typ lekcie - kombinované

metódy:čiastočne exploračný, problémový prezentačný, reprodukčný, vysvetľovací-ilustračný.

Cieľ:

Uvedomenie si dôležitosti všetkých diskutovaných problémov, schopnosť budovať svoj vzťah k prírode a spoločnosti na základe úcty k životu, ku všetkému živému ako jedinečnej a neoceniteľnej súčasti biosféry;

Úlohy:

Vzdelávacie: ukázať mnohorakosť faktorov pôsobiacich na organizmy v prírode, relativitu pojmu „škodlivé a prospešné faktory“, rozmanitosť života na planéte Zem a možnosti adaptácie živých bytostí na celý rad podmienok prostredia.

vyvíja sa: rozvíjať komunikačné schopnosti, schopnosť samostatne získavať poznatky a stimulovať ich kognitívnu činnosť; schopnosť analyzovať informácie, zdôrazniť hlavnú vec v študovanom materiáli.

Vzdelávacie:

Pestovať kultúru správania v prírode, vlastnosti tolerantného človeka, vzbudzovať záujem a lásku k prírode, formovať stabilný pozitívny vzťah ku každému živému organizmu na Zemi, formovať schopnosť vidieť krásu.

Osobné: kognitívny záujem o ekológiu Pochopenie potreby získavania poznatkov o diverzite biotických vzťahov v prírodných spoločenstvách v záujme zachovania prirodzených biocenóz. Schopnosť zvoliť si cieľ a sémantické nastavenia vo svojich činoch a skutkoch vo vzťahu k voľne žijúcim živočíchom. Potreba spravodlivého hodnotenia vlastnej práce a práce spolužiakov

poznávacie: schopnosť pracovať s rôznymi zdrojmi informácií, previesť ich z jednej formy do druhej, porovnávať a analyzovať informácie, vyvodzovať závery, pripravovať správy a prezentácie.

Regulačné: schopnosť samostatne organizovať vykonávanie úloh, hodnotiť správnosť práce, reflexiu svojich činností.

Komunikatívne: zúčastňovať sa na dialógu v triede; odpovedať na otázky učiteľa, spolužiakov, hovoriť s publikom pomocou multimediálneho zariadenia alebo iných demonštračných prostriedkov

Plánované výsledky

Predmet: poznať - pojmy "biotop", "ekológia", "faktory životného prostredia" ich vplyv na živé organizmy, "spojenie živého a neživého";. Vedieť - definovať pojem „biotické faktory“; charakterizovať biotické faktory, uviesť príklady.

Osobné: robiť úsudky, hľadať a vyberať informácie, analyzovať súvislosti, porovnávať, nájsť odpoveď na problematickú otázku

Metasubjekt: spojenie s takými akademickými disciplínami ako biológia, chémia, fyzika, geografia. Plánujte akcie so stanoveným cieľom; nájsť potrebné informácie v učebnici a referenčnej literatúre; vykonávať analýzu objektov prírody; vyvodiť závery; formulovať svoj vlastný názor.

Forma organizácie vzdelávacích aktivít - individuálne, skupinové

Vyučovacie metódy: názorná a názorná, výkladová a názorná, čiastočne prieskumná, samostatná práca s doplnkovou literatúrou a učebnicou, s DER.

Recepcie: analýza, syntéza, záver, prenos informácií z jedného typu na druhý, zovšeobecnenie.

Učenie sa nového materiálu

Prostredie zem-vzduch

Organizmy žijúce na povrchu Zeme sú obklopené plynným prostredím charakterizovaným nízkou vlhkosťou, hustotou a tlakom, ako aj vysokým obsahom kyslíka. Faktory prostredia pôsobiace v prostredí zem-vzduch sa líšia v mnohých špecifických črtách: v porovnaní s inými prostrediami je tu svetlo intenzívnejšie, teplota podlieha silnejším výkyvom a vlhkosť sa výrazne mení v závislosti od geografickej polohy, ročného obdobia a času. dňa. Vplyv takmer všetkých týchto faktorov úzko súvisí s pohybom vzdušných hmôt – vetrov.

V priebehu evolúcie si obyvatelia prostredia zem-vzduch vyvinuli špecifické anatomické, morfologické, fyziologické, behaviorálne a iné prispôsobenia. Majú orgány, ktoré zabezpečujú priamu asimiláciu atmosférického vzduchu v procese dýchania (rastlinné prieduchy, pľúca a priedušnice zvierat); kostrové formácie, ktoré podporujú telo v podmienkach nízkej hustoty média, dostali silný vývoj

(mechanické a podporné tkanivá rastlín, kostra zvierat); vypracovali ste komplexné úpravy na ochranu pred nepriaznivými faktormi (periodicita a rytmus životných cyklov, zložitá štruktúra vrstiev, termoregulačné mechanizmy atď.); vytvorilo sa užšie spojenie s pôdou (korene rastlín); ste pracovali veľkú mobilitu zvierat pri hľadaní potravy; objavili sa lietajúce zvieratá a poletujúce plody, semená, peľ rastlín.

Uvažujme o hlavných abiotických faktoroch v prostredí zem-vzduch života.

Vzduch.

Suchý vzduch na úrovni mora sa skladá (objemovo) zo 78 % dusíka, 21 % kyslíka, 0,03 % oxidu uhličitého; aspoň 1 % pripadá na inertné plyny.

Kyslík je potrebný na dýchanie veľkej väčšiny organizmov, oxid uhličitý využívajú rastliny pri fotosyntéze. Pohyb vzdušných hmôt (vietor) mení teplotu a vlhkosť vzduchu, pôsobí mechanicky na organizmy. Vietor spôsobuje u rastlín zmenu transpirácie. Výrazné je to najmä pri suchých vetroch, ktoré vysušujú vzduch a často spôsobujú úhyn rastlín. Vietor sa významne podieľa na opeľovaní anemofilov – vetrom opeľovaných rastlín. Vetry určujú smer migrácie hmyzu, ako je molica lúčna, kobylka púštna, malarické komáre.

Zrážky.

Zrážky vo forme dažďa, snehu alebo krúp menia vlhkosť vzduchu a pôdy, poskytujú dostupnú vlahu pre rastliny a poskytujú pitnú vodu pre zvieratá. Silné dažde môžu spôsobiť záplavy, dočasne zaplaviť konkrétnu oblasť. Prehánky a najmä krúpy často vedú k mechanickému poškodeniu vegetatívnych orgánov rastlín.

Veľký význam pre vodný režim má načasovanie zrážok, ich frekvencia a trvanie. Dôležitý je aj charakter dažďa. Počas silných dažďov pôda nestihne absorbovať vodu. Táto voda rýchlo odteká a jej silné prúdy často unášajú časť úrodnej pôdnej vrstvy do riek a jazier a s ňou slabo zakorenené rastliny a niekedy aj drobné živočíchy. Mrhoviny, naopak, pôdu dobre zvlhčujú, ak sa však vlečú, dochádza k podmáčaniu.

Zrážky v podobe snehu v zimnom období blahodarne pôsobia na organizmy. Sneh ako dobrý izolant chráni pôdu a vegetáciu pred zamrznutím (20 cm vrstva snehu chráni rastlinu pri teplote vzduchu -25°C) a slúži ako úkryt pre drobné živočíchy, kde nachádzajú potravu a pod. vhodné teplotné podmienky. V silných mrazoch sa pod snehom schovávajú tetrovy, jarabice, lieskové tetrovy. Počas zasnežených zím však dochádza k hromadnému úhynu niektorých zvierat, napríklad srniek a diviakov: pri hustej snehovej pokrývke je pre ne ťažké pohybovať sa a získať potravu.

Vhlkosť pôdy.

Pôdna voda je jedným z hlavných zdrojov vlhkosti pre rastliny. Pôdna voda sa podľa fyzikálneho stavu, pohyblivosti, dostupnosti a významu pre rastliny delí na voľnú, kapilárnu, chemicky a fyzikálne viazanú.

Hlavnou odrodou voľnej vody je gravitačná voda. Vypĺňa široké medzery medzi časticami pôdy a vplyvom gravitácie neustále prechádza do hlbších vrstiev, až kým nedosiahne nepriepustnú vrstvu. Rastliny ho ľahko asimilujú, kým je v zóne koreňového systému.

Kapilárna voda vypĺňa najtenšie medzery medzi časticami pôdy, dobre ju absorbujú aj rastliny. V kapilárach je držaný súdržnosťou. Vplyvom výparu z povrchu pôdy kapilárna voda vytvára vzostupný prúd, na rozdiel od gravitačnej vody, pre ktorú je charakteristický zostupný prúd. Tieto pohyby vody, jej spotreba závisia od teploty vzduchu, reliéfnych vlastností, vlastností pôdy, vegetačného krytu, sily vetra a iných faktorov. Kapilárna aj gravitačná voda sú takzvané vody dostupné pre rastliny.

Pôda obsahuje aj chemicky a fyzikálne viazanú vodu obsiahnutú v niektorých pôdnych mineráloch (opál, sadra, montrillonit, hydromika a pod.) Všetka táto voda je pre rastliny absolútne nedostupná, aj keď v niektorých pôdach (íl, rašelina) je jej obsah veľmi veľký.

♦ Ekoklíma.

Každý biotop sa vyznačuje určitou ekologickou klímou - ekoklíma, teda podnebie povrchovej vrstvy vzduchu. Vegetácia má veľký vplyv na klimatické faktory. Pod korunou lesa je napríklad vždy vyššia vlhkosť vzduchu a teplotné výkyvy sú menšie ako na pasienkoch. Odlišný je aj svetelný režim týchto miest. V rôznych rastlinných asociáciách sa vytvára ich vlastný režim vlhkosti, teploty a svetla. Potom hovoria o fytoklíme.

Životné podmienky lariev hmyzu žijúcich pod kôrou stromu sú odlišné od podmienok v lese, kde tento strom rastie. V tomto prípade môže byť teplota južnej strany kmeňa o 10-15°C vyššia ako teplota jeho severnej strany. Takéto malé oblasti biotopu majú svoju vlastnú mikroklímu. Špeciálne mikroklimatické podmienky vytvárajú nielen rastliny, ale aj živočíchy. Stabilnú mikroklímu majú obývané nory zvierat, dutiny stromov a jaskyne.

