Растения - это наши зеленые друзья. Они совершенно заслуженно получили такое название, ведь для людей и животных флора и ее компоненты - это источник питания, материалы для бытовых нужд, лекарственные средства, главный регулировщик чистоты атмосферного воздуха и так далее.

На сегодняшний день известно свыше 350 тысяч различных видов растений. Все они имеют своеобразные морфологические и генетические особенности, радуют нас пышностью и многоцветьем, доставляют настоящее эстетическое удовольствие. При этом их жизненные формы могут быть разными, но всегда важными, уникальными и прекрасными. И на их существование непосредственное влияние оказывают условия, необходимые для жизни растений.

Жизненные формы растений

Данную классификацию можно привести с точки зрения разных наук: систематики и экологии. Нас интересует больше именно систематическая, так как она основана на внешних признаках растений. С данной позиции все царство флоры можно разделить на группы, которые сформировались эволюционно, и на которые повлияли условия жизни растений.

1. Деревья - ярко выражен ствол, высота не менее двух метров.
2. Кустарники - от 50 см до 2 м высотой, несколько стволов, отходящих от самой земли.
3. Кустарнички - образованы от предыдущей формы, но размер до 50 см.
4. Полукустарники - сформировались от форм кустарничков, однако верхние части множественных стволов отмершие.
5. Травы - низкорослые растения, на зимний период замораживающие свои надземные побеги.
6. Лианы - характеризуются ветвящимися и ползучими стеблями, снабженными крючочками, усиками и другими цепляющимися устройствами.
7. Суккуленты - растения, способные запасать большое количество воды в стебле и листьях.

Какие условия необходимы для жизни растений каждой из перечисленных групп? Рассмотрим их подробнее.

Экологические факторы как условия жизни растений

К таковым относятся следующие.

1. Абиотические:

• солнечный свет;
• влага (вода);
• температурный режим;
• питание.

2. Биотические: все живые организмы, которые окружают данное растение (животные, микроорганизмы, грибы).

3. Антропогенные - влияние человека и его деятельности в разных отраслях быта и промышленности.

Какие условия необходимы для жизни растений больше всего? То есть которые из перечисленных факторов являются определяющими? На такой вопрос сложно ответить. Только их совокупное грамотное сочетание позволяет растениям чувствовать себя максимально комфортно, безопасно и быстро расти, развиваться и размножаться.

Влияние света

Самое главное отличие растительных организмов от всех остальных - это автотрофный способ питания. То есть способность преобразовывать энергию солнечных лучей в энергию химических связей, заключенную в образуемых органических соединениях. Весь этот сложнейший биохимический процесс, построенный из двух фаз, называется фотосинтезом. Продуктом таких преобразований становится крахмал как запасное питательное вещество растений и газ кислород - как источник жизни на нашей планете.

Становится очевидным, что без фотосинтеза не было бы и жизни. А без солнечного света не будет этого процесса. Значит, энергия естественного солнечного излучения и дополнительных источников освещения - условия, необходимые для роста и Роль этих факторов определяющая.

По отношению к свету можно выделить несколько групп организмов.

1. Теневые растения. Такие представители не переносят прямых солнечных лучей, им достаточно очень рассеянного слабого освещения. Например, значительная часть лесных трав, укрытых под тенью деревьев - кислица, майник, прострел, камнеломка, хохлатка, подснежник, горянка, пролеска, плющ, орляк, чистотел и другие.
2. Теневыносливые. Данные растения предпочитают умеренное освещение и достаточно терпимо относятся даже к длительным затемнениям. Однако солнечный свет все же любят и на короткие воздействия прямых солнечных лучей реагируют положительно. Это, к примеру, смородина, ландыш, черника, бузина, брусника, купена, манжетка и другие.
3. Светолюбивые - растения, которые больше всех нуждаются в ярких прямых солнечных лучах. Только при таких условиях процесс фотосинтеза происходит у них максимально быстро и полно. Примеры: мать-и-мачеха, клевер, лаванда, бессмертник, мелисса, лотосы, кувшинки, злаковые, кактусы, большая часть деревьев и другие.

   

   Итак, что необходимо растениям для жизни в первую очередь? Солнечный свет, который является источником главного растительного процесса - фотосинтеза.

   Значение воды

   Двуокись водорода является самым важным веществом в жизни не только растений, но и всех живых существ на планете. Известно, что жизнь на Земле стала возможна благодаря наличию жидкой воды. Поэтому переоценить ее значение сложно. Универсальный растворитель, в котором протекают все биохимические реакции живого организма, она является неотъемлемой структурной частью, компонентом каждой клетки.

   Значение воды для жизни растений не менее важно, чем солнечного света. Ведь вода создает тургорное давление на клеточные стенки, именно в ней осуществляется транспорт всех соединений, она - среда для химических реакций. Одним словом, для растений вода - источник жизненных сил.

   Не все представители флоры одинаково относятся к воде и ее количеству. Так, можно выделить три основные по отношению к оксиду водорода.

   1. Ксерофиты - обитатели самых засушливых районов, которые сумели адаптироваться к недостатку влаги. Примеры: пустынные и полупустынные растения, обитатели морских побережий. Эшшольция, кактусы, пырей, песколюб, бриофиллум, и так далее.
   2. Мезофиты - обитатели мест с умеренным содержанием воды. Это растения луга, лесные обитатели. Нормально относятся к увлажненной почве, но не переносят излишнюю влагу или засуху. Тимофеевка, ромашка, васильки, кровохлебка, любка, сирень, лещина, клевер, медуница, золотарник, все листопадные деревья и кустарники.
   3. Гидрофиты . Такие растения лучше всего чувствуют себя, когда находятся частично в воде (пресной, соленой) или полностью в нее погружены. Примеры: водоросли, водные лютики, роголистники, кувшинки, поседонии, рдесты, альтемии, наяды и другие.

      

      Итак, какие условия необходимы для жизни растений? Вода входит в их перечень.

      Роль температуры

      Теплые дни для всех живых существ в радость. Однако среди растений есть и такие, которые низкие температуры выносят достаточно легко. Всех представителей флоры по отношению к данному фактору можно разделить на три группы.

      1. Теплолюбивые . Условия, необходимые для жизни растений данной группы, - это температурный показатель не ниже +5 0 С. Оптимальным вариантом для них считается примерно +25-26 0 С. Такие растения не переносят резких колебаний температуры воздуха, не выдерживают даже легких заморозков. Примеры: рис, хлопчатник, какао, пальмовые, бананы, практически все тропические и субтропические обитатели.
      2. Холодостойкие растения. Предпочитают умеренные температуры, однако в состоянии переносить и довольно низкие, переживают заморозки без повреждений. Примеры: картофель, все корнеплоды, зелень, многие виды крестоцветных, злаковые культуры и прочие.
      3. Морозостойкие . Способны зимовать под снежным покрывалом, сохраняя жизнеспособность. Примерами могут служить такие садово-огородные растения, как ревень, многолетники лук, чеснок, щавель и другие.

      Вывод: температурный режим - важное условие для нормального роста и развития всех растений на Земле.

      Минеральное питание

      Данный фактор чрезвычайно важен именно для плодово-ягодных, фруктовых и овощных культур, возделываемых человеком. Ведь в естественных условиях растения заселяют такие места обитания, к которым способны адаптироваться. В том числе и к содержанию минеральных солей в почвах.

      А вот культурным представителям нужна помощь. Каждый хозяин знает, какой комплекс минеральных удобрений следует внести для определенного растения, чтобы получить необходимый урожай.

      

      В целом минеральные вещества - это важный элемент питания всех особей, который поглощается растениями из почвы путем всасывания вместе с водой. Но для растений губителен переизбыток удобрений, а их недостаток ведет к медленному росту и плохому урожаю.

      Состав воздуха

      Какие условия необходимы для жизни растений, помимо рассмотренных выше? Важным также является состав воздуха. Ведь ночью растения, так же, как и другие живые существа, дышат, потребляя кислород. Поэтому его в воздухе для их нормального развития должно быть достаточно. Это значит, что в условиях повышенной концентрации вредных газов, пыли, грибков и микроорганизмов растения будут чувствовать себя крайне плохо.

      Биотические факторы и их влияние

      Мы рассмотрели все абиотические факторы жизни растений. Тепло, свет, воздух, вода - главные и неотъемлемые условия для их нормального роста и развития.

      

      Биотические же факторы - это влияние на них окружающей биомассы, то есть других растений, животных, грибов, насекомых и так далее. Чтобы рассмотреть все аспекты воздействия этих условий, была создана наука экология. Следует лишь заметить, что биотические факторы не менее важны, чем абиотические.

      Главные условия для жизни комнатных растений

      Условия среды, необходимые для жизни комнатных растений, ничем не отличаются от тех, что мы рассмотрели для всех в общем. Они так же нуждаются в солнечном свете, тепле, воде, минеральном питании, защите от вредных насекомых.

      Чтобы горшечные цветы чувствовали себя хорошо и выглядели красиво, следует подходить к ним индивидуально, учитывая особенности конкретного рода и вида растения.

