Флора пустыни — жизнь, приспособленность, список и краткое описание. Подготовка к чрезвычайным случаям в пустыне

Если взглянуть на Землю из космоса, то можно увидеть, что почти всю северную часть Африки занимает желтое пятно. Это и есть знаменитая Сахара, самая крупная и великая пустыня на планете. Ее размеры поражают, почти девять миллионов квадратных километров безжизненной, лишенной влаги местности простерлось от берегов Атлантического океана до самого Красного моря. Ограниченная с севера Средиземноморьем, Сахара медленно перетекает в саванну на юге. Но эта огромная и воистину многоликая пустыня не так безжизненна, как могло бы показаться на первый взгляд. На ее поверхности, да и в недрах кипит жизнь, спасаясь всеми возможными способами от палящего африканского солнца.

Большую часть территории Сахары покрывает каменисто-песчаный грунт. Эти безводные земли делят между собой около десятка стран, но несмотря на это, люди живут тут лишь на территории оазисов, а плотность населенности стремится к нулю. Название «Сахара» эта пустыня получила, скорее всего, от берберов, которые проживали на северной ее оконечности, у подножья Атласных гор и берегов ласкового Средиземного моря. Многие районы ее тоже носят непривычные и сказочные для нашего уха берберские названия - Эрг-Игиди, Танере, Талак, Танезруфт.

Великая пустыня не всегда была такой, какой мы ее знаем. Согласно классическим представлениям, приблизительно за семь миллионов лет до нашей эры эти просторы имели тропический климат, напоенный влагой сезонных дождей. Но постепенно растительность иссыхала, а климат становился все более жарким. Хотя в XVI-XVII веках наблюдалось довольно обширное и серьезное увлажнение этой площади, но девятнадцатый век положил конец частым осадкам. Тогда и сложились такие погодные условия, которые мы можем наблюдать и сегодня.

Погода тут и правда стоит удивительная - адская жара днем, ночью сменяется диким холодом. Сложно выжить в условиях, когда пятидесятипятиградусная температура падает до минус двадцати после захода солнца! Днем камни и песок разогреваются до восьмидесяти градусов. То есть, на поверхность невозможно даже просто положить руку! И все это под заунывный вой «сирроко» - знойного ветра из сердца пустыни, ее центра. Вообще, ветер в Сахаре - это притча во языцех, его называют специальными именами, например, «самум» или «хамум», стараются задобрить и приносят ему дары. Весной он несет пылевые бури, к которым стоит приготовиться заранее, чтобы не погибнуть. Ливанцы зовут его «гиббли», а жители Судана - «хабуб».

Растительность Сахары на протяжении веков приспосабливалась к климатическим условиям, стараясь как можно больше защитить себя от палящего солнца и добыть воду, необходимую для жизни. Потому листья растений здесь больше напоминают иглы и шипы, а длина корней некоторых представителей флоры достигает двадцати метров! Именно в Сахаре произрастают странные, устойчивые к соли растения, называемые галофиты (солелюбы). Эти растения буквально вытаскивают воду из концентрированного раствора соли, а уж солончаков и высохших соляных озер здесь хватает.

В Сахаре растут финиковые пальмы, которые являются основными крупными деревьями пустыни, акации, мастиковые деревья, а также некоторые виды оливок. Люди в оазисах возделывают овощи и фрукты, хотя растут они тут довольно неохотно и урожай приносят небольшой. Зато только в Сахаре можно встретить растения-эфемеры, которые способны за три дня после дождя произвести семена, а потом всего за пятнадцать дней из семян вырасти до взрослого растения. Удивительная быстрота созревания имеет смысл, ведь нужно все успеть, пока после дождя влага не успела испариться. В основном, на просторах пустыни царят различные засухоустойчивые кустарники и травы. Некоторые из местностей, такие как «хамады» или «регги», полностью лишены растительности, что делает их ландшафт очень похожим на инопланетный.

На этих «марсианских» территориях, кое-где покрытых песчаными дюнами, а кое-где каменными плато, обитают животные, которые выбрали этот суровый край своим домом. Проживает в Сахаре более четырех тысяч видов «живности», сорок процентов которых уникальны, то есть являются эндемиками. Более всего разнообразием видов изобилуют центральные нагорья, а в самых засушливых местах животный мир резко «мельчает», предпочитая вести ночной образ жизни.

В виду антропологического фактора, то есть из-за вмешательства человека, многие животные уже потеряны: одни вымерли сами, другие же были уничтожены в разное время. Например, североафриканские слоны вымерли во времена Священной Римской Империи. Тогда в Сахаре жили многие виды животных, которые позже перебрались на юг, ближе к тропикам. В двадцатых годах прошлого века была убита последняя представительница вида антилоп-аддаксов. Нагорья могут похвалиться множеством травоядных, таких как муфлоны и антилопы, газели и даже дикие ослы. Тут рыскают шакалы и лисицы, а в Тибести и Аире можно встретить павианов с удивительным божественным именем - Анубисы и гордых царей зверей - львов.

Сахара - это родной дом для более трехсот разновидностей птиц, если учитывать перелетных. Кое-где на внутренних территориях можно встретить страусов. В оазисах гордо расхаживают птицы-секретари и цесарки, разнообразные хищники охотятся на мелких грызунов и рептилий, которых тут тоже хватает. Живут тут филины, сипухи и пустынные вороны, промышляя падалью. Вараны, разнообразные ящерицы и хамелеоны облюбовали каменистые просторы и пески Сахары. Интересно, как ящерица «студит» лапки, поднимая их попарно и смешно шагая по раскаленному песку.

Змеи тут не так разнообразны, как в тропиках, но есть и очень опасные виды, например, рогатая гадюка и кобра. Впрочем, питаются они в основном улитками, водящимися в редких озерах. Водоемы высыхают в летний период, и улитки впадают в летнюю спячку, чтобы проснуться, когда озеро вновь наполнится водой после дождя. В этих же озерцах водятся даже мелкие крокодилы и реликтовые виды рыб, типа сомообразных.