Pre prostredie zem-vzduch, ako aj pre vodu je charakteristické jasne definované zónovanie. Existujú zemepisné a poludníkové alebo pozdĺžne prírodné zóny. Prvý úsek zo západu na východ, druhý - zo severu na juh.

Otázky a úlohy

1. Popíšte hlavné abiotické faktory prostredia zem-vzduch.

2. Uveďte príklady obyvateľov prostredia zem-vzduch.

Pod „životným prostredím“ sa myslí všetko, čo obklopuje telo a tak či onak ho ovplyvňuje. Inými slovami, životné prostredie je charakterizované určitým súborom environmentálnych faktorov. streda- životné prostredie - vodné prostredie - prostredie zem-vzduch - pôdne prostredie - organizmus ako životné prostredie - kľúčové pojmy.

všeobecne akceptovaná definícia prostredia je definícia Nikolaja Pavloviča Naumova: " streda- všetko, čo obklopuje organizmy, priamo alebo nepriamo ovplyvňuje ich stav, vývoj, prežitie a rozmnožovanie.“ Na Zemi existujú štyri kvalitatívne odlišné životné prostredia, ktoré majú súbor špecifických environmentálnych faktorov: - zem-voda (pevnina); - voda; - pôda; - iné organizmy.

zem-vzduch Prostredie sa vyznačuje obrovskou rozmanitosťou životných podmienok, ekologických výklenkov a organizmov, ktoré ich obývajú. Organizmy zohrávajú primárnu úlohu pri formovaní podmienok prostredia zem-vzduch života, a predovšetkým - plynného zloženia atmosféry. Takmer všetok kyslík v zemskej atmosfére je biogénneho pôvodu. Hlavnými znakmi prostredia zem-vzduch sú

Veľké zmeny v environmentálnych faktoroch,

Heterogenita prostredia,

Pôsobenie gravitačných síl

Nízka hustota vzduchu.

Komplex fyzikálnych, geografických a klimatických faktorov súvisiacich s určitou prírodnou zónou vedie k prispôsobeniu sa organizmov životu v týchto podmienkach, rozmanitosti foriem života. Vysoký obsah kyslíka v atmosfére (asi 21%) určuje možnosť vzniku vysokej (energetickej) úrovne metabolizmu. Atmosférický vzduch sa vyznačuje nízkou a premenlivou vlhkosťou. Táto okolnosť do značnej miery obmedzovala možnosti zvládnutia prostredia zem-vzduch.

Atmosféra(z gréckeho atmos – para a sphaira – guľa), plynný obal zeme. Presnú hornú hranicu zemskej atmosféry nie je možné špecifikovať. Atmosféra má výraznú vrstvenú štruktúru. Hlavné vrstvy atmosféry:

1)Troposféra- výška 8 - 17 km. sú v ňom sústredené všetky vodné pary a 4/5 hmoty atmosféry a rozvíjajú sa všetky poveternostné javy.

2)Stratosféra- vrstva nad troposférou do 40 km. Vyznačuje sa takmer úplnou nemennosťou teploty vo výške. V hornej časti stratosféry sa pozoruje maximálna koncentrácia ozónu, ktorý pohlcuje veľké množstvo ultrafialového žiarenia zo slnka.

3) mezosféra- vrstva medzi 40 a 80 km; v jeho dolnej polovici teplota stúpa od +20 do +30 stupňov, v hornej polovici klesá takmer na -100 stupňov.

4) Termosféra(ionosféra) - vrstva medzi 80 - 1000 km, ktorá má zvýšenú ionizáciu molekúl plynu (pod vplyvom voľne prenikajúceho kozmického žiarenia).

5) Exosféra(rozptylová guľa) - vrstva nad 800 - 1000 km, z ktorej sú molekuly plynu rozptýlené do kozmického priestoru. Atmosféra prepúšťa 3/4 slnečného žiarenia, čím sa zvyšuje celkové množstvo tepla, ktoré ide na vývoj prírodných procesov na Zemi.

Prostredie vodného života. Hydrosféra (od hydro ... a sphere), prerušovaný vodný obal Zeme, ktorý sa nachádza medzi atmosférou a pevnou zemskou kôrou (litosférou). Predstavuje súhrn oceánov, morí, jazier, riek, močiarov a podzemných vôd. Hydrosféra pokrýva asi 71 % zemského povrchu. Chemické zloženie hydrosféry sa približuje priemernému zloženiu morskej vody.

Množstvo sladkej vody je 2,5 % všetkej vody na planéte; 85% - morská voda. Zásoby sladkej vody sú rozdelené extrémne nerovnomerne: 72,2 % - ľad; 22,4 % - podzemná voda; 0,35 % - atmosféra; 5,05 % - udržateľný tok riek a vody jazier. Podiel vody, ktorú dokážeme využiť, predstavuje len 10 – 12 % všetkej sladkej vody na Zemi.

Primárne prostredieživot bol práve vodné prostredie. Po prvé, väčšina organizmov nie je schopná aktívneho života bez toho, aby sa do tela dostala voda alebo bez toho, aby si v tele udržal určitý obsah tekutín. Hlavnou črtou vodného prostredia sú: denné a sezónne teplotné výkyvy. Obrovský environmentálny význam majú vysokú hustotu a viskozitu vody. Špecifická hmotnosť vody je úmerná hmotnosti tela živých organizmov. Hustota vody je asi 1000-krát väčšia ako hustota vzduchu. Preto vodné organizmy (najmä aktívne sa pohybujúce) čelia väčšej sile hydrodynamického odporu. Vysoká hustota vody je dôvodom, že sa vo vodnom prostredí dobre šíria mechanické vibrácie (vibrácie). To je veľmi dôležité pre zmysly, orientáciu v priestore a medzi vodnými obyvateľmi. Rýchlosť zvuku vo vodnom prostredí má vyššiu frekvenciu echolokačných signálov. Väčšie ako vo vzduchu, štyrikrát. Preto existuje celá skupina vodných organizmov (rastlín aj živočíchov), ktoré existujú bez povinného spojenia s dnom či iným substrátom, „plávajúcich“ vo vodnom stĺpci.

Neživá a živá príroda obklopujúca rastliny, živočíchy a človeka sa nazýva biotop (životné prostredie, vonkajšie prostredie). Podľa definície N. P. Naumova (1963) je životné prostredie „všetko, čo obklopuje organizmy a priamo alebo nepriamo ovplyvňuje ich stav, vývoj, prežitie a rozmnožovanie“. Z biotopu dostávajú organizmy všetko potrebné pre život a uvoľňujú do neho produkty svojho metabolizmu.

Organizmy môžu žiť v jednom alebo viacerých životných prostrediach. Napríklad človek, väčšina vtákov, cicavce, semenné rastliny, lišajníky sú obyvateľmi iba suchozemského prostredia; väčšina rýb žije iba vo vodnom prostredí; vážky trávia jednu fázu vo vode a druhú - vo vzduchu.

Prostredie vodného života

Vodné prostredie sa vyznačuje veľkou originalitou fyzikálno-chemických vlastností organizmov priaznivých pre život. Medzi nimi: transparentnosť, vysoká tepelná vodivosť, vysoká hustota (asi 800-násobok hustoty vzduchu) a viskozita, expanzia pri zmrazení, schopnosť rozpúšťať veľa minerálnych a organických zlúčenín, vysoká pohyblivosť (tekutosť), absencia prudkých teplotných výkyvov ( denné aj sezónne), schopnosť rovnako ľahko podporovať organizmy, ktoré sa výrazne líšia v hmotnosti.

Nepriaznivé vlastnosti vodného prostredia sú: silné tlakové straty, slabé prevzdušňovanie (obsah kyslíka vo vodnom prostredí je minimálne 20-krát nižší ako v atmosfére), nedostatok svetla (v hĺbkach vodných plôch ho je obzvlášť málo) nedostatok dusičnanov a fosforečnanov (nevyhnutných pre syntézu živej hmoty).

Rozlišujte sladkú a morskú vodu, ktoré sa líšia ako zložením, tak aj množstvom rozpustených minerálov. Morská voda je bohatá na sodík, horčík, chloridové a síranové ióny, kým sladkej vode dominujú vápenaté a uhličitanové ióny.

Organizmy žijúce vo vodnom prostredí života tvoria jednu biologickú skupinu - hydrobionty.

V nádržiach sa zvyčajne rozlišujú dva ekologicky špeciálne biotopy (biotopy): vodný stĺpec (pelagiálny) a dno (bentál). Organizmy, ktoré tam žijú, sa nazývajú pelagos a bentos.

Medzi pelagos sa rozlišujú tieto formy organizmov: planktón - pasívne plávajúci malí zástupcovia (fytoplanktón a zooplanktón); nektón - aktívne plávajú veľké formy (ryby, korytnačky, hlavonožce); neuston - mikroskopickí a malí obyvatelia povrchového filmu vody. V sladkovodných útvaroch (jazerá, rybníky, rieky, močiare atď.) nie je takéto ekologické zónovanie veľmi jasne vyjadrené. Spodná hranica života v pelagiáli je určená hĺbkou prieniku slnečného svetla dostatočnou na fotosyntézu a zriedka dosahuje hĺbku viac ako 2000 m.

V Bentali sa rozlišujú aj špeciálne ekologické zóny života: zóna postupného úbytku pôdy (až do hĺbky 200-2200 m); zóna strmého svahu, oceánske dno (s priemernou hĺbkou 2800-6000 m); depresie oceánskeho dna (do 10 000 m); okraj pobrežia, zaplavený prílivom a odlivom (pobrežie). Obyvatelia pobrežia žijú v podmienkach hojného slnečného žiarenia pri nízkom tlaku, s častými a výraznými výkyvmi teplôt. Obyvatelia zóny oceánskeho dna naopak existujú v úplnej tme, pri neustále nízkych teplotách, nedostatku kyslíka a pod obrovským tlakom dosahujúcim takmer tisíc atmosfér.

Prízemné a vzdušné prostredie života

Životné prostredie zem-vzduch je z hľadiska ekologických podmienok najzložitejšie a má širokú škálu biotopov. To viedlo k najväčšej diverzite suchozemských organizmov. Prevažná väčšina živočíchov sa v tomto prostredí pohybuje po pevnom povrchu – pôde a na nej sa zakoreňujú rastliny. Organizmy tohto životného prostredia sa nazývajú aerobionty (terrabionty, z latinčiny terra - zem).