• Живое и мертвое
• Основные явления жизни
• Жизнь растения и жизнь животного
• Распространение жизни в пространстве и во времени
• Живые существа и внешняя среда
• Зависимость от физического состояния и химического состава среды
• Живая среда

Среди основных факторов эволюции взаимоотношения между живыми существами занимают одно из первых мест.

С раннего детства мы научаемся отличать живые существа от мертвых или неодушевленных предметов. Бегущая мышь, летящая птица, муравей, который тащит былинку, нисколько не похожи на камень, лежащий на поле. Их самопроизвольные движения направлены к какой-то цели, они начинают, прекращают и видоизменяют их в зависимости от различных условий. Растения, на первый взгляд кажущиеся неподвижными, также двигаются, но более слабо и медленно: их листья поворачиваются к свету, цветы открываются и закрываются, кроме того, они на наших глазах растут, как растут люди в молодости и как вырастают все животные.

Самым главным признаком жизни мы привыкли считать движение , но нередко этот признак обманывает нас.

Например, можно принять и игрушечную заводную мышь за живую, настоящую. Яйцо птицы или семя растения можно принять за мертвый предмет, а между, тем и в них таится жизнь, пробуждающаяся при известных обстоятельствах.

Признаком жизни более общим, хотя и менее заметным, чем движение, является способность живых существ поглощать из окружающего те или иные вещества, перерабатывать их внутри себя и выделять наружу другие вещества. Это свойство получило название обмена веществ . В самом деле, и животные, и растения, пока они живы, поглощают газы из окружающего воздуха, или, как мы говорим, дышат, поглощают воду и твердые тела, иначе говоря, питаются и перерабатывают все поглощенное внутри своего тела, усваивая посторонние вещества, т. е. превращая их в составные части собственного организма. В то же время различные другие вещества, газообразные, жидкие и твердые, выделяются наружу. Такой обмен веществ начинается с первого момента жизни и продолжается до момента смерти без перерыва. Он составляет самую существенную и основную особенность жизни. Даже на таком по виду безжизненном предмете, как яйцо птицы, легко обнаружить происходящий в нем обмен газов с окружающей атмосферой: если поверхность яйца покрыть лаком, чтобы в яйцо не мог проникнуть воздух, то дыхание находящегося в нем зародыша прекращается и он погибает. Благодаря обмену веществ, живой организм получает возможность производить движения и выполнять ту или иную работу. Всем известно, как сильно наша работа зависит от количества поглощаемой и перерабатываемой пищи. За счет обмена веществ организм выделяет также теплоту (например, у теплокровных животных), иногда выделяет свет (например, светляки и другие светящиеся животные) и электричество (электрические рыбы). Вообще говоря, на обмене веществ основывается то, что называется выделением энергии живым организмом в той или иной ее форме.

В тесной зависимости от обмена веществ находится рост живых существ, который составляет также одну из основных их особенностей. Каждое животное и растение появляется на свет и начинает жизнь в виде небольшого, сравнительно просто устроенного зачатка и затем начинает постепенно накоплять живое вещество, увеличивая объем и вес своего тела за счет принимаемой пищи. Мало-помалу живое существо начинает расти. Так, из маленького, легкого семечка, свободно переносимого ветром, вырастает мощное дерево, а такие гиганты, как киты и слоны, зарождаются из яичка - крохотной белой точки, едва различимой простым глазом.

Рост живого существа продолжается до тех пор, пока оно не достигнет определенных размеров и такого строения, при котором получает возможность производить себе подобных, - размножаться. Эта способность размножения является также одним из основных признаков жизни. Ни одно живое существо не живет вечно. После более или менее длительного периода оно начинает стареть, изнашивается, ослабевает и, наконец, гибнет. Взамен себя оно оставляет потомство: новые, молодые и жизнеспособные организмы, которые начинают тот же круговорот жизни.

Еще одна особенность свойственна только живым существам, - способность воспринимать те изменения, которые происходят во внешней среде и в соответствии с ними изменять свой образ действий, свое поведение. Это свойство можно назвать чувствительностью , или раздражимостью живых существ.

Такая способность позволяет приспособляться к различным, постоянно меняющимся внешним условиям, избегать тех, которые неблагоприятны для жизни, и отыскивать благоприятные. Почуяв наступивший холод, зверь забирается в нору, птица направляется на юг, в теплые страны, дерево приостанавливает распускание почек, задерживает развертывание листьев. Испытывая изменения внешних условий, живое существо изменяет свои движения, свой рост, различные процессы обмена веществ, даже время и способы своего размножения так, как это для него наиболее выгодно. Способность ощущать изменения среды сохраняет жизнь, спасает от гибели, она делает живое существо изменчивым, гибким, легко приспособляющимся и позволяет ему применяться к любым условиям.

Основные явления жизни - движение, обмен веществ, рост, размножение, чувствительность - характерны для всего живого; в той или иной форме они проявляются и у растений, и у животных. Общим для всех живых существ оказывается также химический состав их тела: основная масса живого вещества, обусловливающего жизнь и все связанные с нею явления, состоит из сложнейших химических соединений, которые называются белковыми веществами .

При чрезвычайной сложности эти соединения являются в то же время в высокой степени изменчивыми и легко превращаются из одного в другое, соединяются с одними веществами и отдают другие. Благодаря таким свойствам в них легко могут происходить те процессы обмена веществ, которые так характерны для живых существ и составляют основу всех жизненных явлений. Химический состав животных и растений и во многих других отношениях является сходным и указывает на единство всего живого.

Наконец, нельзя не отметить, что как ни различны бывают по размерам и по форме живые существа, их строение в основных чертах имеет общий план. Если мы будем рассматривать под микроскопом, при сильном увеличении, строение тела животных и растений, то увидим, что в основном оно состоит либо из одного микроскопически малого комочка живого вещества (с определенным устройством), получившего название клетки, либо из большого скопления таких клеток, соединенных в сложно устроенный организм . В первом случае мы говорим об одноклеточных растениях и животных, во втором - о многоклеточных.

Такое единство плана строения, а также единство химического состава и основных явлений жизнедеятельности живых существ свидетельствует о том, что жизнь едина по своему происхождению, - все живое имеет общее начало. Тем не менее в окружающей природе мы привыкли различать две группы живых существ - животных и растения. Действительно, различия между ними достаточно существенны, и нам необходимо в самых общих чертах познакомиться с этими различиями, так как в дальнейшем придется неоднократно рассматривать взаимоотношения животных и растений.

Если сравнить жизнь животного и жизнь растения, то можно заметить прежде всего огромное различие между ними в основных чертах их обмена веществ.

Растение может существовать за счет тех веществ, которые оно получает из окружающей его неживой минеральной среды, - для жизни ему необходимы вода, газы, содержащиеся в воздухе, и некоторые минеральные вещества (соли): оно извлекает их из окружающей его воды или из почвы, в глубину которой проникают его корни. Из таких неживых составных частей окружающей среды растение, при содействии солнечного тепла и света, само строит те живые вещества, из каких слагается, его тело, а также запасные вещества, как, например, сахар, крахмал и другие. Эти так называемые органические вещества отличаются от минеральных более сложным строением и главным образом тем, что в природе они образуются в результате переработки минеральных веществ растениями. Для жизни животного также необходимы вода и воздух, необходимы и некоторые минеральные вещества, но всего этого недостаточно: животное нуждается в органической пище, и такой пищей могут быть растения или другие животные, которые в свою очередь питаются растениями. Иными словами, для того, чтобы строить свое тело и поддерживать в нем жизнь, животное должно добывать из окружающей природы уже готовое органическое вещество.

Эта особенность животных делает понятными и другие основные признаки, отличающие их от растений: животным приходится быть гораздо более подвижными, чем растениям, так как пища не окружает их сплошь со всех сторон, как вода или воздух, - ее необходимо отыскивать в окружающем пространстве. В связи с этим у животных развиваются мощные органы передвижения - плавники, ноги, крылья, с помощью которых они перемещаются в воде, на суше или в воздухе для отыскания пищи. Это же самое обстоятельство приводит к развитию у них гораздо большей чувствительности, чем у растений: Превосходные органы чувств, органы зрения, слуха, обоняния и осязания - при содействии высокоразвитой нервной системы дают им возможность находить добычу, настигать ее и овладевать ею.

То обстоятельство, что растения могут существовать за счет воды, воздуха и минеральных веществ, тогда как животные нуждаются в готовых органических веществах, доказывает, что растения первыми появились на земле, а животные развились позднее, когда уже имелась готовая растительная пища.

Растения создают живое вещество из минеральных составных частей окружающей природы, и только за их счет получают возможность существовать, развиваться и совершенствоваться представители животного царства.