Пересечь пустыню можно всего лишь по двум дорогам. Одна из них, называемая Транссахарская «дорога единства», проходит через Айн-Салах и Таманрассет и ведет прямо в Лагосу, где и заканчивается. Этот путь начинается в Алжире и имеет два ответвления. По одному из них можно попасть в Гао, что в Мали, а по другому в Нигерию, город Агадес. Второй путь ведет из Алжира через оазис Туат, в город Адрар, где есть аэропорт. Но бедуины знают также и менее популярные, караванные пути и могут провезти на верблюдах любого путешественника, что сопряжено, конечно же, с определенным риском.

Не так давно, в 2008 году, исследования группы ученых из разных стран, которые произвели анализ геологических отложений из глубин озера Йоа, привели в шок весь ученый мир и перевернули все классическое представление о том, как возникла великая пустыня Сахара. Геологи из Канады, Германии, США под предводительством Стефана Креплина из Кельна сделали вывод, что эта местность стала пустыней всего лишь каких-то два с половиной тысячелетия назад! Согласно исследованиям Креплина и его группы, пять тысяч лет назад на территории Сахары росли большие деревья, меж которых бродили гиппопотамы и слоны, паслись антилопы и газели, на которых охотились многочисленные львы, гепарды и другие хищники. А вся местность была испещрена озерами, в которых в изобилии водилась рыба. Я бы очень хотела увидеть это своими глазами. А вы?

Разве не чудо природы - вечерняя примула, расцветшая на огромной песчаной дюне, кролик, скачущий по дикой пустыне по мелким камешкам, ящерица, снующая меж валунов, и все это под палящим солнцем, а вокруг - ни капли воды, почти ни крошки еды? Каким образом удается этим живым организмам выжить и даже радоваться жизни? Так как условия существования в пустынях самые суровые на Земле, организмы, там обитающие, отличаются наиболее сильными адаптационными способностями, позволяющими им преодолевать все трудности, с которыми они сталкиваются. В результате они представляют собой самый яркий пример механизма естественного отбора, при котором слабые особи отбраковываются. К проблемам выживания, стоящим перед пустынными видами, относятся поиск и сохранение воды, умение избегать перегрева, обеспеченность достаточным количеством пищи, способность спасаться от преследователей. Однако необходимость решать эти проблемы ставит перед растениями и животными новые дилеммы, ибо, решив одну задачу, организм оказывается уязвимым, но уже в другой области.

Перед растениями пустыни стоит особая проблема. Они синтезируют углеводы из воды и углекислого газа, поглощаемого из воздуха, используя при этом солнечную энергию. Раскрывая устьица, чтобы поглотить углекислый газ, они теряют влагу в процессе, который называется транспирацией. В районах обильных дождей растения могут восполнить эту потерю влаги извлечением воды из почвы. Но в пустынях сухой воздух оказывает сильное иссушающее воздействие, и растениям приходится затрачивать немало усилий для восполнения потерь воды, извлекая ее из сухой как порох почвы. Перед животными пустыни стоят те же проблемы. Пока они занимаются поисками пищи в условиях сухого воздуха, они сами теряют через устьица много влаги, особенно в жаркое время суток. Как и растения, они постоянно балансируют на лезвии бритвы между голодной смертью и гибелью от перегрева.

Угроза перегрева - вторая проблема. Растения должны подставлять листья лучам солнца, чтобы поглощать свет, но при этом температура их повышается, иногда настолько, что это становится гибельным для их тканей. В районах обильных дождей потери влаги при транспирации сопровождаются охлаждением растений, но в пустыне слишком мало воды, необходимой для таких процессов охлаждения. Животные, ведущие активный образ жизни на солнце, также поглощают солнечное тепло. Хотя животные могут охладиться при потоотделении или при дыхании, они подвергают себя другой всем хорошо известной опасности. К тому же растения произрастают, а животные охотятся на открытой местности и, следовательно, постоянно находятся под угрозой нападения. Специальные адаптационные приспособления, позволяющие растениям и животным пустыни балансировать на этой тонкой грани, являются отличительными характеристиками таких организмов.

Добыча воды

Первое правило садовника, пересаживающего декоративное дерево или куст, - стараться сделать так, чтобы под землей оказалась такая же часть биологической массы растения, как и масса ветвей и листьев над поверхностью. Растения с достаточно развитой корневой системой могут сравнительно быстро впитывать воду, чтобы восстанавливать потери влаги в результате испарения. У растений пустыни корни обычно в два, а то и в шесть раз длиннее надземной части. Некоторые деревья и кусты, произрастающие в пустыне, пускают длинные, плотные корни на глубину 50-75 м, пока не достигнут старых русел водотоков. Добравшись до их дна, корни поглощают воду, которая собирается с большой площади. Такой усиленный рост корней происходит за счет недоразвитости листьев и стволов, что отчасти объясняет, почему надземная часть растений в пустыне так мала.

Животные пустыни добывают воду различными путями. Небольшие по размерам виды, такие, как муравьи, рептилии, птицы и грызуны, которые составляют большую часть фауны пустыни, не способны преодолевать большие расстояния в поисках водоемов и должны добывать воду из пищи. Семена, стебли и листья растений содержат примерно 50 % воды, а в плодах, молодых побегах и стволах таких суккулентов, как кактусы, содержание воды еще больше. Тело животных на две трети или три четверти состоит из воды, поэтому они в свою очередь служат источником влаги для хищников, которые ими питаются.

Хотя большинство животных пустыни не нуждается в питьевой воде, они охотно ее пьют, если она становится доступной после редких дождей или у водоемов. Вокруг водоемов кипит жизнь, что свидетельствует о том, что многие животные размножаются гораздо активнее при обилии воды, хотя для них это и не вопрос жизненной важности. Водоемы - центры скопления насекомых, птиц, млекопитающих, рептилий. Этим пользуются хищники, которые прячутся в засаде или же охотятся поблизости. Многие виды животных ждут наступления темноты и только тогда приходят на водопой к источникам воды, очевидно, чтобы избежать встречи с такими дневными охотниками, как ястребы и орлы.

