივრცეში ორიენტირებისთვის, ის ასევე გავლენას ახდენს მეტაბოლურ პროცესებზე, ქცევაზე და სასიცოცხლო ციკლზე. გარემოს ვიზუალური აღქმის სისრულე დამოკიდებულია ევოლუციური განვითარების დონეზე. ბევრ უხერხემლო ცხოველს აქვს მხოლოდ სინათლისადმი მგრძნობიარე უჯრედები, რომლებიც გარშემორტყმულია პიგმენტით, ხოლო ერთუჯრედულს აქვს ციტოპლაზმის სინათლისადმი მგრძნობიარე უბანი. ხერხემლიანების, ცეფალოპოდებისა და მწერების ყველაზე სრულყოფილი თვალები. ისინი საშუალებას გაძლევთ აღიქვათ ობიექტების ფორმა და ზომა, ფერი, განსაზღვროთ მანძილი. სამგანზომილებიანი ხედვა დამახასიათებელია ადამიანებისთვის, პრიმატებისთვის და ზოგიერთი ფრინველისთვის (არწივები, ფალკონები, ბუები). მხედველობის განვითარება და მისი მახასიათებლები ასევე დამოკიდებულია კონკრეტული სახეობების ეკოლოგიურ პირობებსა და ცხოვრების წესზე. გამოქვაბულების მაცხოვრებლებში თვალები შეიძლება მთლიანად ან ნაწილობრივ შემცირდეს, მაგალითად, ბრმა ხოჭოებში, მიწის ხოჭოებში, პროტეუსში და ა.შ.

ცხოველთა სხვადასხვა სახეობას შეუძლია გაუძლოს გარკვეული სპექტრული შემადგენლობის, ხანგრძლივობისა და სიძლიერის განათებას. განასხვავებენ სინათლისმოყვარულს და ჩრდილის მოყვარულს, ევრიფოტურიდა სტენოფონიურისახეობები. ღამის და ბინდის ძუძუმწოვრები (ვოლები, თაგვები და ა.შ.) მზის პირდაპირ სხივებს მხოლოდ 5–30 წუთის განმავლობაში უძლებენ, დღისით კი რამდენიმე საათის განმავლობაში. ამასთან, მზის კაშკაშა შუქზე, ხვლიკების უდაბნოს სახეობებიც კი ვერ უძლებენ რადიაციას დიდი ხნის განმავლობაში, რადგან 5-10 წუთში მათი სხეულის ტემპერატურა + 50-56ºС-მდე იზრდება და ცხოველები იღუპებიან. მრავალი მწერის კვერცხების განათება აჩქარებს მათ განვითარებას, მაგრამ გარკვეულ ზღვრამდე (სხვადასხვა სახეობებისთვის იგივე არ არის), რის შემდეგაც განვითარება ჩერდება. მზის გადაჭარბებული გამოსხივებისგან დაცვის ადაპტაცია არის ზოგიერთი ორგანოს პიგმენტური მთლიანობა: ქვეწარმავლებში - მუცლის ღრუ, რეპროდუქციული ორგანოები და ა.შ.

სინათლის რეჟიმის ყოველდღიური და სეზონური ცვლილებები განსაზღვრავს არა მხოლოდ აქტივობის ცვლილებებს, არამედ გამრავლების, მიგრაციისა და დნობის პერიოდებს. ღამის მწერების გამოჩენა და დღიური მწერების გაქრობა დილით ან საღამოს ხდება განათების გარკვეული სიკაშკაშით თითოეული ტიპისთვის. მაგალითად, მარმარილოს ხოჭო ჩნდება მზის ჩასვლიდან 5-6 წუთის შემდეგ. მომღერალი ფრინველების გაღვიძების დრო სხვადასხვა სეზონზე იცვლება. ფრინველების სანადირო ადგილები იცვლება განათების მიხედვით. ასე რომ, კოდალა, ძუძუები, ბუზები ნადირობენ დღის განმავლობაში ტყის სიღრმეში, ხოლო დილით და საღამოს - ღია ადგილებში. ცხოველები ნავიგაციას ახდენენ მხედველობის დახმარებით ფრენებისა და მიგრაციის დროს. ჩიტები საოცარი სიზუსტით ირჩევენ ფრენის მიმართულებას მზის და ვარსკვლავების ხელმძღვანელობით. მათ ამ თანდაყოლილ უნარს ქმნის ბუნებრივი გადარჩევა, როგორც ინსტინქტების სისტემა. ასეთი ორიენტაციის უნარი ახასიათებს სხვა ცხოველებსაც, როგორიცაა ფუტკარი. ფუტკრები, რომლებიც აღმოაჩენენ ნექტარს, სხვებს გადასცემენ ინფორმაციას იმის შესახებ, თუ სად უნდა გაფრინდნენ ქრთამის სანაცვლოდ, მეგზურად მზის გამოყენებით.

სინათლის რეჟიმი ზღუდავს ზოგიერთი ცხოველის გეოგრაფიულ განაწილებას. ასე რომ, ზაფხულის თვეებში გრძელი დღე არქტიკაში და ზომიერ ზონაში იზიდავს ფრინველებს და ზოგიერთ ძუძუმწოვარს, რადგან ეს მათ საშუალებას აძლევს მიიღონ სწორი რაოდენობის საკვები (ძუძუები, თხილი, ცვილი და ა.შ.), ხოლო შემოდგომაზე ისინი მიგრირებენ. სამხრეთით. საპირისპირო ეფექტს ახდენს სინათლის რეჟიმი ღამის ცხოველების გავრცელებაზე. ჩრდილოეთით ისინი იშვიათია, სამხრეთში კი ჭარბობენ დღეღამურ სახეობებს.

