Смена времен года в умеренном поясе влечет значительные изменения в жизни природы, связанные, в первую очередь, с изменением температуры. Приспособления растений и животных, связанные с изменением внешних условий, имеют разную форму и проявления: у млекопитающих отрастает густой подшерсток, перелетные птицы меняют среду обитания, другие птицы покрываются пухом, являющийся плохим проводником тепла и предохраняющий животных зимой от переохлаждения.
Подготовка к зиме
В середине лета рост многих видов растений приостанавливается, уменьшается число цветущих растений, заканчивается размножение птиц. Начинается созревание плодов и семян; становится заметней подготовка к зиме.
У растений скапливаются запасные питательные вещества в перезимовывающих органах: корнях, корневищах, луковицах, клубнях.
У насекомых в специальных органах — жировых телах — накапливается жир. В подкожной клетчатке многих млекопитающих также откладывается жир. Осенью у птиц и млекопитающих происходит линька. Опадают листья с деревьев и кустарников.
Врачи и биологи отмечают, что приспособления растений и животных к сезонным изменениям играют ключевую роль в выживании видов. Глубокий покой, анабиоз и спячка являются важными механизмами, позволяющими организмам адаптироваться к неблагоприятным условиям. Например, многие растения, такие как деревья, сбрасывают листву, чтобы минимизировать потерю влаги и энергии в холодные месяцы. Животные, такие как медведи и ежи, впадают в спячку, замедляя обмен веществ и снижая потребление энергии. Анабиоз, наблюдаемый у некоторых амфибий и насекомых, позволяет им переживать экстремальные условия, такие как засуха или мороз. Эти адаптации демонстрируют удивительную способность природы к саморегуляции и выживанию в изменяющихся условиях окружающей среды.
Состояние глубокого покоя
Многие виды организмов приобрели способность переживать неблагоприятные условия (высокую или очень низкую температуру, снижение влажности, отсутствие пищи и др.) в состоянии глубокого покоя. Оно характеризуется снижением физиологических процессов, замедлением газообмена, прекращением питания и неподвижностью у животных.
Температура, вызывающая такое состояние, различна для разных видов. У некоторых насекомых, рыб и земноводных глубокий покой наступает уже при падении температуры до +15°С, у других — при +10°С, у третьих — лишь при температуре, близкой к О°С.
У различных видов растений состояние зимнего покоя переживают различные органы. У луковичных растений — луковицы, у папоротника и ряда других — корневища, у душистого горошка — подземные клубни, у чертополоха — прижатые к земле розетки листьев, у большинства же растений — семена.
Беспозвоночные животные могут перезимовывать на различных стадиях развития. Так, обыкновенный малярийный комар — на стадии взрослого насекомого, родниковый — на стадии личинки, дупляной — на стадии яйца, а бабочка капустница — на стадии куколки.
На протяжении осени и зимы у растений и насекомых увеличивается привыкание к холоду, усиливается стойкость к низким температурам. Это получило название закаливания.
Анабиоз животных и растений
Особой стойкостью к неблагоприятным условиям обладают организмы в состоянии анабиоза. При анабиозе жизненные процессы временно прекращены или настолько снижены, что видимые проявления жизни отсутствуют.
У цветковых растений состояние анабиоза входит в нормальный цикл жизни. Семена в высушенном состоянии сохраняют всхожесть многие годы. У ряда беспозвоночных (простейших, низших ракообразных, коловраток) анабиоз наступает при высыхании луж и болот, в которых они обитают.
Другие беспозвоночные впадают в анабиоз при замораживании. Простейшие, некоторые членистоногие (дафнии, циклопы, насекомые) могут вмерзать в лед.
В специально поставленных опытах гусеницы бабочек перенесли замораживание при температуре -7.9°С, а круглые черви -183°С. Споры мхов и папоротников и семена злаков после высушивания были подвергнуты температуре -272°С и сохранили всхожесть.
Установлено, что возвращение к активной жизнедеятельности из состояния анабиоза возможно лишь тогда, когда тканевая жидкость не образует кристаллов, а остается в переохлажденном состоянии. Это связано с тем, что в тканях образуется глицерин, препятствующий промерзанию.
