Абиотические процессы и животные республики Татарстан

Абиотические процессы и животные республики Татарстан

Казанский государственный педагогический университет

Естественно-географический факультет

РЕФЕРАТ

ПО ПРЕДМЕТУ ЭКОЛОГИЯ

На тему: «Абиотические процессы и животные республики Татарстан»

Казань 2001

Содержание

Абиотические факторы среды 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФАУНЫ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ ТАТАРСТАНА. 8

Наиболее характерная фауна Татарстана. 11

ЗЕМНОВОДНЫЕ 11

ОТРЯД ХВОСТАТЫЕ 11

ПТИЦЫ 17

МЛЕКОПИТАЮЩИЕ 31

ОТРЯД НАСЕКОМОЯДНЫЕ 32

СЕМЕЙСТВО ВЫХУХОЛИ 33

ОТРЯД ХИЩНЫЕ 36

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42

Абиотические факторы среды

Все живое на Земле связано со средой обитания, которая включает

разнообразные географические области и населяющие их сообщества живых

организмов. По характеру действия связи организма со средой могут быть

абиотическими (сюда относятся факторы неживой природы — физические и

химические условия среды) и биотическими (факторы живой природы —

межвидовые и внутривидовые взаимоотношения).

Жизнедеятельность организмов невозможна без постоянного притока

энергии извне. Ее источником является Солнце. Вращение Земли вокруг своей

оси приводит к неравномерному распределению энергии Солнца, его теплового

излучения. В связи с этим атмосфера над сушей и океаном нагревается

неодинаково, а различия в температуре местности и давлении вызывают

перемещения воздушных масс, изменение влажности воздуха, что влияет на ход

химических реакций, физических превращений и прямо или косвенно — на все

биологические явления (характер расселения жизни, биоритмы и т. п.).

Регулирующее влияние на плотность жизни оказывает комплекс факторов: свет,

температура, вода, минеральные питательные вещества и др. Эволюция жизни

осуществлялась в направлении эффективного приспособления к этим факторам:

'колебаниям влажности, освещения, температуры, ветра, силы тяжести и др.

Взаимосвязи организмов между собой и со средой обитания изучает наука

экология. Рассмотрим значение, отдельных экологических факторов.

Свет — основной источник энергии на Земле. Природа света двойственна:

с одной стороны он представляет собой поток элементарных физических частиц

— корпускул, или фотонов, не имеющих заряда, с другой — обладает волновыми

свойствами. Чем меньше длина волны фотона, тем выше его энергия, и

наоборот. Энергия фотонов служит источником обеспечения энергетических

потребностей растений при фотосинтезе, поэтому зеленое растение не может

существовать без света.

Свет (освещенность) представляет собой мощный стимул активности организмов

— фотопериодизма в жизни растений (рост, цветение, опадание листвы) и

животных (линька, накопление жира, миграции и размножение птиц и

млекопитающих, наступление стадии покоя — диапаузы, поведенческие реакции и

др.). Продолжительность светового дня зависит от географической широты. С

этим связано существование растений длинного дня, цветение которых

наступает при продолжительности светлого периода суток 12 ч и более

(картофель, рожь, овес, пшеница и др.), и растений короткого дня с

фотопериодом 12 ч и менее (большинство тропических цветковых растений, соя,

просо, конопля, кукуруза и многие другие растения умеренной зоны). Но есть

растения, цветение которых не зависит от длины дня (томаты, одуванчик и

др.). Ритмы освещенности вызывают у животных различную активность в дневное

и ночное время суток или в сумерки, а также сезонные явления: весной —

подготовку к размножению, осенью — к зимней спячке, линьку.

Коротковолновая радиация Солнца (290 нм) представляет собой

ультрафиолетовые лучи (УФ). Большая часть их поглощается слоем озона в

верхних участках атмосферы; на Землю проникают УФ-лучи с меньшей энергией

(300—400 нм), которые губительны для многих микроорганизмов и их спор; в

организме человека и животных эти лучи активируют синтез витамина Д из

холестерина и образование пигментов кожи и глаза. Средневолновая радиация

(600—700 нм) представляет собой оранжевую часть спектра и поглощается

растением при фотосинтезе.

Как проявление приспособительных реакций на смену дня и ночи у

животных и человека наблюдается суточная ритмичность интенсивности обмена

веществ, частоты дыхания, сердечных сокращений и уровня кровяного давления,

температуры тела, клеточных делений и т.д. У человека выявлено более ста

физиологических процессов биоритмологического характера, благодаря которым

у здоровых людей наблюдается согласованность различных функций.