ტემპერატურული რეჟიმი.ყველა ქიმიური რეაქციის ინტენსივობა, რომლებიც ქმნიან მეტაბოლიზმს, დამოკიდებულია ტემპერატურის პირობებზე. ამრიგად, სიცოცხლის არსებობის საზღვრები არის ტემპერატურა, რომლითაც შესაძლებელია ცილების ნორმალური ფუნქციონირება, საშუალოდ 0-დან + 50ºС-მდე. თუმცა, ეს ზღურბლები არ არის იგივე სხვადასხვა ტიპის ორგანიზმებისთვის. სპეციალიზებული ფერმენტული სისტემების არსებობის გამო, ზოგიერთი ორგანიზმი ადაპტირდა ამ საზღვრებს მიღმა ტემპერატურებზე საცხოვრებლად. ცივ პირობებში სიცოცხლისთვის ადაპტირებული სახეობები ეკოლოგიურ ჯგუფს მიეკუთვნება კრიოფილები. მათ განავითარეს ბიოქიმიური ადაპტაცია, რაც მათ საშუალებას აძლევს შეინარჩუნონ უჯრედული მეტაბოლიზმი დაბალ ტემპერატურაზე, ასევე გაუძლონ ან გაზარდონ წინააღმდეგობა გაყინვის მიმართ. გაყინვის წინააღმდეგობა ხელს უწყობს უჯრედებში სპეციალური ნივთიერებების - ანტიფრიზის დაგროვებას, რომლებიც ხელს უშლიან ორგანიზმში ყინულის კრისტალების წარმოქმნას. ასეთი ადაპტაცია იქნა ნაპოვნი Nototheniidae ოჯახის ზოგიერთ არქტიკულ თევზში, ვირთევზაში, რომელიც დაცურავს ჩრდილოეთ ყინულოვან ოკეანის წყლებში, სხეულის ტემპერატურა -1,86ºС.

უკიდურესად დაბალი ტემპერატურა, რომლის დროსაც უჯრედის აქტივობა ჯერ კიდევ შესაძლებელია, დაფიქსირდა მიკროორგანიზმებში - -10-12ºС-მდე. ზოგიერთ სახეობაში ყინვაგამძლეობა ასოცირდება მათ სხეულში ორგანული ნივთიერებების დაგროვებასთან, როგორიცაა გლიცეროლი, მანიტოლი, სორბიტოლი, რომლებიც ხელს უშლიან უჯრედშიდა ხსნარების კრისტალიზაციას, რაც მათ საშუალებას აძლევს გადარჩეს კრიტიკულ ყინვაგამძლე პერიოდებში არააქტიურ მდგომარეობაში (სტუპორი, კრიპტობიოზი). . ასე რომ, ზოგიერთი მწერი ამ მდგომარეობაში უძლებს ზამთარში -47-50ºС-მდე. კრიოფილებში შედის მრავალი ბაქტერია, ლიქენი, სოკო, ხავსი, ფეხსახსრია და ა.შ.

სახეობები, რომელთა ოპტიმალური სიცოცხლე შემოიფარგლება მაღალი ტემპერატურის ზონით, მიეკუთვნება ეკოლოგიურ ჯგუფს. თერმოფილები.

ბაქტერიები ყველაზე მდგრადია მაღალი ტემპერატურის მიმართ, რომელთაგან ბევრი შეიძლება გაიზარდოს და გამრავლდეს +60–75ºС-ზე. ზოგიერთი ბაქტერია, რომელიც ცხოვრობს ცხელ წყაროებში, იზრდება +85-90ºС ტემპერატურაზე და აღმოჩნდა, რომ არქებაქტერიების ერთ-ერთ სახეობას შეუძლია გამრავლება და გაყოფა +110ºС-ზე მეტ ტემპერატურაზე. სპორის წარმომქმნელი ბაქტერია უძლებს +200ºС არააქტიურ მდგომარეობაში ათობით წუთის განმავლობაში. ასევე არსებობს თერმოფილური სახეობები სოკოებს, პროტოზოებს, მცენარეებსა და ცხოველებს შორის, მაგრამ მათი გამძლეობის დონე მაღალი ტემპერატურის მიმართ უფრო დაბალია, ვიდრე ბაქტერიების. სტეპებისა და უდაბნოების მაღალ მცენარეებს შეუძლიათ მოითმინონ მოკლევადიანი გათბობა +50-60ºС-მდე, მაგრამ მათი ფოტოსინთეზი უკვე შეფერხებულია +40ºС-ზე მეტი ტემპერატურის გამო. სხეულის ტემპერატურაზე +42–43ºС, უმეტეს ცხოველებში, თერმული სიკვდილი ხდება.

ხმელეთის გარემოში ტემპერატურული რეჟიმი ძალიან განსხვავდება და დამოკიდებულია მრავალ ფაქტორზე: გრძედი, სიმაღლე, წყლის ობიექტებთან სიახლოვე, წელიწადისა და დღის დრო, ატმოსფერული პირობები, მცენარეული საფარი და ა.შ. ორგანიზმების ევოლუციის პროცესში შემუშავდა სხვადასხვა ადაპტაცია მეტაბოლიზმის დასარეგულირებლად, როდესაც გარემო ტემპერატურა იცვლება. ეს მიიღწევა ორი გზით: 1) ბიოქიმიური და ფიზიოლოგიური გადაკეთებები; 2) სხეულის ტემპერატურის შენარჩუნება უფრო სტაბილურ დონეზე, ვიდრე გარემო ტემპერატურა. სახეობების უმეტესობის სასიცოცხლო აქტივობა დამოკიდებულია გარედან მოსულ სითბოზე, ხოლო სხეულის ტემპერატურა დამოკიდებულია გარე ტემპერატურის მიმდინარეობაზე. ასეთ ორგანიზმებს ე.წ პოიკილოთერმული. მათ შორისაა ყველა მიკროორგანიზმები, მცენარეები, სოკოები, უხერხემლოები და აკორდების უმეტესობა. მხოლოდ ფრინველებსა და ძუძუმწოვრებს შეუძლიათ შეინარჩუნონ სხეულის მუდმივი ტემპერატურა გარემოს ტემპერატურის მიუხედავად. მათ ეძახიან ჰომეოთერმული.