Charakteristickým znakom posudzovaného prostredia je, že tu žijúce organizmy výrazne ovplyvňujú životné prostredie a v mnohých ohľadoch ho samy vytvárajú.

Priaznivou charakteristikou tohto prostredia pre organizmy je dostatok vzduchu s vysokým obsahom kyslíka a slnečného žiarenia. Medzi nepriaznivé vlastnosti patrí: prudké kolísanie teploty, vlhkosti a osvetlenia (v závislosti od ročného obdobia, dennej doby a geografickej polohy), neustály nedostatok vlhkosti a jej prítomnosť vo forme pary alebo kvapiek, sneh alebo ľad, vietor, zmena ročných období, reliéfne prvky terénu atď.

Všetky organizmy v pozemsko-vzdušnom prostredí života sa vyznačujú systémami hospodárneho využívania vody, rôznymi mechanizmami termoregulácie, vysokou účinnosťou oxidačných procesov, špeciálnymi orgánmi na asimiláciu vzdušného kyslíka, silnými kostrovými formáciami, ktoré umožňujú udržiavať telo v podmienkach nízkej hustoty prostredia a rôznych úprav na ochranu pred náhlymi teplotnými výkyvmi.

Prostredie zem-vzduch sa z hľadiska jeho fyzikálnych a chemických vlastností považuje za dosť náročné vo vzťahu ku všetkému živému. Napriek tomu však život na súši dosiahol veľmi vysokú úroveň, pokiaľ ide o celkovú hmotnosť organickej hmoty, ako aj o rozmanitosť foriem živej hmoty.

Pôda

Pôdne prostredie zaujíma medzipolohu medzi vodným prostredím a prostredím zem-vzduch. Teplotný režim, nízky obsah kyslíka, nasýtenie vlhkosťou, prítomnosť značného množstva solí a organických látok približujú pôdu vodnému prostrediu. A prudké zmeny teplotného režimu, vysychanie, nasýtenie vzduchom vrátane kyslíka približujú pôdu k životnému prostrediu zem-vzduch.

Pôda je sypká povrchová vrstva pôdy, ktorá je zmesou minerálnych látok získaných rozpadom hornín pod vplyvom fyzikálnych a chemických činidiel a špeciálnych organických látok vznikajúcich rozkladom rastlinných a živočíšnych zvyškov biologickými činiteľmi. V povrchových vrstvách pôdy, kam sa dostávajú najčerstvejšie odumreté organické látky, žije množstvo deštruktívnych organizmov - baktérie, huby, červy, najmenšie článkonožce a pod.. Ich činnosť zabezpečuje rozvoj pôdy zhora, pričom fyzikálne a chemické ničenie horninového podložia prispieva k tvorbe pôdy zospodu.

Ako životné prostredie sa pôda vyznačuje množstvom vlastností: vysokou hustotou, nedostatkom svetla, zníženou amplitúdou teplotných výkyvov, nedostatkom kyslíka a relatívne vysokým obsahom oxidu uhličitého. Okrem toho sa pôda vyznačuje voľnou (poréznou) štruktúrou substrátu. Existujúce dutiny sú vyplnené zmesou plynov a vodných roztokov, čo určuje extrémne širokú škálu podmienok pre život mnohých organizmov. V priemere existuje viac ako 100 miliárd buniek prvokov, milióny vírnikov a tardigradov, desiatky miliónov háďatiek, státisíce článkonožcov, desiatky a stovky dážďoviek, mäkkýšov a iných bezstavovcov, stovky miliónov baktérií, mikroskopické huby (aktinomycéty), riasy a iné mikroorganizmy. Celá populácia pôdy - edafobionti (edaphobius, z gréckeho edaphos - pôda, bios - život) sa navzájom ovplyvňujú, tvoria akýsi biocenotický komplex, aktívne sa podieľajú na tvorbe samotného prostredia pôdneho života a zabezpečujú jeho úrodnosť. Druhy, ktoré obývajú pôdne prostredie života, sa nazývajú aj pedobionty (z gréckeho paidos - dieťa, t. j. prechádzajúce štádiom lariev vo svojom vývoji).

Zástupcovia edafóbia v procese evolúcie vyvinuli zvláštne anatomické a morfologické znaky. Zvieratá majú napríklad valkovitý tvar tela, malú veľkosť, relatívne silnú kožu, kožné dýchanie, zmenšenie očí, bezfarebnú kožu, saprofágiu (schopnosť živiť sa zvyškami iných organizmov). Okrem toho je spolu s aerobicitou široko zastúpená anaeróbnosť (schopnosť existovať v neprítomnosti voľného kyslíka).

Telo ako životné prostredie

Ako životné prostredie sa organizmus pre svojich obyvateľov vyznačuje takými pozitívnymi vlastnosťami, ako sú: ľahko stráviteľné jedlo; stálosť teploty, soli a osmotického režimu; žiadne riziko vysychania; ochranu pred nepriateľmi. Problémy pre obyvateľov organizmov vytvárajú faktory ako: nedostatok kyslíka a svetla; obmedzený životný priestor; potreba prekonať ochranné reakcie hostiteľa; šíri z jedného hostiteľa na iných hostiteľov. Toto prostredie je navyše vždy časovo obmedzené životom hostiteľa.

Prízemno-vzdušné prostredie života je z hľadiska podmienok prostredia najťažšie. V priebehu evolúcie bola zvládnutá oveľa neskôr ako voda. Život na zemi si vyžadoval také úpravy, ktoré boli možné len s dostatočne vysokou úrovňou organizácie organizmov. Prostredie zem-vzduch sa vyznačuje nízkou hustotou vzduchu, veľkými výkyvmi teploty a vlhkosti, vyššou intenzitou slnečného žiarenia v porovnaní s inými médiami a pohyblivosťou atmosféry.

Nízka hustota vzduchu a pohyblivosť určiť jeho nízku zdvíhaciu silu a nevýznamnú podporu. Organizmy suchozemského prostredia musia mať nosný systém, ktorý podporuje telo: rastliny - mechanické tkanivá, živočíchy - pevná alebo hydrostatická kostra.

Malá zdvíhacia sila vzduchu určuje limitujúcu hmotnosť a veľkosť suchozemských organizmov. Najväčšie suchozemské zvieratá sú oveľa menšie ako obri vodného prostredia - veľryby. Zvieratá veľkosti a hmotnosti modernej veľryby nemohli žiť na súši, pretože by ich vlastná hmotnosť rozdrvila.

Nízka hustota vzduchu spôsobuje nízky odpor voči pohybu. Preto mnohé zvieratá nadobudli schopnosť lietať: vtáky, hmyz, niektoré cicavce a plazy.

Vďaka pohyblivosti vzduchu je možný pasívny let niektorých druhov organizmov, ako aj peľu, spór, plodov a semien rastlín. Usadzovanie pomocou prúdov vzduchu je tzv anemochória. Pasívne vzdušné organizmy sú tzv aeroplanktón. Vyznačujú sa veľmi malými veľkosťami tela, prítomnosťou výrastkov a silnou disekciou, používaním pavučín atď. Semená a plody rastlín anemochory majú tiež veľmi malé rozmery (semená orchideí, brvitosti a pod.) alebo rôzne krídlovité (javor, jaseň) a padákovité (púpava, podbeľ) úponky.

V mnohých rastlinách sa prenos peľu uskutočňuje pomocou vetra, napríklad u nahosemenných rastlín, buku, brezy, brestu, obilnín atď. Spôsob opeľovania rastlín pomocou vetra je tzv. anemofília. Rastliny opeľované vetrom majú mnoho úprav na zabezpečenie účinnosti opeľovania.

Vetry fúkajúce veľkou silou (búrky, hurikány) lámu stromy a často ich prevracajú. Vetry fúkajúce stále rovnakým smerom spôsobujú rôzne deformácie v raste stromov a spôsobujú tvorbu vlajkovitých korún.

V oblastiach, kde neustále fúka silný vietor, je spravidla druhové zloženie malých lietajúcich zvierat slabé, pretože nie sú schopné odolávať silným prúdom vzduchu. Takže na oceánskych ostrovoch s neustálym silným vetrom prevládajú vtáky a hmyz, ktorí stratili schopnosť lietať. Vietor zvyšuje stratu vlhkosti a tepla organizmami, pod jeho vplyvom dochádza k rýchlejšiemu vysychaniu a ochladzovaniu organizmov.

Nízka hustota vzduchu spôsobuje relatívne nízky tlak na pevninu (760 mm Hg). So zvyšujúcou sa nadmorskou výškou tlak klesá, čo môže obmedziť rozšírenie druhov v horách. Zníženie tlaku má za následok zníženie prísunu kyslíka a dehydratáciu zvierat v dôsledku zvýšenia dychovej frekvencie. Preto je pre väčšinu stavovcov a vyšších rastlín horná hranica života asi 6000 m.

Plynné zloženie vzduchu v povrchovej vrstve atmosféry je celkom homogénna. Obsahuje dusík - 78,1%, kyslík - 21%, argón - 0,9%, oxid uhličitý - 0,03%. Okrem týchto plynov obsahuje atmosféra malé množstvo neónu, kryptónu, xenónu, vodíka, hélia, ako aj rôzne aromatické rastlinné sekréty a rôzne nečistoty: oxid siričitý, oxidy uhlíka, dusík a fyzikálne nečistoty. Vysoký obsah kyslíka v atmosfére prispel k zvýšeniu metabolizmu suchozemských organizmov a výskytu teplokrvných (homeotermných) živočíchov. Nedostatok kyslíka sa môže vyskytnúť pri nahromadení rozkladajúcich sa rastlinných zvyškov, zásob obilia a koreňových systémov rastlín na podmáčaných alebo príliš zhutnených pôdach, kde môže dôjsť k nedostatku kyslíka.

Obsah oxidu uhličitého sa môže v určitých oblastiach povrchovej vrstvy vzduchu meniť v pomerne významných medziach. Pri absencii vetra vo veľkých mestách sa jeho koncentrácia môže desaťnásobne zvýšiť. Pravidelné denné a sezónne zmeny obsahu oxidu uhličitého v povrchovej vrstve vzduchu v dôsledku zmien intenzity fotosyntézy a dýchania organizmov. Pri vysokých koncentráciách je oxid uhličitý toxický a jeho nízky obsah znižuje rýchlosť fotosyntézy.

Vzdušný dusík je pre väčšinu organizmov suchozemského prostredia inertný plyn, ale schopnosť ho viazať a zapájať do biologického cyklu majú mnohé prokaryotické organizmy (uzlinové baktérie, Azotobacter, klostrídie, sinice atď.).