Исследование биоритмов имеет большое значение для разработки мер,

облегчающих адаптацию человека к новым условиям при дальних перелетах,

переселении людей в районы Сибири, Дальнего Востока, Севера, Антарктиды.

Считают, что нарушение регуляторных механизмов по поддержанию внутренней

среды организма (гомеостаза) — последствие урбанизации и индустриализации:

чем дольше организм изолирован от внешних климатических факторов и

находится в комфортных условиях микроклимата помещения, тем заметнее

снижаются его приспособительные реакции к перемене погодных факторов,

нарушается способность к терморегуляции, чаще возникают расстройства

сердечно-сосудистой деятельности.

Биологический эффект фотонов состоит в том, что их энергия в организме

животных вызывает возбужденное состояние электронов в молекулах пигментов

(порфиринов, каротиноидов, флавинов), которые возникший избыток своей

энергии передают другим молекулам, и таким путем запускается цепь

химических превращений. Белки и нуклеиновые кислоты поглощают УФ-лучи с

длиной волны 250—320 нм, что может вызвать генетический эффект (генные

мутации); лучи меньшей длины волны (200 нм и меньше) не только возбуждают

молекулы, но и могут их разрушить.

В последние годы большое внимание уделяется изучению процесса

фотореактивации — способности клеток Микроорганизмов ослаблять и полностью

устранять повреждающий эффект УФ-облучения ДНК, если облученные клетки

выращивать затем не в темноте, а на видимом свету. Фотореактивация —

явление универсальное, осуществляется при участии специфических клеточиых

ферментов, действие которых активируется квантами света определенной длины

волны.

Температура оказывает регулирующее влияние на многие процессы жизни

растений и животных, изменяя интенсивность обмена веществ. Активность

клеточных ферментов лежит в пределах от 10 до 40 °С, при низких

температурах реакции идут замедленно, но при достижении оптимальной

температуры активность ферментов восстанавливается. Пределы выносливости

организмов в отношении температурного фактора для большинства видов не

превышают 40—45 °С, пониженные температуры оказывают менее неблагоприятное

воздействие на организм, чем высокие. Жизнедеятельность организма

осуществляется в пределах от -4 до 45 °С. Однако небольшая группа низших

организмов способна обитать в горячих источниках при температуре 85 °С

(серные бактерии, синезеленые водоросли, некоторые круглые черви), многие

низшие организмы легко выдерживают очень низкие температуры (их

устойчивость к замерзанию объясняется высокой концентрацией солей и

органических веществ в цитоплазме).

У каждого вида животных, растений и микроорганизмов выработались

необходимые приспособления как к высоким, так и к низким температурам. Так,

многие насекомые при наступлении холодов скрываются в почве, под корой

деревьев, в трещинах скал, лягушки зарываются в ил на дне водоемов,

некоторые наземные животные впадают в спячку и оцепенение. Приспособление

от перегрева в жаркое время года у растений выражается в увеличении

испарения воды через устьица, у животных — в виде испарения воды через

дыхательную систему и кожные покровы. Животные, не обладающие системой

активной терморегуляции (холоднокровные, или пойкилотермные), колебания

внешней температуры переносят плохо, поэтому их ареалы на суше относительно

ограничены (амфибии, рептилии). С наступлением холодов у них снижается

обмен веществ, потребление пищи и кислорода, они погружаются в спячку или

впадают в состояние анабиоза (резкое замедление жизненных процессов при

сохранении способности к оживлению), а при благоприятных погодных условиях

пробуждаются и снова начинают активную жизнь. Споры и семена растений, а

среди животных — инфузории, коловратки, клопы, клещи и др. — могут много

лет находиться в состоянии анабиоза. Теплокровность у млекопитающих и птиц

дает им возможность переносить неблагоприятные условия в активном

состоянии, пользуясь убежищами, поэтому они в меньшей степени зависят от

окружающей среды. В период чрезмерного повышения температуры в условиях

пустыни животные приспособились переносить жару путем погружения в летнюю

спячку. Растения пустынь и полупустынь весной за очень короткий срок

завершают вегетацию и после созревания семян сбрасывают листву, вступая в

фазу покоя (тюльпаны, мятлик луковичный, иерихонская роза и др.).

Вода. Энергией Солнца вода поднимается с поверхности морей и океанов

и возвращается на Землю в виде разнообразных осадков, оказывая

разностороннее влияние на организмы. Вода — важнейший компонент клетки, на

ее долю приходится 60—80% ее массы. Биологическое значение воды обусловлено

ее физико-химическими свойствами. Молекула воды полярна, поэтому она

способна притягиваться к различным другим молекулам и ослаблять

интенсивность взаимодействия между зарядами этих молекул, образуя с ними

гидраты, т. е. выступать в качестве растворителя. Многие, вещества вступают

в разнообразные химические реакции только в присутствии воды.

