Экологический портал

Это интересно!
Почему важно вступить в группу!
Наш опрос
Как вы связаны экологией ?
Работаю экологом.
Учусь в институте на эколога.
Изучаю экологию в школе.
Участвую в олимпиаде по экологии.
Просто увлекаюсь экологией.
Никак не связан с экологией.

Популярное
» return_links(); ?>
Сейчас на сайте:
Пользователей: 10
zlopnyaua, icecturry, Equiguinc, ploniairrar, awaizebra, neuronss, akipolkaso, metelkupon, IllurryDosy, Jessika
Роботов: 1
Yandex
Гостей: 13
Всех: 24
Именниников сегодня нет

Приспособления птиц и животных к жизни в пустыне

 Экологические статьи » животные  20-04-2011, 11:11  BlogDix
Для ученого пустыня - прекрасное поле исследования процессов формообразования и приспособительных возможностей растений и животных. Здесь можно изучать различные направления, по которым шло приспособление живых существ к невероятной жаре и сухости, к постоянному недостатку пищи. Многие животные, относящиеся к различным родам и семействам, удивительно похожи друг на друга по внешнему виду и особенностям поведения. Все грызуны, которых часто называют «тушканчиками», вовсе не родственны между собой, хотя выглядят почти одинаково и ведут себя сходным образом. Египетский тушканчик (Jaculus jaculus) из семейства настоящих тушканчиков (Dipodidae) живет в Сахаре; заяц-прыгун, или долгоног (Pedetes cafer), из одноименного, близкого беличьим семейства, населяет южноафриканские пустыни; многие тушканчиковые прыгуны, или, как их еще называют кенгуровые крысы рода Dipodomys из семейства мешотчатых прыгунов Heteromyidae, встречаются в пустынях на западе Северной Америки; относящиеся к семейству хищных сумчатых сумчатые тушканчики (род Antechynomys) обитают в пустынях западных и внутренних областей Австралии. Все эти похожие на тушканчиков зверьки обладают удлиненными задними конечностями, позволяющими совершать огромные прыжки, большими ушами и глазами, а также длинным опорным хвостом, заканчивающимся пушистой кисточкой. Такое сходство внешнего вида и поведения называют конвергенцией. Далеко зашедшую конвергенцию мы находим у газелей Сахары, длинноухого чернохвостого оленя североамериканских пустынь и пустынных видов кенгуру, приспособившихся к питанию на скудных пастбищах засушливых ландшафтов. И такие животные, как американский скунс или африканский хорек, которые в случае опасности выделяют жидкость с крайне неприятным запахом, приобрели эти равнозначные приспособления конвергентно.
Вся жизнь в пустыне зависит от способности добывать и сохранять воду. Каждое живое существо, будь то растение или животное, составляет основу существования других живых организмов-возникают цепочки зависимых друг от друга существ, которые мы называем «пищевые цепи». Но нигде пищевые цепи не выражены столь ярко, как в пустыне. В их начале стоят растения; они улавливают драгоценную влагу редких дождей и превращают ее с помощью солнечной энергии и углекислоты воздуха в органические вещества, из которых построен любой организм. Пустыня не полностью лишена растительного покрова, он лишь крайне скуден. Растения пустынь должны уметь использовать до последней капли редкие дожди и пережить продолжительный период жестокой засухи. Для этого существуют многие способы. Так, после обильного ливня пустыня вскоре покрывается зеленым ковром стремительно зацветающих трав и злаков. Яркой окраской цветков, сладким запахом и нектаром привлекают пчел вербена, хохлатка и различные бобовые, ночных бабочек - водосбор и флокс; дневных бабочек манят кастилея и лилии. Все эти растения созревают и дают семена в невероятно короткие сроки. Затем они вновь пропадают, остаются лишь семена, которые порой могут пролежать в земле несколько лет, пока, наконец, очередной дождь не пробудит их к жизни. И опять повторяется быстротечный кругооборот цветения и созревания. Есть виды, которые пережидают долгие годы засухи в виде клубней, луковиц или утолщенных корневищ.
