ЗООЛОГІЯ з основами екології - Г.В. Ковальчук - 2003
ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ ТВАРИН
Абіотичні фактори в житті тварини
Серед кліматичних факторів найважливішим у житті тварин є температура. Вона впливає на всі життєво важливі процеси організмів - обмін речовин, ріст, розвиток та ін. В основі цього впливу лежать біохімічні процеси. Надлишок або нестача тепла гальмують розвиток живих організмів і спричиняють їх загибель. Кожен вид характеризується певним діапазоном температур, у межах якого зберігається його активність. Особливо залежні від температурного фактора холоднокровні, або пойкілотермні (гр. poikilos - «змінний», therme - «теплота»), температура тіла яких змінюється при зміні температури навколишнього середовища (здебільшого дорівнює їй або на 1-2°С вища). До цієї групи належать усі тварини, крім птахів і звірів. У них підвищення температури навколишнього середовища до оптимуму спричинює прискорення фізіологічних процесів. Тому від температури залежить тривалість розвитку окремих стадій або всього життєвого циклу цих тварин. При значному відхиленні температури від оптимуму холоднокровні тварини впадають у стан анабіозу або гинуть. Анабіоз (гр. anabiosis - «оживлення») - стан організму, при якому життєві процеси тимчасово припиняються або так уповільнюються, що зникають усі прояви життя. При цьому деякі комахи витримують охолодження до -53°С; в їхніх тканинах утворюється гліцерин, який перешкоджає промерзанню. Цисти, спори і яйця деяких безхребетних в експерименті витримували охолодження до температури абсолютного нуля (-273С).
Птахи і звірі як теплокровні, або гомойотермні (гр. homoios - «однаковий»), тварини, у процесі еволюції набули здатності до терморегуляції: вони підтримують температуру свого тіла на відносно постійному рівні, незалежно від змін температури навколишнього середовища. Так, при морозах близько -40°С температура тіла песця становить 38°С, а білої куріпки - 43°С, тобто вона вища за температуру навколишнього середовища майже на 80°С.
Кожен вид тварин має певний температурний оптимум, при якому життєві процеси відбуваються найінтенсивніше. У тварин з непостійною температурою тіла фізіологічний оптимум лежить у межах 25с-40°С.
Евритермні тварини витримують значні коливання температури, стенотермні пристосувалися лише до певної температури. Так, антарктичні риби трематоми живуть при -1,9°С, а вже при 4-6°С вони гинуть. Більшість наземних тварин помірних широт належать до евритермних. Деякі тварини змогли пристосуватися до життя за таких високих температур, які в інших порушують біохімічні процеси в цитоплазмі і призводять до загибелі організму. Так, у гарячих джерелах окремі види комах витримують температуру до 45°С, рачків ~ до 48°С, найпростіших - до 55°С, молюсків - до 58°С.
Важливе адаптивне значення щодо змін температури навколишнього середовища має і поведінка тварин: вибір місць із сприятливою температурою, активність у певний час доби, використання сховищ, спорудження гнізд тощо.
Волога є постійним елементом середовища організмів. Багато видів живе у воді; ті, що мешкають на суші, також значною мірою залежать від вмісту вологи в середовищі. Роль води в житті тварин різноманітна. Вона входить до складу їхніх організмів як основний компонент, виконуючи при цьому функцію не тільки розчинника або транспортного засобу поживних речовин, але й структурного елементу цитоплазми. Від вмісту води залежить перебіг біохімічних процесів в організмі. Тварини поглинають воду різними способами - безпосередньо або опосередковано. Більшість п’є її з водойм. Інші вбирають воду шкірними покривами (наприклад, земноводні). Деякі дістають необхідну вологу з їжі, а також під час окиснення органічних сполук (в основному жирів), у результаті чого звільняється метаболічна вода (100 г води із 100 г жиру). Так, ящірки шилохвости, що живуть у пустелях, можуть довгий час обходитися без води, бо в них є під шкірою мішкоподібні утворення (резервуари), в яких тривалий час зберігаються запаси води, що надходять із рослинної їжі. У верблюдів утворюється метаболічна вода в процесі окиснення запасів жиру, накопиченого в горбах.