Диэлектрические свойства, наличие связей между молекулами

обусловливают большую теплоемкость воды, что создает в живых системах

“тепловой буфер”, предохраняя неустойчивые структуры клетки от повреждения

при местном кратковременном освобождении тепловой энергии. Поглощая тепло

при переходе из жидкого в газообразное состояние, вода производит

охлаждающий; эффект испарения, используемый организмами для регуляции

температуры тела. Благодаря большой теплоемкости вода играет роль основного

терморегулятора климата. Ее медленное нагревание и охлаждение регулируют

колебания температуры океанов и озер: летом и днем в них накапливается

тепло, которое они отдают зимой и ночью. Стабилизации климата способствует

также постоянный обмен диоксидом углерода между воздушной и водной

оболочками земного шара и горными породами, а также растительным и животным

миром. Вода выполняет транспортную роль в перемещении веществ почвы сверху

вниз и в обратном направлении. В почве они служит средой обитания для

одноклеточных организмов (амебы, жгутиковые, инфузории, водоросли).

В зависимости от режима влаги растения в местах и обычного

произрастания подразделяются на гигрофиты-растения избыточного увлажненных

мест, мезофиты-растения достаточно увлажненных мест и ксерофиты - растения

сухих местообитаний. Есть еще группа водных цветковых растений — гидрофиты,

которые обитают в водной среде (стрелолист, элодея, роголистник).

Недостаток влаги служит ограничивающим фактором, определяющим границы жизни

и ее зональное распределение. При недостатке воды у животных и растений

вырабатываются приспособления к ее добыванию и сохранению. Одна из функций

листопада — приспособление против избыточной потери воды. У растений

засушливых мест листья мелкие, иногда в форме чешуек (в этом случае стебель

принимает на себя функцию фотосинтеза); той же цели служит распределение

устьиц на листе, которое может уменьшать испарение воды. Животные в

условиях сильно пониженной влажности во избежание потери воды активны

ночью, днем они скрываются в норах и даже впадают в оцепенение или спячку.

Грызуны не пьют воду, а пополняют ее с растительной пищей. Своеобразным

резервуаром воды для животных пустынь являются жировые отложения (горб у

верблюда, подкожные отложения жира у грызунов, жировое тело у насекомых),

из которых поступает вода, образующаяся в организме при окислительных

реакциях в ходе расщепления жира. Таким образом, все факты

приспособленности организмов к условиям жизни — яркая иллюстрация

целесообразности в живой природе, возникшей под влиянием естественного

отбора.

Ионизирующее излучение. Излучение с очень высокой энергией, которое

способно приводить к образованию пар положительных и отрицательных ионов,

называется ионизирующим. Его источником являются радиоактивные вещества,

содержащиеся в горных породах; кроме того, оно поступает из космоса. Из

трех видов ионизирующего излучения, имеющих важное экологическое значение,

два представляют собой корпускулярное излучение (альфа- и бета-частицы), а

третье— электромагнитное (гамма.-излучение и близкое ему рентгеновское

излучение). Гамма-излучение легко проникает в живые ткани; это излучение

может пройти сквозь организм, не оказав никакого воздействия, или же может

вызвать ионизацию на большом отрезке своего пути.

В целом ионизирующее излучение оказывает на более высокоразвитые и

сложные организмы наиболее , губительное действие; человек отличается

особой чувствительностью.

Загрязняющие вещества. Эти вещества можно разделить на две группы:

природные соединения, являющиеся отходами технологических процессов, и

искусственные соединения, не встречающиеся в природе.

К 1-й группе относятся сернистый ангидрид, углекислый газ, оксиды

азота, углерода, углеводороды, соединения меди, цинка и ртути и др.,

минеральные удобрения.

Во 2-ю группу входят искусственные вещества, обладающие специальными

свойствами, удовлетворяющими потребности человека: пестициды, используемые

для борьбы с животными——вредителями сельскохозяйственных культур,

антибиотики, применяемые в медицине и ветеринарии для лечения инфекционных

заболеваний. К пестицидам относятся инсектициды — средства для борьбы с

вредными насекомыми и гербициды -—. средства для борьбы с сорняками. Все

они обладают определенной токсичностью (ядовитостью) для человека. К

абиотическим факторам относятся также атмосферные газы, минеральные

вещества, барометрическое давление, движение воздушных масс и гидросферы

(течение), минеральная основа почвы, соленость воды и почвы.

