Ресурсы ― это вещества в природе, из которых организмы получают всё необходимое для своей жизнедеятельности. Ресурс может расходоваться и исчерпываться (в отличие от условий). Ресурс живых существ ― это в основном вещества, идущие на построение их тел, и энергия, необходимая для их жизнедеятельности. Иногда к ресурсам относят и пространство, если обладание этим пространством необходимое условие жизни организмов.
Тело зелёного растения создаётся из молекул неорганических веществ и ионов. Эти вещества представляют собой пищевой ресурс зелёного растения. Для построения своего тела растению требуется энергия, которая черпается от солнечного излучения при фотосинтезе. Солнечное излучение ― ресурс энергетический. Сами зелёные растения являются пищевыми ресурсами для травоядных животных, которые в свою очередь являются пищевыми ресурсами для хищников, паразитов, а после смерти для микроорганизмов, использующих запасённую в трупах энергию и вещество.
Другой пример ― кислород. Это вещество является энергетическим ресурсом большинства сухопутных животных, но применительно к водным животным, например рыбам, содержание кислорода в воде можно рассматривать и как экологическое условие.
Солнечное излучение как ресурс
В природе для зелёных растений единственным источником энергии, которую они могут использовать в процессах жизнедеятельности, служит солнечное излучение. Энергия достигает растения в виде потока лучистой энергии Солнца.
Концентрация углекислого газа в атмосфере держится примерно на постоянном уровне ― 0,03 % и существенно не влияет на скорость фотосинтеза. Два других необходимых для фотосинтеза фактора ― количество воды и солнечной энергии ― могут значительно изменяться в зависимости от географического положения.
Если лучистая энергия при попадании на лист в тот же миг не улавливается, она безвозвратно утрачивается. Энергия излучения, связанная при фотосинтезе в виде химической энергии соединений углерода (глюкозы), проделывает свой земной путь лишь однажды. Этим она разительно отличается от атомов углерода или от молекул воды, которые неоднократно проходят через бесчисленные поколения живых существ.
Далеко не вся энергия солнечного излучения может улавливаться и использоваться растениями. Солнечная радиация содержит в себе целый спектр излучений, различающихся по физическим характеристикам. Лишь около 44 % всей падающей на земную поверхность лучистой энергии Солнца может служить источником энергии для зеленого растения.
Другие виды ресурсов
Помимо лучистой энергии в процесс фотосинтеза вовлекаются углекислый газ (диоксид углерода) и вода, вступающие между собой в сложные взаимодействия.
Практически весь углекислый газ, необходимый для фотосинтеза, поступает из атмосферы, где его концентрация остается практически постоянной. Большая часть используемой наземными растениями воды находится в почве, где ее всасывают корни растений. Разнообразие корневых систем взаимосвязано с тем, что они приспосабливаются к тому, чтобы использовать данный вид ресурса наиболее эффективно. Это погружение устьиц в глубь листа, сочность стебля, замещение листвы иглами или шипами, способность листьев сворачиваться и многое другое.
Важным видам ресурсов для растений являются элементы минерального питания, которые в растворенном виде также извлекаются из почвы (если растение наземное) или из воды (если оно водное). К таким элементам относятся: азот, фосфор, сера, кальций, магний, железо и другие. Они необходимы и животным, которые чаще всего получают их в составе органической пищи.
Наконец, пищевым ресурсом организмов, за исключением зеленых растений и некоторых видов бактерий (способных использовать неорганические соединения, превращая их в молекулы/белков, жиров и углеводов), являются сами же организмы.
Энергетический бюджет и тепловой баланс организма
Поддержание жизни любого организма требует затрат энергии и нуждается в потреблении тепла, необходимого для осуществления основных физиологических и биохимических реакций.
Энергетический бюджет
Потребления энергии требует любая происходящая в организме работа. В процессе нашего дыхания, например, энергия расходуется на закачивание атмосферного воздуха в легкие, на реакции поглощения кислорода гемоглобином, на доставку кислорода с током крови в различные органы. Кроме того, энергия расходуется на движение, рост, размножение, поддержание иных видов жизнедеятельности организма. Всю необходимую энергию организмы получают извне и в ограниченных количествах.
Ограниченность энергетических ресурсов делает очень важным процесс их подразделения, т. е. использования на различные нужды. То, каким образом организм распределяет энергию и другие ресурсы для своих потребностей, представляет чрезвычайный интерес с точки зрения понимания взаимоотношений организма с окружающей средой.
Энергетический бюджет ― соотношение между получаемой организмом за тот или иной отрезок времени энергией и её расходом на поддержание различных процессов жизнедеятельности. Чтобы получить необходимое количество пищи, крупное животное должно перемещаться по более обширным пространствам, т. е. проделывать большую работу, чем потребляющее сходную пищу животное небольших размеров.
Затраты энергии на передвижение зависят не только от массы тела и образа жизни организма, но также от характера его питания. Пища травоядных животных, поедающих зеленые части растений (тех, которые пасутся, объедая траву и ощипывая листья с деревьев), обычно имеется в избытке. Поэтому такие животные, как правило, не занимают больших территорий. Хищники и те травоядные, которые вынуждены искать свою пищу, часто тратят много времени и энергии на поиск, перемещаясь по большим пространствам.
 |
Первую группу животных принято называть «жнецами», а вторую "охотниками". "Жнецы" обычно используют пищу, имеющуюся в изобилии, и редко защищают свою территорию, а "охотники" специализированы на добывании более редкой пищи, как правило, активно охраняют занятый ими участок территории.