Mnohé znečisťujúce látky, ktoré sa dostávajú do ovzdušia najmä v dôsledku ľudskej činnosti, môžu výrazne ovplyvniť organizmy. Napríklad oxid sírový je toxický pre rastliny už vo veľmi nízkych koncentráciách, spôsobuje deštrukciu chlorofylu, poškodzuje štruktúru chloroplastov, brzdí procesy fotosyntézy a dýchania. Poškodenie rastlín toxickými plynmi je rôzne a závisí od ich anatomických, morfologických, fyziologických, biologických a iných charakteristík. Napríklad lišajníky, smrek, borovica, dub, smrekovec sú obzvlášť citlivé na priemyselné plyny. Najodolnejšie sú topoľ kanadský, topoľ balzamový, javor jaseňolistý, tuja, baza červená a niektoré ďalšie.

Svetelný režim. Slnečné žiarenie dopadajúce na zemský povrch je hlavným zdrojom energie na udržiavanie tepelnej bilancie planéty, vodného metabolizmu organizmov, tvorby organickej hmoty rastlinami, čo v konečnom dôsledku umožňuje vytvárať prostredie schopné uspokojovať životné potreby organizmov. Zloženie slnečného žiarenia dopadajúceho na zemský povrch zahŕňa ultrafialové lúče s vlnovou dĺžkou 290-380 nm, viditeľné lúče - 380-750 nm a infračervené lúče s vlnovou dĺžkou 750-4000 nm. Ultrafialové lúče sú vysoko reaktívne a vo veľkých dávkach sú škodlivé pre organizmy. V miernych dávkach v rozmedzí 300-380 nm stimulujú delenie a rast buniek, podporujú syntézu vitamínov, antibiotík, pigmentov (napríklad u ľudí - spálenie slnkom, u rýb a obojživelníkov - tmavý kaviár), zvyšujú odolnosť rastlín voči choroby. Infračervené lúče majú tepelný účinok. Fotosyntetické baktérie (zelené, fialové) sú schopné absorbovať infračervené lúče v rozsahu 800-1100 nm a existujú len na ich úkor. Približne 50 % slnečného žiarenia pochádza z viditeľného svetla, ktoré má rozdielny ekologický význam v živote autotrofných a heterotrofných organizmov. Zelené rastliny potrebujú svetlo pre proces fotosyntézy, tvorbu chlorofylu a tvorbu štruktúry chloroplastov. Ovplyvňuje výmenu a transpiráciu plynov, stavbu orgánov a tkanív a rast a vývoj rastlín.

Pre zvieratá je viditeľné svetlo nevyhnutné na orientáciu v prostredí. U niektorých zvierat sa zrakové vnímanie rozširuje do ultrafialovej a blízkej infračervenej časti spektra.

Svetelný režim každého biotopu je určený intenzitou priameho a rozptýleného svetla, jeho množstvom, spektrálnym zložením a tiež odrazivosťou povrchu, na ktorý svetlo dopadá. Tieto prvky svetelného režimu sú veľmi premenlivé a závisia od zemepisnej šírky oblasti, výšky slnka nad obzorom, dĺžky dňa, stavu atmosféry, charakteru zemského povrchu, reliéfu, času. dňa a ročného obdobia. V tomto smere si suchozemské organizmy počas dlhého procesu evolúcie vyvinuli rôzne adaptácie na svetelný režim biotopov.

Adaptácie rastlín. Vo vzťahu k svetelným podmienkam sa rozlišujú tri hlavné ekologické skupiny rastlín: fotofilné (heliofyty); tieňomilné (sciofyty); odolný voči odtieňom.

Heliofyty- rastliny otvorených dobre osvetlených stanovíšť. Neznášajú tienenie. Príkladom môžu byť stepné a lúčne rastliny vyššieho poschodia spoločenstva, typy púští, vysokohorské lúky atď.

Sciofyty- neznáša silné osvetlenie na priamom slnku. Sú to rastliny nižších vrstiev tienistých lesov, jaskýň, skalných štrbín atď.

odolný voči odtieňom Rastliny majú širokú ekologickú valenciu vzhľadom na svetlo. Rastú lepšie pri vysokej intenzite svetla, ale dobre znášajú aj tienenie, meniace sa svetelné podmienky sa prispôsobujú ľahšie ako iné rastliny.

Každá uvažovaná skupina rastlín sa vyznačuje určitými anatomickými, morfologickými, fyziologickými a sezónnymi prispôsobeniami podmienkam svetelného režimu.

Jedným z najzreteľnejších rozdielov vo vonkajšom vzhľade svetlomilných a tieňomilných rastlín je nerovnaká veľkosť listov. U heliofytov sú zvyčajne malé alebo s rozrezanou listovou čepeľou. Vidno to najmä pri porovnaní príbuzných druhov rastúcich v rôznych svetelných podmienkach (fialka poľná a fialka lesná, zvonček rozšírený rastúci na lúkach, zvonček lesný a pod.). Trend zväčšovania veľkosti listov v pomere k celkovému objemu rastlín je zreteľne vyjadrený v bylinných rastlinách smrekového lesa: šťaveľ obyčajný, májovník dvojlistý, vrana oka atď.

Vo fotofilných rastlinách, aby sa znížil príjem slnečného žiarenia, sú listy usporiadané vertikálne alebo v ostrom uhle k horizontálnej rovine. V tieňomilných rastlinách sú listy umiestnené prevažne horizontálne, čo im umožňuje prijímať maximálne množstvo dopadajúceho svetla. Povrch listov mnohých heliofytov je lesklý, prispieva k odrazu lúčov, pokrytý voskovým povlakom, hustou kutikulou alebo hustým pubescenciou.

Listy tieňomilných a svetlomilných rastlín sa líšia aj anatomickou stavbou. Svetlé listy majú viac mechanických pletiv, čepeľ listu je hrubšia ako tiene. Bunky mezofylu sú malé, husto zbalené, chloroplasty v nich sú malé a ľahké, zaujímajú chudú polohu. Listový mezofyl sa rozlišuje na stĺpovité a hubovité pletivá.

U sciofytov sú listy tenšie, kutikula chýba alebo je slabo vyvinutá. Mezofyl sa nerozlišuje na cylindrické a hubovité tkanivo. V tieňových listoch je menej prvkov mechanických tkanív a chloroplastov, ale sú väčšie ako v heliofytoch. Výhonky svetlomilných rastlín majú často krátke internódiá, silne rozvetvené, často ružicové.

Fyziologické adaptácie rastlín na svetlo sa prejavujú v zmenách rastových procesov, intenzity fotosyntézy, dýchania, transpirácie, zloženia a množstva pigmentov. Je známe, že v rastlinách milujúcich svetlo s nedostatkom svetla sú stonky natiahnuté. Listy tieňomilných rastlín obsahujú viac chlorofylu ako svetlomilných, preto majú sýtejšiu tmavozelenú farbu. Intenzita fotosyntézy u heliofytov je maximálna pri vysokom osvetlení (do 500–1000 luxov a viac) a u sciofytov pri malom množstve svetla (50–200 luxov).

Jednou z foriem fyziologickej adaptácie rastlín na nedostatok svetla je prechod niektorých druhov na heterotrofnú výživu. Príkladom takýchto rastlín sú druhy tienistých smrekových lesov - gudayera plazivá, skutočné hniezdenie, podelník obyčajný. Žijú z mŕtvej organickej hmoty, t.j. sú saprofyty.

Sezónne adaptácie rastlín na svetelné podmienky sa prejavujú na stanovištiach, kde sa svetelný režim periodicky mení. V tomto prípade sa rastliny v rôznych ročných obdobiach môžu prejaviť buď ako svetlomilné alebo tolerantné voči tieňom. Napríklad na jar v listnatých lesoch majú výhonkové listy guľky obyčajnej ľahkú štruktúru a vyznačujú sa vysokou intenzitou fotosyntézy. Typickú tieňovú štruktúru majú listy letných výhonkov gýču, ktoré sa vyvíjajú po olistení stromov a kríkov. Postoj k svetelnému režimu u rastlín sa môže meniť v procese ontogenézy a v dôsledku komplexného vplyvu faktorov prostredia. Sadenice a mladé rastlinky mnohých lúčnych a lesných druhov znášajú tieň viac ako dospelí jedinci. Požiadavky na svetelný režim sa u rastlín niekedy menia, keď sa ocitnú v rôznych klimatických a edafických podmienkach. Napríklad lesné druhy tajgy - čučoriedky, dvojlistá kukurica - v lesnej tundre a tundre dobre rastú na otvorených stanovištiach.

Jedným z faktorov regulujúcich sezónny vývoj organizmov je dĺžka dňa. Schopnosť rastlín a živočíchov reagovať na dĺžku dňa je tzv fotoperiodická reakcia(FPR), a okruh javov regulovaný dĺžkou dňa je tzv fotoperiodizmus. Podľa typu fotoperiodickej reakcie sa rozlišujú tieto hlavné skupiny rastlín:

1. rastliny krátkeho dňa, ktoré potrebujú menej ako 12 hodín svetla denne na prechod do kvitnutia. Sú to spravidla ľudia z južných oblastí (chryzantémy, georgíny, astry, tabak atď.).

2. rastliny dlhého dňa- na kvitnutie potrebujú dĺžku dňa 12 a viac hodín (ľan, ovos, zemiaky, reďkovky).

3. Neutrálne k dĺžke dňa rastliny. Pre nich je dĺžka dňa ľahostajná, kvitnutie sa vyskytuje v akejkoľvek dĺžke (púpava, paradajky, horčica atď.).

Dĺžka dňa ovplyvňuje nielen prechod generatívnych fáz rastlinou, ale aj ich produktivitu a odolnosť voči infekčným chorobám. Tiež zohráva dôležitú úlohu pri geografickom rozložení rastlín a regulácii ich sezónneho vývoja. Druhy rozšírené v severných zemepisných šírkach sú prevažne druhy s dlhým dňom, zatiaľ čo v trópoch a subtrópoch sú prevažne krátkodenné alebo neutrálne. Tento vzorec však nie je absolútny. Takže v horách tropických a subtropických zón sa nachádzajú druhy dlhého dňa. Mnoho odrôd pšenice, ľanu, jačmeňa a iných kultúrnych rastlín pochádzajúcich z južných oblastí má FPR dlhý deň. Štúdie ukázali, že keď teplota klesne, rastliny dlhého dňa sa môžu normálne vyvíjať v podmienkach krátkeho dňa.

