Екологія - Потіш Л.А. - Температура

Сонце — єдине джерело енергії на нашій планеті. Енергія у вигляді світла, у всіх його проявах, необхідна для життя. Нам відомо, що світло є невід'ємною умовою процесу фотосинтезу, але поряд з цим є й інші аспекти його впливу на живі істоти. Розглядаючи ці аспекти, слід відзначити, що вони залежні від інтенсивності світла, довжини хвилі, кольору та фотоперіоду, тобто чисто фізичних параметрів. Усі ці властивості світла залежать від кута падіння сонячних променів на земну поверхню. Якщо на екваторі довжина світлового дня (фотоперіод) більш-менш постійна (близько 12 годин), то у вищих широтах вона залежить від пори року і змінюється циклічно. Зрозуміло, що в таких умовах життєві цикли живих організмів синхронізовані відповідно до конкретної пори року (фотоперіоду). Ця синхронізація проявляється у різних формах пристосування, таких як сплячка, діапауза комах, приліт/відліт птахів тощо. Людина навчилась використовувати інші джерела світла, і тому для неї енергія Сонця має непрямий вплив через інші компоненти системи. Кількість променистої енергії, яка проходить через атмосферу, є постійною величиною: 1,98 до 2 кал/см2хв., або 5х1020Ккал в рік на всю поверхню земної кулі. Цю величину називають сонячною сталою.

Освітленість земної поверхні, як фактор, що випливає з попереднього, має більш концентрований вираз впливу на живий організм. Освітленість земної поверхні виражена у тих системах, де ярусність рослинного покриву, а також топографія земної поверхні зумовлюють адаптацію живих організмів (тіньовитривалість, світлолюбність). Яскравим прикладом пристосування до різних параметрів освітленості є ярусність лісу, коли залежно від кількості сонячного випромінювання організми (зокрема рослинні) закономірно займають певний ярус в системі. З огляду на потребу організмів у освітленості їх можна поділити на світлолюбні та тіньовитривалі. Знання вимог організму до освітленості та енергії сонячного випромінювання має неабияке практичне значення. Аналіз параметрів освітленості є основою до впровадження нових сільськогосподарських культур, виведення нових сортів. Завдяки дослідженням освітленості як екологічного фактора вдалось розширити географію вирощування окремих культур, отримати вищі врожаї тих, які вже введені в культуру. Дія освітленості поширюється як на сушу, так і на водні екосистеми. У цьому випадку слід враховувати, що водне середовище значно відрізняється від повітряного — насамперед за своїми фізичними властивостями. Світло набагато важче проникає через товщу води, чим зумовлене зосередження живих організмів переважно у верхніх шарах води. У глибоководних організмів спостерігаються зміни навіть у будові світлосприймаючого апарату. В одних випадках превалює орган зору — очі набувають великих розмірів, в інших — помітна їх цілковита втрата.

Температура

Якщо живий організм у змозі адаптуватись до дефіциту освітленості і у нього виникають певні пристосування, або при здатності до локомоції організм шукає більш освітлені ділянки, то до температури живі організми більш вибагливі. Кожен окремий організм пристосований до конкретних температурних умов і може існувати тільки в певних межах, до яких пристосовані його метаболізм та структура. Пониження температури нижче точки замерзання в клітині веде до фізичного розладу самої структури клітини та її загибелі. У цьому випадку спрацьовують насамперед фізичні параметри води. При зниженні температури вода збільшується в об'ємі і тим самим призводить до руйнування клітини. Температура, більша за обмежений максимум, веде до денатурації основних білкових компонентів, а отже, до загибелі. Живий організм здатний регулювати температуру в певних межах, але різкі перепади температурного режиму можуть призвести до розладу функціонування організму, а інколи навіть до загибелі. Наведене свідчить, що живий організм може існувати тільки в певних температурних межах. У живих організмів є цілий ряд пристосувань, які дають їм змогу втримувати температуру в певних межах. До таких слід віднести: потовиділення, товщину жирового відкладу, густину шерсті (зимою — густіша, літом — рідша), аптерії та птерилії у птахів, діапаузу комах, циклічність розвитку рослин і т.д. У багаторічних рослин існує цікаве пристосування до згубної дії низьких температур. Восени вони намагаються якомога більше води видалити зі свого організму, оскільки при сильних морозах замерзання води в клітинах неминуче.

Слід відзначити, що коливання температури водного середовища проходить менш помітно, оскільки водне середовище має більш високу теплоємність. Звідси і зігрівальний ефект теплих течій, які сильно впливають навіть на клімат окремих ділянок суші (клімат Британських островів перебуває під сильним впливом теплої течії Гольфстрім, яка їх "гріє").

На температурний режим системи значною мірою може впливати і рослинний покрив (температура в лісі, полі), в такому випадку біотичний компонент є важливим фактором утворення мікроклімату. Густина хвойних сприяє затримці руху повітряних мас і створюється ефект нагрівання. Цей факт був здавна помічений людиною і активно використовується в лісовому господарстві. Змішані насадження хвойних та листяних порід сприяють кращому виживанню останніх.