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 вредныминасекомыми 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 недостатокNa+, 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 Татарстана 20-—21 %.
Леса являются важнейшим компонентом биогеоценозов и, как правило, определяют специфику животного мира. Рассмотрим возрастной и видовой состав наших лесов. Более двух третей лесной площади Татарии в настоящее время занято молодняками и средневозрастнымы лесами. Спелые и перестойные леса составляют около 20%, а приспе-вающие 12%. Это ставит в очень тяжелые условия обширную армию полезных насекомоядных птиц — дуплогнездников, которым сейчас остро не хватает мест для гнездования. В таком же положении находятся летучие мыши — одни из полезнейших животных леса, заменяющие в ночные часы насекомоядных птиц.
В настоящее время идет довольно неблагоприятный для хозяйства процесс замещения ценных лесных пород менее ценными: сосны — березой, ели — осиной и дуба — липой. Это связано с целым рядом причин, разбирать которые здесь мы не имеем возможности, но, однако должны учитывать при изменении видового состава животных. Так увеличение площадей, занятых осинником, благоприятно сказывается на численности лося, рост площадей березовых лесов обеспечивает зимним кормом тетеревов и т. д.