Svetlo v živote zvierat.Živočíchy potrebujú svetlo na orientáciu v priestore, ovplyvňuje aj metabolické procesy, správanie, životný cyklus. Úplnosť vizuálneho vnímania prostredia závisí od úrovne evolučného vývoja. Mnoho bezstavovcov má iba fotosenzitívne bunky obklopené pigmentom, zatiaľ čo jednobunkové majú fotosenzitívnu oblasť cytoplazmy. Najdokonalejšie oči stavovcov, hlavonožcov a hmyzu. Umožňujú vnímať tvar a veľkosť predmetov, farbu, určovať vzdialenosť. Trojrozmerné videnie je charakteristické pre ľudí, primáty a niektoré vtáky (orly, sokoly, sovy). Vývoj zraku a jeho vlastnosti závisia aj od ekologických podmienok a životného štýlu konkrétnych druhov. U obyvateľov jaskýň môžu byť oči úplne alebo čiastočne zmenšené, ako napríklad u slepých chrobákov, zemných chrobákov, Proteus atď.

Rôzne druhy zvierat sú schopné vydržať osvetlenie určitého spektrálneho zloženia, trvania a sily. Rozlišujte svetlo-milujúci a tieňomilujúci, euryfotický a stenofónny druhy. Nočné a súmračné cicavce (hraboše, myši atď.) znášajú priame slnečné svetlo len 5–30 minút, zatiaľ čo denné cicavce prežívajú niekoľko hodín. Pri jasnom slnečnom svetle však ani púštne druhy jašteríc nemôžu dlho odolávať žiareniu, pretože za 5-10 minút ich telesná teplota stúpne na + 50-56 °С a zvieratá umierajú. Osvetlenie vajíčok mnohých hmyzu urýchľuje ich vývoj, ale až do určitých limitov (nie rovnakých pre rôzne druhy), po ktorých sa vývoj zastaví. Adaptáciou na ochranu pred nadmerným slnečným žiarením je pigmentovaná vrstva niektorých orgánov: u plazov - brušná dutina, reprodukčné orgány a pod.

Denné a sezónne zmeny svetelného režimu určujú nielen zmeny aktivity, ale aj obdobia rozmnožovania, migrácie a prelínania. Výskyt nočného hmyzu a zmiznutie denného hmyzu ráno alebo večer sa vyskytuje pri určitom jase osvetlenia pre každý typ. Napríklad mramorový chrobák sa objaví 5-6 minút po západe slnka. Čas prebúdzania spevavých vtákov sa v rôznych ročných obdobiach líši. Revíry lovu vtákov sa menia v závislosti od osvetlenia. Takže ďateľ, sýkorky, mucholapky lovia v hlbinách lesa počas dňa a ráno a večer - na otvorených miestach. Zvieratá sa počas letov a migrácií pohybujú pomocou zraku. Vtáky si s úžasnou presnosťou vyberajú smer letu, vedené slnkom a hviezdami. Túto ich vrodenú schopnosť vytvára prírodný výber ako systém inštinktov. Schopnosť takejto orientácie je charakteristická aj pre iné zvieratá, napríklad včely. Včely, ktoré nájdu nektár, sprostredkujú ostatným informácie o tom, kam letieť za úplatok, pričom ako vodítko používajú slnko.

Svetelný režim obmedzuje geografické rozšírenie niektorých zvierat. Dlhý deň v letných mesiacoch v Arktíde a miernom pásme teda priťahuje vtáky a niektoré cicavce, pretože im umožňuje získať správne množstvo potravy (sýkorky, brhlíky, voskovky atď.) a na jeseň migrujú na juh. Opačný efekt má svetelný režim na rozmiestnenie nočných živočíchov. Na severe sú zriedkavé a na juhu dokonca prevažujú nad dennými druhmi.

Teplotný režim. Intenzita všetkých chemických reakcií, ktoré tvoria metabolizmus, závisí od teplotných podmienok. Hranicami existencie života sú preto teploty, pri ktorých je možné normálne fungovanie bielkovín, v priemere od 0 do + 50ºС. Tieto prahové hodnoty však nie sú rovnaké pre rôzne typy organizmov. Vďaka prítomnosti špecializovaných enzýmových systémov sa niektoré organizmy prispôsobili životu pri teplotách mimo týchto limitov. Druhy prispôsobené životu v chladných podmienkach patria do ekologickej skupiny kryofilov. Vyvinuli biochemické úpravy, ktoré im umožňujú udržiavať bunkový metabolizmus pri nízkych teplotách, ako aj odolávať mrazu alebo ho zvyšovať. Odolať mrazu pomáha hromadeniu špeciálnych látok - nemrznúcej zmesi v bunkách, ktoré zabraňujú tvorbe ľadových kryštálikov v tele. Takéto úpravy boli nájdené u niektorých arktických rýb z čeľade Nototheniidae, tresky, ktoré plávajú vo vodách Severného ľadového oceánu s telesnou teplotou -1,86ºС.

Extrémne nízka teplota, pri ktorej je ešte možná bunková aktivita, bola zaznamenaná u mikroorganizmov – až –10–12ºС. Mrazuvzdornosť u niektorých druhov je spojená s akumuláciou organických látok v ich telách, ako je glycerol, manitol, sorbitol, ktoré bránia kryštalizácii vnútrobunkových roztokov, čo im umožňuje prežiť kritické mrazivé obdobia v neaktívnom stave (stupor, kryptobióza) . Takže niektorý hmyz v tomto stave vydrží v zime až -47-50ºС. Medzi kryofily patria mnohé baktérie, lišajníky, huby, machy, článkonožce atď.

Druhy, ktorých optimálna životnosť je obmedzená na oblasť vysokých teplôt, patria do ekologickej skupiny termofily.

Baktérie sú najodolnejšie voči vysokým teplotám, z ktorých mnohé môžu rásť a množiť sa pri +60–75ºС. Niektoré baktérie, ktoré žijú v horúcich prameňoch, rastú pri teplotách +85-90ºС a zistilo sa, že jeden z typov archaebaktérií je schopný rásť a deliť sa pri teplotách nad +110ºС. Baktérie tvoriace spóry vydržia +200ºС v neaktívnom stave desiatky minút. Medzi hubami, prvokmi, rastlinami a živočíchmi sú aj teplomilné druhy, ale ich odolnosť voči vysokým teplotám je nižšia ako u baktérií. Vyššie rastliny stepí a púští dokážu tolerovať krátkodobé zahrievanie až na +50–60ºС, ale ich fotosyntéza je už brzdená teplotami nad +40ºС. Pri telesnej teplote +42–43ºС u väčšiny zvierat dochádza k tepelnej smrti.

Teplotný režim v suchozemskom prostredí sa značne líši a závisí od mnohých faktorov: zemepisná šírka, nadmorská výška, blízkosť vodných útvarov, ročná a denná doba, atmosférické podmienky, vegetačný kryt atď. V priebehu evolúcie organizmov sa vyvinuli rôzne úpravy na reguláciu metabolizmu pri zmene teploty okolia. To sa dosiahne dvoma spôsobmi: 1) biochemickými a fyziologickými preskupeniami; 2) udržiavanie telesnej teploty na stabilnejšej úrovni ako je teplota okolia. Životná činnosť väčšiny druhov závisí od tepla prichádzajúceho zvonku a telesná teplota od priebehu vonkajších teplôt. Takéto organizmy sú tzv poikilotermický. Patria sem všetky mikroorganizmy, rastliny, huby, bezstavovce a väčšina strunatcov. Iba vtáky a cicavce sú schopné udržiavať stálu telesnú teplotu bez ohľadu na okolitú teplotu. Nazývajú sa homeotermický.

Prispôsobenie rastlín teplote. Odolnosť rastlín voči zmenám teploty prostredia je rôzna a závisí od konkrétneho biotopu, kde žijú. Vyššie rastliny mierne teplých a mierne studených zón eurytermálne. V aktívnom stave tolerujú kolísanie teploty od -5 do + 55ºС. Zároveň existujú druhy, ktoré majú veľmi úzku ekologickú valenciu vo vzťahu k teplote, t.j. sú stenotermický. Napríklad rastliny tropických lesov nedokážu tolerovať ani teploty +5–+8ºС. Niektoré riasy na snehu a ľade žijú iba pri 0ºС. To znamená, že potreba tepla u rôznych druhov rastlín nie je rovnaká a líši sa v pomerne širokom rozmedzí.

Druhy žijúce na miestach s neustále vysokými teplotami si v procese evolúcie osvojili anatomické, morfologické a fyziologické úpravy zamerané na prevenciu prehriatia.

Medzi hlavné anatomické a morfologické úpravy patria: hustá puberta listov, lesklý povrch listov, ktorý prispieva k odrazu slnečného žiarenia; zmenšenie plochy listov, ich vertikálna poloha, skladanie do trubice a pod. Niektoré druhy sú schopné vylučovať soli, z ktorých sa na povrchu rastlín tvoria kryštály odrážajúce slnečné lúče dopadajúce na ne . V podmienkach dostatočnej vlhkosti je stomatálna transpirácia účinným liekom na prehriatie. Medzi teplomilnými druhmi je možné rozlíšiť v závislosti od stupňa ich odolnosti voči vysokým teplotám

1) nie je tepelne odolný rastliny sú poškodené už pri + 30–40ºС;

2) tepelne odolný- tolerovať polhodinové zahrievanie až na + 50–60ºС (rastliny púští, stepí, suchých subtrópov atď.).

Rastliny v savanách a suchých lesoch z tvrdého dreva sú pravidelne zasiahnuté požiarmi, keď teploty môžu stúpnuť na stovky stupňov. Ohňovzdorné rastliny sa nazývajú pyrofyty. Na kmeňoch majú hustú kôru, impregnovanú žiaruvzdornými látkami. Ich plody a semená majú hrubé, často lignifikované obaly.

Mnoho rastlín žije pri nízkych teplotách. Podľa stupňa adaptácie rastlín na podmienky extrémneho nedostatku tepla možno rozlíšiť tieto skupiny:

1) neodolné voči chladu rastliny sú vážne poškodené alebo hynú pri teplotách pod bodom mrazu vody. Patria sem rastliny tropických oblastí;

2) nemrazuvzdorný rastliny – tolerujú nízke teploty, ale uhynú hneď, ako sa v pletivách začne vytvárať ľad (niektoré vždyzelené subtropické rastliny).

