Приспособляемость организмов всегда носит интеграль­ный характер, существа адаптируются ко всему комплексу экологических факторов, а не к какому-либо одному. Комплекс факторов, необходимых для существования определенного вида, включая его связи с другими видами в экосистеме, называется экологической нишей.   1.   Что изучает экология?

Охарактеризуйте четыре уровня экологических исследований, приведите примеры. 2.   Что называют экологическими факторами? Какие группы факторов вам известны? 3.   Приведите примеры ограничивающего действия экологи­ческих факторов. 4.   Что понимают под экологической нишей?   § 62. Абиотические факторы среды: свет и влажность   Среди абиотических факторов наибольшее значение имеют климатические факторы: свет, влажность и температура. Свет.

Солнечное излучение – основной источник энергии для большинства организмов планеты. Автотрофные растения используют солнечный свет для построения клеток и тканей. Они преобразуют энергию света в энергию химических свя­зей АТФ, используемых для синтеза органических соедине­ний. В дальнейшем энергия зеленых растений перераспреде­ляется между другими организмами в соответствии с пище­выми отношениями.

На синтез биомассы используется до 1% поступающей на Землю солнечной энергии. В солнечном свете важны три спектральных диапазона, различающихся по биологическому воздействию: ультрафио­лет, видимый и инфракрасный свет. Ультрафиолет с длиной волны менее 0,29 мкм вызывает интенсивную денатурацию биополимеров и губителен для всего живого. Он задерживается озоновым слоем атмосферы, повер­хности земли достигает лишь небольшая часть ультрафиоле­товых лучей (0,3-0,4 мкм)

, в небольших количествах полезных животным и человеку. Без них растения приобретают чрезмерно вытянутую форму. Под их воздействием образуется витамин D . Видимый свет состоит из голубых, зеленых, оранжевых и красных лучей (0,4-0,75 мкм) и составляет большую часть лу­чистой энергии. Зеленые растения осуществляют фотосинтез органических соединений за счет энергии видимой части спек­тра.

Видимые лучи свободно проходят сквозь облака и воду, поэтому фотосинтез возможен и в пасмурную погоду, и в во­доемах на глубине в десятки и сотни метров (у красных во­дорослей). Наиболее благоприятны оранжево-красные лучи (0,6-0,7 мкм). Сине-фиолетовые лучи (0,4-0,5 мкм) поглощаются хлорофиллом, каротиноидами и другими компонентами клетки, но они вдвое менее эффективны, чем оранжево-красные.

Наименьшую био­логическую активность имеют зеленые лучи (0,5-0,6 мкм), они не поглощаются растениями, и большинство растений имеют зе­леный цвет. Инфракрасные лучи (более 0,75 мкм) не воспринимают­ся глазом человека, но на их долю приходится до 40% об­щего количества лучистой энергии. Они согревают растения и животных, хорошо поглощаются почвой и водой.

Суще­ственная часть инфракрасных лучей, поступающих от Солн­ца, а также собственное тепловое излучение Земли поглоща­ются углекислым и некоторыми другими газами, повышая температуру атмосферы и создавая парниковый эффект. В зависимости от требовательности к количеству света ра­стения могут быть светолюбивыми (хлебные злаки, береза) или теневыносливыми (лесные кустарники, мхи)

, в лесу они зани­мают различные экологические ниши – разные ярусы леса. Животные используют солнце для географической ориента­ции. Некоторые насекомые способны различать ультрафиолето­вые лучи, это позволяет им успешно ориентироваться на мес­тности в облачную погоду. В связи с суточным световым ритмом у большинства животных активность приходится на дневное время, лишь некоторая часть организмов приспособлена к ноч­ному образу жизни — они занимают свою экологическую нишу.

Хемотрофные и часть гетеротрофных организмов способ­ны обходиться без света, они обитают в глубоких слоях по­чвы, пещерах и океанических глубинах. Для большинства организмов свет необходим, они приспособлены к определен­ному режиму освещенности. Для существ важны не только длина волны и интенсивность света, но и продолжительность его воздействия. Фотопериодизм.

Весной в организмах включаются физи­ологические процессы, приводящие к росту и цветению рас­тений, у птиц просыпаются гнездовые инстинкты. С прибли­жением осени растения сбрасывают листву, животные линя­ют и накапливают жир, птицы сбиваются в перелетные стаи, у насекомых наступает стадия покоя. Сигналом для всех этих изменений служит продолжительность дня, с астрономичес­кой точностью определяющая время года.

Реакцию организ­мов на продолжительность дня называют фотопериодизмом. Если сеянцы березы искусственно освещать более 15 ча­сов в сутки, то они растут непрерывно, если же продолжи­тельность облучения снизить до 10-12 часов, сеянцы сбрасы­вают листья и переходят в состояние зимнего покоя даже в очень теплом помещении. Изменение окраски и опадание осенних листьев происходит у деревьев в жесткие календар­ные сроки и не обнаруживает прямой зависимости от пого­ды.

В Европейской части России начало сентября бывает теплее конца августа, тем не менее, листопад всегда начина­ется в сентябре. Многие листопадные деревья средней поло­сы – дуб, ива, граб, бук – в южных условиях с длинным днем становятся вечнозелеными. Насекомые даже при высокой температуре с уменьшени­ем продолжительности дня впадают в состояние зимнего покоя.

Если гусеницу бабочки-капустницы содержать в усло­виях длинного дня, то из куколки быстро выходит бабочка, если продолжительность освещенности сократить до 14 часов в сутки, то даже летом формируется зимующая куколка, которая не раскрывается многие месяцы. Широко распространенные виды в разных частях ареала по-разному реагируют на продолжительность дня.