მცენარის ადაპტაცია ტემპერატურასთან.მცენარეების წინააღმდეგობა გარემოს ტემპერატურის ცვლილების მიმართ განსხვავებულია და დამოკიდებულია კონკრეტულ ჰაბიტატზე, სადაც ისინი ცხოვრობენ. ზომიერად თბილი და ზომიერად ცივი ზონების უმაღლესი მცენარეები ევრითერმული. აქტიურ მდგომარეობაში ისინი მოითმენს ტემპერატურის მერყეობას -5-დან +55ºС-მდე. ამასთან, არის სახეობები, რომლებსაც აქვთ ძალიან ვიწრო ეკოლოგიური ვალენტობა ტემპერატურასთან მიმართებაში, ე.ი. არიან სტენოთერმული. მაგალითად, ტროპიკული ტყის მცენარეები ვერ იტანენ +5–+8ºС ტემპერატურასაც. ზოგიერთი წყალმცენარე თოვლზე და ყინულზე ცხოვრობს მხოლოდ 0ºС ტემპერატურაზე. ანუ სითბოს მოთხოვნილება მცენარეთა სხვადასხვა სახეობებში არ არის ერთნაირი და საკმაოდ ფართო დიაპაზონში მერყეობს.

მუდმივად მაღალი ტემპერატურის მქონე ადგილებში მცხოვრებმა სახეობებმა, ევოლუციის პროცესში, შეიძინეს ანატომიური, მორფოლოგიური და ფიზიოლოგიური ადაპტაციები, რომლებიც მიმართულია გადახურების თავიდან ასაცილებლად.

ძირითადი ანატომიური და მორფოლოგიური ადაპტაციებია: ფოთლების მკვრივი პუბესცენცია, ფოთლების მბზინავი ზედაპირი, რაც ხელს უწყობს მზის შუქის არეკვლას; ფოთლების ფართობის დაქვეითება, მათი ვერტიკალური მდებარეობა, მილში დაკეცვა და ა.შ. ზოგიერთ სახეობას შეუძლია მარილების გამოყოფა, საიდანაც მცენარეების ზედაპირზე წარმოიქმნება კრისტალები, რომლებიც ასახავს მათზე დაცემული მზის სხივებს. . საკმარისი ტენიანობის პირობებში, სტომატოლოგიური ტრანსპირაცია გადახურების ეფექტური საშუალებაა. თერმოფილურ სახეობებს შორის, მაღალი ტემპერატურისადმი მათი წინააღმდეგობის ხარისხის მიხედვით, შეიძლება გამოირჩეოდეს

1) არ არის სითბოს მდგრადიმცენარეები დაზიანებულია უკვე + 30–40ºС ტემპერატურაზე;

2) სითბოს ტოლერანტული- მოითმენს ნახევარსაათიან გათბობას + 50-60ºС-მდე (უდაბნოების მცენარეები, სტეპები, მშრალი სუბტროპიკები და ა.შ.).

მცენარეები სავანებში და მშრალ ხის ტყეებში რეგულარულად ზიანდება ხანძრის შედეგად, როდესაც ტემპერატურა შეიძლება ასობით გრადუსამდე გაიზარდოს. ცეცხლგამძლე მცენარეებს უწოდებენ პიროფიტები. ღეროებზე აქვთ სქელი ქერქი, გაჟღენთილი ცეცხლგამძლე ნივთიერებებით. მათ ნაყოფს და თესლს აქვს სქელი, ხშირად გაბრწყინებული მთლიანობა.

ბევრი მცენარე ცხოვრობს დაბალ ტემპერატურაზე. მცენარეების ადაპტაციის ხარისხის მიხედვით უკიდურესი სითბოს დეფიციტის პირობებში შეიძლება გამოიყოს შემდეგი ჯგუფები:

1) არაცივი რეზისტენტულიმცენარეები ძლიერ ზიანდება ან კვდება წყლის გაყინვის წერტილზე დაბალ ტემპერატურაზე. მათ შორისაა ტროპიკული რეგიონების მცენარეები;

2) ყინვაგამძლემცენარეები - მოითმენს დაბალ ტემპერატურას, მაგრამ კვდება როგორც კი ქსოვილებში ყინულის წარმოქმნას დაიწყებს (ზოგიერთი მარადმწვანე სუბტროპიკული მცენარე).

3) ყინვაგამძლე მცენარეებიიზრდება იმ ადგილებში, სადაც ცივი ზამთარია.

მცენარეების ისეთი მორფოლოგიური ადაპტაციები, როგორიცაა დაბალი სიმაღლე და ზრდის განსაკუთრებული ფორმები - მცოცავი, ბალიშისებური, რაც საშუალებას იძლევა ზაფხულში ზედაპირული ჰაერის ფენის მიკროკლიმატის გამოყენება და ზამთარში თოვლის საფარით დაცვა, ზრდის წინააღმდეგობას დაბალ ტემპერატურაზე.

მცენარეებისთვის უფრო მნიშვნელოვანია ადაპტაციის ფიზიოლოგიური მექანიზმები, რომლებიც ზრდის მათ წინააღმდეგობას სიცივის მიმართ: ფოთლების ცვენა, მიწისზედა ყლორტების კვდომა, უჯრედებში ანტიფრიზის დაგროვება, უჯრედებში წყლის შემცველობის შემცირება და ა.შ. ყინვაგამძლე მცენარეებში, პროცესში. ზამთრისთვის მომზადებისას შაქარი, ცილები, ზეთი, ციტოპლაზმაში წყლის შემცველობა მცირდება და მისი სიბლანტე იზრდება. ყველა ეს ცვლილება ამცირებს ქსოვილების გაყინვის წერტილს.

ბევრ მცენარეს შეუძლია სიცოცხლისუნარიანი დარჩეს გაყინულ მდგომარეობაში, მაგალითად, ალპური იისფერი, არქტიკული ცხენი, ხის ტილები, გვირილა, ადრე გაზაფხულის ეფემეროიდები ტყის ზონაში და ა.შ.

