Okoliš utječe na organizme koji žive na Zemlji. Temperatura, svjetlost, vlažnost su čimbenici okoliša. Njihove promjene dovode do promjene bioloških svojstava živih organizama. Geografija staništa, razmnožavanja, hrane se mijenja.
Čimbenici okoliša
Čimbenici okoliša uključuju uvjete okoliša koji utječu na organizme. Postoje abiotički čimbenici nežive prirode i biotički. Biotički čimbenici su interakcije živih organizama koje utječu na njihovu vrstu. Također, na žive organizme utječu antropogeni čimbenici - posljedice ljudskog djelovanja.
Živi organizmi su sposobni prilagoditi se promjenama - to se zove prilagodba. Izgled organizma, koji odražava njegovu interakciju s okolinom, je oblik života.
Biotski čimbenici okoliša uključuju temperaturu, ovisno o pojavi posebne mikroklime ili staništa. Fizičke i kemijske promjene u okolišu su abiotske.
Temperatura kao čimbenik okoliša
Relativna konstantnost temperature glavni je uvjet za postojanje živih organizama. Glavni izvor topline je sunčevo zračenje. Fiziološki procesi odvijaju se samo na određenoj temperaturi.
Utjecaj temperature ovisi o geografskom položaju određene vrste. Klima određuje biljke i životinje koje žive na određenom području. U svemiru je temperaturni raspon prilično velik. Život može postojati samo od -200 do +100 oS. Ali većina vrsta živi u mnogo užem temperaturnom rasponu.
Proteinska struktura zahtijeva temperaturu od 0 do +50 oS. Neki organizmi mogu postojati izvan ovih granica. Temperaturu kao okolišni čimbenik karakteriziraju sezonske i dnevne fluktuacije. Promjene temperature koje prelaze raspon u kojem živi organizmi mogu postojati dovode do njihove masovne smrti. Manje značajna promjena utječe na rast, razvoj i ponašanje mnogih životinja.
Termoregulacija organizama
Svjetlo i temperatura kao čimbenici okoliša utječu na prilagodljivost živih organizama. To je zbog biokemijskih i fizioloških promjena u tijelu i njihovog održavanja stalne tjelesne temperature. Postoje dvije vrste organizama:
- poikilothermic;
- homeothermal.
Poikilotermni organizmi mijenjaju svoju tjelesnu temperaturu ovisno o okolišu. To uključuje biljke, gljive,ribe, vodozemci, gmazovi i beskralješnjaci. Upadaju u omamljenost na niskim ili previsokim temperaturama.
Homeoterme su u stanju održavati relativno konstantnu tjelesnu temperaturu kada se uvjeti okoline promijene. Neki toplokrvni mogu pasti u stupor kada temperatura padne, a njihova tjelesna temperatura također postaje blizu nule. Vidi se kod nekih ptica i malih glodavaca. Sezonska hibernacija tipična je za medvjede, ježeve, vjeverice i šišmiše.
Biokemijska adaptacija biljaka
Temperatura je najvažniji okolišni čimbenik za biljke. Kada se okoliš promijeni, biljke se ne mogu preseliti u drugo područje, pa se prilagođavaju na drugačiji način.
Većina biljaka da se prilagodi preniskim ili visokim temperaturama povećava koncentraciju soka, nakuplja šećer u stanicama, smanjuje prijenos topline, povećava razinu antocijana.
Pri izlaganju visoko kritičnim temperaturama u citoplazmi biljaka povećava se količina zaštitnih tvari, koncentracija organskih kiselina, soli i sluzi. Time se smanjuje rizik od zgrušavanja citoplazme i neutraliziraju otrovne tvari.
U biljkama prilagođenim nižim temperaturama nakupljaju se ugljikohidrati, najčešće glukoza, u stanicama, količina vode se smanjuje. To pomaže u snižavanju točke smrzavanja.
Fiziološka prilagodba biljaka
Promjene temperature, ekološki čimbenik okoliša, prisiljavaju žive organizme da se prilagode na sljedeći način:
- spuštanje vlastitogveličine, povećanje reproduktivnih organa;
- formiranje kratkih izdanaka;
- očuvanje mrtvog lišća na krunama;
- pubescentni izbojci;
- depilacija voskom;
- pletenje korijena toplog kamenja;
- uranjanje dijela biljke u tlo.
Također, fiziološka zaštita od temperaturnih promjena je pojačano isparavanje vode. Ovaj oblik zaštite bilja koristi se u toplim, vlažnim područjima. U pustinjama i stepama kratak ciklus razvoja štiti od visokih temperatura. Cijeli ciklus odvija se u proljeće, a biljke preživljavaju ljeto u stanju mirovanja lukovica ili rizoma. Mahovine i lišajevi padaju u stanje suspendirane animacije na visokim temperaturama.
Morfološka prilagodba biljaka na temperaturu
Temperatura kao čimbenik okoliša uzrokuje da se biljke prilagode visokim i niskim temperaturama okoline.
U suptropskom i tropskom pojasu biljke pojačavaju refleksiju sunčevih zraka. To olakšava svijetla sjajna boja. Na taj način biljke smanjuju djelovanje visokih temperatura. Neki pojedinci mogu smanjiti površinu koja apsorbira svjetlost, zbog bodlji, seciranih ili presavijenih listova. Vertikalni listovi smanjuju pregrijavanje biljke. List se može rotirati tijekom dana kako bi se izbjegla izravna sunčeva svjetlost.
