Наземно-воздушная среда жизни

Наземно-воздушная среда
жизни
Состав воздуха
( по объему)
•
•
•
•
Азот – 78%
Кислород – 21 %
Углекислый газ – 0.03%
Аргон, неон, гелий, криптон,
водород, водяной пар, озон, метан,
окись азота – 0.97%
Особенности наземновоздушной среды
Высокое содержание кислорода
• Обеспечивает более высокий
уровень обмена веществ по
сравнению с первично-водными
организмами.
• Обусловило появление
теплокровности.
Озоновый слой
• Озоновый экран защищает Землю от УФлучей (поглощает 99% УФ)
• O2 hv→ O + O; O2 + O = O3
• Cтереохимия молекулы кислорода O2 линейная О=О;
• У озона - имеет треугольную форму :
О -----------О
О
Образование озона
Озоновые дыры
Высотная гипоксия
• По мере подъема в горы
концентрация кислорода в воздухе
падает (на высоте 5450 м его
парциальное давление снижено в 2
раза).
• Это приводит к возникновению
различных компенсаторных реакций.
Компенсаторные реакции
• Учащение дыхания и сердцебиения
• Увеличение общего объема крови и
массы сердца.
• Увеличение числа эритроцитов и
гемоглобина.
Изменение числа эритроцитов
(млн./куб.мм) при акклиматизации
человека в горах
•
•
•
•
•
•
До подъема – 4.70
На 9 день – 4.95
На 15 день – 5.11
На 22 день – 5.45
На 28 день – 5.64
На 32 день – 5.57
Общая перестройка эритропоэза
Горные виды и высокогорные
популяции характеризуются более
высоким содержанием эритроцитов
и гемоглобина.
Углекислый газ
Основные источники:
- дыхание наземных и водных
организмов, гниение, брожение;
- жизнедеятельность почвенных
микроорганизмов, грибов и
животных.
Зависимость фотосинтеза от содержания
углекислого газа в воздухе
Зависимость фотосинтеза от содержания
углекислого газа в воздухе
Выводы:
• Плато насыщения лежит в области
концентрации углекислого газа почти в 10
раз превышающую естественную.
• Современное содержание углекислого
газа в воздухе ограничивает фотосинтез и
растения находятся на «голодном пайке».
Азот
Для большинства видов представляет
инертный газ, но некоторые организмы
(клубеньковые бактерии и др.),
способны связывать его.
Низкая плотность
• Определяет незначительную
опорность среды.
• Поэтому хорошо развита своя
опорная система (растения –
механические ткани, животные –
твердый скелет).
Низкая плотность
Низкая сопротивляемость среды
создает предпосылки к полету, но
при этом:
• нет организмов «взвешенных» в
воздухе на протяжении всей жизни.
• летающие формы всегда привязаны
к субстрату.
• К активному полету способны 75 %
видов всех наземных животных
(преимущественно насекомые и
птицы).
• Благодаря воздушным течениям
возможен пассивный полет ряда
организмов.
Анемофилия
• Древнейший способ опыления растений
• Ветром опыляются все голосеменные и
10 % покрытосеменных.
• Имеются приспособления, улучшающие
аэродинамические свойства пыльцы
(небольшие размеры, воздушные мешки).
Различия формы пыльцы ветроопыляемых
(А) и насекомоопыляемых (Б) растений
Анемохория
• расселение с помощью воздушных
потоков;
• характерна для спор, семян и плодов
растений, цист простейших, мелких
насекомых, пауков и т. п.
Кермек («перекатиполе»)
Адаптации для пассивного полета
у беспозвоночных
• очень мелкие размеры тела
• увеличение площади тела за счет
выростов, удлинения конечностей и
крыльев
• использование паутины
Приспособления к переносу
воздушными потоками у насекомых
Приспособления к анемохории у
семян и плодов растений
• очень мелкие размеры (семена
орхидей);
• придатки, увеличивающие их
способность к планированию
1– липа
2– клен
3– береза
4– пушица
5– одуванчик
6– рогоз
Ель с односторонней кроной
Постоянные
односторонние
ветры
деформируют
деревья
Флаговая форма сосны на побережье
Балтийского моря
Низкая и неустойчивая
влажность
Приводит к формированию
покровов, препятствующих
излишней потери воды.
Изменчивая температура
• Минимальная температура: - 89.2 º С
(Антарктида)
Максимальная температура: + 57.8 º С
(Ливия)
• Диапазон составляет 137.0 º С
Изменчивая температура
Особенно значительны изменения
температуры воздуха в пустынях и
приполярных районах.
Пустыни Средней Азии: сезонный
размах – до 77 º С, суточный – до 38 º С.
Окрестности Якутска: годовой размах –
от -64 º С до +35 º С .
Снежный покров как
экологический фактор
Характеристики снежного покрова
Характеристики снежного
покрова
Малая теплопроводность, поэтому
снег – хороший теплоизолятор.
Восточная Сибирь – снаружи: - 54°С,
под снегом -5 °С
Аляска: -40 ° и -7 °
Канада: -30 ° и 0 °
Швеция: -15 ° и 0 °
Характеристики снежного покрова
• Глубина снежного покрова может быть
лимитирующим фактором