非生物因素对动物的影响
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非生物因素对生物的影响自然环境是所有生物所处的基础,然而,它不仅提供有利的条件,还有强烈的不利影响。
在许多情况下,非生物因素,如气候、水文、土壤、火灾和风暴,对生物的影响是至关重要的。
本文将探讨非生物因素对生物的影响,分析它们对生物的不同方面的影响,并探讨各种策略来减轻这些影响。
气候和生物气候是对生物影响最显著的非生物因素之一。
气候会在各种方式下影响动物的体温调节,营养和繁殖。
在北极和南极地区,温度极低,极端环境条件制约了许多生物的生存。
极地地区的动物必须通过改变外形和生理机能来适应生存条件。
例如,北极熊的毛皮很厚,体型比大多数熊要大,这使它们能够在冰雪覆盖的土地上保持温暖。
相反,在热带地区,较高的温度和湿度会对动物的健康和生存产生不利影响。
例如,气候干燥的地方就有高浓度的灰尘,这对人和动物之间都会引发呼吸系统疾病。
气候对动植物的生长也有深刻影响。
例如,温度升高会使植物生长更快,但太高的温度会使许多植物生长停滞。
这些因素均会对食物链、生态系统和生物多样性产生影响。
土壤和生物土壤是地球上的生命之源,可以为植物提供必要的营养物质和水分。
然而,土壤的酸度、质地和质量却会对植物的生长产生很大的影响。
各类化学物质的排放和土地的耕作等活动都可能使土壤质地和质量发生改变。
例如,积累在土地里的化学物质可能使植物吸收不合理的重金属等物质,让它们增加患癌症的风险。
这对人类健康也构成威胁。
水文和生物自然水资源是所有生命的必需品。
水资源的减少和污染会影响植物和动物及人类的健康。
例如,水污染会排出大量的重金属或化学物质,如果这些物质进入水源,水中的生物就无法承受它们,从而濒临危险。
水限制也会影响植物的生长和繁殖,导致生态系统的崩溃。
此外,缺水状况会使人类和动物吃不上足够的食物,这将导致健康问题,且在一定程度上影响整个经济稳定。
自然灾害和生物自然灾害如火灾、风暴和洪水等,对生物的影响会相应变化。
火灾对动植物的影响取决于不同地理区域的生活习性,而风暴和洪水对灌木和树木等植物的破坏很大。
《非生物因素对某种动物的影响》说课稿一、教学内容教学内容主要从教材分析、教学目标、教学重难点三个方面介绍。
(一)教材分析《非生物因素对某种动物的影响》选自人教版初中生物七年级上册第二章第二节,是全书第一个探究实验,主要目的是让学生了解探究实验是生物学研究的一个重要的方法,在教学中不仅让学生体会到探究的一般过程,更要引导学生理解控制实验变量和设置对照试验的思路及重要性,教材中的这部分内容在科学方法和探究能力培养上的教育价值高于它在知识方面的教育价值。
(二)教学目标知识与技能:1.理解对照实验。
2.了解探究实验的一般过程。
过程与方法:1.尝试设计并进行对照实验。
2.学会记录和处理实验数据。
情感态度价值观:1.如实记录实验数据。
2.体验探究的一般过程。
3.形成爱护实验动物的情感。
(三)教学重难点重点:体验探究的一般过程,学习控制变量和设计对照实验。
难点:设计实验方案、实施探究实验,实验的数据处理及小组间合作。
二、教学对象(一)知识方面本教学设计是在上一节已学完影响生物生活的生态因素以及生物对环境的适应和影响的基础上设计的,学生对影响生物的生态因素已有了一定的认识,因此本节主要是对学生进行有关探究中提出问题、作出假设、实验设计、处理实验数据等方法的训练培养。
(二)能力方面会动手操作,能进行简单的实验设计。
但理解、分析和表达能力不够。
(三)情感方面有极强的好奇心和丰富的想象力。
三、教法学法(一)教法首先,教师设计实验课导学案,提前发给学生,让学生预习,使学生通过预习学案了解相关背景知识,熟悉实验流程,思考实验中的讨论问题,以至于学生不是空着脑袋走进教室的。
其次,通过启发谈话法与演示法,以问题问答的方式引导学生,必要时结合演示的方法,使学生对实验的设计具备基本的思路。
最后,利用课堂讨论的方法,教师与学生共同讨论出最后的实验结论。
通过以上教法的相互融合,充分体现先学后教的教学理念。
(二)学法注重培养学生三种能力即自主学习能力、体验探究能力、总结反思能力,使学生真正实现由我学会到我会学的转变。
非生物因素对某种生物的影响
提出问题
光会影响鼠妇的分布吗?