3) mrazuvzdorné rastliny rastú v oblastiach s chladnými zimami.

Také morfologické úpravy rastlín, ako je nízky vzrast a špeciálne formy rastu - plazivé, vankúšovité, ktoré umožňujú v lete využívať mikroklímu povrchovej vzduchovej vrstvy a v zime sú chránené snehovou pokrývkou, zvyšujú odolnosť voči nízkym teplotám.

Pre rastliny sú dôležitejšie fyziologické adaptačné mechanizmy, ktoré zvyšujú ich odolnosť voči chladu: opad listov, odumieranie nadzemných výhonkov, hromadenie nemrznúcich zmesí v bunkách, zníženie obsahu vody v bunkách atď. U mrazuvzdorných rastlín v procese prípravy na zimu, cukry, bielkoviny, olej, znižuje sa obsah vody v cytoplazme a zvyšuje sa jej viskozita. Všetky tieto zmeny znižujú bod tuhnutia tkanív.

Mnohé rastliny sú schopné zostať životaschopné v zmrazenom stave, napríklad alpínska fialka, arktický chren, vši, sedmokráska, skoré jarné efemeroidy v pásme lesa atď.

Mechy a lišajníky sú schopné tolerovať dlhodobé zmrazenie v stave pozastavenej animácie. Veľký význam pri adaptácii rastlín na nízke teploty má možnosť zachovania normálnej životnej aktivity znížením teplotných optimov fyziologických procesov a nižších teplotných hraníc, pri ktorých sú tieto procesy možné.

V miernych a vysokých zemepisných šírkach v dôsledku sezónnych zmien klimatických podmienok rastliny v ročnom cykle vývoja striedajú aktívnu a pokojnú fázu. Jednoročné rastliny po skončení vegetačného obdobia prečkajú zimu vo forme semien a trvalky prechádzajú do kľudového stavu. Rozlišovať hlboký a nútený mier. Rastliny, ktoré sú v stave hlbokého pokoja, nereagujú na priaznivé tepelné podmienky. Po ukončení hlbokej vegetácie sú rastliny pripravené na obnovenie vývoja, no v prírode v zime je to pre nízke teploty nemožné. Preto sa táto fáza nazýva nútený odpočinok.

Adaptácie zvierat na teplotu.Živočíchy majú v porovnaní s rastlinami pestrejšiu schopnosť regulovať svoju telesnú teplotu vďaka schopnosti pohybovať sa v priestore a produkovať oveľa viac vlastného vnútorného tepla.

Hlavné spôsoby adaptácie zvierat:

1) chemická termoregulácia- ide o reflexné zvýšenie produkcie tepla v reakcii na zníženie teploty prostredia na základe vysokej úrovne metabolizmu;

2) fyzická termoregulácia- vykonáva sa kvôli schopnosti zadržiavať teplo v dôsledku špeciálnych vlastností štruktúry (prítomnosť vlasového a perového krytu, rozloženie tukových zásob atď.) A zmeny úrovne prenosu tepla;

3) behaviorálna termoregulácia- ide o vyhľadávanie priaznivých biotopov, zmenu postoja, stavbu prístreškov, hniezd a pod.

U poikilotermných živočíchov je hlavným spôsobom regulácie telesnej teploty správanie. V extrémnych horúčavách sa zvieratá schovávajú v tieni, nory. Keď sa blíži zima, hľadajú úkryt, stavajú si hniezda a obmedzujú svoju aktivitu. Niektoré druhy si vďaka práci svalov dokážu udržať optimálnu telesnú teplotu. Napríklad čmeliaky zahrievajú telo špeciálnymi svalovými kontrakciami, čo im umožňuje kŕmiť sa v chladnom počasí. Niektoré poikilotermné živočíchy sa vyhýbajú prehriatiu zvýšením tepelných strát odparovaním. Napríklad žaby, jašterice v horúcom počasí začnú ťažko dýchať alebo mať otvorené ústa, čím sa zvyšuje odparovanie vody cez sliznice.

Homeotermné živočíchy sa vyznačujú veľmi účinnou reguláciou príjmu a výdaja tepla, čo im umožňuje udržiavať stálu optimálnu telesnú teplotu. Ich mechanizmy termoregulácie sú veľmi rôznorodé. Majú tendenciu chemická termoregulácia, vyznačujúci sa vysokou rýchlosťou metabolizmu a tvorbou veľkého množstva tepla. Na rozdiel od poikilotermných živočíchov sa u teplokrvných živočíchov pôsobením chladu oxidačné procesy nezoslabujú, ale zintenzívňujú. U mnohých zvierat vzniká dodatočné teplo v dôsledku svalov a tukového tkaniva. Cicavce majú špecializované hnedé tukové tkanivo, v ktorom sa všetka uvoľnená energia využíva na zahrievanie tela. Najrozvinutejšie je u zvierat v chladnom podnebí. Udržiavanie telesnej teploty zvyšovaním produkcie tepla si vyžaduje veľký výdaj energie, preto zvieratá so zvýšenou chemickou reguláciou potrebujú veľké množstvo potravy alebo míňajú veľa tukových zásob. Posilňovanie chemickej regulácie má preto limity vzhľadom na možnosť získavania potravy. Pri nedostatku potravy v zime je tento spôsob termoregulácie ekologicky nepriaznivý.

Fyzická termoregulácia environmentálne výhodnejšie, pretože adaptácia na chlad sa vykonáva udržiavaním tepla v tele zvieraťa. Jeho faktormi sú koža, hustá srsť cicavcov, perie a páperie vtákov, telesný tuk, odparovanie vody potením alebo sliznicami ústnej dutiny a horných dýchacích ciest, veľkosť a tvar tela zvieraťa. Na zníženie prenosu tepla sú výhodnejšie veľké telesá (čím väčšie teleso, tým menší jeho povrch na jednotku hmotnosti a následne prenos tepla a naopak). Z tohto dôvodu sú jedince blízko príbuzných druhov teplokrvných živočíchov, ktoré žijú v chladných podmienkach, väčšie ako tie, ktoré sú bežné v teplom podnebí. Tento vzor bol pomenovaný Bergmanove pravidlá. Regulácia teploty sa vykonáva aj cez vyčnievajúce časti tela - ušnice, končatiny, chvosty, čuchové orgány. V chladných oblastiach bývajú menšie ako v teplejších oblastiach ( Allenovo pravidlo). Pre homoiotermné organizmy je to tiež dôležité behaviorálne metódy termoregulácie, ktoré sú veľmi rôznorodé – od zmeny postoja a hľadania úkrytov až po stavbu zložitých úkrytov, hniezd, až po realizáciu blízkych i vzdialených migrácií. Niektoré teplokrvné živočíchy používajú skupinové správanie. Napríklad tučniaky v silných mrazoch sa k sebe tlačia v hustej hromade. Vo vnútri takého klastra sa teplota udržiava na približne + 37 ° C aj pri najťažších mrazoch. Ťavy na púšti v extrémnych horúčavách sa tiež túlia, ale to sa dosahuje zamedzením silného zahrievania povrchu tela.

Kombinácia rôznych metód chemickej, fyzikálnej a behaviorálnej termoregulácie umožňuje teplokrvným živočíchom udržiavať stálu telesnú teplotu v širokom rozsahu kolísania teploty prostredia.

vodný režim. Normálne fungovanie tela je možné len s dostatočným prísunom vody. Režimy vlhkosti v prostredí zem-vzduch sú veľmi rôznorodé – od úplného nasýtenia vzduchu vodnou parou vo vlhkých trópoch až po takmer úplnú absenciu vlhkosti vo vzduchu a v púštnej pôde. Napríklad na Sinajskej púšti sú ročné zrážky 10-15 mm a v Líbyjskej púšti (v Asuáne) sa nevyskytujú vôbec. Zásoba suchozemských organizmov vodou závisí od spôsobu zrážok, dostupnosti zásob pôdnej vlhkosti, nádrží, hladín podzemných vôd, terénu, charakteristík atmosférickej cirkulácie atď. To viedlo k vývoju mnohých adaptácií suchozemských organizmov na vlhkosť rôznych biotopov. režimov.

Prispôsobenie rastlín vodnému režimu. Nižšie zemské rastliny absorbujú vodu zo substrátu časťami talu alebo rizoidov ponorených do neho a vlhkosť z atmosféry - celým povrchom tela.

Spomedzi vyšších rastlín machy absorbujú vodu z pôdy rizoidmi alebo spodnou časťou stonky (sphagnum machy) a väčšina ostatných koreňmi. Prítok vody do rastliny závisí od veľkosti sacej sily koreňových buniek, stupňa rozvetvenia koreňového systému a hĺbky prieniku koreňov do pôdy. Koreňové systémy sú veľmi plastické a reagujú na meniace sa podmienky, predovšetkým vlhkosť.

Pri nedostatku vlahy v povrchových horizontoch pôdy má mnoho rastlín koreňový systém, ktorý preniká hlboko do pôdy, ale slabo sa rozvetvuje, ako napr. obilniny sa naopak silne rozvetvujú a rastú v povrchových vrstvách pôdy (v raži, pšenici, pernatej tráve atď.). Voda, ktorá sa dostane do rastliny, je prenášaná cez xylém do všetkých orgánov, kde sa vynakladá na životné procesy. V priemere 0,5% ide na fotosyntézu a zvyšok - na doplnenie strát z odparovania a udržanie turgoru. Vodná bilancia rastliny zostáva vyvážená, ak sú absorpcia vody, jej vedenie a výdaj harmonicky navzájom koordinované. V závislosti od schopnosti regulovať vodnú rovnováhu svojho tela sa pozemné rastliny delia na poikilohydrid a homoiohydrid.

poikilohydridové rastliny nedokážu aktívne regulovať svoju vodnú bilanciu. Nemajú zariadenia, ktoré pomáhajú zadržiavať vodu v tkanivách. Obsah vody v bunkách je určený vlhkosťou vzduchu a závisí od jej kolísania. Poikilohydridové rastliny zahŕňajú suchozemské riasy, lišajníky, niektoré machy a paprade dažďových pralesov. V období sucha tieto rastliny vyschnú takmer do suchého stavu, no po daždi opäť „ožijú“ a zozelenajú.

