§ 11. Наземна-паветранае асяроддзе жыцця. Адаптацыі арганізмаў да жыцця ў наземна-паветраным асяроддзі

Прэамбула

У ходзе эвалюцыі наземна-паветранае асяроддзе жыцця было асвоена арганізмамі пазней, чым воднае. Адметнымі асаблівасцямі наземна-паветранага асяроддзя з’яўляюцца: высокая інтэнсіўнасць святла, значныя ваганні тэмпературы і вільготнасці паветра, яго нізкая шчыльнасць і ціск, высокае ўтрыманне кіслароду. Пры гэтым назіраецца добра выяўленая залежнасць колькасных значэнняў гэтых фактараў ад геаграфічнага становішча мясцовасці, змены сезонаў і часу сутак.

Газавы рэжым наземна-паветранага асяроддзя

Адным з кампанентаў наземна-паветранага асяроддзя з’яўляецца паветра (сумесь розных газаў). Паветра валодае нізкай шчыльнасцю, таму не можа выконваць функцыю апоры для арганізмаў (за выключэннем лятучых насякомых і птушак). Менавіта нізкая шчыльнасць вызначае нязначнае супраціўленне паветра пры перамяшчэнні арганізмаў па паверхні глебы. У той жа час гэта ўскладняе іх перамяшчэнне ў вертыкальным напрамку. Нізкая шчыльнасць паветра абумоўлівае таксама нізкі ціск на сушы (760 мм рт. сл. = 1 атм). З павелічэннем вышыні над узроўнем мора ціск памяншаецца. На вышыні 5800 м ён роўны толькі палове нармальнага. Нізкі ціск можа абмяжоўваць распаўсюджванне відаў у гарах. Для большасці пазваночных верхняя мяжа жыцця знаходзіцца на вышыні каля 6000 м. Зніжэнне ціску выклікае памяншэнне забяспечанасці кіслародам і абязводжанне арганізмаў жывёл за кошт пачашчэння дыхання. Прыкладна такія ж межы прасоўвання ў горы раслін. Некалькі больш вынослівыя членістаногія (нагахвосткі, кляшчы, павукі), якія могуць сустракацца нават на ледавіках, вышэй за мяжу расліннасці.

Паветра менш, чым вада, перашкаджае пранікненню сонечнага святла, бо мае больш высокую празрыстасць.

У цяперашні час атмасфера складаецца ў асноўным з азоту, кіслароду і адносна невялікай колькасці аргону і вуглякіслага газу. Усе астатнія газы змяшчаюцца ў атмасферы ў следавых колькасцях.

Кісларод і вуглякіслы газ, як правіла, не з’яўляюцца лімітуючымі фактарамі: кісларод — з прычыны ўвесь час высокага ўтрымання ў паветры, а вуглякіслы газ — з прычыны вялікай хуткасці аднаўлення. Аднак асаблівае значэнне для арганізмаў мае адноснае ўтрыманне кіслароду і вуглякіслага газу  (21 % О₂ : 0,03 % CО₂).

Утрыманне вуглякіслага газу можа змяняцца ў асобных участках прыземнага пласта паветра ў даволі значных межах. Напрыклад, пры адсутнасці ветру ў цэнтры вялікіх гарадоў яго канцэнтрацыя ўзрастае ў дзясяткі разоў. Гэта прыводзіць да развіцця гіпаксіі (зніжэння ўтрымання кіслароду ў арганізме) і абвастрэння сардэчна-сасудзістых захворванняў у людзей. Насычэнне паветра вуглякіслым газам узнікае ў зонах вулканічнай актыўнасці, каля тэрмальных вод і іншых падземных выхадаў гэтага газу.

Нізкае ўтрыманне вуглякіслага газу тармозіць працэс фотасінтэзу. Ва ўмовах закрытага грунту можна павысіць хуткасць фотасінтэзу, штучна павялічваючы канцэнтрацыю вуглякіслага газу. Гэтым прыёмам карыстаюцца ў практыцы цяплічнай і аранжарэйнай гаспадаркі.

Малекулярны азот паветра з прычыны малой хімічнай актыўнасці не даступны для эўкарыёт, але шэраг пракарыёт (клубеньчыкавыя бактэрыі, азотабактар, цыянабактэрыі) валодаюць здольнасцю звязваць яго і ўключаць у біялагічны кругаварот (біялагічная азотфіксацыя).

У якасці прымесей у паветры прысутнічаюць вадзяная пара і розныя забруджвальнікі. За апошняе стагоддзе ў выніку гаспадарчай дзейнасці чалавека іх утрыманне ў атмасферы рэзка павысілася. Сярод забруджвальнікаў паветра найбольш небяспечнымі з’яўляюцца: аксіды азоту і серы, аміяк, фармальдэгід, цяжкія металы, вуглевадароды. Арганізмы, якія жывуць зараз, не прыстасаваны да іх. Па гэтай прычыне забруджванне атмасферы з’яўляецца глабальнай экалагічнай праблемай. Для яе рашэння патрабуецца ажыццяўленне прыродаахоўных мерапрыемстваў на ўзроўні ўсіх дзяржаў зямнога шара.