做出假设
鼠妇适合于生活在阴暗的环境中,光会影响鼠妇的生活。
制定计划
实验思路:设计明阴不同但想通的两个环境,各放入等量的鼠妇若干只,过一段时间后,看哪边的鼠妇多。
如果暗环境的鼠妇多,则说明假设是正确的。
材料用具:10只鼠妇,湿土,铁盘(或塑料盘、纸盘),纸板,玻璃板。
实验装置:在铁盘内铺上一层湿土,以横轴中线为界,一侧盖上纸板,一侧盖上玻璃板。
方法步骤:1以小组为单位进行实验。
在两侧中央各放上5只鼠妇。
静置2分钟。
2每分钟统计一次明亮处和阴暗处的鼠妇数目,统计10次。
将统计结果
按照上述方法做实验。
实验过程中要认真观察,如实记录
得出结论:
你们小组的实验结果与假设一致吗?你们的结论是?
表达与交流:
向全班同学汇报你们小组的探究过程和结果。
计算全班各组第10次数据一致吗?如果不一致,请分析结果。
图片:。
非生物因素对生物有哪些影响
非生物因素对生物有哪些影响
光
没有阳光 ,绿色植物就不能进行光合作用 ,也就不能生存。
光不仅影响植物的生活 ,还影响植物的分布。
在陆生植物中 ,有些只有在强光下才能生长得好 ,如松、杉、柳、槐、玉米等;有些只有在密林下层的弱光下才能生长得好 ,如药用植物人参、三七等。
对动物的影响也是很明显。
阳光能够影响动物的体色。
例如 ,大多数鱼身体反面的颜色较深 ,腹面浅淡 ,这就与阳光的照射有关系。
光照还能影响动物的生长发育。
有人做过这样的试验:把蚜虫培养在连续无光照的条件下 ,所产生的个体大多没有翅;把蚜虫培养在光暗交替的条件下 ,所产生的个体大多有翅。
温度
地球上温度变化的幅度极大 ,但适于生物生存的温度范围却很窄。
过热或过冷 ,都会使生物体的新陈代谢无法正常进行 ,甚至使生物死亡。
以动物为例 ,大多数动物生活在-2~50 ℃的温度范围内 ,如果环境温度超过了这个范围 ,很多动物就难以生存了。
温度还与植物的分布有着密切关系 ,对动物的形态和生活习性也有影响。
水
一切生物的生活都离不开水。
在组成生物体的成分中 ,大局部是水。
植物体的含水量一般为60%~80% ,有的高达90%以上。
动物体的含水量也大致相似 ,例如 ,鱼的含水量为70% ,人体的含水量 ,初生婴儿为72% ,成人为65%。
区别生物存在生命非生物不存在生命生物的根本特征表现在
六个方面生物的生长、发育、生殖、遗传变异和应激性这些都是在新陈代谢根底上表现的生命现象。
非生物因素对动物的影响引语:对于正常生态系统来说,每一个非生物因子的变化都可能对该地区生物正常的繁衍生息造成重大的影响,所以,要尽可能的维持生态系统中各非生物因子的稳定存在。
动物作为可见的最直观表现环境中生命现象的代表,是极其具有研究价值的。
对某些特殊环境下的动物生存状态的研究可以使科学家们在明白其生命机理的同时,将之研究并运用于实际生产或改善人类生存质量等活动。
因此,对非生物因子及其环境状态下的生物〔主要是动物〕的研究是非常必要而有意义的。
非生物因素主要包括光、温度、水分、大气等。
每一种因素都对动物的生存和发育有很大的影响。
【光】只有在光照条件下,植物才能进展光合作用,制造有机物并储存能量。
动物那么直接或间接依赖植物生存。
光照影响动物的繁殖、季节性节律以及昼夜节律。
绝大局部猫头鹰是夜行性的。
猫头鹰的视力很强。
猫头鹰的眼睛构造特殊,与一般白天活动的各种鸟类不同。
在猫头鹰的视网膜上,分布着两种感觉细胞——视杆细胞和视锥细胞。
视杆细胞对光线有很大的敏感性;视锥细胞有感觉颜色的能力。
猫头鹰眼睛的特点,就是视杆细胞特别多,视锥细胞特别少。
所以,每当夜幕降临或晨光曦微的时候,它能够看到我们所能看到的一切,从而进展捕食和避敌等活动。
