Краткое содержание: Параграф § 48 / Биология 11 класс

Газовый состав среды и его влияние на организмы

Среди абиотических факторов, влияющих на организмы, значительную роль играют газовый состав воздуха и растворенных в воде минеральных веществ, а также рельеф местности, состояние атмосферы и многолетний режим погоды (климат).

Для аэробных организмов, к которым относится большинство живых существ, кислород является жизненно важным компонентом. Кислород входит в состав многих неорганических и органических соединений и обеспечивает протекание окислительных реакций, необходимых для высвобождения энергии. Основными производителями кислорода на Земле являются зеленые растения. У животных поглощение кислорода происходит через специальные органы дыхания или всей поверхностью тела. У водных животных, обитающих в условиях постоянного недостатка кислорода, развились особые приспособления: повышенная кислородная ёмкость крови, более частые и глубокие дыхательные движения. Растения, живущие на бедных кислородом почвах (например, на тропических болотах), образуют дыхательные корни — пневматофоры. Низкая концентрация кислорода в почве может тормозить рост корней.

Углекислый газ также имеет важное значение. Его низкая концентрация замедляет фотосинтез, а очень высокая может вызвать отравление растений. Углекислый газ в больших количествах хорошо растворяется в воде и вместе с кислородом участвует в процессах жизнедеятельности водных организмов.

Ионный состав и кислотность среды

Ионный состав среды (концентрация солей) оказывает существенное влияние на водных животных. Низкая концентрация солей в пресных водоемах требует от организмов поддержания высокого осмотического давления внутриклеточных растворов. Для этого у пресноводных организмов развиты механизмы осморегуляции, направленные на выведение избытка воды и сохранение солей. Морские животные, наоборот, приспособились к выводу избытка солей, чтобы предотвратить обезвоживание. Некоторые водные организмы (простейшие, черви-коловратки) способны переходить в неактивное состояние – солевой анабиоз – при повышении концентрации солей.

Кислотность среды (pH), связанная с концентрацией ионов \( H^+ \) и \( OH^- \), также является значимым фактором. Высокие концентрации этих ионов (pH ниже 3.0 или выше 9.0) могут быть токсичны для живых клеток. В очень кислых или щелочных почвах замедляется рост корней. При pH ниже 4.0 в почве может содержаться много вредных для растений ионов алюминия. В щелочных почвах часто наблюдается недостаток важных элементов (железа, марганца, фосфора) из-за их плохой растворимости. Растения, произрастающие в условиях высокой концентрации солей (пустыни), имеют приспособления для повышения осмотического давления в клетках и способности выделять излишки солей.

Почва и рельеф

Почва и рельеф земной поверхности оказывают значительное экологическое влияние, особенно на растения. Гидрометрический режим, химический состав и физические характеристики почвы (глубина, плотность) зависят от климатических условий и рельефа. Например, для быстрого передвижения копытных (антилопы гну) необходима плотная почва.

Существуют экологические группы растений, которые предпочитают почвы с определенной кислотностью, например, сфагнум растет на кислых почвах (pH ниже 4.0), а ветреница – на щелочных (pH выше 7.0).

Погодные и климатические факторы

Погодные и климатические факторы (влажность воздуха, облачность, осадки, сила ветра и др.) имеют важное экологическое значение. Многолетний режим погоды (климат) определяет тип местности, а микроклимат конкретного местообитания (норы, дупла, под снегом) отличается от климата региона. Глубокий снежный покров, обладая хорошими теплоизолирующими свойствами, защищает приземные слои почвы от сильных морозов и предохраняет почки растений от вымерзания. Под снегом некоторые животные (лемминги, полевки, тетерева, куропатки) ведут активный образ жизни и размножаются, так как там теплее и защищеннее.