ხავსები და ლიქენები იტანენ ხანგრძლივ გაყინვას შეჩერებული ანიმაციის მდგომარეობაში. მცენარეთა დაბალ ტემპერატურებთან ადაპტაციაში დიდი მნიშვნელობა აქვს ნორმალური სასიცოცხლო აქტივობის შენარჩუნების შესაძლებლობას ფიზიოლოგიური პროცესების ტემპერატურული ოპტიმუმის შემცირებით და დაბალი ტემპერატურის ლიმიტებით, რომლებშიც შესაძლებელია ეს პროცესები.

ზომიერ და მაღალ განედებში, კლიმატური პირობების სეზონური ცვლილებების გამო, მცენარეები განვითარების წლიურ ციკლში ალტერნატიულ აქტიურ და მიძინებულ ფაზებს ატარებენ. ერთწლოვანი მცენარეები ვეგეტაციის დასრულების შემდეგ ზამთარში გადარჩებიან თესლის სახით და მრავალწლოვანი მცენარეები გადადიან მიძინებულ მდგომარეობაში. გამოარჩევენ ღრმადა იძულებულიმშვიდობა. ღრმა მოსვენების მდგომარეობაში მყოფი მცენარეები არ რეაგირებენ ხელსაყრელ თერმულ პირობებზე. ღრმა მოსვენების დასრულების შემდეგ მცენარეები მზად არიან განვითარების განახლებისთვის, მაგრამ ბუნებაში ზამთარში ეს შეუძლებელია დაბალი ტემპერატურის გამო. ამიტომ ამ ფაზას იძულებითი დასვენება ეწოდება.

ცხოველების ადაპტაცია ტემპერატურაზე.მცენარეებთან შედარებით, ცხოველებს აქვთ სხეულის ტემპერატურის რეგულირების უფრო მრავალფეროვანი უნარი კოსმოსში გადაადგილებისა და ბევრად მეტი საკუთარი შინაგანი სითბოს გამომუშავების უნარის გამო.

ცხოველების ადაპტაციის ძირითადი გზები:

1) ქიმიური თერმორეგულაცია- ეს არის სითბოს წარმოების რეფლექსური მატება გარემოს ტემპერატურის შემცირების საპასუხოდ, მეტაბოლიზმის მაღალ დონეზე დაფუძნებული;

2) ფიზიკური თერმორეგულაცია- ხორციელდება სტრუქტურის განსაკუთრებული მახასიათებლების გამო (თმის და ბუმბულის საფარის არსებობა, ცხიმის მარაგის განაწილება და ა.შ.) და სითბოს გადაცემის დონის ცვლილების გამო სითბოს შენარჩუნების უნარის გამო;

3) ქცევითი თერმორეგულაცია- ეს არის ხელსაყრელი ჰაბიტატების ძიება, პოზის შეცვლა, თავშესაფრების აშენება, ბუდეები და ა.შ.

პოიკილოთერმული ცხოველებისთვის სხეულის ტემპერატურის რეგულირების მთავარი გზა ქცევაა. უკიდურეს სიცხეში ცხოველები იმალებიან ჩრდილში, ბურუსში. ზამთრის მოახლოებასთან ერთად ისინი ეძებენ თავშესაფარს, აშენებენ ბუდეებს და ამცირებენ აქტივობას. ზოგიერთ სახეობას შეუძლია შეინარჩუნოს სხეულის ოპტიმალური ტემპერატურა კუნთების მუშაობის გამო. მაგალითად, ბუმბერაზი სხეულს ათბობს კუნთების სპეციალური შეკუმშვით, რაც შესაძლებელს ხდის გრილ ამინდში იკვებონ. ზოგიერთი პოიკილოთერმული ცხოველი თავიდან აიცილებს გადახურებას აორთქლების გზით სითბოს დაკარგვის გაზრდით. მაგალითად, ბაყაყები, ხვლიკები ცხელ ამინდში იწყებენ მძიმე სუნთქვას ან ინარჩუნებენ პირს ღია, აძლიერებენ წყლის აორთქლებას ლორწოვანი გარსების მეშვეობით.

ჰომეოთერმული ცხოველები ხასიათდებიან სითბოს შეყვანისა და გამომუშავების ძალიან ეფექტური რეგულირებით, რაც მათ საშუალებას აძლევს შეინარჩუნონ სხეულის მუდმივი ოპტიმალური ტემპერატურა. მათი თერმორეგულაციის მექანიზმები ძალიან მრავალფეროვანია. ისინი მიდრეკილნი არიან ქიმიური თერმორეგულაცია, ხასიათდება მეტაბოლიზმის მაღალი მაჩვენებლით და დიდი რაოდენობით სითბოს გამომუშავებით. პოიკილოთერმული ცხოველებისგან განსხვავებით, თბილსისხლიან ცხოველებში, სიცივის ზემოქმედებით, ჟანგვითი პროცესები არ სუსტდება, არამედ ძლიერდება. ბევრ ცხოველში დამატებითი სითბო წარმოიქმნება კუნთოვანი და ცხიმოვანი ქსოვილის გამო. ძუძუმწოვრებს აქვთ სპეციალიზებული ყავისფერი ცხიმოვანი ქსოვილი, რომელშიც მთელი გამოთავისუფლებული ენერგია გამოიყენება სხეულის გასათბობად. ყველაზე მეტად განვითარებულია ცივი კლიმატის ცხოველებში. სხეულის ტემპერატურის შენარჩუნება სითბოს წარმოების გაზრდით მოითხოვს ენერგიის დიდ ხარჯვას, ამიტომ გაზრდილი ქიმიური რეგულაციის მქონე ცხოველებს სჭირდებათ დიდი რაოდენობით საკვები ან ხარჯავენ ცხიმის დიდ მარაგს. ამიტომ, ქიმიური რეგულაციის გაძლიერებას აქვს შეზღუდვები საკვების მიღების შესაძლებლობის გამო. ზამთარში საკვების ნაკლებობით, თერმორეგულაციის ეს გზა ეკოლოგიურად არახელსაყრელია.