Многолетние растения, не имеющие возможности пережить засуху в виде семян, приспосабливаются к засушливому климату пустынь по-другому. Многие могут запасать влагу в листьях или стеблях. Такие растения называют суккулентами. К этой группе принадлежат кактусы, опунции, алоэ и молочаи (эуфорбии). Часто их листья и стебли защищены от испарения восковым налетом или густо опушены волосками. Некоторые, главным образом деревья и кустарники, с помощью чрезвычайно глубоко проникающей корневой системы могут достигать уровня грунтовых вод. У акаций корни уходят в глубину до 8 м, а у отдельных кустарников из семейства бобовых в Северной Америке корни проникают даже на глубину 30 м. В Сахаре акации и тамариски часто растут вдоль сухих русел рек (вади), где уровень грунтовых вод расположен выше. Здесь образуются редкие гале-рейные леса. Многие растения пустынь имеют колючки. В Сахаре, например, встречается много колючих кустарников. Колючки, вероятно, защищают растения от поедания копытными. В колючих зарослях и среди корней живут и спасаются от врагов многие животные: земляные белки и мешотчатые прыгуны, некоторые ящерицы, змеи и птицы.
Большинство многолетних растений пустыни встречается на значительном удалении друг от друга. Ведь много места занимают их корневые системы, которым нужно до последней капли собрать воду редких дождей. Конкуренция вынуждает их жить в одиночку. Только в долинах рек и в оазисах можно увидеть густые заросли и встретить соответственно больше животных. Стоит особо отметить вельвичию (Welwitschia mirabilis), которую впервые описал австрийский врач и ботаник Фридрих Вельвич. Она растет в пустыне Намиб только на песчаном ее участке, вдающемся на 50 км в глубь каменистой пустыни. Вельвичия относится к голосеменным растениям (Gymnospermae), имеет мощный короткий свеклообразный стебель и два больших длинных листа, концы которых измочалены ветром и временем. С помощью длинного стержневого корня растение извлекает воду из глубоких горизонтов почвы. Вельвичия может жить более 100 лет. Возраст некоторых известных экземпляров перевалил пять-шесть столетий.
Растительный покров пустыни, как бы скуден он ни был, составляет основу существования пустынных животных. Из позвоночных здесь встречаются главным образом пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие, из насекомых прыгающие прямокрылые, жуки и муравьи, из паукообразных-скорпионы, сольпуги и пауки-волки. Для этих животных характерны незначительное число видов и крайне низкая плотность населения. Из вышесказанного следует, что недостаток воды, сухость, жара, резкие колебания температуры, голодный паек, да и сам по себе открытый ландшафт-все это, вместе взятое, определяет бедность животного мира.
Проблема воды необычайно важна для всех обитателей пустыни, ведь ее трудно добыть. А животным время от времени требуется вода для питья, и они должны как-то защищаться от чрезмерных ее потерь. Легче всего решается эта проблема в оазисах. Поэтому там мы найдем даже земноводных-в Сахаре, к примеру, жаб, зеленую (Bufo viridis), леопардовую (В. regularis) и мавританскую (В. mauretanicus), а также лягушек, озерную (Rana ridibunda) и нильскую (R. mascariensis). Приспосабливаясь к засухе, жабы впадают в летнюю спячку, закапываясь в почву.
Значительно сложнее обеспечить себя водой в настоящей пустыне. И здесь многие животные зависят от источников питьевой воды, так как должны пить хотя бы изредка. Один из лучших знатоков животного мира африканской пустыни Намиб, Е. Г. Ф. Зауэр, основательно изучил жизнь обитающих там страусов. Он видел, как эти крупные птицы вместе с анти-лопами-ориксами, спрингбоками и горными зебрами бродили в поисках водопоев. В таких смешанных сообществах страусы занимали самую низкую иерархическую ступень и лишь после долгого ожидания последними подходили к воде. Среди страусов замыкающими были «детские сады» из молодых птиц, сопровождаемых несколькими «тетушками» и «дядюшками». Только когда водопой покидали все животные, длинноногие страусята входили в мутную воду и долго пили, готовые в любой момент при малейшей опасности броситься наутек.
Другие пустынные птицы также должны пить через более или менее регулярные промежутки времени, хотя им решить эту проблему не столь трудно, так как они могут долететь до весьма удаленных источников. Впрочем, пустынные жаворонки в Сахаре пьют крайне нерегулярно и могут иногда неделями обходиться без воды. Родственные голубям рябки (семейство Pterocliidae) - настоящие пустынные формы. Они устраивают гнезда в глубине пустыни, вдали от каких-либо источников воды. Взрослые птицы на водопое обильно смачивают перья на груди и спешат к далеким гнездам, где птенцы сосут напитавшиеся влагой перья, получая таким необычным способом необходимую для жизни жидкость.