Вологість повітря впливає на ступінь випаровування води твариною і виведення її з організму органами виділення. Мешканці посушливого середовища мають ряд пристосувань до зменшення втрат вологи організмом (покриви тіла, виділення концентрованої сечі, надлишку солей та ін.)
Важливе значення мають також особливості поведінки. Тварини посушливих зон (кулан, верблюд, сайгак, джейран) здатні швидко й довго бігати, що дає їм змогу здійснювати далекі міграції на водопій. Багато тварин пустелі ведуть нічний спосіб життя, користуються норами, а в найпосушливіший період впадають у літню сплячку.
У багатьох тварин спостерігається прямий вплив вологості середовища на різні прояви життєдіяльності. Так, у посушливі роки яйця сарани, що знаходяться в ґрунті, не розвиваються.
Атмосферні опади також впливають на тварин. Сильні зливи або затяжні дощі часто є причиною їхньої загибелі. Глибокий сніговий покрив утруднює пересування тварин і добування корму. Водночас для багатьох із них він є надійною схованкою.
Світло як екологічний фактор є необхідною умовою існування і зовнішнім регулятором фізіологічних реакцій багатьох тварин. Світло впливає на активність, характер поширення, сезонний і добовий біологічні цикли тварин.
Більшість тварин добре розрізняють спектральний склад світла, тобто мають кольоровий зір. Розвиток зору пов’язаний із виникненням у тварин різноманітного забарвлення, що допомагає розпізнавати особин свого виду та уникати ворога. І все ж для окремих тварин світло не є обов’язковою умовою існування (багато ґрунтових, печерних і глибоководних видів пристосувалося до життя в темряві). Деякі тварини, наприклад комахи, за допомогою органів зору сприймають ультрафіолетові промені. Інфрачервоні промені світла, які є важливим джерелом теплової енергії, поглинаються тканинами тварин, спричинюючи їх нагрівання. У холоднокровних тварин вони сприяють підвищенню температури тіла.
Дія світлового фактора має чітку добову і сезонну періодичність, зумовлену обертанням Землі. У регулюванні сезонних циклів основну роль відіграють зміни тривалості дня. Реакція організмів на сезонні зміни тривалості дня, що проявляється в коливанні інтенсивності фізіологічних процесів, називається фотоперіодизмом. У багатьох тварин, наприклад комах, кліщів,
довжина світлового дня зумовлює настання діапаузи - періоду спокою в їх розвитку. У птахів збільшення тривалості дня навесні зумовлює інтенсифікацію гормональної діяльності і прояв гніздових інстинктів. Оскільки протягом року тривалість дня змінюється суворо закономірно, без випадкових коливань, як інші екологічні фактори, то в різних групах організмів у процесі еволюції природній добір виробив спеціальні фотоперіодичні реакції на сезонні зміни в природі.
Едафічні фактори - це фізичні й хімічні властивості ґрунту, які впливають на будову і життєдіяльність тварин. Вплив цей може бути як опосередкований, так і безпосередній. Кожній природній зоні властиві свої ґрунти, отже, і тип рослинності. А від рослинного світу залежать і тварини.
Чимало видів тварин живе в ґрунті і характеризується рядом адаптацій до підземного способу життя. Наземні тварини також мають пристосування до тих ґрунтів, на яких вони живуть (особливості будови кінцівок, спосіб пересування тощо). Відомо, що олені й козулі в болотистих лісах, де ґрунт бідний на кальцій, погано ростуть. Змінюють форму і їхні роги.
Для водних тварин важливе значення має фактор солоності. Одні з них витримують значні коливання вмісту солей, інші, навпаки, здатні жити лише при певній солоності води.