Перамяшчэнне паветра ў гарызантальным напрамку з вобласці высокага атмасфернага ціску ў вобласць больш нізкага — вецер — з’яўляецца адным са значных экалагічных фактараў наземна-паветранага асяроддзя. Вецер можа выклікаць перамяшчэнне пяскоў у пустынях (пясчаныя буры). Ён здольны выдзімаць арганічныя часцінкі глебы на любым рэльефе, зніжаючы ўрадлівасць зямель (ветравая эрозія). Вецер аказвае механічнае ўздзеянне на расліны. Ён здольны выклікаць ветравалы (выварочванне дрэў з каранямі), бураломы (пераломы ствалоў дрэў), дэфармацыю кроны дрэў. Перамяшчэнне паветраных мас істотна ўплывае на размеркаванне ападкаў і тэмпературны рэжым наземна-паветранага асяроддзя.

Водны рэжым наземна-паветранага асяроддзя

З курса геаграфіі вы ведаеце, што наземна-паветранае асяроддзе можа быць як празмерна насычана вільгаццю (зона экватарыяльных лясоў), так і вельмі беднае ёю (пустыні). Ападкі размяркоўваюцца нераўнамерна як па сезонах, так і па геаграфічных зонах. Вільготнасць у асяроддзі вагаецца ў шырокім дыяпазоне. Яна з’яўляецца асноўным лімітуючым фактарам для жывых арганізмаў.

Тэмпературны рэжым наземна-паветранага асяроддзя

Тэмпература ў наземна-паветраным асяроддзі мае выяўленую сутачную і сезонную перыядычнасць. Арганізмы адаптаваліся да яе з моманту выхаду жыцця на сушу. Таму тэмпература радзей, чым вільготнасць, праяўляе сябе як лімітуючы фактар. Аднак у высокіх шыротах лімітуючае дзеянне тэмпературы ўзмацняецца. Жыццядзейнасць большасці арганізмаў абмежавана тэмпературным інтэрвалам ад 0 да +40 °С. Шмат якія наземныя арганізмы здольныя пераносіць адмоўныя тэмпературы ў неактыўным стане.

Паветра, у адрозненне ад воднага асяроддзя, валодае нізкай цеплаправоднасцю і нізкай удзельнай цеплаёмістасцю, што абумоўлівае хуткае награванне і астуджэнне паветраных мас. Таму ў жывых арганізмаў у сувязі з гэтым узніклі адпаведныя адаптацыі.

Адаптацыі раслін да жыцця ў наземна-паветраным асяроддзі

З выхадам раслін на сушу ў іх з’явіліся тканкі. Будову тканак раслін вы вывучалі ў главе 0. У сувязі з тым што паветра не можа служыць надзейнай апорай, у раслін узніклі механічныя тканкі (драўняныя і лубяныя валокны). Шырокі дыяпазон змянення кліматычных фактараў стаў прычынай фарміравання шчыльных покрыўных тканак (перыдэрмы і коркі). Знаходжанне вады і пажыўных рэчываў у глебе абумовіла з’яўленне праводзячых тканак (ксілемы і флаэмы), фарміраванне кораня, сцябла і лістоў. Дзякуючы рухомасці паветра (ветру) у раслін сфарміраваліся прыстасаванні да апылення, распаўсюджвання спор, пладоў і насення. З іх разнастайнасцю вы пазнаёміліся ў 7-м класе пры вывучэнні размнажэння раслін.

Адаптацыі жывёл да жыцця ў наземна-паветраным асяроддзі

Жыццё жывёл у завіслым стане ў паветры немагчыма з прычыны яго нізкай шчыльнасці. Але шмат якія з відаў (насякомыя, птушкі) прыстасаваліся да актыўнага палёту і працяглага знаходжання ў паветры. Перамяшчэнне паветраных мас у гарызантальным і вертыкальным напрамках выкарыстоўваецца некаторымі дробнымі арганізмамі для пасіўнага перамяшчэння. Такім спосабам рассяляюцца пратысты, павукі, насякомыя. Нізкая шчыльнасць паветра стала прычынай удасканалення ў жывёл у працэсе эвалюцыі вонкавага (членістаногія) і ўнутранага (пазваночныя) шкілетаў. Па гэтай жа прычыне існуюць гранічныя масы і памеры цела наземных жывёл. Самая буйная жывёла сушы з тых, што існуюць зараз, — слон (маса да 5 т) — значна меншая за марскога гіганта — сіняга кіта (да 150 т). Толькі дзякуючы з’яўленню розных тыпаў канечнасцей млекакормячыя змаглі засяліць разнастайныя па характары рэльефу ўчасткі сушы.

У жывёл, якія жывуць у засушлівых рэгіёнах, з’явіліся прыстасаванні да здабывання і ўтрымання ў целе вады. Так, чарапаха слановая запасіць ваду ў мачавым пузыры; шмат якія насякомыя, грызуны і іншыя жывёлы атрымліваюць ваду з ежай; некаторыя млекакормячыя пазбягаюць дэфіцыту вільгаці шляхам адкладу тлушчу, пры акісленні якога ўтвараецца метабалічная вада. За кошт метабалічнай вады жывуць шмат якія насякомыя, што кормяцца сухім кормам, вярблюды, курдзючныя авечкі, тлустахвостыя тушканчыкі.

Такім чынам, для жыцця ў наземна-паветраным асяроддзі ў жывёл маюцца прыстасаванні: 1) крылы для палёту або канечнасці для перамяшчэння па сушы; 2) вонкавае покрыва для аховы ад нізкіх ці высокіх тэмператур; 3) вонкавы або ўнутраны шкілет для падтрымання цела ў паветранай прасторы; 4) прыстасаванні для здабывання і ўтрымання ў целе вады. 

Праверым веды