От случая к случаю пьют воду и некоторые млекопитающие. Даманы (род Procavia) могут несколько месяцев прожить без питьевой воды, хотя все же время от времени должны получать жидкость. Каждый школьник знает, что одногорбый верблюд, или дромадер, может долгое время обходиться без воды. Он расходует воду, запасенную в тканях тела, но при этом сильно худеет. Правда, верблюду достаточно всего один раз напиться, чтобы восполнить потерю веса, то есть пьет он «про запас». Такой способностью обладают и некоторые копытные, например представители саблерогих антилоп - аддакс (Addах nasomaculatus) и африканский дикий осел (Equus asinus). Лишь изредка пьют воду и многие членистоногие.
Помимо животных, которые не могут обойтись без воды, есть много обитателей пустынь, в еще большей степени приспособившихся к суровым условиям засухи. Они вообще не пьют воду, удовлетворяя потребность в жидкости за счет пищи. Это в первую очередь растительноядные животные-грызуны и многие насекомые, а из пресмыкающихся, к примеру, живущий в Сахаре африканский шипохвост (Uromastyx acanthinurus). Дневная песчанка (Psammomys obesus) питается сочными частями растений и может даже использовать воду растущих на засоленных почвах суккулентов (например, семейства маревых Chenopodiaceae). Эти животные выделяют крайне концентрированную мочу, содержащую в 4 раза больше солей, чем в морской воде. Кенгуровые крысы (род Dipodomys) калифорнийских пустынь также удовлетворяют потребность в воде исключительно за счет влаги, содержащейся в растениях. Даже типичные семеноеды полностью получают необходимую воду только из пищи, но уже химическим путем в процессе пищеварения, так что и они смогли приспособиться к отсутствию питьевой воды. То же можно сказать о плотоядных. Совы и дневные хищные птицы, например фараонов филин (Bubo ascalaphus) в Сахаре, хищные млекопитающие, такие, как лисица, фенек и шакал, питающиеся мясом свежеубитой добычи, получают с пищей достаточное количество жидкости. Верблюды «черпают» воду из таких энергетических резервов, как жир горбов. При расщеплении пищи или жира высвобождается водород, который, связываясь с атмосферным кислородом, образует воду. Двугорбые верблюды могут перенести потерю 25% веса, который они, впрочем, очень быстро набирают, подобно одногорбым верблюдам, на следующем водопое.
Все животные, о которых здесь упоминалось, вынуждены крайне скупо расходовать имеющуюся в их распоряжении воду и выделять совсем мало жидкости. Пресмыкающиеся и птицы выделяют из крови содержащие азот продукты обмена веществ в виде мочевой кислоты, которая легко осаждается в плотную массу, почти не содержащую воды. Прекрасно приспособлены к жизни в безводной пустыне именно пресмыкающиеся, позвоночные с непостоянной температурой тела. Их покрытая роговыми чешуями кожа непроницаема для воды, они получают достаточно воды с пищей, состоящей из насекомых, птиц и мелких млекопитающих, и выделяют почти сухой порошковидный кал. Шипохвост может выводить избыточную соль из организма через особые железы в носовой полости. Млекопитающие пустынь, правда, выделяют мочевину, но и они снизили потери воды до минимума. В то время как моча человека на 92% состоит из воды, моча кенгуровых крыс содержит ее только около 70%. Способностью сокращать потери воды с мочой обладают в различной степени все пустынные животные. Их моча всегда концентрированная. И у членистоногих - насекомых, пауков, скорпионов и многоножек,- защищенных от высыхания хитиновым панцирем, потери воды также весьма невелики. Помимо проблемы водоснабжения, серьезным испытанием для живущих в пустыне животных является жара сама по себе. Чтобы не допустить перегрева организма, они должны обладать определенными средствами снижения температуры. Крупные млекопитающие, антилопы достигают этого с помощью потения и учащенного дыхания. Увеличивая этим испарение воды, они охлаждаются. Птицы и многие пресмыкающиеся (например, шипохвост и варан) добиваются того же эффекта, широко раскрывая рот и учащая дыхание. Своеобразно поведение некоторых живущих в австралийских пустынях кенгуру рода валлаби: они и дышат учащенно, и вылизываются, смачивая слюной все тело.