ფიზიკური თერმორეგულაციაეკოლოგიურად უფრო მომგებიანი, რადგან სიცივესთან ადაპტაცია ხორციელდება ცხოველის სხეულში სითბოს შენარჩუნებით. მისი ფაქტორებია კანი, ძუძუმწოვრების სქელი ბეწვი, ფრინველის ბუმბული და ქვედა საფარი, სხეულის ცხიმი, წყლის აორთქლება ოფლიანობით ან პირის ღრუს და ზედა სასუნთქი გზების ლორწოვანი გარსებით, ცხოველის სხეულის ზომა და ფორმა. სითბოს გადაცემის შესამცირებლად, სხეულის დიდი ზომები უფრო სასარგებლოა (რაც უფრო დიდია სხეული, მით უფრო მცირეა მისი ზედაპირი ერთეულ მასაზე და, შესაბამისად, სითბოს გადაცემა და პირიქით). ამ მიზეზით, თბილი სისხლიანი ცხოველების მჭიდროდ მონათესავე სახეობების ინდივიდები, რომლებიც ცხოვრობენ ცივ პირობებში, უფრო დიდია, ვიდრე თბილ კლიმატში გავრცელებული. ეს ნიმუში დასახელდა ბერგმანის წესები. ტემპერატურის რეგულირება ასევე ხორციელდება სხეულის ამობურცული ნაწილების - ყურის, კიდურების, კუდების, ყნოსვის ორგანოების მეშვეობით. ცივ რეგიონებში ისინი უფრო მცირეა ვიდრე თბილ რეგიონებში ( ალენის წესი). ჰომოიოთერმული ორგანიზმებისთვის ასევე მნიშვნელოვანია თერმორეგულაციის ქცევითი მეთოდები, რომლებიც ძალიან მრავალფეროვანია - პოზის შეცვლიდან და თავშესაფრების ძიებიდან რთული თავშესაფრების, ბუდეების აგებამდე და ახლო და შორს მიგრაციების განხორციელებამდე. ზოგიერთი თბილისისხლიანი ცხოველი იყენებს ჯგუფური ქცევა. მაგალითად, პინგვინები ძლიერ ყინვაში ხვდებიან მკვრივ გროვაში. ასეთი მტევნის შიგნით ტემპერატურა შენარჩუნებულია დაახლოებით + 37ºС ყველაზე მძიმე ყინვებშიც კი. ექსტრემალურ სიცხეში უდაბნოში მყოფი აქლემები ასევე იკრიბებიან, მაგრამ ეს მიიღწევა სხეულის ზედაპირის ძლიერი გაცხელების თავიდან ასაცილებლად.

ქიმიური, ფიზიკური და ქცევითი თერმორეგულაციის სხვადასხვა მეთოდების ერთობლიობა თბილსისხლიან ცხოველებს საშუალებას აძლევს შეინარჩუნონ სხეულის მუდმივი ტემპერატურა გარემო ტემპერატურის მერყეობის ფართო სპექტრში.

წყლის რეჟიმი.სხეულის ნორმალური ფუნქციონირება შესაძლებელია მხოლოდ საკმარისი წყლის მიწოდებით. ტენიანობის რეჟიმები მიწა-ჰაერის გარემოში ძალიან მრავალფეროვანია - ჰაერის წყლის ორთქლით სრული გაჯერებიდან ნოტიო ტროპიკებში ჰაერში და უდაბნოს ნიადაგში ტენის თითქმის სრულ არარსებობამდე. მაგალითად, სინაის უდაბნოში წლიური ნალექი 10-15 მმ-ია, ლიბიის უდაბნოში (ასვანში) საერთოდ არ ხდება. ხმელეთის ორგანიზმების წყალმომარაგება დამოკიდებულია ნალექების რეჟიმზე, ნიადაგის ტენიანობის რეზერვების ხელმისაწვდომობაზე, რეზერვუარებზე, მიწისქვეშა წყლების დონეებზე, რელიეფზე, ატმოსფერული ცირკულაციის თავისებურებებზე და ა.შ. რეჟიმები.

მცენარეთა ადაპტაცია წყლის რეჟიმთან.ქვედა მიწის მცენარეები შთანთქავენ წყალს სუბსტრატიდან მასში ჩაძირული თალუსის ან რიზოიდების ნაწილებით, ხოლო ტენიანობას ატმოსფეროდან - სხეულის მთელი ზედაპირით.

მაღალ მცენარეებს შორის ხავსები შთანთქავს წყალს ნიადაგიდან რიზოიდებით ან ღეროს ქვედა ნაწილით (სფაგნუმის ხავსები), ხოლო სხვა უმეტესობა ფესვებით. მცენარეში წყლის ნაკადი დამოკიდებულია ფესვთა უჯრედების წოვის ძალის სიდიდეზე, ფესვთა სისტემის განშტოების ხარისხზე და ფესვების ნიადაგში შეღწევის სიღრმეზე. ფესვთა სისტემები ძალიან პლასტიკურია და რეაგირებს ცვალებად პირობებზე, პირველ რიგში ტენიანობაზე.

