Світло як екологічний фактор

Практичне заняття №1

Тема. Абіотичні екологічні фактори: температура, світло, волога.

Мета: вивчити абіотичні екологічні фактори середовища та їх взаємодію; вивчитизакони залежностіорганізміввідфакторівсередовища.

Теоретичні відомості

Температура як екологічний фактор

Температура – один з основних екологічних факторів. Від температури навколишнього середовища залежить температура організму і відповідно, швидкість усіх хімічних реакцій, які складають обмін речовин.

В середньому активна життєдіяльність організмів вимагає досить вузького діапазону температур, обмеженого критичними порогами замерзання води і теплової денатурації білків, приблизно в межах від 0 до +50 ° C. Верхньою температурною межею життя є 120 – 140 ° C (близькі до неї значення температури витримують спори, бактерії), нижнім – мінус 190 -273 ° C (переносять спори, насіння, сперматозоїди).

По відношенню до температури організми розрізняють на криофілів та термофілів.

Організми можуть використовувати два джерела теплової енергії: зовнішній (теплова енергія Сонця чи внутрішнє тепло Землі) і внутрішній (тепло, яке виділяється при обміні речовин). В залежності від того, яке джерело переважає в тепловому балансі, живі організми ділять на пойкілотермних та гомойотермних.

У живих організмів розрізняють три механізми терморегуляції. Хімічна терморегуляція здійснюється шляхом зміни величини теплопродукції за рахунок зміни інтенсивності обміну речовин. Фізичнатерморегуляція пов’язана зі зміною величини тепловіддачі. Етологічна (або поведінкова) терморегуляція полягає в уникнені умов з несприятливими температурами.

Завдання 1.

Дайте визначення поняттям:

Криофіли -

Термофіли -

Пойкілотермні організми -

Гомойотермні організми -

Гетеротермні організми -

Анабіоз -

Завдання 2.

Адаптація рослин і тварин до температурного фактору здійснюється в двох напрямках: 1) захист від надто високих або надто холодних значень температури; 2) уникнення, відхід. Наведіть приклади першого і другого видів адаптації.

1)


2)

Завдання 3.

Німецький фізіолог Карл Бергман в 1847 р. встановив правило, зване нині правилом Бергмана. Заповніть прогалини у коментарі до правилу: «Теплокровним тваринам у жаркому кліматі корисно випромінювати, а в холодному, навпаки, утримувати тепло. У міру ж __________________ розмірів тварини поверхня тіла зростає в квадраті, а його об’єм - в кубі. Отже, поверхня великої тварини порівняно __________________, ніж у дрібного. Звідси випливає простий висновок, що теплокровним тваринам, які населяють холодні країни, корисно бути ________________, а тваринам, що населяють теплі країни, - ________________ ".

Завдання 4.

Яке правильне формулювання правила Аллена: «У теплокровних тварин у напрямку до тропіків спостерігається подовження ________________, _________________, ____________________, парних ___________________ і різного виду ________________ - хохлів, ріжків, комірців і т. д. Проілюструйте справедливість правила Аллена декількома (3 - 4) прикладами.

Завдання 5.

Правило Глогера свідчить, що _________________ хребетних тварин, що мешкають в країнах з вологим кліматом, як правило, ________________ та _________________, ніж у географічних популяцій тих же видів, поширених в країнах з сухим кліматом. Приклад: далекосхідний тигр помітно ____________________ індійського.

Завдання 6.

Яке практичне значення має вивчення температурного фактору? Що таке криотехнологія і де вона використовується?

Світло як екологічний фактор

Усім живим організмам для здійснення процесів життєдіяльності необхідна енергія, що надходить ззовні. Основним джерелом її є сонячна радіація, на яку припадає близько 99,9% в загальному балансі енергії Землі.

Якщо прийняти сонячну енергію, що досягає Землі, за 100%, то приблизно 19% її поглинається при проходженні через атмосферу, 34% відбивається назад в космічний простір і 47% досягає земної поверхні, з них 24% у вигляді прямої і 23% - розсіяної радіації.

В спектрі сонячного світла виділяють області, відміні за своїм біологічним впливом. Ультрафіолетове проміння в невеликих кількостях необхідне живим організмам (бактерицидна дія, стимуляція росту і розвитку клітин, синтез вітаміну D і т.д.), в великих дозах пагубні через здатність викликати мутації. Більша частина ультрафіолетового проміння відображається озоновим шаром на висоті 20 – 25 км. Видиме проміння – основне джерело життя на Землі, яке дає енергію для фотосинтезу. Інфрачервоне проміння – основне джерело теплової енергії.

Для рослин світло необхідне в першу чергу, як джерело енергії для фотосинтезу. По відношенню до умов освітленості рослини ділять на наступні екологічні групи. Геліофіти (світлолюбові) - рослини відкритих, постійно добре освітлюваних місць існування; сціофіти (тіньолюбиві) - рослини нижніх ярусів тінистих лісів, печер і глибоководні рослини, вони погано переносять сильне освітлення прямими сонячними променями; факультативні геліофіти (тіньовитривалі) - можуть переносити більше чи менше затінення, але добре ростуть і на світлі, вони легше інших рослин перебудовуються під впливом зміни умов освітлення.

Для тварин світло – це умова для орієнтації. За стилем життя тварини бувають денними, нічними і сутінковими.

По відношенню до довготи дня організми (в основному рослини) діляться на короткоденні (жителі низьких широт) та довгоденні (жителі помірних і високих широт). Реакція організм на довготу дня називається фотоперіодизмом.

Завдання 7.

Дайте визначення поняттям:

Геліофіти -


Сціофіти -

Факультативні геліофіти –

Фотоперіодизм -

Завдання 8.

Заповніть таблицю1.

Таблиця 1

Біологічна дія сонячного світла

Ділянка спектра сонячного світла	Довжина хвилі	Вплив променів на організм
Короткохвильові ультрафіолетові промені
Довгохивльві ультрафіолетові промені
Видиме світло
Інфрачервоні промені

Завдання 9.

Заповніть таблицю 2, використовуючи власні приклади.

Таблиця 2

Світові рослини (геліофіти)	Тіньовитиривалі рослини (сціофіти)	Тіньові рослини (факультативні геліофіти)

Завдання 10.

Наведіть приклади тварин:

Денних -

Сутінкових -

Нічних -

Чим нічні тварини відрізняються від тварин, які живуть в повній темряві?

Завдання 11.

Що таке біолюмінесценція і яке значення вона має для організму?