Сохранение скудной влаги

Самая отличительная черта организмов пустыни - их адаптация к сохранению влаги. У растений выработались различные способы уменьшения потерь влаги при транспирации. Один из них - сокращение поверхности, с которой происходит транспирация. У одних растений совсем мало листьев; у них несколько устьиц находится на стебельках, являющихся основными производителями питательных веществ. К таким растениям относятся пустынный ракитник (Retama raetam), произрастающий в Северной Африке и на Среднем Востоке, паловерде (Cercidium), растущий в Северной и Южной Америке. У других растений пустыни вовсе не имеется листьев и фотосинтез происходит непосредственно в стеблях. Это, например, эфедра песчаная (Ephedra), растущая в пустыне Каракумы, и казуарина (Casuarina)t произрастающая в австралийской пустыне.

У некоторых растений листья вырастают после дождя, когда в почве содержится много влаги, и именно в это время происходит фотосинтез. Потом, когда почва высыхает, растения сбрасывают листья до следующего дождя. Такие растения называются засухо-листопадными. Типичный пример такого типа растений - фукерия окотилло (Fouquieria splendens), произрастающая в Северной Америке. У окотилло листья могут появиться несколько раз на протяжении года, но в особо засушливые годы они вообще не вырастают.

Отличительной особенностью пустынной растительности является то, что растения располагаются на большом расстоянии друг от друга. Полагают, что это результат борьбы корней растений за влагу. Чем суше почва, тем больше расстояние между растениями. Известно, что в листьях и корнях некоторых растений пустыни содержатся ядовитые вещества, которые, попадая в землю, препятствуют росту других молодых растений - это своего рода химическая война с конкурентами.

Некоторые растения пустыни обладают способностью сохранять воду после дождя. Кактусы и юкка в Северной и Южной Америке, алоэ в Южной Африке, молочай в Северной Африке и Азии называют суккулентами, поскольку у них толстые, губчатые листья и стебли, способствующие поглощению и хранению большого количества воды. Влагу, которую эти растения втягивают корнями после дождя, они затем постепенно расходуют в засушливые периоды. У суккулентов имеется простой метод уменьшения потерь влаги от транспирации. Фотосинтез и дыхание - в какой-то степени зеркальные процессы. Во время фотосинтеза растение из углекислого газа и воды, используя солнечную энергию, синтезирует углеводы, причем в качестве побочного продукта выделяется кислород. В процессе дыхания живые организмы расщепляют углеводы и другие продукты, при этом происходит поглощение кислорода и высвобождение изначально накопленной растениями энергии, необходимой для жизнедеятельности. В результате выделяются углекислый газ и вода. Таким образом, побочные продукты одной реакции - это строительные блоки другой.

Суккуленты выработали способность удерживать двуокись углерода, которую они выделяют при дыхании, а потом снова использовать ее во время фотосинтеза, фактически рециркулируя, таким образом, собственный углерод. Конечно, суккуленты не могли увеличиваться в размерах и развиваться, если бы при фотосинтезе использовали только тот углерод, который выделяется при дыхании. Необходимо дополнительно получать двуокись углерода из воздуха, чтобы в фотосинтезе участвовало больше углерода, чем выделяется при дыхании. Но благодаря тому что растение сохраняет и рециркулирует углерод, оно может держать устьица закрытыми вплоть до наступления ночи, когда влажность воздуха увеличивается, или до выпадения дождей, когда оно может возместить потери воды за счет транспирации.

Здесь следует отметить удивительную эволюционную параллель: у некоторых животных, обитателей пустыни, продукты метаболизма также рециркулируют для того, чтобы удержать влагу. При этом у них сохраняется метаболическая влага, почки перегоняют ее по второму кругу, а не выделяют из организма. Американская кенгуровая крыса {Dipodomys) выделяет мизерное количество мочи в день за счет рециркуляции метаболической влаги, в результате чего содержание воды в моче уменьшается.

Такие способы сохранения воды и эффективной работы почек наблюдаются у самых различных видов животных, обитателей пустыни. Мы находим их не только у кенгуровой крысы, но и у африканского и азиатского тушканчика (Jaculus), у австралийской прыгающей мыши (Notomys alexis), у газели Старого Света (Gazella), у вилорогой антилопы Нового Света (Antilocapra americana), у австралийских кенгуру. Такое развитие одинаковых черт у неродственных видов как реакция на сходные условия окружающей среды - яркий пример конвергентной эволюции.

Долгая сиеста

Гораздо большее число пустынных растений избегают гибели от засухи благодаря тому, что в засушливые периоды у них нет над поверхностью почвы стеблей, листьев и цветов. Однолетние растения, например морковь или ноготки в наших садах, живут и умирают в течение одного вегетационного сезона, оставляя семена - единственный живой организм, который передает эстафету жизни для следующего сезона вегетации. Однолетники типа пустынного горошка Стёрта (Clianthus jormosus), растущего в австралийских пустынях, кореопсиса, встречающегося в североамериканской пустыне Мохаве, Linaria michauxii, произрастающего в Иране, - самые распространенные растения пустыни. Почвы в пустынях насыщены их семенами, которые ждут, когда пройдут дожди, чтобы прорасти. Как только влаги становится достаточно, проросшие семена дают побеги, развиваются корни, стебли, листья, цветы, и буквально за несколько месяцев образуется новое поколение семян. Эти последовательные стадии должны сменяться очень интенсивно, чтобы в короткий промежуток времени, когда в почве достаточно влаги, растение могло успеть пройти весь цикл развития.

Для жизни однолетников представляет опасность то обстоятельство, что если они прорастут после небольшого дождя, то почва может потерять влагу до окончания жизненного цикла этих растений и они могут погибнуть еще до появления семян. Однако у пустынных однолетников имеются специальные защитные механизмы. Так, их семена прорастают только после достаточно обильных дождей, насыщающих почву влагой, - таким образом растения успевают завершить жизненный цикл. По мнению одного ботаника-пустыноведа, в покровных тканях семян пустынных однолетников содержатся химические вещества, которые не дают им прорасти, и семена прорастают только после того, как вода смоет эти вещества.

