Екологія: біологія взаємодії. 5.05. Найважливіші фактори в земній біосфері

Українська мова (найновіша версія) / Російська мова (оновлення припинено)

5.04. Субсередовища та адаптації до них

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 5. Аутекологія та основи середовищезнавства

5.06. Закон мінімуму Лібіха

5.05. Найважливіші фактори в земній біосфері
Розглядаючи земну біосферу, ми можемо встановити, які фактори справляють найбільший вплив на розподіл організмів по поверхні планети. Ті фактори, зі зміною яких найчастіше виявляться пов'язані межі поширення організмів, і виявляться лімітуючими. Детальніше дія цих факторів була розглянута в главі, присвяченій екосистемам, а тут ми можемо зазначити, що головні фактори для наземних екосистем — це температура та вологість, а для водних — наявність світла й біогенів.
Найвиразніше розподіл організмів по поверхні Землі пов'язаний із температурою. Пригадайте, яке значення щодо розподілу організмів ми надаємо переміщенню на південь або на північ, ближче до екватора чи до полюсів. Головний фактор, що змінюється при такому переміщенні, — це температура. Наприклад, каву можна вирощувати лише в тих регіонах планети, де в найхолодніший місяць середня місячна температура не опускається нижче 13°С. Іноді залежність від температури має складніший характер. Наприклад, цереус — гігантський кактус — що мешкає в пустелі Сонора в штаті Аризона (США), здатний витримувати нічні заморозки взимку лише якщо вдень настане відлига. Дві ночі з від'ємними температурами поспіль без відлиги між ними згубні для цереуса, і північна та східна межі його поширення майже (але не повністю!) збігаються з межами регіонів, де ніколи не буває зимових днів без відлиги (рис. 5.5.1).

Рис. 5.5.1. Межі поширення цереуса (гігантського кактуса) в пустелі Сонора залежать від клімату
Відповісти, яка температура є оптимальною для живих організмів Землі, неможливо, оскільки різні організми надають перевагу різним температурам. Можна сказати, що загалом переважна більшість проявів життєдіяльності на Землі відбувається в діапазоні температур від 0°С до +45°С, і навіть ці температури смертельно небезпечні для більшості організмів нашої планети. Багато організмів здатні переносити тимчасове зниження температури нижче 0°С, як це відбувається взимку в помірних широтах, але мало які здатні переносити підвищення температури суттєво вище зазначеної межі.
Несприятлива дія високих температур пов'язана з тим, що вони призводять до порушення природної конформації (просторового «укладання») ферментів і втрати їхньої активності, а низькі температури призводять до глибокого гальмування всіх реакцій, з якими пов'язане життя організмів. Крім того, високі температури можуть призводити до загибелі організмів унаслідок їхнього зневоднення, а низькі — до пошкодження їхніх клітин кристалами льоду, що утворюються всередині них при замерзанні, або до зневоднення внаслідок того, що внутрішньоклітинна вода зв'язується у складі цих кристалів.
Відсутність доступної води виявляється ще гострішою проблемою для земних організмів, ніж несприятлива температура. Вода, без перебільшення, є основою життя, і там, де немає рідкої води, життя стає неможливим. Саме наявність на поверхні Землі води в усіх трьох її формах (рідкій, твердій і газоподібній) стабілізує температурні умови та робить планету придатною для безлічі різноманітних організмів.
Ще однією найважливішою характеристикою Землі є окислювальний характер її атмосфери. Як ви розглянете пізніше, він є результатом діяльності живих організмів. Більшість із них (включно з практично всіма тваринами, а також рослинами й грибами) належать до аеробів, тобто потребують для своєї життєдіяльності достатньої кількості кисню в середовищі. Поширення анаеробів (організмів, що живуть без кисню) на сучасній Землі обмежене відносно нечисленними місцеперебуваннями.
Додаткові матеріали:
Навчальна модель: Водний баланс рослини

5.04. Інші класифікації екологічних факторів

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Глава 5. Аутекологія та основи середовищезнавства

5.06. Закон мінімуму Лібіха