科学家曾对长耳鸮作过试验,发现其能够在全黑的环境里捉到活的老鼠,也能够在只有微弱的光线时发现死老鼠,假设换作人类,就必须增加10~100倍的光线才能看到。
曾有这样一种假说,认为猫头鹰的眼睛有高灵敏度的感光和感热器官,能在冷土地的背景上发现老鼠的热身体。
但实际上猫头鹰的眼睛不仅看不见红外线,而且不能感受红光。
换句话说,猫头鹰不仅看不见暗室中的老鼠,而且看不见红光照射下的老鼠。
事实上,它是靠着听觉来捕捉猎物的。
在光照比拟强烈的白天,猫头鹰如果正常活动的话,就如同人在正午凝视炽热的太阳一样,非常痛苦。
因此,猫头鹰在夜间光线较弱的时候,才出来进展捕猎活动。
2021年日本科学家在英国?自然?杂志上报告说,鹌鹑等在春天繁殖的动物,其体腺体会根据春天光照时间延长的特点,向大脑传递春天降临的消息,促使生殖腺为生殖做好准备。
《探究非生物因素对蚯蚓的影响》说课稿红安县七里中学毅一、说教材:(一)教学背景1、教材分析“探究非生物因素对某种动物的影响”是人教版新教材中七年级上册第一单元第二章第一节的探究实验,也是学生进入初中学习生物课程的第一个实验。
目的是要通过这个实验使学生理解科学探究,体验探究的一般过程,并认同非生物因素对生物的影响,这对于学生探究能力、探究思维的培养具有举足轻重的作用。
但是因为在实际教学中,鼠妇的可操作性和可控性不强,也由于当地蚯蚓更容易收集,所以在教学中从材料选择到方法步骤等方面进行了改进,可操作性更强、实验效果更好,也符合《课标》中的活动建议指导。
2、学情分析刚升入初中的学生,很大程度上依赖于教材的具体容和呈现程序。
他们初接触生物这门学科,认知水平处在一个感性认识阶段。
但七年级学生对未知的领域充满了好奇心和求知欲,这对教学非常有利。
(二)、教学目标:知识目标:1、说出影响生物生活的非生物因素。
2、列举生活中非生物因素影响生物生活的实例。
能力目标:1、尝试科学探究的一般过程和方法。
2、运用探究的方法,提高探究非生物因素对生物的影响能力。
情感目标:1、有兴趣参与课堂探究活动并愿与小组其它同学合作和交流,体验探究的乐趣。
2、形成爱护实验动物的情感。
3、形成实事的科学态度,确立保护生物圈的意识。
(三)、教学重难点:探究实验的设计,小组合作进行探究的过程。
这是初中课本出现的第一个探究活动,由于初一的学生认知水平有限,对于探究实验的设计比较难以实现,需要教师加以引导。
解决方法:通过分组实验,教师引导,学生自主合作得出结论,强化学生对探究过程的理解和记忆,促进学生形成合作意识。
二、说教学方法:1、教法:实验观察法、活动讨论法、统计分析法2、学法:自主探究法、合作交流法、成果展示法三、说教学过程:(一)创设情境,导入新课:播放生物自由自在生活的简短视频,提问“生物在生物圈中的分布如此广泛,说明什么问题?说明他们有着适宜于自身生存的环境条件,这些条件到底对生物有什么影响?”学生各抒己见。
探究实验《非生物因素对某种动物的影响》一、使用教材人教版《生物学》(七年级)上册第一单元第二章第一节探究实验《非生物因素对某种动物的影响》。
二、实验器材用具:塑料盒、有机玻璃板、黑卡纸、纸杯、镊子、台灯、计时器。
材料:大麦虫三、实验创新要求/改进要点 (1)改进实验材料:选择大麦虫为实验材料。
大麦虫(超级面包虫),是近年从东南亚国家引进的,体型是面包虫的3—4倍,生命力强,耐饥耐渴,爬行速度较快。
具有易购买、易饲养、易观察、实验用时短(约5分钟内完成实验)、趋暗避光特性突出,实验效果明显的优势。
(2)创新实验装置:引导学生参考教材中的实验装置(图4),设计出新的实验装置(图1、图2、图3) 装置1:设置明暗两种环境,将10条大麦虫放在中线处。
(如图1) 装置2:设置明暗两种环境,将10条大麦虫放在暗处。