Многие насекомые, обитающие в пустыне, ведут себя подобным же образом и, по существу, являются «однолетними животными». Их яйца могут сохраняться в почве несколько лет в ожидании дождя, который позволит им проклюнуться и завершить жизненный цикл. Такие растения и животные называются эфемерами, и их непредсказуемое появление делает экосистемы пустыни чрезвычайно разнообразными.

Растения, стебли и корни которых сохраняются живыми в течение ряда лет, даже теряя листву, называются многолетними. Многие многолетние растения пустыни переносят засуху, прячась, подобно корневищам моркови или луковицам, под землей. Эти мясистые корневища и луковицы сохраняют влагу и питательные элементы, что обеспечивает метаболизм, пока они находятся под землей и на раннем периоде роста, причем растут они только в сезон дождей. Стоит над землей появиться стеблям и листьям, растение вырабатывает больше элементов питания, что позволяет ему активнее расти, цвести и вновь откладывать в корнях запасы для следующего засушливого сезона. С наступлением засухи надземная часть растения засыхает, и оно вновь начинает пребывать в состоянии покоя. Такие растения произрастают, например, в пустыне Негев на Ближнем Востоке. Там пустынный тюльпан (Tulipa amplyophylla) и негевский ирис (Iris atrofusca) весной украшают пустыню после зимних дождей, так же как наши сады расцвечивают менее выносливые к летней жаре садовые тюльпаны и ирисы.

Некоторые позвоночные, например птицы, млекопитающие и ящерицы, а также некоторые беспозвоночные, например пауки и скорпионы, - многолетние обитатели пустыни, причем некоторые из них проводят долгие жаркие сухие периоды под землей в пассивном состоянии. У млекопитающих и птиц это состояние называется анабиозом. Многие грызуны пустыни впадают в анабиоз в середине лета. Анабиоз - это состояние, аналогичное зимней спячке в условиях холодного климата.

Опасность перегрева

Поскольку растения не могут двигаться, они не в состоянии спрятаться от солнца во избежание перегрева. Поэтому некоторые растения выработали другие способы избегать перепадов температуры, которые для них не только вредны, но порой и губительны. Один из таких способов - отражение солнечной радиации, падающей на растения. На поверхности листьев многих растений пустыни, таких, как лебеда настоящая (Atriplex halimus) в пустыне Негев, имеются тонкие шелковистые белые волоски, что придает им серебристый оттенок и, таким образом, способствует отражению солнечных лучей.

Другие растения, такие, как австралийский эвкалипт (Eucalyptus), синтезируют белесую восковую пленку, покрывающую листья и служащую тем же целям. Эта пленка отражает более половины солнечной радиации, падающей на листья. Многие животные пустыни развиваются аналогичным образом, и механизмом отражения им служат бледные перья или светлая шерсть.

Другой способ, с помощью которого некоторые пустынные растения компенсируют невозможность уклониться от солнца, состоит в следующем: в самую жаркую часть дня они стараются подставлять солнцу как можно меньшую поверхность. Кактус и молочай тянутся прямо навстречу солнцу, поэтому только их верхушки оказываются под его прямыми лучами. Эвкалипты же поступают наоборот - они опускают свои листья к земле. В результате они получают довольно мало солнечного света. Животные также во время жары избегают солнечных лучей: они стараются спрятаться в тени растений, скал, холмов или под землей. Многие грызуны и ящерицы на день забираются в норы. Дневная относительная влажность летом в пустыне уменьшается до 10% -при таком ее уровне у большей части животных происходит обезвоживание организма. Однако в норах влажность сохраняется на уровне 30-40 %. Ночью влажность воздуха повышается до 25-30%, и животные могут отправляться на поиски пищи.

Избавление от жары

Несмотря на попытки растений и животных пустыни избегать перегрева при высокой температуре, некоторое нагревание в условиях высоких температур неизбежно. У растений более ограниченные возможности регулировать свою температуру, и потому им приходится выдерживать довольно сильные ее перепады. Если они способны противостоять экстремальным значениям, то выдерживают жару довольно легко. Среди животных наблюдается две разные физиологические группы. Птицы и млекопитающие относятся к одной группе - так называемой группе теплокровных, - но, согласно современной экологической терминологии, их чаще классифицируют как эндотермные, то есть организмы, согревающиеся изнутри. Эти животные, переваривая пищу, поддерживают температуру тела на постоянном высоком уровне. У птиц, как правило, температура тела 40-41 °С, а у млекопитающих - 37 °С. Когда птицы и млекопитающие находятся в условиях низкой температуры воздуха, в результате чего температура их тела понижается, они потребляют больше пищи, увеличивают скорость метаболических процессов и быстрее вырабатывают тепло. Однако при высокой температуре окружающей среды, такой, как в пустыне, они сталкиваются с противоположной проблемой. Хотя они могут несколько уменьшить скорость метаболизма, постоянно высокая температура их тела свидетельствует о необходимости высвобождения определенной части внутреннего тепла. Один из способов, к которому прибегают млекопитающие, чтобы понизить температуру своего тела, заключается в том, что днем они находятся под землей в норах, где намного прохладнее, и появляются на поверхности лишь ночью. В дневную жару птицы прячутся в тени и делаются неактивными.

Другой способ понизить внутреннюю температуру - увеличить площадь поверхности тела, с которой животное может излучать тепло в окружающую среду. В процессе эволюции у некоторых животных развиваются длинные тонкие туловища и шеи, а также длинные тонкие конечности, и в результате при малой общей массе у этих животных довольно большая поверхность тела. Представительница такого типа животных - газель доркас (Gazella dorcas), обитающая в Африке и Азии; это маленькая, изящная, очень пропорциональная антилопа.

Другие млекопитающие способны добывать достаточное количество влаги из пищи и сохранять ее в течение некоторого времени. При этом при испарении влаги происходит охлаждение их организма. Зебры и газели потеют, лисицы, волки и многие птицы пустыни выделяют влагу через легкие при учащенном дыхании. Некоторые австралийские кенгуру и валлаби, для того чтобы охладиться, часто облизывают шкуру. Животные, относящиеся ко второй группе, включая рептилий и беспозвоночных, отдают меньше тепла, получаемого при переваривании пищи, и в небольшом диапазоне могут сами регулировать температуру тела. Таким образом, температура их тела связана с внешними условиями. У этих эктотермных (зависящих от температуры окружающей среды) животных температура тела может повышаться до температуры воздуха и даже выше при поглощении солнечного излучения, нагревании на горячей земле или при вдыхании жаркого воздуха. Некоторые виды согреваются при быстром движении.