Жизнь на земле распространена чрезвычайно широко. На поверхности земного шара нет таких условий, к которым не приспособилась бы жизнь, трудно найти место, где бы она не проявлялась в той или иной форме. Густо населены мелкими и крупными растительными и животными организмами воды морей, изобилует жизнью и суша, затянутая сплошным растительным покровом. Тянутся бесконечные зеленые степи, широко простираются густые дремучие леса и непроходимые болотистые тундры. Среди растений всюду и везде кишат мириады мелких и крупных представителей животного царства. Они ползают, бегают, прыгают по земле, летают в воздухе, перемещаются всякими способами. Даже мертвые на взгляд, выжженные солнечными лучами песчаные пустыни южных стран и обширные ледяные пустыни крайнего севера не лишены жизни; на самых голых скалах ютятся лишайники и мхи с населяющим их миром живых существ. Жизнь проникает и под поверхность земли. Верхние слои почвы обильно населены различными роющими насекомыми и их личинками, дождевыми червями и невероятным множеством незаметных простейших животных и растительных организмов - инфузорий, амёб, бактерий.

Изучение строения земной коры показывает, что жизнь широко распространена не только в пространстве, но и во времени, - она существует с самых отдаленных времен. Остатки живых организмов в виде костей, раковин, твердых панцирей, отпечатков листьев находятся в слоях, глубоко лежащих под поверхностью земли. По ним можно судить о том, что растения и животные населяли землю много миллионов лет тому назад и что в прежние времена они были совершенно непохожи на современных. Сравнивая остатки из слоев, имеющих различную давность, можно доказать, что живые существа в течение долгих периодов постепенно изменялись, развивались и только в относительно недавние времена приобрели облик, свойственный им в настоящее время.

Широкое распространение жизни на поверхности земного шара, с ее разнообразными условиями, и существование жизни с отдаленнейших времен свидетельствуют о том, что жизнь животных и растений чрезвычайно гибка и пластична, - она способна приспособляться к самым разнообразным условиям внешней среды, от которых она все же всецело зависит. И на самом деле, внешняя среда оказывает огромное влияние на организмы, на их строение и жизнь.

На живые существа влияют прежде всего механические условия среды. В этом отношении различается среда жидкая, газообразная и твердая. Жидкая среда - вода морей или пресноводных водоемов, - благодаря своей плотности и в то же время благодаря подвижности своих частиц поддерживает тело животного, дает ему опору и позволяет передвигаться с помощью различных придатков тела - ресничек или жгутиков, сложно устроенных плавников, выполняющих роль весел.

Совсем иные условия жизни на твердой поверхности суши, в воздушной среде. Здесь постоянной поддержкой является только почва. Растению, перешедшему к наземному существованию, пришлось выработать органы опоры - ствол (или стебель) и корни. Животные должны были выработать твердый «наружный скелет», как у насекомых, или еще более прочный внутренний скелет, свойственный позвоночным Части этого скелета служат для опоры и поддержки тела, а также для передвижения путем отталкивания от твердой поверхности.

Мы не знаем живых существ, которые всю жизнь проводили бы исключительно в воздушной среде; даже самые лучшие летуны - птицы и бабочки - лишь незначительную часть своей жизни проводят в воздухе. Он служит им только удобной средой для быстрого передвижения, а основная их жизнь протекает все же на поверхности земли.

Механические условия среды влияют на форму тела животных. Так, в водной среде животные, свободно и быстро плавающие, обыкновенно имеют заостренное спереди и сзади веретеновидное тело, Сжатое с боков, - такая форма тела свойственна большинству рыб, головоногим моллюскам (каракатица, кальмар), китам и дельфинам, а также вымершим ящерам, ихтиозаврам. Эта рыбообразная форма является наилучше обтекаемой и по чисто механическим причинам особенно пригодна для движения в относительно плотной жидкой среде. На суше организм утрачивает форму тела водных обитателей и приобретает органы опоры и движения - конечности, которые представляют собой сложные рычаги. Когда животное оставляет поверхность земли и поднимается на воздух, являющийся средой наименее плотной, у него развиваются крылья, в виде широких плоскостей, служащих для того, чтобы, поддерживать тяжесть тела в воздухе и отталкиваться от него.

Таким образом, форма тела и устройство органов передвижения всецело зависят от свойств окружающей среды.

Точно так же и химический состав среды играет огромную роль в жизни живых существ. От него зависит их обмен веществ - основа их существования. Особенно важна для жизни вода, составляющая у некоторых организмов до 98% веса их тела. Обитатели морей и пресных вод, конечно, не испытывают недостатка в воде, но как только растения и животные становятся наземными им приходится заботиться о том, чтобы найти воду. У неподвижных растений развиваются длинные и тонкие корни, проникающие на большую глубину в почву и добывающие из ее глубоких слоев воду. По тончайшим сосудам вода поднимается в стебель и в листья, где имеется целый ряд приспособлений, препятствующих ее быстрому испарению. Животные обладают подвижностью и могут сами отыскивать необходимую им воду, а в их теле имеются приспособления к тому, чтобы вода из него не испарялась слишком быстро.

Большое значение для жизни животных и растений имеет присутствие в окружающей среде газов - кислорода и углекислоты. Водные обитатели пользуются газами, которые растворены в воде и могут непосредственно проникать сквозь поверхность тела в живое вещество. В тех случаях, однако, когда тело покрыто толстой кожей или непроницаемым панцирем, или оболочкой, у животных образуются жабры - специальные приспособления для поглощения газов, - для дыхания.

Наземные растения и животные, окруженные со всех сторон воздухом, подвергаются опасности испарить в него слишком много воды и высохнуть, поэтому их тело обычно покрыто непроницаемой для воды и воздуха оболочкой, которая предохраняет от чрезмерного испарения воды, воздух же поступает в тело лишь в количестве, необходимом для дыхания. Для этого у растений в покрывающей их листья кожице имеются замыкающиеся отверстия - устьица, а у животных для обмена газов служат особо устроенные органы дыхания.

Каждое растение приспособлено к тому или иному содержанию воды в почве и к определенному составу солей в ней. Одни растения довольствуются малым количеством воды и могут произрастать в сухих местностях, даже в песчаных пустынях, другие требуют большого количества влаги - мы их встречаем в степях и в лесах, третьи приспособляются к избытку воды - таковы растения болот и тундр севера. Точно так же среди водных животных мы различаем обитателей морей, приспособленных к жизни в сильно соленой воде, но среди них имеются и такие, которые выносят сильное опреснение и водятся, например, в устьях рек, впадающих в море, или в почти пресных водах заливов. Другие животные не переносят большого содержания солей в воде и обитают исключительно в пресноводных водоемах. Таким образом, и на распространение животных может влиять химический состав среды.

Одним из наиболее важных для живых существ условий среды является температура.

Жизнь может протекать лишь в определенных температурных пределах уже вследствие того, что вода находится в жидком состоянии лишь между 0 и 100°. Пределы жизни даже еще уже, так как при 50-60° свертываются и утрачивают жизнеспособность белковые вещества тела животных и растений, так что обыкновенно при нагревании до 50° (а иногда и при более низкой температуре) живые существа погибают. Нужно, впрочем, заметить, что некоторые бактерии приспособились к существованию при 70-80°, а споры бактерий сохраняют жизнеспособность при 100° и более. Каждое живое существо привязано к определенным температурам, являющимся для него наиболее благоприятными, и при температурах более высоких или более низких чувствует себя хуже или даже не может жить вовсе.

Вследствие такой зависимости от температуры животные и растения привязаны к определенным климатическим областям на земном шаре: одни из них нуждаются в большом количестве тепла и совершенно не переносят холода, а потому могут жить только под тропиками, другие - более выносливы к холоду и населяют умеренные страны, наконец, третьи даже предпочитают холод, не переносят высоких температур и живут в полярных странах.

Температурные условия влияют на жизнь каждого отдельного растения и животного; тепло пробуждает к жизни семя и вызывает птенца из яйца, в жаркую летнюю пору жизнь бьет ключом, с наступлением холодного времени она замирает. Однолетние растения и многие животные осенью погибают, многолетние живые существа сокращают на зиму свои жизненные проявления, и лишь немногие зимующие птицы и не впадающие в спячку звери оживляют нашу зимнюю природу. От внезапного наступления холодов, чрезвычайных дождей или засухи зависит полностью существование любого растения и животного. Жизнь его подчиняется изменчивости и. капризам климата и прежде всего - температурным изменениям. Правда, чем выше и совершеннее организация животного, тем более способно оно бороться с неблагоприятными температурными условиями, но все же ему никогда не удается совершенно избавиться от этой зависимости. Для защиты от холода вырабатываются разнообразные приспособления, и прежде всего наружный покров, состоящий из шерсти или из пуха и перьев, защищающий тело от потери тепла.

Наиболее действительной защитой от холода служит способность вырабатывать тепло внутри организма и поддерживать постоянную температуру тела; теплокровные и позвоночные (млекопитающие и птицы) обладают этой способностью в совершенстве, и она позволяет им переносить зимний холод и жить среди ледяных пустынь севера. Вырабатываются у животных также инстинкты зарываться на зиму в землю, а у многих теплокровных животных мы наблюдаем сложное явление зимней спячки. В этом случае животное также прячется на зиму в нору, утрачивает подвижность, температура тела его сильно падает, дыхательные движения становятся очень редкими, равно как и удары пульса, весь обмен веществ сокращается до крайних пределов, но не прекращается полностью, - жизнь теплится в теле за счет тех запасов, которые накоплены за лето в виде жира. За зиму животное сильно худеет и теряет в весе.