В районах, бедных пищей, например в пустынях, животные для добычи своего пропитания вынуждены передвигаться по большим пространствам, чем в районах, где пища в изобилии. Обширные индивидуальные участки животных, обитающих в условиях недостатка кормов, способствуют поддержанию низкой плотности обитателей этих мест. Это, в свою очередь, препятствует развитию общественного образа жизни. Поэтому сложное общественное поведение животных обычно возникает в процессе эволюции у "жнецов" или у очень подвижных "охотников" (дельфины).
 |
Энергетическая стоимость движения зависит как от величины тела животного, так и от характера самого движения. Передвижение по суше требует небольших затрат, полет характеризуется некоторой средней величиной энергетических затрат, а плавание при хорошей обтекаемости тела и нейтральной плавучести наиболее экономично.
Тепловой баланс организма ― это отношение между количеством получаемого и отдаваемого во внешнюю среду тепла за тот или иной период времени. Он тесно связан с энергетическим балансом. Поддержание теплового баланса организма, находящегося в условиях непостоянной среды, требует выработки разнообразных приспособлений и, конечно, затрат энергии. Животные существа используют для этого разнообразную тактику.
В разное время суток или в разные сезоны года температура окружающей среды может меняться, становясь то слишком высокой, то слишком низкой. Животные, обитающие в условиях жаркого климата, должны избегать перегрева и, следовательно, должны быть способны эффективно рассеивать тепло, сокращая тепловые нагрузки. Животные холодного климата, напротив, вынуждены избегать переохлаждения ― в ходе эволюции у них появились эффективные средства удержания тепла, например мех, перья, жировая прослойка.
Организмы, получающие свое тепло из окружающей среды, называют эктотермными. Животные, производящие большую часть собственного тепла за счет биохимических окислительных реакций, относятся к эндотермным организмам.
Эндотермные животные могут активно регулировать температуру тела. Однако для поддержания постоянной температуры тела такому животному требуется гораздо больше энергии. Поэтому даже при оптимальных температурах среды эндотермные её обитатели потребляют энергию во много раз быстрее, чем эктотермные. В холодное время года потребление энергии у эндотермных организмов ещё более возрастает.
Регулировать температуру могут не только эндотермные, но и эктотермные организмы, перемещаясь в зоны с подходящим температурным режимом. Рано утром, когда температура воздуха низкая, ящерица выбирает участок с наиболее теплым микроклиматом (небольшое углубление на открытой местности или стволы деревьев), стараясь расположиться таким образом, чтобы солнечные лучи падали на неё под прямым углом. По мере повышения температуры в течение дня ящерица начинает искать более прохладный затененный участок. Таким образом она может сохранять активность в течение более продолжительного времени, чем при температуре, которая пассивно следовала бы за изменением окружающей среды.
Сохранение активности позволяет пустынным ящерицам успешно использовать случайные источники пищи и экономить энергию, которую вынуждены тратить на охлаждение в жаркое время суток большинство эндотермных птиц и млекопитающих.
Эктотермные животные более уязвимы к случайным изменениям внешней температуры. Даже при относительно небольших колебаниях температуры активность таких животных падает, и они уже не могут проявить должной расторопности в освоении ресурсов или бегстве от хищника. С другой стороны, их энергетические потребности минимальны, что дает в ряде случаев им немалые преимущества. Эндотермные животные более устойчивы к температурным колебаниям, но расплачиваются за это большим расходом энергии и соответственно повышенной потребностью в источнике энергии ― пище.
Понятия темы:
1.Энергетический бюджет — это соотношение между энергией, получаемой организмом за тот или иной отрезок времени, ее расходом на поддержание различных процессов жизнедеятельности.
2.Общее количество энергии, затрачиваемое организмом в единицу времени для поддержания жизнедеятельности, возрастает с увеличением массы тела.
3.Затраты энергии на передвижение зависят от характера питания.
4.Тепловой баланс организма — это соотношение между количеством получаемого и отдаваемого во внешнюю среду тепла за какой-либо период времени.
5.Поддержание теплового баланса организма, находящегося в условиях непостоянной среды, требует выработки разнообразных приспособлений и, конечно, затрат энергии.
6.Организмы, получающие свое тепло из окружающей среды, называются эктотермными.
7.Организмы, производящие большую часть собственного тепла за счет биохимических окислительных реакций, называются эндотермными.
8.Все растения и большая часть животных относятся к эктотермным организмам. Настоящие эндотермные организмы — только птицы и млекопитающие, но даже среди них есть некоторые исключения.
Вопрос:
У зайцев разных видов уши пронизаны кровеносными сосудами. Но у
зайца-беляка уши небольшие, у русака - средние, а у обитателя теплых краев
зайца толая - прямо-таки огромные. Какое значение имеют отличия в строении ушей
животных?
Комментариев нет:
Отправить комментарий