Когда температура воздуха резко понижается - особенно в холодные ночи, - температура тела у животных этой группы также понижается. Движения их замедляются, а порой, когда становится очень холодно, они вовсе перестают двигаться. Но эктотермные животные могут также регулировать температуру тела, избегая перегрева, когда они находятся на солнце в теплое время года. Подобно эндотермным животным, они ищут тень, зарываются под землю; у многих из них жизненная активность летом проявляется только ночью. Более того, они могут выдержать более широкий диапазон температур по сравнению с эндотермными.

Утоление голода в непредсказуемых условиях

В пустынях только раз в пять лет осадков выпадает выше нормы, раз в два года отмечается мало дождей или полное их отсутствие, раз в два года - среднее их количество. В очень сухих пустынях по нескольку лет не бывает дождей. Более того, структура осадков нестабильна и непредсказуема.

В таких условиях решением проблемы является запасание пищи - обычное поведение для грызунов пустыни, - поскольку пищи, как правило, очень мало. В дождливые годы североамериканские кенгуровые крысы и сумчатые мыши (Perognathus), а также африканские и азиатские тушканчики и песчанки (Gerbillus) собирают семена и хранят их в норах; так же поступают и муравьи, питающиеся семенами. В пустыне интенсивность и повторяемость выпадения осадков носят нестабильный характер; кроме того, следует учитывать огромные территории, которые занимают пустыни, однако в течение года в одном или другом районе пустыни осадки все-таки выпадают. Если животное не может запастись пищей, оно должно быть достаточно мобильным, чтобы отправиться туда, где есть пища. Такова стратегия кочевников, а большинство крупных травоядных животных и многие виды птиц, обитающие в пустынях, - кочевники.

Спасение от врагов

Некоторые растения пустыни обладают способностью к регенерации, после того как их объест животное. Некоторые же, такие, как кактусы и акации, защищаются кольчугой шипов, чтобы отпугнуть тех, кто ими питается. У ряда растений в стеблях и листьях содержится смола и терпены с едким запахом или вкусом.

Большинство животных не обладает способностью растений регенерировать, поэтому они должны спасаться бегством и укрываться от врага. На открытых пространствах пустынь у них вырабатываются особые способы передвижения, позволяющие им спастись от врагов. Многие виды птиц, обитающих в пустыне, предпочитают убегать от преследователей по земле, а не лететь. В процессе эволюции у многих ящериц и млекопитающих выработалась способность подниматься вертикально и убегать на двух задних конечностях. Самая «современная» форма передвижения - скачки кенгуру; такая «походка» характерна для многих видов грызунов, живущих в пустынях всего мира; отсюда-то и пошло название кенгуровых крыс Нового Света.

Если животное не способно убежать от врагов, оно может спрятаться и тем самым спастись от преследования. У многих животных пустыни бледная окраска кожи, меха, перьев делает их незаметными на залитой солнцем местности. (Бледный цвет также помогает отражать солнечные лучи, о чем мы уже упоминали.) Но такую защитную окраску животное должно сочетать со способностью сливаться с местностью, оставаться на месте, «замереть», если оно не хочет, чтобы его обнаружили такие зоркие хищники, как лиса или ястреб. Помогает здесь и умение прятаться в нору или зарываться в песок. Таким образом, на открытых пространствах пустыни жизнь под землей помогает животному и сохранить влагу, и избежать перегрева, и скрыться от врагов.

Дивергентная и конвергентная эволюция

Знание способов адаптации организмов к окружающей среде необходимо для понимания их экологии. Но экологи хотят также установить историю развития таких взаимосвязей, чтобы лучше осмыслить конечный результат. Так, например, в популяции короткоухих мышей пустыни смогли выжить особи с более длинными ушами, поскольку они эффективнее избегали перегрева. И уже через несколько поколений в популяции будут доминировать особи с длинными ушами. Подобные изменения происходят не только с какой-нибудь одной характеристикой животных. Одновременно могут изменяться окраска и форма тела, форма конечностей, поведенческие и другие характеристики, что в результате приводит к появлению нового вида.

Представим себе, как под воздействием различных внешних условий могут изменяться короткоухие мыши: одни могут достичь больших размеров и стать похожими на крыс, у других могут вырасти длинные хвосты и появиться способность лазать по деревьям, третьи же могут научиться выкапывать себе глубокие норы и начать вести подземный образ жизни. Все они будут по-прежнему грызунами, но уже разных видов.

Эти расходящиеся линии эволюции называются дивергенцией. До последнего времени при изучении проблем эволюции ученые основное внимание уделяли именно дивергенции. И все же полезно задуматься: могут ли короткоухие грызуны типа крыс под давлением отбора в пустынной среде через продолжительный период времени стать обладателями длинных ушей, как их дальние родственники - длинноухие мыши? Могут ли живущие на деревьях и обитающие под землей виды - совсем далекие «родственники» - начать изменяться аналогичным образом, если они тоже попадут в пустыню? В подобной ситуации все эти виды будут конвергировать в ходе своей эволюции, и у них появятся длинные уши. Может ли селективное давление условий пустыни быть во всем мире аналогичным, а процесс естественного отбора столь эффективно видоизменять различные виды, что в результате не имеющие между собой родственной связи организмы будут конвергировать, пока не станут одинаковыми по внешнему облику?