Мы видим, таким образом, что температура самыми различными способами вторгается в жизнь живого мира. Она может усиливать и ускорять проявления жизни и может ослаблять и тормозить их. Она приурочивает живое существо к определенной степени тепла и заставляет его страдать и даже гибнуть при выходе за указанные пределы, она, наконец, вызывает самые разнообразные приспособления для защиты от ее вредного влияния.

Свет представляет собой также одно из важных условий внешней среды, действующих на живые организмы. Для растений свет является даже одним из самых существенных условий жизни, так как только при помощи солнечных лучей способны они создавать из неживых элементов окружающей среды живое и органическое вещество. Растение, поставленное в темноту, утрачивает свой зеленый цвет, становится бледным, чахнет и погибает. Для растений большое количество, света - необходимое условие для их процветания, и если дерево все выше и выше поднимает крону и все шире раскидывает ветви, то это ведет к тому, что листья получают большее количество света. Многие растения обладают даже способностью вращать свои листья вслед за движением солнца так, чтобы солнечные лучи падали возможно более перпендикулярно к пластинке листа и освещали бы листья наиболее сильно. Существуют, впрочем, растения, боящиеся слишком яркого солнечного света, прячущиеся в лесной чаще, в тени деревьев. Наконец, имеются незеленые растения: грибы, плесени, бактерии, которые совсем не нуждаются в свете.

Для представителей животного царства свет в меньшей степени является непременным условием существования; мы знаем животных, которые за всю свою жизнь не видят и одного луча света, - таковы обитатели больших морских глубин, куда свет не проникает, а также обитатели глубоких пещер. Но не следует думать, что свет не играет никакой роли в жизни животных; очень многим из них свет необходим для ориентировки в пространстве, нахождения пищи и т. д. Широкое распространение органов зрения в животном царстве и то совершенство, которого они достигают у высших представителей, достаточно свидетельствуют о том, как велико значение света. В одной из следующих глав нам придется еще касаться и другой стороны влияния света, именно - участия его в развитии и усовершенствовании окраски животных.

Итак, окружающая мир живых существ среда чрезвычайно разнообразна и изменчива, она ни на минуту не остается постоянной и всеми своими условиями - механическими, химическими, физическими - влияет на жизнь самым различным образом. Живое существо должно приспособляться к этим условиям, и такая способность приспособления составляет одну из самых основных его особенностей. Благодаря этой способности живой организм может, с одной стороны, существовать за счет внешней среды, черпать из нее нужные для построения тела вещества и необходимую для жизненных отправлений энергию (тепловую, световую и химическую), а с другой - он сопротивляется неблагоприятным условиям среды, борется за свое существование.

Внешняя среда и приспособление к ней играют, таким образом, самую основную, важнейшую роль в происходящей эволюции всего живого, т. е. в развитии новых видов растений и животных.

Кроме неживой среды, каждому из живых существ приходится сталкиваться и с окружающей его живой средой. Животные и растения, находящиеся вокруг него, представляют для него такую же внешнюю среду, как окружающие его вода или воздух. И подобно тому, как из неживой среды живое существо черпает необходимые для жизни вещества и вместе с тем обороняется от ее вредных влияний, так и живая среда служит для него источником существования и в то же время содержит элементы, опасные для жизни, от которых приходится защищаться. Между каждым живым организмом и многочисленными окружающими его растениями и животными, с которыми он постоянно приходит в более или менее тесное соприкосновение, устанавливаются самые разнообразные, иногда очень запутанные и сложные взаимоотношения, рассмотрение которых и составляет основной предмет настоящей книги.

Прежде всего, как мы уже упоминали, одна половина живого мира - животное царство - в конечном счете существует всецело за счет другой половины - царства растительного. Подобно тому, как растение извлекает из окружающей мертвой среды необходимые ему воду, газы и соли, животное черпает из живой среды пищу.

Далее, каждое живое существо привязано к некоторому ограниченному пространству с подходящими для него условиями жизни, и в этом же пространстве находятся другие живые существа, с которыми ему приходится неизбежно сталкиваться. Результаты таких постоянных столкновений могут быть различны. Если сталкиваются на узком пространстве два существа, имеющие одинаковые источники существования, - питающиеся, например, одной и той же пищей, - то между ними возникает конкуренция из-за жизненных благ. В этой конкуренции одерживает верх то существо, которое лучше приспособлено к условиям жизни, - более сильное, а существо более слабое, менее вооруженное и приспособленное, страдает и часто гибнет.

В тех случаях, когда одно живое существо живет за счет другого, - им питается, между ними возникает непосредственная борьба за жизнь, в которой одерживает верх также более приспособленный организм и гибнет менее приспособленный.

Реже случается, что при столкновении двух разнородных живых существ они оказываются как бы дополняющими друг друга и вместо борьбы вступают между собою в тесное сожительство, при котором не только не наносят ущерба друг другу, но даже оказывают известные услуги и пользу. Таким путем создаются взаимоотношения, получившие название явлений симбиоза.

Наконец, возможно объединение однородных организмов в некоторое общее целое, для того чтобы облегчить существование, добывание пищи и улучшить защиту от неблагоприятных условий. В результате таких взаимоотношений возникает тесно связанная из однородных организмов колония или менее тесная община, нередко с весьма сложной общественной жизнью.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Условия существования животных организмов, обитающих в биоцикле «суша», резко отличаются от предыдущих. На суше наблюдаются гораздо более широкие изменения всех факторов среды обитания, чем в море или пресных водоемах.

Особое значение здесь приобретает климат и прежде всего одна из его составляющих - влажность воздуха, под влиянием которой и формировалась сухопутная фауна.

Главнейшими факторами, определяющими существование и распространение сухопутных животных, наряду с влажностью, служат температура и движение воздуха, солнечный свет, растительный покров. Пища здесь играет не меньшую роль, чем в других биоциклах, химизм же среды практически не имеет значения, поскольку атмосфера всюду одинакова, если не считать местных отклонений, обусловленных промышленными выбросами в атмосферу, о чем будет сказано далее.

Влажность воздуха в различных регионах Земли неодинакова. Изменение ее может вызвать разные реакции у животных. Если исключить организмы, нормальное существование которых не зависит от влажности, остальные животные будут либо влаголюбивыми - гигрофилы, либо сухолюбивыми - ксерофилы.

Влажность воздуха и почвы зависит от количества осадков. Следовательно, осадки оказывают на живые организмы опосредованное влияние. Вместе с тем осадки могут быть и самостоятельным фактором. Определенную роль играет, к примеру, форма осадков. Так, снежный покров зачастую ограничивает распространение видов, добывающих корм на земле. Например, хохластый жаворонок зимой не встречается севернее границы района относительно малоснежной и короткой зимы. С другой стороны, глубокий снег позволяет отдельным видам (сибирский лемминг и другие мелкие зверьки) перезимовывать и даже размножаться в зимний период. В снежных пещерах и тоннелях укрываются от холода нерпы и их враги - белые медведи.

Температура играет огромную роль в жизни обитателей суши, гораздо большую, чем в океане. Это объясняется большей амплитудой ее колебания на суше. Температура - прекрасный показатель климатических условий. Она часто более показательна, чем другие факторы (влажность, осадки). Средняя температура июля характеризует лето, января - зиму. Напомним, что воздействие температуры на организмы на суше более опосредовано другими климатическими факторами, чем в море.

Каждый вид имеет собственный диапазон наиболее благоприятных для него температур, который называется температурным оптимумом вида. Разница диапазонов предпочитаемых температур у разных видов очень велика. Если пределы температурного оптимума вида широки, он считается эвритермным. Если же этот оптимум узок и выход за пределы температурного лимита вызывает нарушение нормальной жизнедеятельности вида, последний будет стенотермным. Сухопутные животные более эвритермны, чем морские. Большая часть эвритермных видов населяет умеренные климатические зоны. Среди стенотермных могут быть термофильные, или политермные (теплолюбивые), и термофобные, или олиготермные (холодолюбивые) виды. Примерами последних служат белый медведь, мускусный овцебык, моллюски рода Vitrina, многие насекомые тундры и Альпийского пояса гор. В общем количество их сравнительно невелико хотя бы потому, что фауна холодных зон гораздо беднее по сравнению с другими. Стенотермных теплолюбивых видов значительно больше. Практически вся фауна тропиков земли, а это самая большая по числу видов фауна, состоит именно из них. Сюда входят целые классы, отряды, семейства. Типичными стенотермными теплолюбивыми животными являются скорпионы, термиты, рептилии, из птиц - попугаи, туканы, колибри, из млекопитающих - жирафы, человекообразные обезьяны и многие другие.