Остановимся на значении минеральных элементов. Ряд неорганических веществ

находится в организме в составе солей, а при диссоциации образуют ионы

(катионы и анионы): Na+, Mg2+, РО43-, Сl-, К+, Са2+, СО32-, NO3-. Значение

ионного состава в клетке выявляется на многих сторонах ее

жизнедеятельности. Например, калий избирательно взаимодействует с

сократительным белком мышц — миозином, снижая вязкость клеточного сока и

вызывая расслабление мышц. Кальций усиливает вязкость цитоплазмы и

стимулирует мышечное сокращение, снижает порог возбудимости нервов и

освобождается из мембранной системы при мышечном сокращении. В больших

дозах кальций потребляется моллюсками и позвоночными, которым он необходим

для роста раковины и костей. Натрия много у животных преимущественно во

внеклеточной жидкости, а калия — внутри клетки; их взаимоперемещение

создает разность электрических потенциалов между жидкостями внутри и вне

клеток, что лежит в основе передачи нервных импульсов.

Ионы магния оказывают влияние на агрегацию рибосом: при снижении их

концентрации рибосома распадается на две части. Магний входит в состав

молекулы хлорофилла и некоторых ферментов. Для осуществления фотосинтеза

растениям необходимы Mn, Fe, Cl, Zn; для азотистого обмена — Мо, В, Со, Сu,

Si. В состав молекулы гемоглобина входит железо, в состав гормона

щитовидной железы — йод. Цинк участвует во многих реакциях гидролиза,

разрывая связи между атомами углерода и кислорода. Отсутствие или

недостаток Na+, Mg2+, К+, Са2+, ведет к потере возбудимости клетки и ее

гибели.

В природных условиях недостаток тех или других микроэлементов

приводит к развитию эндемичных (свойственных только определенной местности)

заболеваний человека: эндемического зоба (недостаток йода в питьевой воде),

флюороза и крапчатости зубов (избыточное поступление в организм фтора) и

др. Недостаток меди в травах, произрастающих на болотистых и торфяных

почвах, ведет к анемии у крупного рогатого скота, расстройству

пищеварительной системы, поражению центральной нервной системы, изменению

цвета шерсти и т. д.

Нежелателен также избыток микроэлементов. В частности, в некоторых

местностях известен стронциевый рахит и хронический молибденовый токсикоз у

животных понос у крупного рогатого скота, падение удоя, изменение цвета

шерсти). Многие вопросы о роли микроэлементов в возникновении тех или иных

физиологических нарушений изучены пока недостаточно.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФАУНЫ ПОЗВОНОЧНЫХ ЖИВОТНЫХ ТАТАРСТАНА.

Татарстан расположена на границе двух больших зон —леса и

степи—занимает как бы переходное между ними положение — лесостепье, по

определению академика Л. С. Берга. У нас еще имеются остатки лесов южной

темнохвойной тайги, сравнительно обычны сосновые леса разных типов, есть и

дубравы, но преобладают смешанные леса. На юге Татарии уже

вклиниваются травянистые- степи, а ее элементы в виде ковыля, типчака,

астрагала, шалфея поникшего и других степных. растений доходят почти до

Казани. Вполне естественно, что здесь наряду с обитателями леса встречаются

типичные степные животные—суслики и сурки, сизоворонки и щурки, степные

гадюки и зеленые жабы.

Татарстан занимает территорию в 68 тыс. кв. км, более чем в два раза

превышающую площадь Бельгии (30,5 тыс. кв. км), Армении (29,8 тыс. кв.

км), Молдавии (33,7 тыс. кв. км). Расположена Татарстан на востоке Русской

равнины, но имеет довольно расчлененный рельеф. Крайние различия в высоте

между плато и долинами достигают 345 м (Сементовский, 1951). Наиболее

возвышенные участки находятся на юго-востоке республики — на Бугульминском

и Шугуровском плато и Приволжской возвышенности. Широко развита овражная

сеть, особенно по Предкамью, где более 1,0% площади занято оврагами (см.

табл. 1).

Почвенный покров республики разнообразен, но преобладают черноземы,

занимающие около 35% площади, и слабоподзолистые лесо-степные почвы,

которыми покрыто около 34%. Дерново-подзолистые почвы занимают 17%, а на

все другие типы почв приходится менее 15% площади (Шендриков, 1957).

Значительная часть территории республики сейчас занята пашнями. Наибольший

процент сельскохозяйственных угодий приходится на Заволжье, где они

занимают 60% площади, наименьший — на Вятско-Камский участок.

Лесная площадь республики невелика, составляет всего 17% и,

безусловно, совершенно недостаточна для обеспечения влагооборота и

получения устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Одной из

неотложных задач лесоводов нашей республики является повышение лесистости

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6