Ответы на все эти вопросы будут утвердительными. Мы наблюдаем бесконечное число примеров конвергенции строения тела, манеры поведения, движения, размеров листа, суккулентности, функционирования почек и т. д. Сегодня студент, занимающийся проблемами эволюции, изучает примеры как дивергенции, так и конвергенции, поскольку каждый процесс только подтверждает другой, свидетельствуя об эффективности естественного отбора. Конвергенция проявляется как в строении тела, так и в экологическом функционировании организма. В пустыне имеются ареалы, где живет множество питающихся семенами грызунов, муравьев и птиц, что обусловлено наличием семян. Характерной особенностью многих пустынь является и присутствие здесь большого количества пчел, опыляющих цветы, и жуков-чернотелок, которые кормятся отмершими растениями. Организмы из различных экосистем, сформировавшиеся под воздействием сходных условий окружающей среды и - что еще более важно - имеющие сходный внешний вид, называются экологическими эквивалентами. Тушканчики и кенгуровые крысы, гадюки-бокоходы и гремучие змеи-бокоходы имеют сходные черты в условиях пустынь. Это не значит, что между ними нет никаких различий. Кенгуру - не газель, а сочный суккулентный молочай - не кактус. Однако такое сочетание различий и общности, эти повторяющиеся вариации общих явлений и привлекают экологов, занимающихся изучением экосистем пустынь.

952

Стремясь выжить, приспосабливаются к условиям окружающей среды. Адаптация, или приспособляемость, - результат долговременного взаимодействия всего живого с внешней средой. Она помогла жизни распространиться по всему миру. Приспосабливаясь, живой организм изменяет свои повадки и даже строение.

В пустынях можно найти яркие примеры адаптации организмов к очень суровым условиям жизни. В пустынях растения и животные, каждое по-своему, приспосабливались к жаркому и сухому , научились долго хранить в своем организме запасы воды и пищи и интенсивнее охлаждать тело. Австралийская пустыня - самая крупная в мире песчаная пустыня после Сахары. Там много разнообразнейших пустынных ландшафтов, зависящих от особенностей климата и местных пород. Коренные жители Австралии, аборигены, за тысячелетия приспособились к условиям обитания в степи и пустыне. Вплоть до недавнего времени группы аборигенов вели традиционный кочевой образ жизни, добывая пищу охотой и собирательством. У дерева малга вместо листьев — увеличенные черенки, благодаря которым его крона испаряет меньше влаги. Сумчатые мыши прячутся от дневного зноя в глубоких норках, а ночью выходят поискать пищу. На случай голода в их хвостах есть за пас жира. Существует немало других примеров приспособлений к жизни в жарких пустынях. Так, у кактусов вместо листьев развились колючки, позволяющие уменьшить потерю влаги. А у североамериканского зайца появились очень длинные уши. Длинные уши североамериканского зайца, покрытые кровеносными сосудами, как бы «выпускают» лишнее и охлаждают тело.

Наступление пустынь

Нередко возникают в результате деятельности человека - например, при вырубке лесов или интенсивном скотоводстве; тогда засушливые могут стать настоящими пустынями. В наши дни угроза превратиться в пустыни нависла над многими территориями. Затраты на защитные меры и восстановление засушливых земель, по сравнению с доходами от сельского хозяйства на этих землях, очень невелики. Но тем не менее почвозащитные меры почти не применяются, и многие сельскохозяйственные страны жестоко страдают от наступления пустынь.

Как устроить кактусовый сад

Наполните плоский глиняный горшок песчаной землей и украсьте камешками. Это все, что вам потребуется для кактусового сада. Кактусы вы можете купить или вырастить из черенков. Для этого срежьте один из отростков у большого кактуса. Дайте ему несколько дней подсохнуть, а затем высаживайте его в землю. Пустив корни, кактусы почти не требуют поливки или ухода. Им нужно лишь как можно больше солнца.

Ледяные пустыни

Условия окружающей среды в ледяных заснеженных пустынях полярных областей столь же суровы, как и в жарких песчаных пустынях. Зимой льды и снега полностью покрывают громадный материк и поверхность его прибрежных морей, а также Арктику. Но и там можно встретить животных, приспособившихся к жизни в этих суровых условиях. Полярные медведи зимой укрываются в берлогах под толстым слоем снега и впадают в спячку. Густая шерсть на лапах не дает им проваливаться в снег. Выжить в условиях сильного холода могут только теплокровные животные, тела которых постоянна. Толстые слои жира и шерсть позволяют им сохранять тепло. Жители Севера эскимосы в зимнюю стужу смазывают лицо жиром и носят теплую меховую одежду.

Полярное лето

Коротким полярным летом снега и льды тают, обнажая тундру. Разнообразные растения и мелкие животные, населяющие ее, мгновенно просыпаются. Растения переносят долгую зиму либо в семенах, либо вообще не замерзая (многие из них содержат свой «антифриз»). Они быстро развиваются и успевают дать семена за короткое северное лето. В жарких сухих пустынях также бывают короткие периоды буйного расцвета растительности. Это происходит после дождя, когда возвращает к жизни давно ожидающие ее семена. Растения в пустынях - в основном эфемеры, успевающие прорасти и дать семена за очень короткий срок.

Защитная окраска и мимикрия

Защитная окраска - умение животных или растений маскироваться в окружающей среде, чтобы стать почти незаметными. Это спасает их от хищников. Но иногда и хищники пользуются мимикрией, чтобы незаметно подкрасться к своим жертвам. Мимикрия - полезный для животных способ маскировки, когда они становятся очень похожими на каких-либо других существ или на предметы окружающей природы. Цвет шерсти арктической лисицы меняется в зависимости от времени года; зимой он белоснежный, летом красно-бурый. Это - один из примеров мимикрии. Камбала, изменяя свою окраску, становится почти незаметной для хищников. Цветки орхидеи-пчелы очень похожи на пчел, это привлекает к цветкам настоящих пчел, которые ищут подругу. Они приносят на лапках пыльцу и опыляют цветки.

Исследование семян

К условиям среды обитания приспосабливаются не только сами растения, но и их семена, что дает им гораздо больше шансов выжить. Чаще всего семена приспосабливаются к полету по ветру, Наберите как можно больше семян разных видов и рассмотрите, как разнообразны их формы и размеры. Затем подбросьте их в на улице и проследите, сколько времени и как пролетит каждое семечко, прежде чем упасть.

