«Общая биология. 11 класс». В.Б. Захаров и др. (гдз)

Приспособления у растений и животных к абиотическим факторам среды

Вопрос 1. Что такое абиотические факторы среды?
Абиотические факторы — это факторы неживой природы, — свет, температура, влажность, геомагнитное поле Земли, гравитация, состав водной, воздушной, почвенной среды, роза ветров в данном регионе, микроэлементный состав почв и воды.

Вопрос 2. Какие приспособления существуют у растений и животных к изменениям температуры окружающей среды?
По отношению к температуре окружающей среды живые организмы делят на две группы: пойкйлотермные, температура тела которых зависит от окружающей среды и гомойотермные, поддерживающие постоянную температуру тела независимо от ее колебаний во внешней среде.
Пойкилотермный организм не только получает теплоту из среды, но и отдает ее в пространство. За счет процессов обмена веществ животные с непостоянной температурой тела могут некоторое время регулировать температуру тела (пресмыкающиеся, пчелы и др.), но такие возможности крайне ограничены. Кроме того, у пойкилотермных организмов выработались определенные структурные, физиологические и поведенческие реакции, позволяющие избежать резких изменений температуры тела.
У животных существует много приспособлений для борьбы с переохлаждением или перегревом.
С наступлением зимы растения и пойкилотермные животные (животные с непостоянной температурой тела) впадают в состояние зимнего покоя, который характеризуется снижением интенсивности обмена веществ. В осенний период в тканях запасается большое количество жиров и углеводов; количество воды в клетках уменьшается, накапливаются сахара и глицерин, препятствующие замерзанию. Подготовка к состоянию зимнего покоя начинается заблаговременно. У растений сбрасывается листва, наблюдается одревеснение побегов и утолщение их пробкового слоя, зимующие почки водных растений опускаются на дно водоемов, птицы отлетают в более теплые края и т.п.
В жаркое время года включаются физиологические механизмы, защищающие организм от перегрева. У растений усиливается испарение воды через устьица, что приводит к снижению температуры листьев. У растений и животных также выработались разнообразные приспособления, позволяющие избежать вредных последствий перегрева у растений — это густое опушение, придающее листьям светлую окраску и усиливающее отражение падающего света, вертикальное положение листьев, свертывание листовых «пластинок (у злаков), уменьшение поверхности листа, развитие колючек (кактусы), способность к запасанию большого количества воды, развитая корневая система и др. Эти особенности строения одновременно обусловливают уменьшение потери воды растениями. У животных в этих условиях также усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожные покровы. Кроме того, пойкилотермные животные избегают перегрева путем выработки приспособительного поведения: выбирают места обитания с наиболее благоприятным микроклиматом. В жаркое время они скрываются в норах или под камнями, проявляя активность в определенное время суток. Гораздо меньше зависят от температурных условий среды гомойотермные животные (животные с постоянной температурой тела), что позволило им освоить практически все места обитания — от полюсов до экватора. Однако для большинства живых организмов оптимальной является температура от 15 до 30 °С.
Основные способы регуляции температуры тела у пойкилотермных животных — поведенческие: изменение позы, поиск благоприятных микроклиматических условий, смена мест обитания, рытье нор и т.п. Например, пустынная саранча в прохладные утренние часы подставляет солнечным лучам широкую боковую поверхность тела, а в полдень — узкую спинную. В жаркие часы дня многие животные прячутся в тень или норы, некоторые виды пресмыкающихся взбираются на кусты, чтобы избежать соприкосновения с раскаленной поверхностью почвы. В ряде случаев низшие растения и животные с непостоянной температурой тела переживают жаркое время года в состоянии анабиоза.

Вопрос 3. Укажите, какая часть спектра видимого излучения Солнца наиболее активно поглощается хлорофиллом зеленых растений.
Излучение Солнца выполняет по отношению к живой природе двоякую функцию. Во-первых, это источник тепла, от количества которого зависит активность жизни на данной территории; во-вторых, свет служит сигналом, определяющим активность процессов жизнедеятельности, а также ориентиром при передвижении в пространстве. Для животных и растительных организмов большое значение имеют длина волны воспринимаемого излучения, его интенсивность и продолжительность воздействия (длина светового периода суток, или фотопериод). Видимый, или белый, свет составляют около 45% общего количества лучистой энергии, падающей на Землю. Ультрафиолетовые лучи составляют около 10% всей лучистой энергии. Невидимые для человека, они воспринимаются органами зрения насекомых и служат им для ориентации на местности в пасмурную погоду. Лучи ультрафиолетовой части спектра необходимы и для нормальной жизнедеятельности человека. Под их воздействием в организме образуется витамин D.
Наибольшее значение для организмов имеет видимый свет с длиной волны от 0,4 до 0,75 мкм. Энергия видимого света используется для процессов фотосинтеза в клетках растений. При этом листьями особенно сильно поглощаются оранжево-красные (0,66—0,68 мкм) и сине-фиолетовые (0,4—0,5 мкм) лучи.