(如图2) 装置3:设置明暗两种环境,将10条大麦虫放在明处。
(如图3) 装置4:设置明暗两种环境,各放5条大麦虫在明、暗处。
(如图4)图 4 (3)改进实验方法:实验小组分工明确:两人小组按照本组的设计,将大麦虫放入实验装置中,静置1分钟,然后每分钟统计一次明、暗处的大麦虫数量。
分工见表1。
表1: 学生实验小组分工表(以2人小组为例) 表2:实验数据统计表学生通过实验发现,不同实验方法的设计会得出不尽相同的实验结果,但都能证明实验假设,且实验数据差异明显,实验效果显著。
(4)优化教学方法:本实验既是全套教材的第一个探究实验,也是第一个动物实验,其对学生在科学方法教育和能力培养方面的意义更为重要。
故此,采取了三部曲的设计。
第一步:预备实验——发现问题、完善设计。
第二步:正式实验——体验探究、反思要点。
第三部:拓展实验——拓展探究、应用生活。
三部曲教学方法的优化设计,通过构建多维实验架构,突破实验教学重难点。
不但让学生体验科学探究的一般过程,更强化了控制实验变量、设计对照实验和重复实验的重要性的体会。
非生物因素对生物的影响第一篇:气候变化对生物的影响气候变化是当今世界所面临的一个重大问题,其对生物世界的影响也是不容忽视的。
气候变化会导致气温升高、降雨量的变化、极端天气频繁等,这些变化都会对生物的生存和繁殖产生直接或间接的影响。
首先,气候变化对动植物的食物来源造成了影响。
气温升高会导致许多植物的生长期提前,导致一些食草动物无法跟上植物的生长速度而开始饥饿。
而同样的,一些食肉动物也面临着食物不足的情况,因为它们的猎物数量减少。
另外,由于气候变化导致的极端天气会给植物的生长带来压力,导致它们的生长和繁殖能力降低,从而影响到整个生物链的平衡。
其次,气候变化对动物迁徙和繁殖也产生了影响。
气候变化导致了一些动植物的迁徙距离的改变,它们不得不在更广阔的地区寻找适宜的生存环境和食物。
而这也会对原有的生物群落造成影响,动植物之间的生态关系将会受到打乱。
此外,气候变化还会影响动物的繁殖能力,一些动物的生育季节和繁殖周期会改变,这也会影响到它们的种群数量和分布。
最后,气候变化对生物的健康和免疫力也有一定影响。
气候变化会导致一些生物疾病的增加,同时也会在一定程度上增加生物受到重大疾病的风险。
受气候变化影响的生物将面临病原体的蔓延、死亡率的增加等问题,从而进一步影响到生物群落的稳定。
总之,气候变化对生物产生的影响深远且复杂,它的影响不仅限于某一物种或区域,而是影响到整个生态系统,更是人类和其他生物所共同面对的问题。
因此,对气候变化的控制和管理,保护生物多样性是当务之急。
第二篇:水污染对生物的影响水是生命之源,也是维持生态系统稳定运行的基础。
但随着工业、农业的发展以及城市化进程的加速,水污染现象越来越普遍,严重危害了生物的生存繁衍,产生了不可挽回的影响。
首先,水污染会导致水中生物的死亡或数量减少。
在污染严重的水域,大量有机污染物和重金属会对生物的呼吸道和循环系统产生严重影响,甚至导致生物的死亡。
一些底栖动物也会受到重利尿剂药物的影响而扰乱其正常的生活节奏,这也会影响到整个水域的生物平衡。
非生物因素对生物的影响在我们生活的这个丰富多彩的世界里,生物的生存和繁衍离不开周围环境的影响。
而环境中的因素可以大致分为两类:生物因素和非生物因素。
生物因素包括其他生物与生物之间的相互关系,比如竞争、捕食、共生等等。
今天,咱们重点来聊聊非生物因素对生物的那些至关重要的影响。
非生物因素,简单来说,就是那些不是由生物产生的环境条件。
常见的非生物因素有阳光、温度、水、空气、土壤等等。
先来说说阳光。
阳光对于生物来说,那可是生命的能量之源。
