Активность организмов и температура

В силу того, что факторы окружающей среды практически всегда воздействуют комплексно, то выделяют также виды, которые способны адаптироваться в условиях воздействия нескольких факторов внешней природной среды. Такими видами являются психрофиты и ксерофиты.А. П. Шенников относит к психрофитам такие виды, которые приспособлены к влажным и холодным местообитаниям северных широт и высокогорий, а к криофитам — виды тоже холодных, но сухих местообитаний, особенно сухих высокогорий. Но резкой грани между этими группами нет. Ксероморфная структура видов этих групп часто объясняется так называемой физиологической сухостью холодных почв. Но подобное объяснение не подтверждается фактами. Однако растения холодных местообитаний (тундр с их влажными условиями и сухих высокогорий) действительно имеют четко выраженную ксероморфную структуру. Ксероморфны, например, и северные хвойные. Ксероморфоз хвои голосеменных связан в первую очередь с особенностями анатомического строения их проводящей системы: у них отсутствуют настоящие сосуды (трахеи), а функционируют трахеиды, хуже проводящие воду. Сравнительно небольшая транспирация оказывается полезной в критические периоды холодной зимы, не менее холодной весны северных широт, а у сосны и в сухих условиях.2.3.2 Адаптация к высоким температурам у растений и животныхОднако помимо способности переносить низкие температуры существуют растения, способные переносить действие высоких температур, в том числе и перегрев, что генетически закреплено.Виды растений, отличающиеся выносливостью к высоким температурам, называют жаростойкими или жаровыносливыми.Выделяют следующие группы, разделяя их по жаростойкости:жаростойкие;жаровыносливы;нежаростойкие.Жаростойкие - термофильные сине-зеленые водоросли и бактерии горячих минеральных источников, способные переносить повышение температуры до 75-100 °С. Жароустойчивость термофильных микроорганизмов определяется высоким уровнем метаболизма, повышенным содержанием РНК в клетках, устойчивостью белка цитоплазмы к тепловой коагуляции.Жаровыносливые - растения пустынь и сухих мест обитания (суккуленты, некоторые кактусы, представители семейства Толстянковые), выдерживающие нагревание солнечными лучами до 50-65єС. Жароустойчивость суккулентов во многом определяется повышенными вязкостью цитоплазмы и содержанием связанной воды в клетках, пониженным обменом веществ.Нежаростойкие - мезофитные и водные растения. Мезофиты открытых мест переносят кратковременное действие температур 40-47єС, затененных мест - около 40-42 °С, водные растения выдерживают повышение температуры до 38-42 °С. Из сельскохозяйственных наиболее жаровыносливы теплолюбивые растения южных широт (сорго, рис, хлопчатник, клещевина и др.).Для того, чтобы переносить неблагоприятные повышенные температуры, у растений выработались системы приспособлений, как морфологических, так и физиологических, которые защищают их от тепловых повреждений: светлую окраску поверхности, отражающую инсоляцию; складывание и скручивание листьев; опушения или чешуйки, защищающие от перегрева глубжележащие ткани; тонкие слои пробковой ткани, предохраняющие флоэму и камбий; большую толщину кутикулярного слоя; высокое содержание углеводов и малое — воды в цитоплазме и др.Основной реакцией на тепловой стресс является индуктивная адаптация, что позволяет подготовиться растению к повышению температуры буквально за несколько часов до наступления подобного темпераутрного режима. Так, в жаркие дни устойчивость растений к высоким температурам после полудня выше, чем утром. Обычно эта устойчивость временная, она не закрепляется и довольно быстро исчезает, если становится прохладно. Обратимость теплового воздействия может составлять от нескольких часов до 20 дней. В период образования генеративных органов жаростойкость однолетних и двулетних растений снижается [15, 17].Природные пожары (от молний) - важный экологический фактор в системе указанных лесов. Совместно с климатом и условиями произрастания они контролируют возрастную структуру, взаимоотношение видов и формаций, ландшафтное разнообразие и т. п. Пожары несут как отрицательные, так и положительные последствия. Помимо этого отмечается как кратковременные, так и отдаленные последствия. К положительным последствиям пожаров следует отнести повышение плодородия почв за счет ее удобрения золой, однако такие негативные воздействия, как разрушение сложившихся экосистем, эрозия почв, уменьшение стока рек, опустынивание земель, нарушение природного углеродного цикла, повышение концентрации диоксида углерода и глобальное потепление климата, оказывают больший эффект, при этом нанося непоправимый урон.3Прикладной раздел3.1 Характеристика светолюбивых растений степной зоны, занесенных в красную книгу Краснодарского КраяРастительность степей составляют различные травы, которые способны адаптироваться к засушливому периоду времени года.