Складывается такое впечатление, что с каждым годом лето становится все жарче и жарче. Но все не так страшно, мы можем спрятаться от жары в своей квартире, включить кондиционер, выпить прохладный напиток или съесть мороженное. Вот проблема и решена. Трудно представить, как обходятся без всех этих благ цивилизации обитатели пустыни, и речь ведь идет не только о животных, но и о людях. Сейчас я расскажу о коренных жителях пустыни.

Кто живет в пустыне

Пустыни разбросаны практически по всем континентам нашей планеты . Каждая из них будет иметь множество отличий по размеру, рельефу местности, количеству дождей и температуре воздуха. Главный фактор, который характерен для любой пустыни – это ограниченное количество воды и очень сложные условия выживания.

В пустыне обитает довольно много видов животных , и все они уже давно приспособились к этой суровой среде. В разгар дня, когда палящие лучи солнца обжигают каждый сантиметр земли, увидеть посреди пустыни мало кого получится. С наступлением вечера, животный мир просыпается . Все они покидают свои укрытия, чтобы отправиться на поиски еды. А с восходом солнца все вновь ищут место, чтобы спрятаться от знойного солнца. Животный мир пустыни очень разнообразен :

• верблюд;
• лисица Фенек;
• капская земляная белка и другие.

Верблюд очень хорошо приспособлен к тяжелым условиям пустыни. Он может прожить несколько месяцев без вод ы . В его горбах находится жир, который и обогащает организм энергией и влагой.

Лисица Фенек обитает в северной части Африки. В глаза сразу бросаются ее большие уши , именно они помогают избавиться от избыточного тепла тела .

Капская земляная белка родом из самых засушливых районов Южной Африки. Их пушистый хвост помогает им спрятаться от жарких солнечных лучей.

Бедуины – люди пустыни

В пустыне можно встретить не только разных животных, но и людей , которые тысячелетиями обитают в этой засушливой местности. Никто не знает, сколько точно существует жителей пустыни, так как никто из них не имеет ни паспортов, ни каких-либо других документов.

Примерно этот кочевой народ насчитывает около 150 тысяч человек . Они очень выносливы и хорошо приспособились ко всем тяготам пустынной жизни. Живут бедуины в шатрах , которые объединяются в деревни. Во главе каждой деревни находится шейх. А примерно полсотни деревень полностью подчиняются кади . Сложно представить, что в 21 веке в этих поселениях до сих пор есть кровная месть, а серьезные конфликты между племенами встречаются довольно часто.

Жизнь в пустыне не из лёгких. Кроме засушливого климата и дефицита воды её обитателям приходится приспосабливаться к очень большим суточным перепадам температуры: днём она поднимается выше 40 °C, а ночью опускается ниже нуля. Но, несмотря на все эти трудности, тысячи животных обитают в пустынях, обладающих разными климатическими особенностями.

Например, Сахара, самая известная из всех пустынь, состоит из множества дюн и затерянных между ними оазисов. Пустыни юго-запада США имеют глинистый грунт, среди растительности там преобладают кактусы. У обитателей пустынь: лис, летучих мышей, змей, и грызунов сформировались любопытные физиологические и поведенческие механизмы, способствующие выживанию в столь суровых условиях. Например, они покидают свои норы только ночью, когда температура падает.

Когда становится слишком жарко, и растительность становится слишком сухой, некоторые животные, например, такие как суслики, обитающие в пустынях Мексики и США, впадают в спячку аналогичную той, в которую впадают животные, населяющие холодные регионы планеты. Грифы-индейки, например, мочатся на собственные лапы, чтобы остудиться. Когда жидкость испаряется, она уносит с собой некоторое количество тепла.

По этой же причине многие пустынные млекопитающие лижут свои лапы. Также обитатели пустыни выработали механизмы, способствующие выживанию в условиях дефицита воды. Многие из них, особенно кактусы, в состоянии усвоить весь необходимый объём жидкости из пищи.

При жизни в таких условиях важна каждая капля. Например, пустынные кенгуровые крысы живут в норах под землей не имеющих выходов наружу. Там создаётся микроклимат, благоприятный для жизни. Влага, выдыхаемая вместе с воздухом, не покидает нору, и животные могут использовать её, благодаря особой форме носовых пазух.

Охлаждение через уши

Чернохвостый заяц, также называемый калифорнийским зайцем, использует непропорционально большие и содержащие много кровеносных сосудов уши для тепловыделения во время отдыха в тени. Размер ушей даже у представителей одного вида, обитающих в регионах с разной температурой, будет разным.

Рециркуляция мочи в организме

С одной стороны, пустынные кенгуровые крысы, такие же мелкие грызуны, как мыши, обитают в подземных норах, что уже является своеобразной защитой от сурового климата пустыни. А с другой стороны, у них есть ещё одно средство выживания - их почки очень эффективны, они содержат микроскопические трубки, которые извлекают большую часть воды, присутствующей в моче, в результате чего вода возвращается в организм.

Умение экономить воду

Калифорнийская земляная кукушка является одним из самых известных животных американских пустынь. Эта птица может адсорбировать воду, содержащуюся в стуле перед дефекацией. Кроме того, избыток соли в её организме устраняется с помощью носовых желез, а не через выделение мочи, как это делает большинство других животных. Это способствует сохранению драгоценной жидкости в организме.

Чудо-рыба

Трудно поверить, но есть рыба, способная жить в пустыне. Одним из таких редких случаев является пустынный карпозубик - красочная золотая рыбка длиной 6 см, живущая в источниках и прудах с горячей водой. Когда приближается зима и вода становится холоднее, эта рыба погружается в спячку, зарываясь в грунт на дне пруда, и остается там до ранней весны

Быстро бегущая ящерица

Пустынные ящерицы остаются активными даже в самое жаркое время дня. Чтобы уменьшить контакт с горячей почвой, температура которой может превышать 60 °C, они движутся с высокой скоростью. Так, ошейниковая пустынная игуана обладает редким умением для этого вида рептилий, она встает на две задние лапы и бегает только на них.

Дважды защищённое животное

Пустынный западный гофер способен выдерживать более высокую температуру, благодаря своей способности рыть ямы и прятаться в них. Представители этого вида проводят до 95 % своей жизни в этих норах. Кроме того, эти животные плохо переносят холод и переходят в своего рода спячку в зимнее время года. При этом все физиологические механизмы работают медленнее, экономя энергию.