Homoyohydridové rastliny schopný udržiavať relatívne konštantnú úroveň obsahu vody v bunkách. Patrí medzi ne väčšina vyšších suchozemských rastlín. Vo svojich bunkách majú veľkú centrálnu vakuolu, takže vždy je tam zásoba vody. Okrem toho je transpirácia regulovaná stomatálnym aparátom a výhonky sú pokryté epidermou s kutikulou, ktorá nie je priepustná pre vodu.

Schopnosť rastlín regulovať metabolizmus vody však nie je rovnaká. V závislosti od ich adaptability na podmienky vlhkosti biotopu sa rozlišujú tri hlavné ekologické skupiny: hygrofyty, xerofyty a mezofyty.

Hygrofyty- sú to rastliny vlhkých biotopov: močiare, vlhké lúky a lesy, brehy nádrží. Neznášajú nedostatok vody, na pokles pôdnej a vzdušnej vlhkosti reagujú rýchlym vädnutím alebo brzdením rastu. Ich čepele listov sú široké, bez hrubej kutikuly. Bunky mezofylu sú umiestnené voľne, medzi nimi sú veľké medzibunkové priestory. Prieduchy hygrofytov sú zvyčajne široko otvorené a často umiestnené na oboch stranách listovej čepele. V dôsledku toho je ich rýchlosť transpirácie veľmi vysoká. V niektorých rastlinách na veľmi vlhkých stanovištiach sa prebytočná voda odstraňuje cez hydatódy (vodné prieduchy) umiestnené pozdĺž okraja listu. Nadmerná vlhkosť pôdy vedie k zníženiu obsahu kyslíka v nej, čo sťažuje dýchanie a saciu funkciu koreňov. Preto sa korene hygrofytov nachádzajú v povrchových horizontoch pôdy, slabo sa rozvetvujú a je na nich málo koreňových vláskov. Orgány mnohých bylinných hygrofytov majú dobre vyvinutý systém medzibunkových priestorov, cez ktoré vstupuje atmosférický vzduch. V rastlinách, ktoré žijú na silne podmáčaných pôdach, pravidelne zaplavovaných vodou, sa vytvárajú špeciálne dýchacie korene, ako napríklad cyprus močiarny, alebo nosné, ako napríklad mangrovové dreviny.

Xerofyty schopný tolerovať výraznú dlhotrvajúcu suchosť vzduchu a pôdy v aktívnom stave. Sú široko rozšírené v stepiach, púšťach, suchých subtrópoch atď. V miernom klimatickom pásme sa usadzujú na suchých piesočnatých a piesočnatých hlinitých pôdach, vo vyvýšených oblastiach reliéfu. Schopnosť xerofytov znášať nedostatok vlahy je spôsobená ich anatomickými, morfologickými a fyziologickými vlastnosťami. Z tohto dôvodu sú rozdelené do dvoch skupín: sukulenty a sklerofyty.

sukulenty- viacročné rastliny so šťavnatými dužinatými listami alebo stonkami, v ktorých je silne vyvinuté tkanivo na zadržiavanie vody. Existujú sukulenty listov - aloe, agáve, rozchodník, mladé a stonky, v ktorých sú listy redukované a prízemné časti sú zastúpené dužinatými stonkami (kaktusy, niektoré pryšce). Charakteristickou črtou sukulentov je schopnosť uchovávať veľké množstvo vody a používať ju mimoriadne šetrne. Ich rýchlosť transpirácie je veľmi nízka, keďže prieduchov je veľmi málo, často sú ponorené do tkaniva listov alebo stonky a cez deň sú zvyčajne uzavreté, čo im pomáha obmedziť spotrebu vody. Uzavretie prieduchov počas dňa vedie k ťažkostiam v procesoch fotosyntézy a výmeny plynov, preto sukulenty vyvinuli špeciálny spôsob fotosyntézy, pri ktorom sa čiastočne využíva oxid uhličitý uvoľnený počas dýchania. V tomto ohľade je intenzita fotosyntézy v nich nízka, čo súvisí s pomalým rastom a skôr nízkou konkurencieschopnosťou. Sukulenty sa vyznačujú nízkym osmotickým tlakom bunkovej šťavy, s výnimkou tých, ktoré rastú na slaných pôdach. Ich koreňový systém je povrchový, vysoko rozvetvený a rýchlo rastúci.

Sklerofyty sú tvrdé, sucho vyzerajúce rastliny vďaka veľkému množstvu mechanického pletiva a nízkej zálievke listov a stoniek. Listy mnohých druhov sú malé, úzke alebo redukované na šupiny, tŕne; často majú hustú pubescenciu (mačacia labka, škorica strieborná, veľa paliny, atď.) alebo voskový povlak (ruská nevädza atď.). Ich koreňový systém je dobre vyvinutý a často mnohonásobne väčší v celkovej hmotnosti ako nadzemné časti rastlín. Rôzne fyziologické adaptácie tiež pomáhajú sklerofytom úspešne odolávať nedostatku vlhkosti: vysoký osmotický tlak bunkovej šťavy, odolnosť voči dehydratácii tkaniva, vysoká schopnosť tkanív a buniek zadržiavať vodu v dôsledku vysokej viskozity cytoplazmy. Mnohé sklerofyty využívajú na vegetáciu najpriaznivejšie obdobia roka a keď nastane sucho, prudko obmedzia životne dôležité procesy. Všetky vyššie uvedené vlastnosti xerofytov prispievajú k ich odolnosti voči suchu.

Mezofyty rastú v podmienkach strednej vlhkosti. Sú náročnejšie na vlahu ako xerofyty a menej ako hygrofyty. Pletiva listov mezofytov sa rozlišujú na stĺpovitý a hubovitý parenchým. Krycie tkanivá môžu mať niektoré xeromorfné znaky (riedka pubescencia, zhrubnutá vrstva kutikuly). Ale sú menej výrazné ako u xerofytov. Koreňové systémy môžu prenikať hlboko do pôdy alebo sa môžu nachádzať v povrchových horizontoch. z hľadiska ich ekologických potrieb sú mezofyty veľmi rôznorodou skupinou. Medzi lúčnymi a lesnými mezofytmi sú teda druhy so zvýšenou vlahou, ktoré sa vyznačujú vysokým obsahom vody v pletivách a dosť slabou schopnosťou zadržiavať vodu. Sú to lipňa lúčna, lipnica močiarna, lúčna tráva, golokuchník Linné a mnohé ďalšie.

Na stanovištiach s periodickým alebo stálym (miernym) nedostatkom vlahy majú mezofyty znaky xeromorfnej organizácie a zvýšenú fyziologickú odolnosť voči suchu. Príkladmi takýchto rastlín sú dub letný, ďatelina horská, plantain stredný, lucerna polmesiaca atď.

Adaptácie zvierat. Vo vzťahu k vodnému režimu medzi živočíchmi možno rozlíšiť hygrofilov (vlhkomilných), xerofilov (suchomilných) a mezofilov (preferujúcich priemerné vlahové pomery). Príkladom hygrofilov sú lykožrúty, komáre, chvostoskoky, vážky a pod. Všetky neznášajú výrazný deficit vody a neznášajú ani krátkodobé sucho. Xerofilné sú varany, ťavy, púštne kobylky, čierne chrobáky atď.Obývajú najsuchšie biotopy.

Zvieratá získavajú vodu pitím, jedlom a oxidáciou organických látok. Mnohé cicavce a vtáky (slony, levy, hyeny, lastovičky, rorýsy atď.) potrebujú pitnú vodu. Púštne druhy ako jerboas, africké pieskomily a americký klokan potkan sa zaobídu bez pitnej vody. Húsenice mola šatového, chochlačky a ryžového a mnohé ďalšie žijú výlučne vďaka metabolickej vode.

Zvieratá sa vyznačujú spôsobmi regulácie vodnej bilancie: morfologické, fyziologické, behaviorálne.

Komu morfologické Metódy udržiavania vodnej rovnováhy zahŕňajú útvary, ktoré pomáhajú zadržiavať vodu v tele: ulity suchozemských slimákov, keratinizované vrstvy plazov, slabá priepustnosť kožných vrstiev hmyzu pre vodu atď. Ukazuje sa, že priepustnosť vrstiev hmyzu nezávisí od štruktúra chitínu, ale je určená najtenšou voskovou vrstvou pokrývajúcou jeho povrch. Deštrukcia tejto vrstvy dramaticky zvyšuje odparovanie cez kryty.

Komu fyziologické k úpravám na reguláciu vodného metabolizmu patrí schopnosť tvorby metabolickej vlhkosti, šetrenie vodou pri vylučovaní moču a stolice, odolnosť voči dehydratácii, zmeny potenia a straty vody sliznicami. Zachovanie vody v tráviacom trakte sa dosiahne absorpciou vody črevami a tvorbou takmer dehydrovaných výkalov. U vtákov a plazov je konečným produktom metabolizmu dusíka kyselina močová, na odstránenie ktorej sa nespotrebováva prakticky žiadna voda. Aktívnu reguláciu potenia a odparovania vlhkosti z povrchu dýchacieho traktu hojne využívajú homeotermické živočíchy. Napríklad u ťavy sa v najextrémnejších prípadoch nedostatku vlhkosti zastaví potenie a prudko sa zníži odparovanie z dýchacích ciest, čo vedie k zadržiavaniu vody v tele. Vyparovanie spojené s potrebou termoregulácie môže spôsobiť dehydratáciu organizmu, preto sa mnohé malé teplokrvné živočíchy v suchom a horúcom podnebí vyhýbajú pôsobeniu tepla a zachovávajú si vlhkosť tým, že sa schovávajú pod zemou.

U poikilotermných zvierat sa zvýšením telesnej teploty po zohriatí vzduchu zabráni nadmernej strate vody, ale nedokážu sa úplne vyhnúť stratám odparovaním. Preto je pre studenokrvné živočíchy hlavným spôsobom udržania vodnej rovnováhy počas života v suchých podmienkach vyhýbanie sa nadmernej tepelnej záťaži. Preto v komplexe adaptácií na vodný režim suchozemského prostredia, resp. spôsoby správania regulácia vodnej bilancie. Patria sem špeciálne formy správania: kopanie dier, vyhľadávanie vodných plôch, výber biotopov atď. Toto je obzvlášť dôležité pre bylinožravé a zrnožravé zvieratá. Pre mnohé z nich je prítomnosť vodných plôch nevyhnutným predpokladom pre usadzovanie sa v suchých oblastiach. Napríklad distribúcia druhov, ako je byvol kapský, vodák a niektoré antilopy, v púšti úplne závisí od dostupnosti napájadiel. Mnoho plazov a malých cicavcov žije v norách, kde relatívne nízke teploty a vysoká vlhkosť podporujú výmenu vody. Vtáky často používajú dutiny, tienisté koruny stromov atď.