В связи с чем возникают всевозможные разнообразные приспособления, например, опушенность стебля и листьев или же, напротив, восковой налет, уменьшение размеров листа, способного свертываться в сухое время года (многие злаки). Еще одним примером приспособления к сухому времени года является разрастание тканей, запасающих влагу, в результате чего стебли и листья приобретают замысловатую мясистую форму. Одним из самых распространенных методов выживания в подобных условиях является развитие корневой системы вглубь, что позволяет достичь глубоко залегающие запасы влаги или же образование клубней, луковиц и корневища.Степная зона - один из основных биомов суши, зональные особенности которого складывались как результат воздействия климатических факторов.Климат степной зоны жаркий и засушливый климат в течение большей части года. Период, когда растения могут получить достаточное количество влаги – весна, что привело к появлению таких растений, как эфемеры и эфемероиды.Для степей характерны однолетние эфемеры, которые отцветают весной сразу после цветения, и многолетние эфемероиды, у которых после отмирания наземных частей остаются клубни, луковицы, подземные корневища. Своеобразен безвременник, развивающий листву весной, как раз в период обильной влаги в степных почвах, на лето же остаются лишь подземные органы, в осенний период дает яркие сиреневые цветы (отсюда и его название) [20].В красной книге Краснодарского Края отмечено несколько видов безвременника: теневой, великолепный и яркий. Он имеет статус - 2«Уязвимый»–2,УВ, что означает его спорадичное распространение, как кавказско-переднеазиатского вида с сокращающейся численностью и небольшим числом локалитетов. В Красной книге РФ зафиксирована категория статуса 2. Региональные популяции данного вида относятся к уязвимым, что связано с такими лимитирующими факторами, как освоение мест произрастания вида, сбор на лекарственное сырье и в период цветения, выкапывание луковиц, крупномасштабное освоение долины верхнего течения р. Мзымта.Для степи характерны кустарники, часто растущие группами, иногда - одиночные. В Краснодарском Крае представлены такие виды можжевельника, как вонючий, высокий и казацкий, которые в красной книге отмечены, как виды в критическом состоянии, что связано, прежде всего, с тем, что он является естественно редким, приуроченным к биотопам с эдафической сухостью.Интересный вид, с категорией «недостаточно изученный» представлен вишней магалебской, представляющей собой лиспопадный кустарник, реже дерево. Вишня магалебская, произрастающая в Краснодарском Крае, имеет небольшие узкие листья, характеризуется низкой плотностью популяции. В результате хозяйственного освоения нижнего горного пояса ЧПК возникла угроза для данного вида.На поверхности почвы растут ксерофильные мхи, кустистые и накипные лишайники, иногда сине-зеленые водоросли из рода носток. На летный сухой период они засыхают, после дождей оживают и ассимилируют.В степи есть растения довольно невзрачные, может быть, поэтому многим незнакомые: крупки и проломники. Они появляются одними из первых на сухих увалах, песчаных буграх, холмах и взгорьях [20].Проломники из семейства первоцветных насчитывают в нашей стране 35 видов, распространенных преимущественно в горах Кавказа, Средней Азии и Сибири. Наиболее часто встречается проломниксеверный - небольшое, до 25 сантиметров, однолетнее растеньице с прикорневой розеткой некрупных продолговатых листочков и, как правило, многочисленными, до 20 штук, цветочными стрелками до 25 сантиметров высотой, каждая из которых заканчивается зонтиковидным соцветием, состоящим из 10- 30 крошечных белых цветков. Встречается проломник северный практически по всей стране - в лесостепной, степной, лесной и полярно-арктической зонах: на суходольных и степных лугах, каменистых склонах, в редкостойных сосновых и других лесах, а особенно любит он и. охотно занимает как сорняк распаханные просеки и залежи.