Многие пустынные млекопитающие имеют большие уши и длинные ноги. Это закономерное явление отражено в правиле Аллена: для теплокровных животных более теплых областей характерны большие по величине уши, хвосты и конечности по сравнению с обитателями более прохладных местностей. Огромные уши у таких зверей, как капский заяц (Lepus capensis), живущий в Сахаре фенек (Fennecus zerda) и североамериканская карликовая лисица (Vulpes velox), играют роль «системы охлаждения», так как чем больше относительная поверхность тела, тем в большей мере она способствует охлаждению благодаря отдаче воды и теплоотдаче через сеть капиллярных сосудов.
Некоторые позвоночные животные - обитатели пустыни - способны переносить значительное повышение температуры тела. Верхние критические температуры для ящериц лежат в пределах от 40 до 46°С, для змей - от 38 до 42°С, для птиц - от 43 до 46°С и для млекопитающих - от 39 до 44°С. Однако жара в пустыне часто настолько сильна, что спастись от нее можно, лишь забравшись в прохладные укрытия. Насекомые, пресмыкающиеся и мелкие млекопитающие закапываются в почву. Некоторые грызуны, агамы и игуаны отыскивают подземные затененные убежища. Если устанавливается продолжительный период жары, эти животные проводят дни и недели в своих убежищах в полном оцепенении, причем интенсивность обмена веществ, частота дыхания и температура тела у них сильно снижены. Подобный период летней спячки вызывается, вероятно, недостатком пищи. Это явление характерно также для жирнохвостой песчанки (Pachyuromys duprasi) из Сахары, для египетского тушканчика (Jaculus jaculus), встречающегося от Сахары до Передней Азии, и для австралийской кенгуровой, или тушканчиковой, мыши (Notomys cervinus), а также для пресмыкающихся и моллюсков. Насекомые пережидают лето в стадии яиц или куколок. Родственник виноградной улитки моллюск Helix desertorum «оживает» влажной порой после пятилетнего периода покоя во время засухи.
Земноводные могут пережить жаркое время только во влажных убежищах. Американские лопатоноги (род Scaphiopus) закапываются с помощью твердых роговых выростов на задних лапах, погружаясь в землю задним концом тела. В подземных камерах, стенки которых влажны от выделяемой животными слизи, они проводят весь засушливый период. После летней спячки, длящейся 8 - 9 месяцев, при первом же дожде они выбираются на поверхность и устремляются к ближайшей луже. Здесь самцы устраивают концерты, призывая самок, которые тотчас же откладывают яйца, так как лужа быстро высыхает. Из оплодотворенной икры через два дня вылупляются головастики. Уже за неделю они сильно вырастают и вскоре превращаются в маленьких лягушат, способных самостоятельно закопаться в землю. Весь период развития длится около месяца.
Многие пресмыкающиеся спасаются от палящих лучей солнца, зарываясь в песок. Так поступают глазчатый веретенообразный сцинк (Chalcides ocellatus), западный удавчик (Eryx jaculus) и обыкновенный, или аптечный, сцинк (Scincus scincus), который, загребая своими короткими ножками, как бы плывет в песке, за что получил в народе прозвище «песчаной рыбки». Рогатая гадюка (Cerastes cerastes), живущая в Сахаре, закапывается в песок своеобразными движениями ребер туда-сюда вдоль тела, так что бока ее врезаются в песок. Движения эти начинаются с хвоста и бегут по телу змеи к голове. Прямо на глазах животное «тонет» в песке. Большинство пресмыкающихся, впрочем, спасается от перегрева, переходя с солнечных мест в тень или периодически скрываясь под землей. Таким образом им удается поддерживать температуру тела на определенном уровне. В местообитаниях пустынных агам и игуан царит поэтому постоянное оживление. Животные то исчезают в расщелинах скал или норах, то появляются у выходов, стремительно выбегают на солнце и также быстро снова исчезают. В контроле температуры тела у пресмыкающихся какую-то роль, вероятно, играет теменной глаз. Если его удалить или заклеить, то колючая (заборная) игуана, например, будет беззаботно сидеть под палящими лучами солнца, что может привести к тяжелому тепловому удару.