植物通过光合作用,利用阳光将二氧化碳和水转化为有机物和氧气,从而为自身生长和繁殖提供物质和能量。
没有阳光,植物就无法进行光合作用,整个生态系统的基石就会崩塌。
而且,阳光的强度、时长和光谱组成还会影响植物的形态、生理和生态特性。
比如,在阳光充足的地方,植物往往长得更加高大粗壮,叶片也更加厚实;而在阴暗的环境中,植物可能会变得纤细柔弱,叶片也会变薄,以更好地吸收有限的光线。
对于动物来说,阳光也有着重要的意义。
它影响着动物的行为和生理节律。
比如很多鸟类和哺乳动物会根据日照的长短来调整繁殖、迁徙和冬眠等活动。
阳光还能影响动物的体色,一些动物为了在环境中更好地隐藏自己,体色会随着阳光照射的强度和角度而发生变化。
再讲讲温度。
温度对生物的影响那可真是方方面面。
每一种生物都有其能够适应的特定温度范围,一旦温度超出这个范围,生物的生命活动就会受到影响,甚至可能死亡。
在低温环境下,生物会面临一系列的挑战。
比如,细胞内的新陈代谢会变慢,酶的活性降低,这可能会导致生物生长缓慢、繁殖能力下降。
一些动物在寒冷的冬天会进入冬眠状态,通过降低身体的代谢率来减少能量消耗,以度过艰难的时期。
而在极端寒冷的条件下,很多生物会因为细胞内的水分结冰,破坏细胞结构而死亡。
高温对生物同样具有很大的危害。
高温会使蛋白质变性,破坏生物体内的酶系统,影响细胞的正常功能。
很多生物在高温环境下会出现脱水、中暑等症状。
而且,温度的变化还会影响生物的分布。
探究非生物因素对某种动物的影响教学目标知识与技能1. 体验探究的一般过程,学会探究中提出问题、作出假设、处理实验数据的方法,学会在实验设计中如何确定变量、如何设置对照实验。
2. 加深对非生物因素影响生物生活的理解。
过程与方法1. 通过探究光对鼠妇生活的影响,了解探究的一般过程,学会探究中提出问题、作出假设、处理实验数据的方法,学会在实验设计中如何确定变量、如何设置对照实验。
2. 通过探究光对鼠妇生活的影响,加深对非生物影响生物生活的理解。
情感态度与价值观在探究光对鼠妇生活的影响过程中,培养学生严谨的科学态度,并形成爱护实验动物的情感。
教学重点体验探究的一般过程,学会学会探究中提出问题、作出假设、处理实验数据的方法,学会在实验设计中如何确定变量、如何设置对照实验。
教学难点实验设计中变量的确定、对照实验的设置。
教学设计上一节课我们学习了生物与环境的关系,请分析下列资料,找出影响鼠妇生活的因素都有哪些?这些因素属于非生物因素还是生物因素?资料:如果你翻动花园或庭院中的花盆、砖块或石块,常常会看到一些身体略扁、长椭圆形、灰褐色或黑色的小动物在爬到,这就是鼠妇,俗称潮虫。
这些小动物似乎总是在阴暗的角落里生活,在光线明亮干燥的地方很少看到。
学生分析资料后回答:从资料中可看出,鼠妇的生活受到光和水分的影响,它们都属于非生物因素。
教师质疑:你怎样来证明鼠妇的生活确实受到光和水分的影响呢?学生回答:设计实验来证明。
教师鼓励:很好,我们刚才的活动已经属于科学探究的某些重要环节了。
什么是科学探究呢?科学探究的过程是怎样的?进行科学探究的方法是什么?这就是我们今天这节课要学习的内容。
下面给大家10分钟时间去阅读、小组讨论P14-P15的内容,回答下列问题:1. 你们组认为探究的基本步骤有哪些?2. 本探究的目的是什么?3. 对比分析本探究的目的和探究的第一步提出问题,你们组认为提出问题的方法是什么?4. 分析探究第二步作出假设,你们组认为我们应该如何作出假设?5. 分析探究第三步制定计划,此计划中设计了几组实验?它们有何不同?有几个不同因素?此不同的因素是什么?分析本探究的目的,你们组认为在设计实验时应该如何确定此因素?6. 本次实验设计中为何要设计一明一暗两种环境?为什么要用多只鼠妇进行实验?为什么要计算全班各组的平均值?7. 由5和6可知,我们在设计实验时,应该注意哪些问题?8. 分析此探究你们组能得出的结论是什么?学生分组派代表展示讨论结果:1. 探究的基本步骤包括:提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。
