Насколько важно для живых существ «следить» за дол­готой дня? 4.      Расскажите о полезных свойствах воды. По каким причи­нам вода необходима организмам?   §63. Абиотические факторы среды: температура, радиация, химическое загрязнение   Температура. Этот климатический фактор существенно 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 денатурируют уже при 41-42°С. 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, и в случае замороз­ков растения могут погибнуть. У животных при акклимации к зиме меняется шерстяной или перьевой покров, увеличи­вается жировая прослойка, запасается бурый жир. В теплое время года включаются физиологические меха­низмы, защищающие от перегрева, увеличивается количество испарений через покровы и дыхательную систему.

Некоторые насекомые, пустынные грызуны и черепахи с наступлением жаркого периода впадают в летнюю спячку. Птицы и млекопитающие наделены механизмом терморе­гуляции, поэтому способны переносить значительные перепа­ды температур. Насекомые, пресмыкающиеся, многие звери и растения переходят с наступлением осени в состояние зим­него покоя. Для защиты от переохлаждения количество воды в их организмах снижается, накапливаются углеводы и гли­церин. Обмен веществ замедляется.

Частота сердечных сокра­щений у суслика около 300 ударов в минуту, во время спяч­ки – всего 3 удара, температура тела понижается до +5°С. У травяных растений зимуют семена, корневые системы. Кле­щи, малярийные комары, мухи и многие бабочки зимуют на стадии взрослой особи, а непарный шелкопряд и различные виды тлей — на стадии яйца. Колорадский жук на зимовку уходит вглубь почвы более чем на 1 метр.

Некоторые существа способны к анабиозу – практически полной остановке обмена веществ. Организм полностью обез­воживается, клетки высыхают, меняют форму, но их внутрен­нее строение не нарушается. При восстановлении благоприятных условий жизнедеятельность возобновляется. Мухи, коловратки и нематоды выдерживают продолжительные понижения темпера­туры до -190°С.

В состоянии анабиоза энергия расходуется пре­дельно экономно, резко повышается устойчивость организма. Температура кожи лапок чайки Поддержание нормальной жизнедеятельности в небла­гоприятных условиях требует от существ больших затрат энергии. Виды, обитающие в высоких широтах, наиболее приспособлены к перепадам температур. Тундровые песцы переносят колебания температур от +30°С до -55°С, даурская лиственница выдерживает температуру до -70°С (близ Верхоян­ска).

Животные и растения тропических лесов приспособлены лишь к небольшому диапазону температур, снижение темпера­туры до +5°С для них губительно. Отдельные виды бактерий и водорослей благополучно себя чувствуют в горячих источниках при температуре до +123°С. Однако для большинства организ­мов наиболее благоприятным является диапазон от +15°С до +30°С.

В воде благодаря ее высокой теплоемкости колебания тем­пературы существенно меньше, чем на суше. Поэтому водные виды менее приспособлены к перепадам температур. Диапазон приспособленности некоторых видов антарктических рыб со­ставляет всего 4°С (от -2°С до +2°С). С повышением температуры до 0°С интенсивность обмена веществ у них вырастает, а при +2°С резко падает, и рыбы впадают в тепловое оцепенение.

В популяциях теплокровных животных с продвижением на север уменьшаются выступающие части (вспомним рис. на с 209) и увеличиваются средние размеры тела. Так, европейс­кий бурый медведь весит 150-280 кг, камчатский — 400-500 кг, а медведи Аляски и острова Вадьяк – около 800 кг. Дело в том, что теплопотери пропорциональны площади поверхности тела, их удельная величина (на килограмм веса)

падает с уве­личением объема животного (S шара/V шара     = 3/г). Многие северные виды животных наделены «чудесной се­тью» кровеносных сосудов. В ластах китов и лапах птиц вены расположены вплотную к артериям. Тепло артерий передает­ся венам и возвращается в тело, температура конечностей и теплопотери резко снижаются. Арктические растения – с преобладанием стелющихся форм, их листья часто подушковидные.

Благодаря такой конфигурации растения улавливают больше солнечного све­та и максимально используют тепло нагретой почвы. Сообщества наземных организмов характеризуются широт­ной зональностью — сменой видов при продвижении от эк­ватора к полюсам. Влажные тропические леса переходят в субтропики и далее в листопадный лес умеренного климата и низкорослую тундровую растительность.

Типы природных сообществ определенных климатических зон называют биомами. Горные цепи и бассейны крупных рек способствуют про­никновению теплолюбивых видов далеко на север. Горы защи­щают от холодных ветров, а водные массы служат резервуа­ром тепла, повышающим среднюю температуру почвы и воздуха. Вода обладает большой теплоемкостью, она запасает тепло и длительное время согревает окружающую среду.

Со­здаваемый микроклимат формирует интересное сочетание ви­дов, порой не характерных для данного биома. Кроме климатических условий на организмы существен­но влияют и другие абиотические факторы – радиационный фон и загрязняющие вещества. Радиационный фон. Высокоэнергетичная радиация способ­на ионизировать атомы, поэтому ее называют ионизирующим излучением.