ნიადაგის ზედაპირულ ჰორიზონტებში ტენიანობის ნაკლებობით, ბევრ მცენარეს აქვს ფესვთა სისტემა, რომელიც ღრმად აღწევს ნიადაგში, მაგრამ სუსტად ტოტდება, მაგალითად, საქსაულში, აქლემის ეკალში, წიწვოვანში, უხეში სიმინდის ყვავილში და ა.შ. მარცვლეული, პირიქით, ფესვთა სისტემები ძლიერ ტოტდება და იზრდება ნიადაგის ზედაპირულ ფენებში (ჭვავის, ხორბლის, ბუმბულის ბალახში და სხვ.). წყალი, რომელიც მცენარეში შედის, ქსილემის მეშვეობით გადადის ყველა ორგანოში, სადაც ის იხარჯება სასიცოცხლო პროცესებზე. საშუალოდ, 0,5% მიდის ფოტოსინთეზზე, ხოლო დანარჩენი - აორთქლების შედეგად დანაკარგების შესავსებად და ტურგორის შესანარჩუნებლად. მცენარის წყლის ბალანსი რჩება დაბალანსებული, თუ წყლის შეწოვა, მისი გამტარობა და ხარჯვა ჰარმონიულად არის კოორდინირებული ერთმანეთთან. მათი სხეულის წყლის ბალანსის რეგულირების უნარიდან გამომდინარე, მიწის მცენარეები იყოფა პოიკილოჰიდრიდი და ჰომოიოჰიდრიდი.

პოიკილოჰიდრიდული მცენარეებივერ ახერხებს წყლის ბალანსის აქტიურ რეგულირებას. მათ არ აქვთ მოწყობილობები, რომლებიც ხელს უწყობენ წყლის შეკავებას ქსოვილებში. უჯრედებში წყლის შემცველობა განისაზღვრება ჰაერის ტენიანობით და დამოკიდებულია მის რყევებზე. პოიკილოჰიდრიდულ მცენარეებს მიეკუთვნება ხმელეთის წყალმცენარეები, ლიქენები, ზოგიერთი ხავსი და ტროპიკული ტყის გვიმრები. მშრალ პერიოდში ეს მცენარეები შრება თითქმის ჰაერ-მშრალ მდგომარეობაში, მაგრამ წვიმის შემდეგ ისევ „ცოცხლდებიან“ და მწვანედ ღებულობენ.

ჰომოიოჰიდრიდული მცენარეებიშეუძლია უჯრედებში წყლის შემცველობის შედარებით მუდმივი დონის შენარჩუნება. ეს მოიცავს უმაღლესი მიწის მცენარეების უმეტესობას. მათ უჯრედებში აქვთ დიდი ცენტრალური ვაკუოლი, ამიტომ ყოველთვის არის წყლის მარაგი. გარდა ამისა, ტრანსპირაცია რეგულირდება სტომატოლოგიური აპარატით, ხოლო ყლორტები დაფარულია ეპიდერმისით წყლისთვის შეუღწევადი კუტიკულით.

თუმცა, მცენარეების უნარი, მოაწესრიგონ წყლის მეტაბოლიზმი, არ არის იგივე. ჰაბიტატის ტენიანობის პირობებთან მათი ადაპტირებიდან გამომდინარე, გამოირჩევა სამი ძირითადი ეკოლოგიური ჯგუფი: ჰიგროფიტები, ქსეროფიტები და მეზოფიტები.

ჰიგიროფიტები- ეს არის სველი ჰაბიტატების მცენარეები: ჭაობები, ნესტიანი მდელოები და ტყეები, წყალსაცავების ნაპირები. ისინი ვერ იტანენ წყლის დეფიციტს, ისინი რეაგირებენ ნიადაგისა და ჰაერის ტენიანობის შემცირებაზე სწრაფი ჭკნობის ან ზრდის დათრგუნვით. მათი ფოთლის პირები ფართოა, სქელი კუტიკულის გარეშე. მეზოფილის უჯრედები განლაგებულია თავისუფლად, მათ შორის არის დიდი უჯრედშორისი სივრცეები. ჰიგიროფიტების სტომატები ჩვეულებრივ ფართოდ ღიაა და ხშირად განლაგებულია ფოთლის ფირფიტის ორივე მხარეს. შედეგად, მათი ტრანსპირაციის მაჩვენებელი ძალიან მაღალია. ზოგიერთ მცენარეში მაღალ ტენიან ჰაბიტატებში, ჭარბი წყალი ამოღებულია ფოთლის კიდეზე მდებარე ჰიდათოდების (წყლის სტომატების) მეშვეობით. ნიადაგის გადაჭარბებული ტენიანობა იწვევს მასში ჟანგბადის შემცველობის შემცირებას, რაც ართულებს სუნთქვას და ფესვების შეწოვის ფუნქციას. მაშასადამე, ჰიგიროფიტების ფესვები განლაგებულია ნიადაგის ზედაპირულ ჰორიზონტებში, ისინი სუსტად ტოტდებიან და მათზე ცოტაა ფესვის თმები. მრავალი ბალახოვანი ჰიგიროფიტის ორგანოებს აქვთ უჯრედშორისი სივრცეების კარგად განვითარებული სისტემა, რომლითაც ატმოსფერული ჰაერი შედის. მცენარეებში, რომლებიც ცხოვრობენ ძლიერ წყალუხვი ნიადაგებზე, პერიოდულად დატბორილია წყლით, წარმოიქმნება სპეციალური სასუნთქი ფესვები, როგორიცაა, მაგალითად, ჭაობის კვიპაროსში, ან დამხმარე, როგორც მანგროს მერქნიან მცენარეებში.

ქსეროფიტებიშეუძლია მოითმინოს ჰაერისა და ნიადაგის მნიშვნელოვანი გახანგრძლივებული სიმშრალე აქტიურ მდგომარეობაში. ისინი ფართოდ არიან გავრცელებული სტეპებში, უდაბნოებში, მშრალ სუბტროპიკებში და სხვ. ზომიერი კლიმატის ზონაში ისინი სახლდებიან მშრალ ქვიშიან და ქვიშიან თიხნარ ნიადაგებზე, რელიეფის ამაღლებულ ადგილებში. ქსეროფიტების უნარი მოითმენს ტენიანობის ნაკლებობას განპირობებულია მათი ანატომიური, მორფოლოგიური და ფიზიოლოგიური მახასიათებლებით. ამ ნიშნით ისინი იყოფა ორ ჯგუფად: სუკულენტებიდა სკლეროფიტები.