Отсутствие облаков над пустынями оборачивается двумя последствиями. Их земля не только не получает дождя, но днем лишена всякой защиты от солнечных лучей, а по ночам — покрова, препятствующего потере тепла. Пусть днем пустыня раскалена — ночью температура может упасть ниже нуля. Такие огромные колебания в условиях жизни на протяжении одних суток подвергают животных, избравших пустыню своим домом, тяжким испытаниям.

Многие находят простейший выход из положения и прячутся как от наиболее высоких, так и наиболее низких температур. Мелкие млекопитающие днем укрываются в темноте норок и под камнями. В этих приютах много прохладнее, чем под палящим солнцем, влажность же, отчасти благодаря дыханию обитателей, в несколько раз выше, чем снаружи, а потому животные теряют заметно меньше влаги. В своих убежищах они проводят значительную часть дня и покидают их, когда солнце скрывается за горизонтом.

В Сахаре, едва темнеет, на поверхность робко выбираются похожие на мышей песчанки и тушканчики. Это вегетарианцы. Пучки травы там малочисленны и редко разбросаны, но они все-таки имеются, пусть чахлые. А ветер заносит туда семена, листья и веточки из более зеленых областей, так что этим малюткам есть чем закусить. По остывающим камням снуют гекконы в поисках жуков и других насекомых. Фенеки, миниатюрные лисички, навострив огромные треугольные уши, бесшумно бегают среди камней. Опущенными к земле носами они ловят запахи, которые могут рассказать когда, кто и куда прошел тут. След приводит к песчанке. Прыжок — и фенек впервые поел за день, а песчанке уже больше никогда не придется есть. Словно ниоткуда появляются каракалы, представители семейства кошачьих, и полосатые гиены, а в пустынях Ближнего Востока водятся еще и волки, которые заметно меньше своих северных родичей и одеты более светлой и не очень густой шерстью. В пустынях Нового Света тоже есть свои вегетарианцы и свои плотоядные: семена вприпрыжку ищут кенгуровые крысы, а охотятся на них карликовые лисицы и койоты.

После того как первый голод утолен, деятельность заметно замирает. Температура продолжает понижаться. Гекконы, теряя тепло тела, забираются в расщелины. Млекопитающие, которые вырабатывают собственное тепло, могут продолжать поиски семян и охоту, даже когда ночь становится совсем холодной, но и они возвращаются в свои логова и норки задолго до рассвета.

Когда солнце выплывает из-за восточного горизонта, появляются другие компании животных. В пустынях американского Запада в этот час выходят на охоту ядозубы гила. Если не считать их близких родственников, мексиканских эскарпионов, это единственные ядовитые ящерицы в мире. Длиной они около трети метра с толстым относительно коротким хвостом и одеты блестящими бугорчатыми чешуями, напоминающими бусины, — кораллово-розовыми и черными. На заре движения ядозубов медлительны, но по мере того как солнце согревает их тело, они становятся все более и более подвижными — хватают насекомых, птичьи яйца и птенцов. Ядозуб может забраться в гнездо пустынных мышей и сожрать не только детенышей, но и взрослых. В Австралии маленькая ящерица молох вылезает подзакусить муравьями: она устраивается возле какой-нибудь муравьиной дорожки и раз за разом собирает их молниеносным движением языка, а муравьи все идут и идут мимо, ничего не замечая. В пустынях повсюду выбираются из ям и нор черепахи, спокойно ночевавшие там под защитой своих панцирей.

Но и этот взрыв деятельности длится недолго. Солнце поднимается все выше, и пустыня вновь превращается в пылающее пекло. Пресмыкающимся перегрев опасен не менее чем млекопитающим, и часа через четыре или пять после рассвета жара становится невыносимой и для них. Над камнями колеблется горячее марево. Они обжигают руку человека, неосторожно до них дотронувшегося. Воздух настолько сух и жарок, что человек даже не замечает, что вспотел — так быстро испаряется пот. Если он останется под открытым небом весь день без воды, его ждет смерть. Даже легкое мышечное движение вырабатывает тепло. И теперь уже никто не шевелится, если только он не будет к этому вынужден. А солнце льет и льет беспощадный зной с раскаленного неба.

Жара опасна для растений точно так же, как для животных. И они погибают от жажды, если испарение отнимет у них слишком много воды. В американских пустынях дефонтэния колючая растет в местах, где нет ни малейшей тени. Она приспособилась уменьшать количество попадающего на нее солнечного света благодаря тому, что ее узкие листья повернуты под углом 70° к вертикали, и большую часть дня солнечные лучи падают только на их края. Лишь по утрам, когда воздух еще прохладен, а солнце стоит низко над горизонтом, его лучи попадают на пластину листьев, снабжая их необходимой энергией для фотосинтеза. Кроме того, листья дефонтэнии выделяют соль, которую корни всасывают из почвы. Сок доставляет соль в листья, и она покрывает их поверхность мелким кристаллическим порошком, который отражает часть тепловых лучей, как белая одежда.

Кое-какие животные все-таки остаются на поверхности и под полуденным солнцем. В Калахари земляные белки превращают свой пушистый хвост в солнечный зонтик: изгибают его над головой, распушив волосы, и поворачивают так, чтобы тело все время оставалось в тени. Другие животные охлаждают тело при помощи радиаторов. Пустынные зайцы в Америке, один из ежей в пустыне Гоби и бандикут в Австралии — все они используют то же приспособление, что и фенек в Сахаре: большие уши. Бесспорно, большие уши помогают улавливать в пустыне каждый звук, однако у них у всех уши слишком велики для одних только акустических надобностей. Совсем близко к поверхности кожи и спереди и сзади их пронизывает сеть мельчайших кровеносных сосудов, и обдувающий эти уши ветер охлаждает омывающую их кровь.

перевод для mixstuff - VAndrey

http://www.zooeco.com/strany/str-01-7-0.html

http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_animals/502/%D0...%D1%81%D1%82%D1%8B%D0%BD%D1%8F

Взято