Кроме того, на суше существует немало эвритермных форм. Это изобилие обусловлено чрезвычайной изменчивостью температуры на суше. К эвритермным животным относятся многие насекомые с полным превращением, серая жаба Bufo bufo, а из млекопитающих - лисица, волк, пума и др. Животные, хорошо переносящие значительные колебания температур, распространены гораздо шире, чем стенотермные. Нередко ареалы эвритерм-ных видов простираются с юга на север через несколько климатических зон. К примеру, серая жаба населяет пространство от Северной Африки до Швеции.

Кроме указанных факторов среды в жизни наземных животных важную роль играет свет. Однако непосредственная зависимость, как это наблюдается у растений, здесь отсутствует. Тем не менее она есть. Это выражается хотя бы в существовании дневных и ночных форм. Следует отметить, что играет роль не само по себе освещение, а сумма света. В тропическом поясе этот фактор особого значения не имеет в силу своего постоянства, но в умеренных широтах положение меняется. Как известно, длина светового дня там зависит от времени года. Только длинным полярным днем (продолжительность его несколько недель) можно объяснить тот факт, что перелетные птицы Крайнего Севера успевают за короткое время вывести и выкормить птенцов, поскольку пищей им служат насекомые, а они деятельны круглые сутки. Изобилие света продвигает на север границы жизни многих видов. Короткий же зимний день не позволяет даже холодолюбивым птицам получить достаточное количество корма для компенсации энергетических затрат, и они вынуждены откочевывать на юг.

Мощным фактором, регулирующим жизненный цикл ряда животных, служит длина светового дня. Явление фотопериодизма, в объяснение которого существенный вклад внес советский зоолог А.С.Данилевский, обусловливает развитие определенного количества поколений у насекомых в течение года, а также возможность расширения ареалов животных в другие широтные пояса.

К существенным климатическим факторам нужно отнести и ветер. На земном шаре есть места, где он дует постоянно и с большой силой. Это особенно характерно для морских побережий и островов. Здесь, как правило, нет летающих насекомых - бабочек, мух, мелких пчел, ос, в то время как на близко расположенном материке они обитают. Отсутствие этих насекомых влечет за собой и отсутствие летучих мышей, питающихся ими. Для океанических островов типичны бескрылые насекомые, что уменьшает для них степень риска оказаться в море. Таким образом, ветер в известной мере определяет состав фауны.

Характер субстрата, т. е. грунта, также играет важную роль в жизни сухопутных животных. При этом имеет значение не только химизм почвы, но и ее физические свойства. Наблюдается зависимость распространения животных от наличия солей в почве. Наиболее чувствительны к засолению почв членистоногие. К примеру, жуки рода Bledius, как и многие жужелицы, обычно встречаются только на засоленных почвах. Такие животные относятся к галофильным. Многие животные чувствительны и к типу горных пород. На известковых скалах, например, обитают моллюски, раковина которых построена из извести.

Однако чаще химизм почвы оказывает на животных опосредованное влияние, в частности, через кормовые растения. Роль пищевого фактора в жизни животных общеизвестна. Как уже говорилось, животные, будучи гетеротрофами, в целом существуют за счет растений, используя только готовые органические соединения. Следует отметить, что видовое разнообразие растений и животных на суше создает ряд особенностей, характерных именно для наземных экосистем.

Во-первых, в наземных экосистемах преобладают раститель-ноядные животные, т. е. фитофагов больше, чем зоофагов. Во-вторых, животные здесь связаны с высшими растениями, а не с водорослями, как это наблюдается в море. В-третьих, фитофаги наземных экосистем отличаются большой избирательностью по отношению к виду кормового растения. Это так называемые стенофаги. Животные, проявляющие малую избирательность к виду корма, относятся к эврифагам. Крайняя стенофагия, т. е. когда животное питается только одним видом растения, называется монофагией. Она наблюдается, например, у гусеницы тутового шелкопряда. Стенофагия имеет большое значение, так как от распространения кормового растения зависит и распространение его потребителя. С другой стороны, истребление этого растения вызывает исчезновение животного, связанного с ним.

Особенности питания животных влияют не только на их распространение, но и на биологию, на сезонные передвижения, или миграции.

К числу важнейших факторов среды, от которых зависит существование и распространение животных, относится растительный покров, определяемый, в свою очередь, особенностями климата и почв. Растительный покров обусловливает характер биогеоценоза и является его индикатором. У каждой растительной формации свой набор видов животных. Так, в хвойных лесах нашего Севера, где растут брусника, багульник, зеленые мхи и другие растения, свойственные тайге, мы обязательно найдем глухаря, синицу-московку, кедровку, клестов, бурундука, соболя, рысь. К лиственным европейским лесам, состоящим из дуба, бука, липы, ясеня, приурочены сони, кроты, землеройки, ежи, благородный олень, лань, лесной кот, барсук, орлы (змееяд, карлик), дикий голубь, сова-сплюшка, дубонос, иволга, болотная черепаха, квакша. Степным и пустынным формациям также свойствен специфический комплекс видов. Отсюда следует, что распределение биоценозов на земном шаре подчиняется определенным законам, зависит главным образом от климата и имеет зональный характер.

На земле различают тропическую зону, две полярные и две переходные умеренные зоны. Для каждой из них характерны свои растительные формации и связанные с ними группировки животных.

Наиболее типичным биотопом тропической зоны является гилея, или влажный тропический лес. Для произрастания такого леса необходима высокая температура и достаточное увлажнение в течение круглого года, незначительные сезонные колебания температур, не превышающие 8 °С, и средние годовые их значения не ниже 20 °С, чаще 25-26 °С. Максимальная температура в этих лесах у экватора доходит до 35 °С, а суточные колебания ее составляют 3-15 °С. Осадков в гилее обычно выпадает не менее 2000 мм в год. Высокая и постоянная влажность, стабильно высокая температура, отсутствие ветра создают уникальный комплекс условий, в первую очередь, для растительности. Растения здесь плодоносят весь год. В экваториальных лесах обращает на себя внимание многоярусность, громадное видовое разнообразие деревьев и по-лидоминантность, т. е. на значительном пространстве не отмечается преобладание того или иного вида.

Необычная тропическая среда населена своеобразными животными. По количеству видов и жизненных форм при немногочисленности особей биоценозы гилей не знают себе равных. Этот биотоп, кроме всего прочего, предоставляет животным огромное количество убежищ и экологических ниш, больше, чем другие наземные биотопы. Естественно, что обитатели влажного тропического леса термо- и гигрофильны.

Между тропическими лесами, с одной стороны, и пустынями - с другой, простирается саванна. Саванные растительные формации возникают в районах с жарким климатом, где наблюдается периодичность выпадения осадков, т. е. сезон дождей сменяется сухим сезоном. Запасов воды в саванне недостаточно для произрастания лесов. Вместо них формируются разреженные древостой, иногда - отдельные группы деревьев. Это придает саванне вид парка. Необозримые пространства здесь заняты высокими травянистыми растениями - так называемой слоновой травой и др.

В сезон дождей саванна напоминает зеленое море: осадков выпадает много, температура высокая, бурно развивается растительность. В сухой же сезон влаги поступает меньше, чем испаряется, вегетация растений прекращается, травы засыхают, а деревья сбрасывают листья. В это время в саванне часты пожары, вызываемые иногда естественными причинами, но обычно траву выжигают местные жители.

Наиболее типичны саванны для Африки. Они занимают огромные территории к югу от Сахары, за исключением гор и влажных тропических лесов бассейна Конго. Саванны располагаются также на полуострове Индостан в Азии и в Южной Америке к северу и югу от района влажных тропических лесов. Здесь их называют парамо.

Фауна саванн богата и разнообразна и отличается особыми жизненными формами, принадлежащими к специфическим для нее систематическим группам животных. Это обусловлено двумя причинами: периодичностью выпадения осадков и отсутствием лесов. Животные здесь теплолюбивы, но не стенотермны. Кроме того, они приспособлены к периодическим засухам. В связи с этим у них наблюдается сезонная ритмика жизненных проявлений, в частности летняя спячка.

Среди животных саванн преобладают бегающие и роющие формы. К первым кроме копытных относятся хищники. Хищных млекопитающих в саванне вообще много. Львы и леопарды охотятся за копытными, кошки и виверры - за мелкими антилопами, грызунами и птицами, гиены и шакалы нападают на ослабленных и больных животных, не брезгуя и падалью. К типичным бегающим формам из птиц, встречающихся в саванне, относятся страусы, птицы-секретари, марабу, дрофы, рябки. На деревьях колониями гнездятся ткачики. Роющие животные представлены в основном грызунами из семейств мышиных и беличьих. Они питаются семенами, плодами и луковицами растений. Любопытно, что там, где много копытных, мало грызунов, и наоборот. В саваннах обитают многочисленные термиты, строящие большие гнезда, так называемые термитники, которые иногда достигают высоты 2 м и более.