სუკულენტები- მრავალწლოვანი მცენარეები წვნიანი ხორციანი ფოთლებით ან ღეროებით, რომლებშიც მაღალგანვითარებულია წყლის შემნახველი ქსოვილი. არის ფოთლოვანი სუკულენტები - ალოე, აგავა, ქვისებრი, ახალგაზრდა და ღერო, რომლებშიც ფოთლები შემცირებულია, ხოლო მიწის ნაწილები წარმოდგენილია ხორციანი ღეროებით (კაქტუსები, ზოგიერთი ღერო). სუკულენტების გამორჩეული თვისებაა დიდი რაოდენობით წყლის შენახვის და უკიდურესად ზომიერად გამოყენების უნარი. მათი ტრანსპირაციის სიჩქარე ძალიან დაბალია, რადგან სტომატები ძალიან ცოტაა, ისინი ხშირად ჩაეფლო ფოთლის ან ღეროს ქსოვილში და ჩვეულებრივ იკეტება დღის განმავლობაში, რაც მათ ეხმარება წყლის მოხმარების შეზღუდვაში. დღის განმავლობაში სტომატების დახურვა იწვევს ფოტოსინთეზისა და გაზის გაცვლის პროცესების გაძნელებას, ამიტომ სუკულენტებმა შეიმუშავეს ფოტოსინთეზის სპეციალური გზა, რომელშიც ნაწილობრივ გამოიყენება სუნთქვის დროს გამოთავისუფლებული ნახშირორჟანგი. ამასთან დაკავშირებით, მათში ფოტოსინთეზის ინტენსივობა დაბალია, რაც დაკავშირებულია ნელ ზრდასთან და საკმაოდ დაბალ კონკურენტუნარიანობასთან. სუკულენტებს ახასიათებთ უჯრედული წვენის დაბალი ოსმოსური წნევით, გარდა იმათ, რომლებიც იზრდება მარილიან ნიადაგებზე. მათი ფესვთა სისტემები ზედაპირულია, ძლიერ განშტოებული და სწრაფად მზარდი.

სკლეროფიტები მყარი, მშრალი გარეგნობის მცენარეებია დიდი რაოდენობით მექანიკური ქსოვილის და ფოთლებისა და ღეროების დაბალი მორწყვის გამო. მრავალი სახეობის ფოთლები პატარაა, ვიწრო ან დაყვანილი ქერცლებმდე, ეკლებად; ხშირად აქვთ მკვრივი პუბესცენცია (კატის თათი, ვერცხლისფერი ცინიკოსი, ბევრი ჭია და ა.შ.) ან ცვილისებრი საფარი (რუსული სიმინდის ყვავილი და ა.შ.). მათი ფესვთა სისტემები კარგად არის განვითარებული და ხშირად მრავალჯერ აღემატება მთლიანი მასით, ვიდრე მცენარეთა მიწისზედა ნაწილები. მრავალფეროვანი ფიზიოლოგიური ადაპტაცია ასევე ეხმარება სკლეროფიტებს წარმატებით გაუძლოს ტენიანობის ნაკლებობას: უჯრედის წვენის მაღალი ოსმოსური წნევა, ქსოვილების გაუწყლოების წინააღმდეგობა, ქსოვილებისა და უჯრედების წყლის შეკავების მაღალი უნარი, ციტოპლაზმის მაღალი სიბლანტის გამო. ბევრი სკლეროფიტი იყენებს წლის ყველაზე ხელსაყრელ პერიოდებს მცენარეულობისთვის და გვალვის დადგომისას მკვეთრად ამცირებს სასიცოცხლო პროცესებს. ქსეროფიტების ყველა ზემოაღნიშნული თვისება ხელს უწყობს მათ გვალვის ტოლერანტობას.

მეზოფიტებიიზრდება საშუალო ტენიანობის პირობებში. ისინი უფრო მომთხოვნი არიან ტენიანობაზე, ვიდრე ქსეროფიტები და ნაკლებად, ვიდრე ჰიგროფიტები. მეზოფიტის ფოთლის ქსოვილები დიფერენცირებულია სვეტოვან და სპონგურ პარენქიმად. შიდა ქსოვილებს შეიძლება ჰქონდეთ გარკვეული ქსერომორფული თვისებები (მწირი პუბესცენცია, გასქელებული კუტიკულის შრე). მაგრამ ისინი ნაკლებად გამოხატულია, ვიდრე ქსეროფიტებში. ფესვთა სისტემებს შეუძლიათ ღრმად შეაღწიონ ნიადაგში ან განლაგდნენ ზედაპირულ ჰორიზონტებში. მათი ეკოლოგიური მოთხოვნილებების თვალსაზრისით, მეზოფიტები ძალიან მრავალფეროვანი ჯგუფია. ამრიგად, მდელოსა და ტყის მეზოფიტებს შორის არის სახეობები გაზრდილი ტენიანობის სიყვარულით, რომლებიც ხასიათდებიან ქსოვილებში წყლის მაღალი შემცველობით და საკმაოდ სუსტი წყლის შეკავებით. ეს არის მდელოს მელა, ჭაობის ბლუგრასი, სველი მდელო, ლინეუსის გოლოკუჩნიკი და მრავალი სხვა.

პერიოდული ან მუდმივი (მსუბუქი) ტენიანობის მქონე ჰაბიტატებში მეზოფიტებს აქვთ ქსერომორფული ორგანიზაციის ნიშნები და გაზრდილი ფიზიოლოგიური წინააღმდეგობა გვალვის მიმართ. ასეთი მცენარის მაგალითებია ფოთლოვანი მუხა, მთის სამყურა, საშუალო პლანეტა, ნახევარმთვარის იონჯა და სხვ.