Приспособления растений и животных к сезонным изменениям вызывают большой интерес у ученых и любителей природы. Глубокий покой, анабиоз и спячка — это удивительные механизмы, позволяющие организмам выживать в неблагоприятных условиях. Например, многие виды медведей впадают в спячку, замедляя обмен веществ и снижая температуру тела, что помогает им экономить энергию в зимний период, когда пища становится дефицитом. Растения, такие как некоторые виды деревьев, сбрасывают листву, чтобы минимизировать потерю влаги и защититься от холода. Анабиоз, наблюдаемый у некоторых насекомых и амфибий, позволяет им переживать экстремальные условия, такие как засуха или морозы. Эти адаптации не только впечатляют, но и подчеркивают важность эволюции в природе, показывая, как живые организмы находят способы справляться с изменениями окружающей среды.
Физиология спячки
Снижение интенсивности обмена веществ, встречающееся у млекопитающих, проявляется в форме спячки. Причинами наступления ее служат понижение температуры, а также отсутствие пищи как зимой, так и летом, когда растительность в степи и пустыне выгорает от зноя.
Хомяки, бурундуки, летучие мыши, ежи, некоторые виды сусликов впадают в зимнюю спячку. У других видов сусликов наблюдается летняя спячка, обычно в засушливую половину лета. Во время спячки снижается активная терморегуляция, температура тела падает почти до температуры окружающей среды, замедляются все функции. Частота сердцебиения у летучих мышей, например, падает с 420 до 16 в минуту.
У некоторых млекопитающих — медведей, барсуков, енотовидных собак, белок — наступает зимний сон, при котором также значительно снижается обмен веществ, но нет падения температуры тела.
Особые приспособления
Для завершения жизненного цикла некоторым растениям, насекомым и ряду других организмов необходимо охлаждение и прохождение зимних стадий покоя. В это время осуществляются определенные физиологические процессы, подготавливающие организм к новой активной жизнедеятельности.
Вопрос-ответ
Что такое анабиоз и как он помогает организму выживать в неблагоприятных условиях?
Анабиоз — это состояние временной остановки жизненных процессов, которое позволяет организму выживать в условиях, когда окружающая среда становится неблагоприятной. В этом состоянии метаболизм значительно замедляется, что позволяет организму экономить энергию и ресурсы. Анабиоз наблюдается у некоторых микроорганизмов, насекомых и даже некоторых видов млекопитающих, что позволяет им переживать экстремальные температуры или нехватку пищи.
Каковы основные отличия между спячкой и глубоким покоем у животных?
Спячка — это более глубокое состояние, чем глубокий покой, и характеризуется значительным снижением температуры тела, замедлением сердечного ритма и дыхания. В то время как глубокий покой может быть кратковременным и менее выраженным, спячка длится несколько месяцев и позволяет животным переживать зимние холода, когда пища недоступна. Спящие животные могут периодически просыпаться, в то время как в состоянии спячки они остаются в состоянии покоя на протяжении длительного времени.
Какие адаптации помогают растениям переживать неблагоприятные сезоны?
Растения адаптируются к неблагоприятным сезонам различными способами, включая сбрасывание листьев, переход в состояние покоя и накопление питательных веществ. Например, многие деревья сбрасывают листья осенью, чтобы уменьшить испарение воды и сохранить ресурсы в зимний период. Некоторые растения также могут образовывать семена, которые остаются в состоянии покоя до наступления благоприятных условий для прорастания, что обеспечивает их выживание в неблагоприятные времена.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите особенности спячки и анабиоза у различных видов животных и растений. Это поможет вам лучше понять, как они адаптируются к изменениям окружающей среды и какие механизмы используют для выживания в неблагоприятных условиях.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на климатические условия вашего региона и на то, как они влияют на местную флору и фауну. Знание о том, какие виды животных и растений впадают в спячку или анабиоз, поможет вам лучше планировать свои наблюдения за природой.
СОВЕТ №3
Если у вас есть сад или огород, подумайте о том, как вы можете использовать принципы сезонного ритма растений для оптимизации роста и урожайности. Например, выбирайте сорта, которые лучше адаптированы к вашему климату и могут переживать холодные зимы.
СОВЕТ №4
Проводите время на природе в разные сезоны, чтобы увидеть, как меняется жизнь вокруг вас. Наблюдение за тем, как животные и растения адаптируются к изменениям, может стать не только увлекательным хобби, но и способом углубить свои знания о экосистемах.