非生物因素对动物的影响引语:对于正常生态系统来说,每一个非生物因子的变化都可能对该地区生物正常的繁衍生息造成重大的影响,所以,要尽可能的维持生态系统中各非生物因子的稳定存在。
动物作为可见的最直观表现环境中生命现象的代表,是极其具有研究价值的。
对某些特殊环境下的动物生存状态的研究可以使科学家们在明白其生命机理的同时,将之研究并运用于实际生产或改善人类生存质量等活动。
因此,对非生物因子及其环境状态下的生物(主要是动物)的研究是非常必要而有意义的。
非生物因素主要包括光、温度、水分、大气等。
每一种因素都对动物的生存和发育有很大的影响。
【光】只有在光照条件下,植物才能进行光合作用,制造有机物并储存能量。
动物则直接或间接依赖植物生存。
光照影响动物的繁殖、季节性节律以及昼夜节律。
绝大部分猫头鹰是夜行性的。
猫头鹰的视力很强。
猫头鹰的眼睛构造特殊,与一般白天活动的各种鸟类不同。
在猫头鹰的视网膜上,分布着两种感觉细胞——视杆细胞和视锥细胞。
视杆细胞对光线有很大的敏感性;视锥细胞有感觉颜色的能力。
猫头鹰眼睛的特点,就是视杆细胞特别多,视锥细胞特别少。
所以,每当夜幕降临或晨光曦微的时候,它能够看到我们所能看到的一切,从而进行捕食和避敌等活动。
科学家曾对长耳鸮作过试验,发现其能够在全黑的环境里捉到活的老鼠,也能够在只有微弱的光线时发现死老鼠,若换作人类,就必须增加10~100倍的光线才能看到。
曾有这样一种假说,认为猫头鹰的眼睛有高灵敏度的感光和感热器官,能在冷土地的背景上发现老鼠的热身体。
但实际上猫头鹰的眼睛不仅看不见红外线,而且不能感受红光。
换句话说,猫头鹰不仅看不见暗室中的老鼠,而且看不见红光照射下的老鼠。
事实上,它是靠着听觉来捕捉猎物的。
在光照比较强烈的白天,猫头鹰如果正常活动的话,就如同人在正午凝视火热的太阳一样,非常痛苦。
因此,猫头鹰在夜间光线较弱的时候,才出来进行捕猎活动。
2008年日本科学家在英国《自然》杂志上报告说,鹌鹑等在春天繁殖的动物,其体内腺体会根据春天光照时间延长的特点,向大脑传递春天来临的消息,促使生殖腺为生殖做好准备。
日本名古屋大学副教授吉村崇等人在实验中,调整对鹌鹑的光照时间,先是光照时间较短,相当于冬天的状态,然后逐渐延长光照时间到相当于春天的状态。
在此过程中,科学家密切观察鹌鹑下丘脑的变化。
下丘脑是大脑皮层下调节内脏活动和内分泌活动的较高级神经中枢。
研究发现,当光照时间延长到春天的状态时,下丘脑下方的下垂体隆起部分就开始分泌甲状腺刺激激素,激素向大脑特定区域传递信息后,可促使一种能让生殖腺发育的基因活跃起来。
吉村崇说,感知春天来临的机制在脊椎动物身上是有共性的,如果能调节甲状腺刺激激素进而控制繁殖时间,就有可能提高家畜和鱼类的繁殖能力。
光可以影响动物迁徙途中对方向感的把握。
这是一种极其准确的导航模式。
科学家发现,帝王蝶的生物钟对于确定它们的飞行方向发挥了至关重要的作用。
换言之,帝王蝶的生物钟使它们天生知道如何根据太阳的运行方向时刻调整自己的飞行路线和方向,从而按照它们所希望的正确方向飞行。
科学家还发现,帝王蝶到达墨西哥后其生物钟开始旋转,每天旋转1度,180天后就是180度,而它们在墨西哥的停留时间恰好是180天。
它们的生物钟决定了它们在秋季飞向南方,在春季飞向北方。