Život na zemi si vyžadoval také úpravy, aké boli možné len vo vysoko organizovaných živých organizmoch. Prostredie zem-vzduch je na život náročnejšie, vyznačuje sa vysokým obsahom kyslíka, malým množstvom vodnej pary, nízkou hustotou atď. To výrazne zmenilo podmienky dýchania, výmeny vody a pohybu živých bytostí.

Nízka hustota vzduchu určuje jeho nízku zdvíhaciu silu a zanedbateľnú nosnosť. Vzdušné organizmy musia mať svoj vlastný podporný systém, ktorý podporuje telo: rastliny - rôzne mechanické tkanivá, zvieratá - pevná alebo hydrostatická kostra. Okrem toho sú všetci obyvatelia vzdušného prostredia úzko spätí s povrchom zeme, ktorý im slúži na pripevnenie a oporu.

Nízka hustota vzduchu poskytuje nízky odpor pohybu. Preto mnohé suchozemské zvieratá získali schopnosť lietať. 75% všetkých suchozemských tvorov, najmä hmyzu a vtákov, sa prispôsobilo aktívnemu letu.

Vďaka pohyblivosti vzduchu, vertikálnym a horizontálnym prúdom vzdušných hmôt existujúcich v nižších vrstvách atmosféry je možný pasívny let organizmov. V tomto ohľade sa u mnohých druhov vyvinula anemochory - presídlenie pomocou prúdov vzduchu. Anemochória je charakteristická pre spóry, semená a plody rastlín, cysty prvokov, drobný hmyz, pavúky atď. Organizmy pasívne transportované vzdušnými prúdmi sa súhrnne nazývajú aeroplanktón.

Suchozemské organizmy existujú v podmienkach relatívne nízkeho tlaku v dôsledku nízkej hustoty vzduchu. Normálne sa rovná 760 mm Hg. So stúpajúcou nadmorskou výškou klesá tlak. Nízky tlak môže obmedziť rozšírenie druhov v horách. Pre stavovce je horná hranica života asi 60 mm. Zníženie tlaku má za následok zníženie prísunu kyslíka a dehydratáciu zvierat v dôsledku zvýšenia dychovej frekvencie. Približne rovnaké hranice postupu v horách majú vyššie rastliny. O niečo odolnejšie sú článkonožce, ktoré možno nájsť na ľadovcoch nad vegetačnou líniou.

Plynné zloženie vzduchu. Pre existenciu suchozemských organizmov sú okrem fyzikálnych vlastností ovzdušia veľmi dôležité aj jeho chemické vlastnosti. Plynné zloženie vzduchu v povrchovej vrstve atmosféry je pomerne homogénne, pokiaľ ide o obsah hlavných zložiek (dusík - 78,1%, kyslík - 21,0%, argón - 0,9%, oxid uhličitý - 0,003% objemu).

Vysoký obsah kyslíka prispel k zvýšeniu metabolizmu suchozemských organizmov v porovnaní s primárnymi vodnými organizmami. Práve v suchozemskom prostredí na základe vysokej účinnosti oxidačných procesov v organizme vznikla živočíšna homeotermia. Kyslík pre svoj neustále vysoký obsah v ovzduší nie je limitujúcim faktorom pre život v suchozemskom prostredí.

Obsah oxidu uhličitého sa môže v určitých oblastiach povrchovej vrstvy vzduchu meniť v pomerne významných medziach. Zvýšená saturácia vzduchu CO? sa vyskytuje v zónach sopečnej činnosti, v blízkosti termálnych prameňov a iných podzemných vývodov tohto plynu. Vo vysokých koncentráciách je oxid uhličitý toxický. V prírode sú takéto koncentrácie zriedkavé. Nízky obsah CO 2 brzdí proces fotosyntézy. Vo vnútorných podmienkach môžete zvýšiť rýchlosť fotosyntézy zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého. Toto sa používa v praxi skleníkov a skleníkov.

Vzdušný dusík je pre väčšinu obyvateľov suchozemského prostredia inertný plyn, no jednotlivé mikroorganizmy (uzlinové baktérie, dusíkaté baktérie, modrozelené riasy a pod.) ho majú schopnosť viazať a zapájať do biologického kolobehu látok.

Nedostatok vlhkosti je jednou zo základných vlastností prízemného a vzdušného prostredia života. Celý vývoj suchozemských organizmov sa niesol v znamení prispôsobovania sa získavaniu a uchovávaniu vlahy. Spôsoby vlhkosti prostredia na súši sú veľmi rôznorodé - od úplného a neustáleho nasýtenia vzduchu vodnou parou v niektorých oblastiach trópov až po ich takmer úplnú absenciu v suchom vzduchu púští. Významná je aj denná a sezónna variabilita obsahu vodnej pary v atmosfére. Zásoba suchozemských organizmov vodou závisí aj od spôsobu zrážok, prítomnosti nádrží, zásob pôdnej vlhkosti, blízkosti podzemnej vody a pod.

To viedlo k rozvoju adaptácií suchozemských organizmov na rôzne režimy zásobovania vodou.

Teplotný režim. Ďalším charakteristickým znakom prostredia vzduch-zem je výrazné kolísanie teploty. Vo väčšine oblastí sú denné a ročné amplitúdy teploty desiatky stupňov. Odolnosť suchozemských obyvateľov voči teplotným zmenám v prostredí je veľmi rozdielna v závislosti od konkrétneho biotopu, v ktorom žijú. Vo všeobecnosti sú však suchozemské organizmy oveľa eurytermnejšie ako vodné organizmy.

Podmienky života v prostredí zem-vzduch komplikuje navyše existencia zmien počasia. Počasie - plynule sa meniace stavy atmosféry v blízkosti zapožičaného povrchu, do výšky cca 20 km (hranica troposféry). Premenlivosť počasia sa prejavuje neustálym kolísaním kombinácie takých faktorov prostredia, ako je teplota, vlhkosť vzduchu, oblačnosť, zrážky, sila a smer vetra atď. Klímu oblasti charakterizuje dlhodobý režim počasia. Pojem „klíma“ zahŕňa nielen priemerné hodnoty meteorologických javov, ale aj ich ročný a denný priebeh, odchýlky od neho a ich frekvenciu. Podnebie je určené geografickými podmienkami oblasti. Hlavné klimatické faktory – teplota a vlhkosť – sa merajú množstvom zrážok a nasýtenosťou vzduchu vodnou parou.

Pre väčšinu suchozemských organizmov, najmä malých, nie je taká dôležitá klíma oblasti, ako podmienky ich bezprostredného biotopu. Veľmi často lokálne prvky prostredia (reliéf, expozícia, vegetácia a pod.) menia režim teplôt, vlhkosti, svetla, pohybu vzduchu v určitom území tak, že sa výrazne odlišujú od klimatických podmienok územia. Takéto zmeny klímy, ktoré sa formujú v povrchovej vrstve vzduchu, sa nazývajú mikroklíma. V každej zóne je mikroklíma veľmi rôznorodá. Je možné rozlíšiť mikroklímu veľmi malých oblastí.

Svetelný režim prostredia zem-vzduch má tiež niektoré vlastnosti. Intenzita a množstvo svetla sú tu najväčšie a prakticky neobmedzujú život zelených rastlín ako vo vode alebo v pôde. Na súši je možná existencia extrémne fotofilných druhov. Pre veľkú väčšinu suchozemských živočíchov s dennou a dokonca nočnou aktivitou je zrak jedným z hlavných spôsobov orientácie. U suchozemských zvierat je zrak nevyhnutný na nájdenie koristi a mnohé druhy majú dokonca farebné videnie. V tomto ohľade sa u obetí rozvíjajú také adaptívne vlastnosti, ako je obranná reakcia, maskovacie a varovné sfarbenie, mimika atď. Vo vodnom živote sú takéto prispôsobenia oveľa menej rozvinuté. Vznik pestrofarebných kvetov vyšších rastlín súvisí aj so zvláštnosťami aparátu opeľovačov a v konečnom dôsledku aj so svetelným režimom prostredia.

Reliéf terénu a vlastnosti pôdy sú tiež podmienkami pre život suchozemských organizmov a v prvom rade rastlín. Vlastnosti zemského povrchu, ktoré majú ekologický dopad na jej obyvateľov, spájajú „edafické faktory prostredia“ (z gréckeho „edaphos“ – „pôda“).

Vo vzťahu k rôznym vlastnostiam pôd možno rozlíšiť množstvo ekologických skupín rastlín. Takže podľa reakcie na kyslosť pôdy rozlišujú:

1) acidofilné druhy - rastú na kyslých pôdach s pH najmenej 6,7 (rastliny rašelinníkov);

2) neutrofilné - majú tendenciu rásť na pôdach s pH 6,7–7,0 (väčšina kultúrnych rastlín);

3) bazifilné - rastú pri pH vyššom ako 7,0 (mordovnik, sasanka lesná);

4) ľahostajný - môže rásť na pôdach s rôznymi hodnotami pH (konvalinka).

Rastliny sa líšia aj vo vzťahu k pôdnej vlhkosti. Niektoré druhy sú obmedzené na rôzne substráty, napríklad petrofyty rastú na kamenistých pôdach a pasmofyty obývajú voľne tečúce piesky.

Terén a povaha pôdy ovplyvňujú špecifiká pohybu zvierat: napríklad kopytníkov, pštrosov, dropov žijúcich na otvorených priestranstvách, tvrdej pôde, aby sa zvýšil odpor pri behu. U jašteríc, ktoré žijú v sypkých pieskoch, sú prsty lemované nadržanými šupinami, ktoré zvyšujú oporu. Pre suchozemských obyvateľov kopajúcich diery je hustá pôda nepriaznivá. Povaha pôdy v určitých prípadoch ovplyvňuje rozšírenie suchozemských živočíchov, ktoré si vyhrabávajú jamy alebo sa zahrabávajú do zeme, prípadne kladú do pôdy vajíčka atď.