U hladnoj klimi nastaju patuljasti oblici biljaka kako bi sačuvali toplinu. Stabla mogu doseći visinu od 50 cm. Grmovi poprimaju puzavi oblik. Alpski i arktičkiBiljke su jastučastog oblika. Manje su osjetljivi na vjetar, zimi se dobro skrivaju pod snijegom, a ljeti maksimalno iskorištavaju toplinu tla.
Biokemijske adaptacije životinja
Takvi čimbenici okoliša kao što su svjetlost, temperatura, vlažnost utječu na adaptivne mehanizme životinja. Različiti faktori prilagodbe pojavili su se zbog poikilotermnih i homeotermnih organizama.
Kod hladnokrvnih životinja, takozvani biološki antifrizi se nakupljaju u krvi kako bi spriječili smrzavanje. Njihovo formiranje omogućuje snižavanje točke smrzavanja i ne umiranje u kritičnim uvjetima. U ribama se tvari nazivaju glikoproteini, u kukcima se nakuplja glicerol ili visoka koncentracija glukoze.
Toplokrvne životinje izbjegavaju hipotermiju povećanjem metabolizma. Rezerve masti doprinose pojavi dodatne energije, koja se troši na zagrijavanje tijela. Neki sisavci, kao što je smeđi medvjed, imaju posebno masno tkivo zvano smeđa mast. Bogata je mitohondrijima i krvnim žilama.
Fiziološka prilagodba životinja na temperaturu
Na proces prilagodbe novim uvjetima utječe temperatura kao okolišni čimbenik. Ukratko, proces se može opisati sljedećim riječima: kod hladnokrvnih životinja životni procesi ovise o okolišu, kod toplokrvnih se reguliraju unutar tijela.
Prijenos topline kod hladnokrvnih životinja događa se zbog osobitosti krvožilnog sustava. plovila,mišići i koža su u bliskom kontaktu jedni s drugima, krv kože se zagrijava i odlazi do mišića, zagrijavajući ih. Ako se temperatura okoline poveća, protok krvi se ubrzava.
Kod svih životinja otklanja se pregrijavanje zbog isparavanja vlage s površine tijela. Kod nekih se isparavanje intenzivnije događa kroz sluznice i gornje dišne puteve. Ova metoda je svojstvena toplokrvnim životinjama s vunom.
Kada temperatura okoline padne, životinje, uključujući ljude, osjećaju podrhtavanje mišića. Neke vrste hiberniraju. Ako životinja ima rijetku i kratku dlaku, tada se termoregulacija događa kroz širenje i sužavanje žila kože.
Morfološka prilagodba životinja
Temperatura kao okolišni čimbenik utječe na životinje i morfološke prilagodbe. Primjećuje se da su hladnokrvne životinje što su veće, što su bliže ekvatoru. Toplokrvni - naprotiv. Njihova veličina raste kako se približavaju Arktičkom polu.
Što je veća površina tijela, to je prijenos topline u okolni prostor intenzivniji. Iz tog razloga južne životinje imaju duge uši, duge repove i udove. To je posebno vidljivo kada se razmatraju blisko povezane vrste glodavaca.
Smanjenju gubitka topline doprinose različiti integumenti tijela: kod gmazova - rožnati pokrov, kod ptica - perje, kod sisavaca - krzno. Potkožna mast doprinosi očuvanju topline uz smanjenje okolišnog čimbenika - temperature vode - kod životinja sjevera koje žive u vodi. Boja kože igra važnu ulogupokriti. Svijetla boja tropskih životinja pomaže u izbjegavanju pregrijavanja.
Prilagodbe ponašanja životinja
Prilagodbe ponašanja ovise o temperaturi kao okolišnom čimbeniku. Kod hladnokrvnih životinja razlikuju se sljedeće vrste bihevioralnih odgovora:
- odabir mjesta s najboljom temperaturom;
- promijenite držanje.
Hladnokrvne životinje traže mjesta s dovoljno sunčeve svjetlosti. Nakon zagrijavanja tijela sele se u hlad ili se skrivaju u jazbinama. Održavaju tjelesnu temperaturu kontrakcijama mišića.
Toplokrvne životinje biraju mjesta da se zaštite od hladnoće ili vrućine. Karakteriziraju masovna okupljanja životinja za održavanje topline, sezonska migracija, sposobnost stvaranja rupa i ukopavanja u snijeg. U rupi iskopanoj ispod snijega temperatura može biti 15-18 oS viša nego okolo. Mnoge životinje sjevernih geografskih širina karakteriziraju skladištenje hrane, hibernacija i migracija.
Odstupanje temperature od normativnih pokazatelja dovodi do nepovratnih posljedica za tijelo. Adaptacija ponašanja karakteristična je samo za životinje. Biljke ne koriste ovaj faktor.
Različiti temperaturni uvjeti na Zemlji
Sezona rasta biljaka ovisi o zoni u kojoj žive. U tropskom pojasu traje cijele godine, u umjerenom pojasu - od proljeća do jeseni, u polarnom pojasu sjeverne hemisfere - do 2 mjeseca.
Na polu sjeverne hemisfere zimska temperatura iznosi 71,2 oC. Na južnoj hemisferi najniža zabilježena temperatura je -89,2 oS. Najtoplija mjesta su u Africi, blizu ekvatora. Temperatura u hladu doseže 58 oS, a tlo se zagrijava do 70-80 oS. Unutar istog pojasa pojavljuju se razlike u temperaturnim uvjetima. Tamnija tla se bolje zagrijavaju. Ljeto u šumi je hladnije nego na otvorenom.
Svaka vrsta živih bića bira prihvatljiv temperaturni režim. Ista biljka zahtijeva različite količine topline u različitim razdobljima svog života.