为了进一步弄清北美帝王蝶的生物钟的工作机制,科学家对其进行了一系列测试。
他们将帝王蝶分成三组,在三个不同的时间段内使用人造阳光照射这三组帝王蝶,结果发现这三组帝王蝶分别飞向了三个不同的方向。
研究人员认为,帝王蝶在早晨醒来后做的第一件事就是根据太阳所处的位置来确定飞行方向,如果将它们的生物钟弄乱,让它们推迟数小时醒过来,那么它们就会将中午的太阳当作早晨的太阳,从而发生判断错误,以至于使它们飞向错误的方向。
事实上,所有动物都有生物钟,而迁徙动物则将其精确的时间感觉与太阳提供的信息线索结合起来,从而确定它们迁移的精确位置和方向。
以北半球动物为例,当它们感觉到此刻是正午,它们就会将太阳当作正南方,以此确定它们的行走路线。
某些动物则更进了一步,利用太阳位置和特定的阳光反射模式来确定方向和方位。
这种光线反射模式使得动物几乎不用直接观察太阳就能确定行走方向,例如某些鱼类就是利用这种导航模式来到其出生地的。
【温度】温度是一种经常起作用到处存在的生态因子,任何生物都生活在具有一定温度的外界环境中,并受温度空间变化及时间变化的影响。
地球表面的温度条件总是在不断变化的,在空间上它随纬度、海拔高度、生态系统的垂直高度和各种小生境而变化;在时间上它有一年四季的变化和一天的昼夜变化。
温度的这些变化都会给生物带来多方面的影响。
外界环境温度在动物生命活动中起着尤为重要的作用,它直接或间接的影响着动物的生长、发育、繁殖、形态、生活状态、行为、数量及分布状况。
同时,动物对环境温度及其变化又有着很好的适应性,从而确立了温度与动物的辩证关系。
总体来讲,要从温度对动物的生态作用和动物对温度的适应性两方面来看待问题。
一、温度对动物的生态作用1.1 温度与动物生态类型温度常常随不同地理位置、不同纬度、不同栖息环境、不同季节等条件而变化。
根据动物所需要的热量和热能代谢特征,可分为恒温动物和变温动物两大类。
与恒温动物相比,变温动物新陈代谢水平低,体温不定并且缺乏体温调节机制,因而其体温与外界环境温度相差无几,并且随环境温度的变化而变化。
外温动物的适应温度与它们的生活方式和栖息地的季节性温度变化相关联,生活于大陆性气候条件(即环境温度变化较大)的生物比生活于比较稳定气候条件下的狭温生物具有较大的广温性。
1.2.温度对动物生理活动的影响1.2.1 温度对动物生长发育的影响动物的生长发育要求一定的温度范围,低于某一温度,动物会停止生长发育,高于这一温度,动物才开始生长发育,这一温度阈值称发育起点温度或生物学零度。
温度与动物发育关系的最普遍规律是有效积温法则。
有效积温是指生物为了完成某一发育期所需要的一定的总热量,也称热常数或总积温。
计算公式为:K=N(T-T0),式中K为热常数,N为发育历期(d),T为发育期的平均温度(℃),T0为发育起点温度(℃)。
有效积温法则可应用于以下几个方面:(1)预测动物发生的世代数(2)预测动物的地理分布根据有效积温法则,一种动物分布区的全年有效总积温必须满足其完成一个世代所需要的K值,否则该动物就不会分布于此。
(3)预测害虫来年发生程度例如,东亚飞蝗只能以卵越冬,如果某年因气温偏高使东亚飞蝗在秋季又多发生了一代(第三代),但该代在冬天到来之前难发育到成熟,于是越冬卵的基数就会大大减少,来年飞蝗发生程度必然偏轻。
在一定的温度范围内,动物的生长发育速度与温度成正比。
例如,供试温度在18.9-30.7℃之间时,桔小实蝇各虫态发育历期随着温度的升高而缩短。
在适温范围内,水温与鱼类的胚胎发育速度成正相关。
温度越高,胚胎发育全过程历时以及各个发育阶段所需的时间均相对缩短,但不同的发育阶段对温度的敏感程度有差异。