Вопрос 4. Расскажите о приспособлениях живых организмов к недостатку воды.
Вода — необходимый компонент клетки, поэтому ее количество в том или ином местообитании определяет характер растительности и животного мира в данной местности.
Растения выработали ряд приспособлений к периодическому недостатку влаги. Это резкое сокращение вегетационного периода (до 4—6 недель) и длительный период покоя, который растения переживают в виде семян, луковиц, клубней и т.д. (тюльпаны, гусиный лук, мак и др.). Такие растения называются эфемерами и эфемероидами. Другие, не прекращающие роста в сухой период, имеют сильно развитую корневую систему, по массе намного превосходящую надземную часть. Уменьшение испарения достигается уменьшением листовой пластинки, ее опушением, сокращением числа устьиц, преобразованием листа в колючки, развитием водонепроницаемого воскового налета. Некоторые виды, например саксаулы, теряют листву, и фотосинтез осуществляют зеленые ветви. Многие растения способны запасать воду в тканях стебля или корня (кактус, африканские пустынные молочаи, степная таволга). Выживанию в условиях сухого периода способствуют и высокое осмотическое давление клеточного сока, препятствующее испарению, и способность терять большое количество воды (до 80%) без потери жизнеспособности.
Пустынные животные имеют особый тип обмена веществ, при котором вода образуется в организме при поедании сухого корма (грызуны). Источником воды служит и жир, накапливающийся у некоторых животных в больших количествах (верблюды, курдючные овцы). Копытные способны в поисках воды пробегать огромные расстояния. Многие мелкие животные на период засухи впадают в анабиоз (рис. 7).

Рис. 7. Двоякодышащая рыба протоптер переживает засуху (от 6—9 месяцев
до 4 лет) в состоянии анабиоза в коконе из выделяемой им слизи (А).
После дождей или при помещении кокона в воду протоптер оживает (Б, В).

Вопрос 5. Охарактеризуйте влияние различных видов ионизирующего излучения на животный и растительный организмы.
Наиболее губительное действие ионизирующее излучение оказывает на высокоразвитые и сложные организмы, причем человек отличается особой чувствительностью к подобному воздействию. Большая доза, полученная организмом за короткий промежуток времени (минуты, часы), нанимается острой в противоположность хроническим дозам, которые организм мог бы выдерживать на протяжении всего жизненного цикла. Любое превышение уровня излучения над фоновым или даже естественный высокий фон может повысить частоту мутаций. У высших растений чувствительность к ионизирующему излучению прямо пропорциональна размеру клеточного ядра. У животных такой простой зависимости нет. Для них наибольшее значение имеет чувствительность определенных органов и систем. Так, млекопитающие чувствительны даже к низким дозам вследствие легкой повреждаемости облучением костного мозга и эпителия кишечника. Радиоактивные вещества могут накапливаться в почве, воде, воздухе и и телах самих живых организмов; передаваться и аккумулироваться при передаче» по пищевой цепи.

В опрос 6. Каково влияние загрязняющих веществ на состояние биогеоценозов?
Влияние загрязняющих веществ на состояние биогеоценозов выражается в изменении свойств почв (закислении, переходе в растворимое состояние токсичных элементов); в изменении свойств воды (повышении минерализации, повышении концентрации нитратов и фосфатов, насыщении поверхностно активными веществами); изменении соотношения элементов в почве и воде, что часто приводит к ухудшению условий развития растений и животных. Как следствие, нарушается структура биоценоза, обедняется видовой состав. Численность многих растений и животных исчезают, а других, наоборот, увеличивается. Например, при загрязнении водоёма химическими реагентами происходит его заорастание, исчезают многие животные и т.д.