Птицы так же, как многие крупные млекопитающие, отыскивают тень, быстро перемещаясь с места на место. Для устройства гнезда они должны найти убежище с умеренной температурой. Поэтому, например, африканская каменка (Oenanthe moesta) и живущий в Сахаре подвид домового сыча гнездятся в норах грызунов и в расселинах. Снежные вьюрки центрально-азиатских пустынь охотно гнездятся в норах пищух. На плато Эннеди (южный край Сахары) температура почвы на глубине 10 см составляла в среднем утром 26°С, днем -32° и вечером -30,5°С. На 20 см глубины в то же время температура почвы была соответственно 27, 29 и 29°С, а на глубине 30 см держалась постоянно на уровне 28°С. Таким образом, начиная с глубины 30 см в почве наблюдаются благоприятные условия для гнездования птиц или для жизни других животных, спасающихся от жары. Среди многих приспособлений к жизни в пустыне весьма характерны те, что позволяют животным передвигаться по рыхлому сыпучему песку. На ногах многих насекомых, например живущей в Сахаре чернотелки-толстяка Pimelia angulata или встречающейся в пустыне Намиб саранчи Comicus arenarius, имеется веер из тонких хитиновых щетинок, который облегчает им бег по сыпучим барханам. Многие пресмыкающиеся и млекопитающие также «вооружены» своеобразными «песчаными лыжами». На широких копытах бегают по Сахаре песчаная газель и антилопа аддакс. Густо опушены лапы фенеков, барханных кошек и тушканчиков. Следы барханных кошек отличаются от следов других кошек тем, что в них нет отпечатков подушечек пальцев. У живущих в пустынях гекконов обычно веерообразно расширены кончики пальцев, что также увеличивает несущую поверхность. Такие лапки мы наблюдаем у вееропалого геккона Ptyodacty-lus hasselquistii в Сахаре и у песчаного геккона Ptenopus garrulus из пустынь Намиб и Калахари.
Удивительные лапки, напоминающие плавательные перепонки водоплавающих птиц, наблюдаются у живущего в пустыне Намиб песчаного геккона Palmatogecko rangei. Правда, они выполняют функции не только лыж, но и лопаток, с помощью которых этот геккон роет себе норы. Другие ящерицы, например аптечный сцинк в Сахаре и пустынная игуана Uma notata в калифорнийских пустынях, прямо-таки «плавают», усиленно загребая лапками и погружаясь в песок.
Некоторые виды змей, обитающих в пустынях в разных уголках Земли и относящихся даже к различным родам, выработали независимо друг от друга весьма необычный способ передвижения «боковой ход». Они продвигаются вперед за счет резкого смещения вбок задней части тела вправо и влево от головы. Земли касается не все тело змеи, а лишь два коротких участка. При этом вес животного«выгоднее распределяется на податливом песчаном грунте. Кроме того, змея достигает большей скорости, так как одновременно выбрасывает вперед и тело, и голову. Передвигающаяся таким способом рогатая гадюка производит впечатление как бы летящей над песком. К этой группе, кроме живущей в Сахаре рогатой гадюки (Cerastes cerastes), относятся распространенная от Северной Африки до западных районов Центральной Азии крайне ядовитая песчаная эфа (Echis carinatus), встречающаяся в пустынях Намиб и Калахари карликовая гадюка (Bids peringueyi) и, наконец, рогатый гремучник (Crotalis cerastes), весьма распространенный в пустынях Северной Америки.
Но не только к передвижению по песку приспосабливались обитатели пустынь. Каменистый грунт также предъявляет особые требования к конструкции тела животных. Здесь преимущество получают прыгуны с их удлиненными задними конечностями. Это американские мешотчатые прыгуны, или кенгуровые крысы, тушканчики Азии и Африки, наконец, настоящие кенгуровые крысы австралийских засушливых областей. Обитатели скал весьма проворны и в случае опасности стремительно исчезают в щелях и расселинах, как игуана чаквала в Северной Америке или шипох-вост в Сахаре. Обе ящерицы, втиснувшись в какую-либо щель, могут, кроме того, раздуваться, и тогда вытащить их оттуда просто невозможно.
Наиболее своеобразны пустыни, находящиеся под влиянием холодных морских течений. Это расположенная на западе Южноамериканского континента Атакама и южноафриканская пустыня Намиб. Ветры нагоняют с моря влажный воздух, теряющий влагу в виде дождей над холодным течением. Над сушей воздух опять прогревается, что приводит к образованию характерных туманов без существенных осадков. Здесь отсутствует растительный покров, который мог бы собирать влагу, а в некоторых районах вообще нет растений. Лишь кое-где встречаются островки тилландсий и различных кактусов.






загрузка...

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.