Действие абиотических факторов на виды

На уровне вида абиотические факторы определяют или ограничивают географическое распространение видов и в итоге приводят к возникновению географической изменчивости видов.

Основной способ адаптации видов к изменению абиотических факторов — приспособительная эволюция. Географическое распространение видов определяется положением и размером их ареалов. Эти показатели одновременно зависят от многих абиотических факторов, но чаще всего самым главным является температура воздуха (воды).

В 1918 году Хопкинс установил биоклиматический закон:
Существует закономерная и довольно тесная связь развития физиологических явлений с широтой, долготой и высотой над уровнем моря. Поэтому при продвижении на север, на восток и в горы время наступления периодических явлений в жизни организмов запаздывает на 4 дня на каждый градус широты, на 5 градусов долготы и примерно на 100 метров высоты.

Следствием из биоклиматического закона является важнейшая закономерность — биполярность. Биполярность заключается в том, что у организмов в высоких широтах умеренных зон наблюдается определенное сходство в систематическом составе и ряде биологических явлений, как для организмов наземной, так и морской флоры и фауны. Проявляется в том, что качественной состав организмов, обитающих в определенной местности, зависит от широты этой местности.

Изменение абиотических факторов среды обуславливает географическую изменчивость видов. Изменчивость — это свойство живых организмов существовать в различных формах. В зависимости от механизма возникновения различают наследственную (генотипическую), ненаследственную (модификационную) и онтогенетическую изменчивость.

Модификационная изменчивость отражает изменение фенотипа организма, не затрагивающее генотип. Эти изменения имеют адаптивный и обратимый характер (например — загар).

Одним из наиболее важных факторов, определяющих существование, развитие и растпространение организмов по земному шару, является температура.
Температурный (тепловой) режим — распределение тепла во времени.Растения не имеют собственной температуры тела, поэтому их анатомо-морфологические и физиологические механизмы терморегуляции направлены на защиту организмов от неблагоприятного воздействия температуры. Например, в тундрах наиболее распространены низкорослые и стелющиеся формы. Физиологические приспособления растений: интенсивность транспирации (испарение воды); накоплений в клетках солей калия, изменяющих температуру свертывания плазмы; свойство хлорофилла препятствовать проникновению наиболее горячих солнечных лучей.

Экологические правила — совокупность естественный закономерностей, характеризующих реакции живых организмов на стойкие изменения природной среды и определяющие функционирование популяций и экосистем.

1. Правило Бергмана.
У теплокровных животных одного вида или группы близких видов размеры тела больше в холодных частях ареала, и меньше в его более теплых частях. Таким образом, размер тела с увеличением широты возрастает.
Правило отражает адаптацию теплокровных животных к поддержанию постоянной температуры тела в различных климатических условиях. У более крупных животных отношение поверхности тела к его объему меньше, чем у мелких. Благодаря этому для поддержания постоянной температуры тела при низкой температуре необходим меньший расход энергии.
Однако, между размером тела, характером пищи, двигательной активностью и процессами обмена веществ существуют очень сложные взаимосвязи, поэтому существует множетсов исключений из этого правила. Например, роющие млекопитающие хороо защищены от холода, для них решающий фактор размера тела — количество пищи, доступной в зимнее время.
Для хладнокровных животных характерна обратная закономерность.

2. Правило Аллена.
У животных, населяющих более холодные участки ареала, выступающие части тела (конечности, хвост, уши) меньше, чем у представителей того же вида из более теплых местностей. Это частный случай правила Бергмана.
Реакция животных на тепловой режим проявляется и в изменении пропорций отдельных органов и частей тела. Например, у горностая из северных районов по сравнению со зверьками из более южных районов увеличены сердце, почки, печень и надпочечники, то есть те органы, которые имеют непосредственное отношение к регулированию интенсивности обмена веществ.

3. Правило Глогера.
В пределах одно вида или группы близких видов у особей, обитающих в прохладных и (или) влажных областях, пигментация выражена сильнее (окраска темная и насыщенная), а у обитателей теплых и сухих областей — слабее.
Темная окраска оперения и скорлупы яиц многих птиц, обитающих в холодных местностях, обусловлены тем, что такая окраска способствует усилению поглощения солнечных лучей.
Физиологический смысл этого правила не вполне изучен, так как оно распространяется на даже на виды, ведущие ночной образ жизни.

4. Правило Шелфорда-Парка.
На организмы, обитающие в умеренных областях, стимулирующее действие оказывают изменения температуры среды.

5. Правило Уоллеса.
По мере продвижения с севера на юг наблюдается увеличение видового разнообразия сообществ организмов.

6. Правило Дармингтона.
Уменьшение площади острова в 10 раз сокращает число живущих на нем видов (амфибии, рептилии) вдвое. Это правило необходимо учитывать при определении размеров охраняемых природных территорий (заповедники, заказники и т.д.)

Действие абиотических факторов на уровне экологических систем.

Любой абиотический фактор, оказывающий влияние на отдельный вид, входящий в состав изучаемой экосистемы, будет влиять на экосистему и ее свойства.

1. Совокупность абиотических факторов создает климатический режим экосистемы, в котором протекают все процессы жизнедеятельности видов, входящих в экосистему и осуществляющий взаимодействие между ними.

2. Все особи, входящий в состав экосистемы, подвергаются воздействию абиотических факторов. Если сила и характер действия абиотического фактора не выходит за пределы выносливости организма, то его физиологическая реакция проявляется в формировании адаптивных признаков. На уровне экосистемы это отразится на ее видовом разнообразии, пространственном распределении видов внутри экосистемы, на характере их взаимодействия друг с другом.

Таким образом, влияние абиотических факторов на биотическую составляющую экосистемы определяет не только свойства экосистемы, но и стратегию ее развития.

Читайте далее: Важнейшие абиотические факторы