На границах тропической и умеренных зон, большей частью в центре материков, располагаются пустыни, занимающие 23% площади континентов. В Восточном полушарии пояс пустынь тянется от Северной Африки (Сахара) через Аравию, Западный Индостан, Среднюю Азию, Казахстан до Центральной Азии. Центральные части Австралии также представляют собой пустыни. В Южной Африке простираются пустыни Калахари и Намиб, в Западном полушарии - пустыни Атакама (в Чили), Мохаве и ряд других.

Пустыни характеризуются комплексом признаков, главными из которых являются сухой климат (незначительное количество осадков при сильном испарении влаги), высокие температуры воздуха летом и низкие - зимой (в пустыне Гоби амплитуда колебаний их достигает 80-90 °С), недостаточное увлажнение верхних слоев почвы и глубокое залегание грунтовых вод, перегрев поверхности почвы, подвижность субстрата и нередкая его засоленность. Режим увлажнения в пустынях различного типа разный. В некоторых пустынях осадки выпадают летом, а засуха наступает зимой. В других, наоборот, осадки характерны для зимы, а засуха - для лета. В отдельных пустынях выраженного сезона дождей может не быть. Наконец, в так называемых пустынях туманов осадков вообще нет, а наблюдаются частые туманы. Однако при всем разнообразии режимов влажности в пустынях годовое количество осадков там обычно не превышает 100-200 мм. В пустынях Средней Азии и Казахстана, к примеру, в разных районах оно колеблется от 55 до 180 мм.

По характеру субстрата пустыни бывают песчаные, глинистые, щебнистые (гаммады), лёссовые, солончаковые и т.д.

Условия существования организмов в пустынях очень суровы. Растения здесь встречаются редко и не образуют сомкнутого покрова. Это либо сухие и колючие травы, либо полукустарнички и кустарники с мелкими кожистыми листьями и часто с колючками, либо, наконец, растения-суккуленты с сочной мякотью (кактусы, опунции, молочаи, солянки). В пустынях, где есть сезон дождей, появляются однолетники-эфемеры, успевающие за очень короткое время прорасти, созреть и дать семена.

Большинство животных пустынь ксерофилы и эвритермы, но у них есть пределы температурной выносливости. Насекомые, например, погибают при 50-55 "С, ящурки не могут находиться на раскаленном песке дольше 4 мин, тушканчики гибнут при 34 °С. Чтобы уберечься от перегрева, одни животные закапываются в грунт или сидят весь день в норах, другие забираются на веточки кустарников.

С другой стороны, малое количество убежищ, редкая тень кустарников, раскаленный субстрат вынуждают животных искать спасения в быстром беге. К таким животным относятся, например, некоторые грызуны (кенгуровые крысы), а из насекомоядных - прыгунчики. Классическим примером стремительных бегунов служат тушканчики. Их задние лапы удлинены, передние укорочены. Длинный хвост выполняет роль балансира и руля при быстром прыгающем беге, представляющем собой серию прыжков на задних ногах. Тушканчики идеально приспособлены к жизни в пустынях и прекрасно переносят недостаток воды. Почки их вырабатывают очень концентрированную мочу. Кал у них полусухой, а потовые железы отсутствуют. Кроме того, тушканчики вообще не пьют, они довольствуются метаболической водой.

В целом сухость воздуха и отсутствие водоемов (или они встречаются очень редко) обусловливают выработку у пустынных организмов целого ряда приспособлений, позволяющих им долгое время обходиться без воды. Многие животные, особенно насекомые, могут вообще не пить. Влагу они получают от растительного или животного корма. Физиологические процессы у них направлены на экономию воды, в частности, для них характерна способность использовать метаболическую воду, образующуюся при окислении пищи. Ряд животных запасают воду в организме. Те же виды, которым питьевая вода нужна, совершают переходы или перелеты к источникам или водоемам, располагающимся порой на расстоянии 200-300 км (например, рябки).

В самое жаркое время года некоторые животные пустынь впадают в спячку, которая, к примеру, у степной черепахи или у желтого суслика продолжается без перерыва 8-9 месяцев, захватывая и зимнее время.

Хищников в пустыне немного, и они обычно не бывают крупных размеров. Это лисицы фенек и корсак, барханная кошка и манул, рысь каракал, хорь-перевязка.

В целом пустынные биоценозы отличаются бедностью видового состава и простотой структуры. В то же время они очень чувствительны к антропическим воздействиям. В пустынях добываются нефть и газ, строятся оросительные каналы, создаются водохранилища, прокладываются дороги. Издавна здесь пасут овец, охотятся и заготавливают топливо. Эта деятельность в какой-то степени нарушает природный комплекс, а если она осуществляется не на научной основе, то это приводит к исчезновению многих видов растений и животных. В результате разрушаются целые экосистемы. Охрана животного мира пустыни, сохранение ее неповторимого фаунистического комплекса - важная задача современности.

В условиях континентального климата при годовой сумме осадков 200-500 мм на границах пустынь, с одной стороны, и лесов - с другой, образуются степи. Полоса степей в Евразии тянется от Восточной Венгрии до Забайкалья. В Северной Америке они называются прериями, в умеренной зоне Южной Америки - пампасами. Климат степей континентальный, контрастный. Летом здесь жарко и сухо. В наших степях среднеиюльские температуры составляют 20-23,5 °С, зима малоснежная и довольно холодная, нередки морозы до 40 °С, а в Зауралье - до 50 °С.

Степи характеризуются густым травяным покровом, развивающимся на черноземах или каштановых почвах. Древесная растительность отсутствует на плоских водоразделах и ютится в долинах рек, пересекающих степную зону. Летом, когда вегетация многих растений прекращается, наступает период полупокоя. Полный покой наблюдается зимой. В наших степях растительный покров составляют ковыли, типчак, корневищные злаки, севернее - разнотравье. В американских прериях растут те же ковыли, мятлик, бородач, но разнотравья здесь больше, чем в Евразии.

Животный мир степей характеризуется обилием фитофагов, особенно грызунов, живущих в норах. Это многочисленные суслики, сурки, полевки, а в Северной Америке - луговые собачки и суслики. Когда-то у нас в степях бродили стада копытных: дикие лошади-тарпаны, а также туры и сайгаки. Из них только сайгаки дожили до наших дней, но они вытеснены человеком в полупустыни Прикаспия. В американских прериях водились бизоны, однако увидеть их сегодня можно лишь в национальных парках.

Обилие грызунов создает хорошую кормовую базу для хищников. В степях обычны лисица, степной хорек, нередки волки. На грызунов охотятся и хищные птицы - орлы-могильники, луни, мелкие соколы. Наряду с грызунами степные хищники поедают большое количество насекомых, которых в степи очень много. Это разнообразные саранчовые, муравьи, листогрызущие жуки и т. д. Среди них есть массовые и вредные виды, размножающиеся периодически в огромном количестве и уничтожающие растительность.

На юге степи переходят в полупустыни, а на севере проявляется промежуточная зона - лесостепь. Разнообразие растений и животных в лесостепи возрастает, так как здесь есть все условия для существования животных, связанных с древесными породами. Некоторые ученые считают лесостепь самостоятельной ландшафтной зоной.

Леса развиваются в тех областях умеренных зон, где годичная сумма осадков превышает 300 мм. В южных частях своего пояса леса произрастают благодаря осадкам, в северных же, не страдающих от засухи, - только благодаря температуре и продолжительности вегетационного периода. В связи с этим тайга опоясывает север земного шара сплошным кольцом, а лиственные леса приобретают вид больших прерывистых массивов. Различают три основных типа лесов умеренной зоны: субтропические вечнозеленые, широколиственные листопадные и хвойные (тайга).

Широколиственные листопадные леса развиваются в областях с умеренной температурой, без летней жары и сильных зимних морозов, где количество осадков составляет не менее 500 мм в год, причем распределяется оно по сезонам сравнительно равномерно. Эти леса произрастают главным образом в странах с морским климатом. В центре материков они исчезают. В Евразии широколиственные леса тянутся постепенно суживающейся полосой от атлантического побережья Западной Европы до Урала, а затем после большого перерыва снова появляются в Приморском крае России, в Японии, Корее, Китае. В Западном полушарии они располагаются на востоке США. Породообразующие деревья этих лесов - дуб, липа, клен, ясень, бук, а также дикие плодовые.

Относительно мягкий климат, разнообразие растительности умеренных широт - основные условия существования животных. Но зима в этих областях довольно холодная, и это заставляет животных мигрировать к югу либо впадать в состояние спячки или диапаузы.

Состав и экологический облик фауны данной зоны всюду сходен, причем в разных частях ее сохраняется определенное соотношение древесных и наземных видов, фитофагов и хищников. Из копытных здесь встречаются благородный олень и изюбр, серна, дикий кабан. Зубр дожил до наших дней только в заповедниках. В кронах деревьев обычны белки и сони, с водоемами связаны бобры. Птицы разнообразны, особенно многочисленны певчие дрозды, соловьи, зарянки, иволги, из голубей обычен вяхирь. Среди насекомых масса фитофагов, питающихся листьями, побегами, корнями и плодами деревьев. Здесь часто наблюдаются вспышки массового размножения насекомых, но они редко происходят в естественных лесах, где равновесие между компонентами не нарушено. Однако лиственные леса Европы и востока США так давно используются человеком, что это равновесие практически нарушено повсюду. Созданные же искусственные леса отличаются бедностью породного состава и требуют постоянного ухода, в частности борьбы с вредителями.