一般来说,胚胎发育后期比前期对温度要敏感一些,温度升高,后期所需时间缩短的幅度比前期要大。
在耐性限度内,超出适温范围,温度升高将不再加速发育,甚至起抑制作用。
如多刺裸腹蚤从出生到产出第一胎所需日数在16-28℃内,随水温上升而缩短,但到30-32℃发育速度就不在加快,甚至反而减慢。
温度影响动物的生长发育与动物体内的生理过程密切相关。
酶催化反应的速度是随温度而增加的,但每一种酶的活性都有其适宜温度、最低温度与最高温度,相应的则是动物生长的“三基点”。
当环境温度在最低和最适温度之间时,动物体内的生理生化反应会随着温度的升高而加快,代谢活动加强,从而加快生长发育速度;当温度高于最适温度后,参与生理生化反应的酶系统受到影响,代谢活动受阻,势必影响到动物正常的生长发育。
当环境温度低于最低温度或高于最高温度,生物将受到严重危害,甚至死亡。
就变温动物而言,外界温度的高低直接决定机体的温度,在一定范围内,温度每升高10℃,其生理过程的速度就加快2-3倍,这称为范托夫定律或Q10定律。
值得注意的是,温度对恒温动物的心呼吸和代谢频率等的影响比变温动物复杂。
与变温动物相比,在10-30℃范围内,这些生理过程随温度的下降而加快。
当超过适温区时,其变化更复杂,而且不同的类群间也有差别。
1.2.2 温度对动物繁殖和寿命的影响温度对动物的繁殖活动有制约作用,如草履虫在14-16℃时,每20h分裂一次,而在18-20℃时可分裂两次。
动物生殖要求的适温范围较窄,如大型蚤和蚤状蚤一般12℃以上方开始进行单性生殖;鱼类必须在一定温度以上开始产卵,如鲤鱼18℃;轮虫、枝角类在温度过低过高时为有性生殖,温度适宜时为孤雌生殖。
对变温动物而言,温度除影响其性产物的成熟和交配活动外,还影响其产卵数目、速率以及卵的孵化率等。
例如苜蓿象虫的产卵数与平均温度有密切关系,当温度较高时,日产卵数就会有所增加,但卵的总数却是不变的。
又如,孵化时的温度决定鳄鱼“新生儿”的性别:孵化温度≤30℃时,鳄鱼新生儿全为雌性;孵化温度≥34℃时,鳄鱼新生儿全为雄性;孵化温度为32℃时,鳄鱼新生儿雌、雄都有,但雌多雄少,比例为5:1;孵化温度<26℃或>36℃时,卵全部死亡。
对恒温动物而言,温度对其影响也不容忽视,温度常与光照同时起作用。
如鸟类生殖腺体积和精子形成过程随环境温度增高和白昼的延长而变得更旺盛。
若六月上旬平均气温低于5℃、平均最低温低于1℃,松鸡就不能繁殖;而在六月平均气温为8-10℃,平均最低温为3-5℃的年份里,松鸡的繁殖量最大。
温带和寒带兽类的繁殖都有严格的季节性,在冬季,即使积极活动的动物也停止了繁殖。
例如,松鼠在南方开始交配的早,而北方则较晚,这是由于北方春天的晚到延后了交配开始的期限,而南方春天的早到则提前了交配期。
温度对变温动物寿命影响的一般规律是:较低温度下生活的动物寿命较长,而且经低温驯化过的动物其寿命更长;随着温度的升高,动物的平均寿命缩短。
温度对恒温动物寿命影响的一般规律是:适宜温度条件下的动物寿命较长,偏离最适温度,无论是升高还是降低,都会使寿命缩短。
如饥饿麻雀在36℃时能活48h,而在10℃和39℃时,只能活10.5h和13.6h。
1.2.3 极端温度对动物的影响1.2.3.1 低温对动物的影响温度低于一定的数值,生物便会因低温而受害,这个数值称为临界温度。
在临界温度以下,温度越低生物受害越重。
低温对动物的伤害可分为冷害、霜害和冻害三种。
冷害是指喜温动物在零度以上的温度条件下受害或死亡。
冷害对喜温动物的伤害作用主要是由于在低温条件下ATP减少,酶活性降低所致。
酶系统紊乱导致动物各种生理功能的降低,彼此之间的协调关系受到破坏。
热带鱼,如魟鳉,在水温10℃时就会死亡,原因是呼吸中枢受到冷抑制而缺氧。