Биологические часы некоторых растений способны «отсчитывать» годы. Предпосевной обработкой холодом удается сместить стрелки биологических часов семян на год вперед и достигнуть колошения озимых при весеннем посеве, а цветения и плодоношения двулетних растений — уже в первый год.

Влажность. Биохимические реакции в клетках протекают в водной среде. Вода — прекрасный растворитель, она идеально приспособлена для транспорта питательных веществ и вывода продуктов обмена. Поэтому регуляция содержания воды в организмах составляет их важнейшую физиологическую функцию.

От наличия воды в экосистеме зависит характер ее флоры и фауны. При избытке воды развиваются влаголюбивые растения (гигрофиты — <греч. hygros влажный + phyton растение), а при недостатке — засухоустойчивые (ксерофиты — <греч. xeros сухой). Уровень влажности определяет интенсивность воздействия температурного фактора. Если влажность слишком низка или высока, температура оказывает особенно сильное влияние, а при оптимальной влажности организмам легче переносить критические для них температуры.

Для обитания в засушливых условиях организмы имеют специальные приспособления. У засухоустойчивых растений развита корневая система (длина корней верблюжьей колючки достигает 16 м), узкие жесткие листья с густым опушением и толстым восковым слоем, препятствующим испарению. Саксаул в жаркий период утрачивает листья, осуществляя фотосинтез в зеленых стеблях; влаголюбивые растения в подобных условиях увядают и гибнут. Пустынные животные в качестве источника влаги запасают жир, при окислении которого образуется большое количество воды. Верблюды способны переносить потери воды, равные 30 % массы тела.

1. Охарактеризуйте воздействие на живые существа трех основных спектральных диапазонов солнечного света.

2. Что понимают под фотопериодизмом?

3. Почему для организмов важно следовать» долготе дня?

4. Как влажность влияет на приспособляемость организмов?

§ 63. Абиотические факторы среды: температура, радиационный фон

Температура. Этот климатический фактор определяет скорость биохимических реакций в клетках, влияя на большинство физиологических процессов от прохождения нервных импульсов до пищеварения. Слишком высокие или слишком низкие температуры губительны для организма. Высокая температура разрушает биополимеры (белки крови человека денатурируются уже при 41—42 °С), чрезмерно низкая — губительна для тканей.

В связи с сезонными переменами климата существа наделены свойством акклимации — возможностью изменять пределы выносливости. С наступлением осени морозоустойчивость растений постепенно повышается накоплением в клетках углеводов. Весной она резко снижается (в случае заморозков растения могут погибнуть). У животных при акклимации к зиме меняется шерстный или перьевой покров, увеличивается жировая прослойка, запасается подкожный жир. В теплое время года включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева, увеличивается количество испарений через покровы и дыхательную систему. Сезонная акклимация отлична от акклиматизации — приспособления к новому или изменившемуся круглогодичному комплексу биотических и абиотических факторов местности.

Насекомые, пресмыкающиеся, многие звери и растения переходят с наступлением осени в состояние зимнего покоя, сопровождающегося спячкой. Для защиты от переохлаждения количество воды в их организмах снижается. Чтобы избежать образования льда, в тканях повышается осмотическое давление внутренних жидкостей, накапливаются холодозащитные вещества, — в результате точка замерзания жидкостей может опускаться до -20 °С. Обмен веществ замедляется. Частота сердечных сокращений у суслика — около 300 ударов в минуту, а во время спячки — всего 3 удара, температура тела падает до +5 °С. Пустынные насекомые, грызуны и черепахи с наступлением жары впадают в летнюю спячку.

Некоторые существа способны к анабиозу — временному и обратимому сильному замедлению метаболических процессов. Энергия расходуется предельно экономно, обмен веществ почти прекращается. При восстановлении благоприятных условий жизнь организма возобновляется. Мухи, коловратки и нематоды выдерживают в состоянии анабиоза продолжительные понижения температуры до -190 °С. Анабиоз в сравнении с оцепенением (пониженной активностью вследствие недостатка тепла, влаги, пищи) и спячкой сопровождается более глубоким подавлением жизнедеятельности.