Самый крупный тип леса - тайга, или хвойный лес, состоит из зарослей ели, пихты, кедра, лиственницы и сосны и имеет вид сплошной зоны, распространяющейся от Атлантики до Тихого океана. Большая часть хвойных лесов сосредоточена в Евразии (55 %), немало их и в Северной Америке. В Южном полушарии аналога тайги не существует.

Климат тайги суровый. Среднегодовые температуры тут колеблются от 5 до О "С. Лето короткое и относительно жаркое (средне-июльская температура 13-14°С), зима продолжительная, многоснежная, холодная, морозы нередко достигают 30 и даже 40 "С. Важным фактором является вечная мерзлота, что, в частности, типично для тайги Восточной Сибири.

Суровые климатические условия тайги - причина бедности видового состава как растений, так и животных. Последним свойственна долгая зимняя спячка (у зимоспящих видов), способность создавать зимние запасы корма, ряд морфологических приспособлений (густое оперение или шерстный покров, белая окраска зимой и т. д.). Наиболее характерными обитателями тайги являются рябчик, глухарь, бородатая и ястребиная совы, кукша, кедровка, клест и черный дятел желна. Из зверей только в тайге обитают соболь, лесной лемминг, красная полевка. Бурундук и белка-летяга также живут в этой зоне.

Для питания животных тайги особенно большое значение имеют семена хвойных деревьев, в том числе кедровые орешки. В основном ими питаются кедровка, дятел, белка, бурундук. В рационе соболя и медведя орешки тоже занимают важное место. У птиц - потребителей семян хвойных - строение клюва приспособлено для добывания корма из шишек. К примеру, клюв у клеста пинце-тообразный, у щура крючковидный, у кедровки долотообразный. Подобная специализация ведет к постоянным перекочевкам в поисках шишек. Периодичность урожаев обусловливает колебание численности птиц, дальние миграции последних и инвазии (вселение) в новые места. Много в тайге и потребителей ягод и грибов. Это медведь, олени, белки, куриные птицы.

Летом в тайге выплаживаются бесчисленные количества кровососущих насекомых - мошек и комаров. Ими питаются насекомоядные птицы. Однако обилие этих насекомых сильно затрудняет жизнь крупных млекопитающих, не говоря уже о человеке.

К северу от тайги лежит переходная полоса лесотундры и кустарниковой тундры. Побережье Северного Ледовитого океана и его острова занимает типичная тундра, простирающаяся через весь север Евразии и Северной Америки.

Полярные зоны, ограниченные на севере и на юге Полярным кругом, характеризуются астрономически непрерывным летним днем и такой же непрерывной зимней ночью. Это самые холодные области земного шара.

Растительный покров тундры включает ряд многолетних видов - полярную иву и березу, имеющих вид мелких кустарников, бруснику, веронику, дриаду. Но более всего развиты мхи и лишайники. Очень типичны подушки растительности. Из-за вечной мерзлоты корневая система растений поверхностная. Вообще, жизнь здесь сосредоточена в тонком слое, залегающем между почвой и атмосферой. Это хорошо прослеживается при анализе населения моховых дернин или «корочки» прогретого голого грунта, где обнаруживается масса беспозвоночных, особенно низших насекомых, личинок комаров-долгоножек, панцирных клещей, нематод и т. д. В водоемах летом выплаживается громадное количество кровососов (гнус). Беспозвоночные составляют 90 % зоомассы тундр.

Летом тундра оживает главным образом за счет появления большого количества птиц, особенно водоплавающих - гусей, уток, лебедей, многочисленных куликов. Много и хищников, таких как белые совы, кречеты, мохноногий канюк. Пищей соколам и кречетам служат птицы, канюкам и совам - лемминги и полевки. Лемминги наиболее многочисленны в фауне млекопитающих, особенно в годы массового размножения. Летом они находят вдоволь пищи, зимой же скрываются под толщей снега, где прокладывают ходы. На них охотится песец. Из крупных зверей в тундре живут северные олени, а в Северной Америке - овцебыки. Рептилии и амфибии практически не играют никакой роли в жизни тундры, так как за Полярным кругом изредка встречаются лишь живородящая ящерица, сибирский четырехпалый тритон и 2 вида жаб.

Зимой жизнь в тундре надолго замирает. Остаются зимовать только песец, белый медведь, овцебык, заяц-беляк, волк, горностай и лемминги. Даже белая сова и большинство оленей откочевывают к югу.

Благодаря бедности видового состава и простоте структуры экосистемы тундры сравнительно легко установить связи и взаимодействия между отдельными ее компонентами. В таком простом сообществе сильно возрастает роль каждого его звена. Массовое размножение леммингов вызывает увеличение численности их потребителей - песцов и белых сов, что, в свою очередь, влечет за собой уменьшение количества грызунов, за которым следует и снижение численности хищников. В этих процессах наблюдается определенная периодичность.

Освоение Крайнего Севера ставит перед человеком серьезные проблемы охраны природы, поскольку некоторые виды животных становятся все более редкими (белый медведь, краснозобая казарка), а экосистемы в целом оказываются легкоранимыми. Даже передвижение по тундре вездеходов и тракторов приводит к уничтожению растительности, протаиванию грунтов и эрозии почвы.

Высокогорья также отличаются специфическими условиями среды. Здесь отмечаются недостаток кислорода, низкая температура с резкими колебаниями даже в течение суток, интенсивная солнечная радиация с обилием ультрафиолетовых лучей, сильные ветры. Такая обстановка складывается в верхних поясах гор, выше лесной зоны. В зависимости от географического положения горного хребта и от местных условий границы высокогорья находятся на разном уровне, закономерно понижаясь от экватора к полюсам. Под экватором верхняя граница леса проходит на высоте 3800 м, в Гималаях - 3600, в Альпах - около 2000, а на Полярном Урале - на уровне 300 м. Имеет значение и экспозиция склона: на северных склонах Кавказа верхняя граница леса находится примерно на высоте 1800 м, на южных - 2500 м.

Из многих характерных черт высокогорья следует выделить температурный режим. При подъеме с равнины отмечается постепенное убывание температуры (на 1 °С через каждые 140-195 м в зависимости от широты местности). Поэтому в альпийской зоне лето короткое, а зима длинная и суровая.

Высокогорья покрыты низкорослыми коврами многолетних трав (альпийские луга) или подушковидными колючими кустарниками и полукустарниками (нагорные ксерофиты) либо заняты нагорными степями и пустынями. Растительный покров несомкнутый: отдельные площадки, покрытые зеленью, перемежаются со скалами и каменистыми осыпями. Для альпийского разнотравья характерны ярко цветущие растения на коротких стеблях. Это горечавка, примула, крокус, эдельвейс. Многочисленны особые виды злаков, осок, лапчаток. В субальпийской зоне отмечаются стланиковые и криволесные формации из рододендронов, можжевельников, а на юге Азии даже бамбуков.

Животный мир высокогорий также своеобразен, хотя и не богат видами. Жизнь в верхних поясах гор ограничена жесткими рамками. Резкие колебания температур обусловливают обитание здесь только эвритермных форм. Млекопитающие покрыты длинной и густой шерстью, а птицы - плотным оперением. Высокогорные животные крупные (проявление правила Бергманна), размножаются в сжатые сроки. Адаптация к недостатку кислорода выражается у них в увеличении числа эритроцитов в крови и размеров сердца. Пойкилотермные животные часто обнаруживают склонность к меланизму: рептилии, бабочки и жуки, живущие в горах, темнее, чем на равнине. Многие животные высокогорий ведут только дневной образ жизни. Темная окраска покровов, возможно, с одной стороны, полезна как экран, предохраняющий от ультрафиолетового излучения, а с другой - как поглотитель солнечной энергии. Сильными ветрами объясняется бескрылость многих насекомых, встречающихся здесь. Копытные звери - горные козлы, бараны - имеют узкое твердое копыто «стаканчиком» и великолепно прыгают. В высокогорьях преобладают потребители зеленой и подземной массы растений и сапрофаги. Многие, однако, всеядны. Насекомоядные птицы появляются тут только летом. Несмотря на приспособленность к суровым условиям высокогорий, птицы и крупные млекопитающие вынуждены зимой совершать вертикальные миграции в расположенные ниже пояса в поисках пищи.

Следует отметить, что, поскольку горные хребты не представляют собой единой зоны и разобщены равнинами и межгорными впадинами, распространение животных здесь носит островной характер. Этим, в частности, объясняются обилие в горных странах своеобразных эндемичных животных и низкая их численность. Вот почему высокогорные биоценозы особенно чувствительны к ант-ропическим воздействиям.

Растениям для создания органических веществ необходим углекислый газ. Он поступает в растение через устьица, расположенные с нижней стороны листьев.