ცხოველთა ადაპტაცია.ცხოველებს შორის წყლის რეჟიმთან დაკავშირებით შეიძლება გამოიყოს ჰიგიროფილები (ტენიანობის მოყვარული), ქსეროფილები (მშრალი) და მეზოფილები (საშუალო ტენიანობის პირობებს ანიჭებენ უპირატესობას). ჰიგიროფილების მაგალითია ტყის ტილები, კოღოები, ზამბარა, ჭრიჭინა და ა.შ. ყველა მათგანი არ მოითმენს წყლის მნიშვნელოვან დეფიციტს და არ მოითმენს თუნდაც ხანმოკლე გვალვას. ქსეროფილებია მონიტორის ხვლიკები, აქლემები, უდაბნოს კალიები, შავი ხოჭოები და სხვ. ისინი ბინადრობენ ყველაზე მშრალ ჰაბიტატებში.

ცხოველები წყალს იღებენ სასმელით, საკვებით და ორგანული ნივთიერებების დაჟანგვით. ბევრ ძუძუმწოვარსა და ფრინველს (სპილოებს, ლომებს, ჰიენებს, მერცხლებს, სვიფტებს და ა.შ.) სჭირდება სასმელი წყალი. უდაბნოს სახეობებს, როგორიცაა ჯერბოები, აფრიკული გერბილები და ამერიკული კენგურუს ვირთხა, შეუძლიათ წყლის დალევის გარეშე. ტანსაცმლის ქიაყელები, ბეღელი და ბრინჯის ჭინჭრის ციება და მრავალი სხვა ცხოვრობენ მხოლოდ მეტაბოლური წყლის გამო.

ცხოველებს ახასიათებთ წყლის ბალანსის რეგულირების გზები: მორფოლოგიური, ფიზიოლოგიური, ქცევითი.

რომ მორფოლოგიურიწყლის ბალანსის შენარჩუნების მეთოდები მოიცავს წარმონაქმნებს, რომლებიც ხელს უწყობენ წყლის შეკავებას სხეულში: ხმელეთის ლოკოკინების ჭურვი, ქვეწარმავლების კერატინიზებული მთლიანობა, მწერების შიგთავსის ცუდი წყალგამტარობა და ა.შ. ნაჩვენებია, რომ მწერების მთლიანობის გამტარიანობა არ არის დამოკიდებული ქიტინის სტრუქტურა, მაგრამ განისაზღვრება მისი ზედაპირის ყველაზე თხელი ცვილის ფენით. ამ ფენის განადგურება მკვეთრად ზრდის აორთქლებას საფარების მეშვეობით.

რომ ფიზიოლოგიურიწყლის მეტაბოლიზმის რეგულირებისთვის ადაპტაციები მოიცავს მეტაბოლური ტენიანობის ფორმირების უნარს, წყლის დაზოგვას შარდისა და განავლის გამოყოფისას, გაუწყლოების გამძლეობას, ოფლიანობის ცვლილებას და ლორწოვანი გარსების მეშვეობით წყლის დაკარგვას. საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში წყლის კონსერვაცია მიიღწევა ნაწლავების მიერ წყლის შეწოვით და თითქმის გაუწყლოებული განავლის წარმოქმნით. ფრინველებსა და ქვეწარმავლებში აზოტის მეტაბოლიზმის საბოლოო პროდუქტი არის შარდმჟავა, რომლის მოსაშორებლად პრაქტიკულად წყალი არ მოიხმარება. ოფლიანობის აქტიური რეგულირება და სასუნთქი გზების ზედაპირიდან ტენის აორთქლება ფართოდ გამოიყენება ჰომეოთერმული ცხოველების მიერ. მაგალითად, აქლემში, ტენიანობის ნაკლებობის უკიდურეს შემთხვევაში, ოფლიანობა ჩერდება და სასუნთქი გზებიდან აორთქლება მკვეთრად მცირდება, რაც ორგანიზმში წყლის შეკავებას იწვევს. თერმორეგულაციის საჭიროებასთან დაკავშირებულმა აორთქლებამ შეიძლება გამოიწვიოს სხეულის გაუწყლოება, ამიტომ მშრალ და ცხელ კლიმატში ბევრი პატარა თბილსისხლიანი ცხოველი თავს არიდებს სითბოს ზემოქმედებას და ინარჩუნებს ტენიანობას მიწის ქვეშ დამალვით.

პოიკილოთერმულ ცხოველებში, ჰაერის გაცხელების შემდეგ სხეულის ტემპერატურის მატება თავიდან აიცილებს წყლის გადაჭარბებულ დაკარგვას, მაგრამ მათ არ შეუძლიათ სრულად აიცილონ აორთქლების დანაკარგები. ამიტომ ცივსისხლიანი ცხოველებისთვის მშრალ პირობებში ცხოვრების განმავლობაში წყლის ბალანსის შენარჩუნების მთავარი გზა არის ზედმეტი სითბოს დატვირთვის თავიდან აცილება. ამრიგად, ხმელეთის გარემოს წყლის რეჟიმთან ადაპტაციის კომპლექსში, ქცევითი გზებიწყლის ბალანსის რეგულირება. ეს მოიცავს ქცევის განსაკუთრებულ ფორმებს: ხვრელების გათხრა, წყლის ობიექტების ძიება, ჰაბიტატების შერჩევა და ა.შ. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ბალახისმჭამელი და მარცვლოვანი ცხოველებისთვის. ბევრი მათგანისთვის წყლის ობიექტების არსებობა არიდულ რეგიონებში დასახლების წინაპირობაა. მაგალითად, უდაბნოში ისეთი სახეობების გავრცელება, როგორიც არის კამეჩის კონცხი, წყალგამყოფი და ზოგიერთი ანტილოპა, მთლიანად დამოკიდებულია სარწყავი ადგილების ხელმისაწვდომობაზე. ბევრი ქვეწარმავალი და პატარა ძუძუმწოვარი ცხოვრობს ბურუსებში, სადაც შედარებით დაბალი ტემპერატურა და მაღალი ტენიანობა ხელს უწყობს წყლის გაცვლას. ფრინველები ხშირად იყენებენ ღრუებს, ხის ჩრდილებს და ა.შ.