В красной книге Краснодарского Края проломник имеет категорию редкого вида, представленпроломником мохнатым и албанским. Проломникмохнатый представлен небольшим числом преимущественно малочисленных популяций. Наибольшая плотность популяций наблюдается на горе Большой Тхач и горе Сундуки (хр. Малый Бамбак) в пределах сообществ альпийских лугов. Лимитирующим фактором для данного вида является его естественная низкая плотность популяций, а также тот факт, что произрастает он преимущественно на участках, перспективных для развития горного скотоводства, пешего и конного туризма, что неизбежно сказывается на популяции данного вида. Проломник албанский произрастает единичными экземплярами или малочисленными популяциями (от 3 до 20 особей на 1 м2), причем популяции с более высокой плотностью особей (до 20 на 1 м2) преимущественно расположены вдоль туристских троп на границе КГПБЗ (горы Обливная, Мраморная, Фишт-Оштенскиймас-сив), что ведет к риску уничтожения туристами, а также в случае отторжения участков территории от заповедника с целью хозяйственного или рекреационного использования.В красной книге Краснодарского края отмечен такой вид, как катран, представленный катраном крупноцветковым, Стевена и коктебельский. Крупноцветковый катран находится под угрозой исчезновения в силу того, что обладает низкой конкурентной способностью, и в результате повсеместной распашки степей, выпаса скота, прямого уничтожение мест обитания.Своеобразной жизненной формой растений степи являются перекати-поле. К этой жизненной форме относятся растения, которые отламываются у корневой шейки в результате пересыхания, реже - перегнивания, и переносятся ветром по степи; при этом, то поднимаясь в воздух, то ударяясь о землю, они рассеивают семена. Вообще ветер в переносе семян степных растений играет существенную роль. Здесь очень много растений с летучками. Велика роль ветра не только в опылении растений, но количество видов, в опылении которых принимают участие насекомые, здесь меньше, чем в лесах.ЗаключениеВ ходе эволюционного развития различные виды, в силу своих возможностей, адаптировались к внешним условиям, меняя внешний облик, внутреннее строение, приобретая навыки и индивидуальные особенности, которые помогли выжить.В результате проведенного литературного обзора было изучено влияние температуры на активность живых организмов при поэтапном рассмотрении поставленных задач. Были изучены:закономерности изменений в результате воздействия температуры;биоклиматический закон А. Холкинса, правило Вант-Гоффа, правило Бергмана, правило Аллена в рамках изучения температурного влияния на жизнедеятельность живых организмов;химическая и физическая терморегуляции;адаптация растений и животных к низким и высокимтемпературам.В качестве прикладного раздела изучены светолюбивые растения степной зоны Краснодарского Края, которые в силу обстоятельств занесены в красную книгу.Список использованной литературы:Ботаника с основами экологии: Учеб. Пособие для студентов пед. ин-тов /Л.В. Кудряшов и др. – М.: Просвещение,1979Горышина Т.К. Экология растений. – М.: Высшая школа,1979Гусев Н.А. Некоторые закономерности водного режима растений. – М.: Изд-во АН СССР, 1959.Двораковский М.С. Экология растений. –   М.: Просвещение 1964Жданов В.С. Аквариумные растения. / Под.ред. Коровина. -   М.: Лесн. пром-ть , 1981Крафтс А. Вода и ее значение в жизни растений. –   М.: Иност. лит., 1951Культиасов И.М. Экология растений. - М.: Изд-во московского ун-та, 1982Мак-Дуголл В.Б. Экология растений. – М.: Учпедгиз, 1935.Пономарева И.Н. Экология растений с основами биогеоценологии. – М.: Просвещение, 1978Рычин Ю.В. Флора гигрофитов. Определитель. – М.: Сов.наука, 1948Шенников А.П. Экология растений. – М.: Сов.наука, 1950 Володько И.К. ''Микроэлементы и устойчивость растений к неблагоприятным условиям'', Минск, Наука и техника, 1983г.Горышина Т.К. ''Экология растений'', уч. Пособие для ВУЗов, Москва, В. школа, 1979г.Прокофьев А.А. ''Проблемы засухоустойчивости растений'', Москва, Наука, 1978г.Сергеева К.А. ''Физиологические и биохимические основы зимостойкости древесных растений'', Москва, Наука, 1971гКультиасов И.М. Экология растений. - М.: Изд-во московского ун-та, 1982Литвинская, С. А. Инвентаризация и сохранение фиторазнообразия в Северо-Западной части Большого Кавказа [Текст] / С.А. Литвинская // Биологический вестник МДПУ. - №3, 2012. – С. 38-45.Косенко, И.С. Определитель высших растений Северо-Западного Кавказа Предкавзаья[Текст] / И.С. Косенко // М., 1970. – 613 с.Зернов, А.С. Флора Северо-Западного Кавказа [Текст] / под. Ред. А.Г. Еленевского // М., 2006. – 664с.Красная книга Краснодарского Края. (Растения и грибы) [Текст] / Отв. ред. С.А. Литвинская // Краснодар: ООО «Дизайн Бюро №1», 2007. – 640 с.