А как быть растениям, листья которых лежат на поверхности воды, как, например, у кувшинки белой, кубышки желтой? Их приспособление состоит в расположении устьиц на верхней стороне листовой пластинки.

Этим они обеспечивают растение не только воздухом для дыхания, но и углекислым газом для питания.

Неорганические вещества для питания растении поступают из почвы только в растворенном виде, поэтому следующим приспособлением растений является разная форма и длина корня, способного поглощать вместе с водой эти вещества.

Существуют растения, которые удивительно приспособились к нехватке в почве или воде определенных веществ. Они стали хищниками. Например, обитательница болот - росянка - научилась охотиться на насекомых, пауков. Волоски ее листьев выделяют прозрачную липкую жидкость.

Привлеченное ею насекомое вязнет в ней, лист сворачивается и выделяет другие вещества, которые переваривают насекомое (рис. 51).

Многие птицы на зиму улетают в теплые края. Ученые связывают это с тем, что с наступлением холодов исчезает основной корм птиц (черви, насекомые, семена).

Такое приспособление обеспечивает птицам необходимое питание на протяжении года.

Достаточно распространенным в поведении животных является выслеживание добычи, объединение в стаи и стада, преодоление больших расстоянии в поисках пищи.

Не найден необходимый драйвер для дисковода оптических дисков.УСТАНОВКА WINDOWS С ФЛЕШКИ.

Различают такие понятия, как среда и условия существования организмов.

Среда - это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов неорганической и органической природы и элементов, привносимых человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы могут быть частично или полностью безразличны организму, другие необходимы, а третьи оказывают отрицательное воздействие. Например, заяц-беляк (Lepus timidus) в лесу вступает в определенные взаимоотношения с пищей, водой, химическими соединениями, кислородом, без которых он обойтись не может, в то время как ствол дерева, пень, кочка, валун на его жизнь не оказывают существенного влияния. Заяц вступает с ними во временные связи (укрытие от врага, непогоды), но не обязательные связи.

Условия жизни, или условия существования, - это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.

Приспособления организмов к среде носят название адаптации. Способность к адаптациям - одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях - от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами (табл. 3.1).

Многообразие экологических факторов подразделяется на две большие группы: абиотические и биотические.

Абиотические факторы - это комплекс условий неорганической среды, влияющих на организм.

Биотические факторы - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие. В отдельных случаях антропогенные факторы выделяют в самостоятельную группу факторов наряду с абиотическими и биотическими, подчеркивая тем самым чрезвычайное действие антропогенного фактора. Соглашаясь с вышеуказанным, мы все же считаем более правильным классифицировать его как часть факторов биотического влияния, так как понятие «биотические факторы» охватывает действия всего органического мира, к которому принадлежит и человек.

Таблица 3.1

Различные подходы к классификации экологических факторов

Совокупность факторов одного рода составляет верхний уровень понятий. Нижний уровень понятий связан с познанием отдельных экологических факторов.

Влияние факторов среды определяется прежде всего их воздействием на обмен веществ организмов. Отсюда все экологические факторы по их действию можно подразделить на прямодействующие и косвеннодействующие. Те и другие могут оказывать существенные воздействия на жизнь отдельных организмов и на все сообщество. Экологические факторы могут выступать то в виде прямодействующего, то в виде косвенного. Каждый экологический фактор характеризуется определенными количественными показателями, например силой и диапазоном действия.

Для разных видов растений и животных условия, в которых они особенно хорошо себя чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения предпочитают очень влажную почву, другие - относительно сухую. Одни требуют сильной жары, другие лучше переносят более холодную среду и т. д.

Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, называется оптимумом, а дающая наихудший эффект - пессимумом, т. е. условия, при которых жизнедеятельность организма максимально угнетается, но он еще может существовать. Так, при выращивании растений при различных температурах точка, при которой наблюдается максимальный рост, и будет оптимумом. В большинстве случаев это некий диапазон температур, составляющий несколько градусов, поэтому лучше здесь говорить о зоне оптимума. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которых еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости (выносливости) или толерантности. Точки, ограничивающие его, т. е. максимальная и минимальная, пригодные для жизни температуры, - это пределы устойчивости. Между зоной оптимума и пределами устойчивости по мере приближения к последним растение испытывает все нарастающий стресс, т. е. речь идет о стрессовых зонах или зонах угнетения в рамках диапазона устойчивости (рис. 3.1). По мере удаления от оптимума вниз и вверх по шкале не только усиливается стресс, а в конечном итоге по достижении пределов устойчивости организма происходит его гибель.

Рис. 3.1. Зависимость действия экологического фактора

от его интенсивности

Подобные эксперименты можно провести и для проверки влияния других факторов. Результаты графически будут соответствовать кривой подобного же типа.

Повторяемость наблюдаемых тенденций дает возможность сделать заключение, что здесь речь идет о фундаментальном биологическом принципе. Для каждого вида растений (животных) существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости или выносливости в отношении каждого средового фактора.

При значении фактора, близком к пределам выносливости или толерантности, организм обычно может существовать лишь непродолжительное время. В более узком интервале условий возможно длительное существование и рост особей. Еще в более узком диапазоне происходит размножение, и вид может существовать неограниченно долго. Обычно где-то в средней части диапазона устойчивости имеются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения. Эти условия называют оптимальными, в которых особи данного вида оказываются наиболее приспособленными, т. е. оставляют наибольшее число потомков. На практике выявить такие условия сложно, и обычно определяют оптимум для отдельных показателей жизнедеятельности - скорости роста, выживаемости и т. п.

Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием «экологическая пластичность» (экологическая валентность) вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность.

Виды, способные существовать при небольших отклонениях от фактора, от оптимальной величины, называются узкоспециализированными, а выдерживающие значительные изменения фактора - широкоприспособленными. К узкоспециализированным видам относятся, например, организмы пресных вод, нормальная жизнь которых сохраняется при низком содержании солей в среде. Для большинства обитателей морей, наоборот, нормальная жизнедеятельность сохраняется при высокой концентрации солей в окружающей среде. Отсюда пресноводные и морские виды обладают невысокой экологической пластичностью по отношению к солености. В то же время, например, трехиглой колюшке свойственна высокая экологическая пластичность, так как она может жить как в пресных, так и в соленых водах.

Экологически выносливые виды называют эврибионтными (eyros - широкий): маловыносливые - стенобионтными (stenos - узкий). Эврибионтность и стенобионтность характеризуют различные типы приспособления организмов к выживанию. Виды, длительное время развивающиеся в относительно стабильных условиях, утрачивают экологическую пластичность и вырабатывают черты стенобионтности, тогда как виды, существовавшие при значительных колебаниях факторов среды, приобретают повышенную экологическую пластичность и становятся эврибионтными (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Экологическая пластичность видов (по Ю. Одуму, 1975)

Отношение организмов к колебаниям того или иного определенного фактора выражается прибавлением приставки «эври-» или «стено-» к названию фактора. Например, по отношению к температуре различают эври- и стенотермные организмы, к концентрации солей - эвристеногалинные, к свету - эври- и стенофотные и др. По отношению ко всем факторам среды эврибионтные организмы встречаются редко. Чаще всего эври- или стенобионтность проявляется по отношению к одному фактору. Так, пресноводные и морские рыбы будут стеногалинными, тогда как ранее названная трехиглая колюшка - типичный эвригалинный представитель. Растение, являясь эвритермным, одновременно может относиться к стеногигробионтам, т. е. быть менее стойким относительно колебаний влажности.

Эврибионтность, как правило, способствует широкому распространению видов. Многие простейшие, грибы (типичные эврибионты) являются космополитами и распространены повсеместно. Стенобионтность обычно ограничивает ареалы. В то же время, нередко благодаря высокой специализированности, стенобионтам принадлежат обширные территории. Например, рыбоядная птица скопа (Pandion haliaetus) - типичный стенофаг, а по отношению же к другим факторам является эврибионтом, обладает способностью в поисках пищи передвигаться на большие расстояния и занимает значительный ареал.

Все факторы среды взаимосвязаны, и среди них нет абсолютно безразличных для любого организма. Популяция и вид в целом реагируют на эти факторы, воспринимая их по-разному. Такая избирательность обусловливает и избирательное отношение организмов к заселению той или иной территории.

Различные виды организмов предъявляют неодинаковые требования к почвенным условиям, температуре, влажности, свету и т. д. Поэтому на разных почвах, в разных климатических поясах произрастают различные растения. С другой стороны, в растительных ассоциациях формируются разные условия для животных. Приспосабливаясь к абиотическим факторам среды и вступая в определенные биотические связи друг с другом, растения, животные и микроорганизмы распределяются по различным средам и формируют многообразные экосистемы, объединяющиеся в биосферу Земли. Следовательно, к каждому из факторов среды особи и формирующиеся из них популяции приспосабливаются относительно независимым путем. Экологическая валентность их по отношению к разным факторам оказывается неодинаковой. Каждый вид обладает специфическим экологическим спектром, т. е. суммой экологических валентностей по отношению к факторам среды.