Предзимье, изменения в природе.
Как только суточная температура воздуха снизится за 0ᵒ , глубокую осень сменяет предзимье. В предзимье держится неустойчивая погода: резкие похолодания сменяются оттепелью. Солнце все ниже поднимается над горизонтом, и ночи все растут и растут. Низкие свинцовые облака почти не пропускают лучи, дневной свет в основном рассеянный, и продолжительность солнечного сияния в среднем менее часа в день. В предзимье живая природа полностью подготовилась встретить стужу.
Скоро выпадет снег, задуют метели. Как же животным и растениям пережить холод и отсутствие света?
Зверей от холода спасают теплые мохнатые шубы. В густом подшерстке создается прослойка теплого воздуха, которая надежно защищает от мороза. Овцебыку, белому медведю, песцу в другом климате будет жарко в этой шубе. А если шубейка не очень теплая и еду под снегом искать трудно, звери впадают в спячку. Когда животное засыпает, сердце у него бьется все медленнее. И все остальные органы работают медленнее, поэтому ему не нужно столько еды, как при бодрствовании. Обитатели суши, когда понижается температура, приподнимают шерсть или перья, увеличивая толщину защитного слоя. В воде это действие не помогает, так как при намокании шерсть и перья слипаются. Защита от намокания может заключаться в том, что покров смазывается жиром. Жир не растворяется в воде. У птиц, в отличие от зверей, есть только одна жировая железа – копчиковая. Водоплавающие птицы выдавливают из неё надклювьем капельку жира, а потом тщательно покрывают оперенье водоотталкивающим слоем. Наружный слой оперенья плотно уложен, а под ним лежит рыхлый слой пуха (наиболее знаменит пух морской утки – гаги, которая выстилает гнездо своим пухом на зиму и не улетает на юг).
Все живое готовится к встрече холодов. Медведи и барсуки, летучие мыши и комары запасают побольше жира. В теле черных муравьев, древесных гусениц и насекомых появляется особое морозостойкое вещество. Остальные животные, не впадающие в спячку должны активно двигаться, то есть выделять тепло. А вырабатывать это тепло помогает пища. Для постоянного поддержания тепла её нужно много, поэтому птицы и звери должны есть чаще, чем ящерицы или рыбы, а переварить пищу гораздо быстрее. Для сохранения выделяющегося тепла теплокровные животные накапливают толстый слой подкожного жира и одеваются в мех или плотный слой пуха и перьев.
Деревьям тоже приходится выдерживать жесткие морозы. Поэтому и они заранее готовятся к зиме, все лето копят в стволах и ветках крахмал. Это запасы питания на зиму. С холодами сок деревьев густеет, его движение почти останавливается. Там, где зимы теплее, крахмал так всю зиму и остается крахмалом. Где морозы пожестче, крахмал заменяется сахаром. Чем больше крахмала перешло в сахар, тем глубже спячка и покой у деревьев. И дышат они в 200-400 раз слабее, чем летом. В лесу, в тайге, под снежным покрывалом растениям хорошо даже в лютые холода.
Как же им может быть тепло, если их накрыло снегом, ведь он же холодный? Холодный, но он помогает сохранить тепло, не дают ему уходить от тела или земли. Поэтому почва, покрытая снегом, гораздо теплее чем та, на которой снега нет. А значит, семенам и зверушкам в ней гораздо уютнее. Белые медведи строят в снегу берлоги. Северные олени, куропатки, глухари ночуют в снегу. Укрывшись под снежным одеялом, набирает силу для летней жизни растительный покров. И только кусты и деревья испытывают на себе тяжесть снега и колючие ветра. Трудно жить в холоде. Растения в тундре тоже приспособились к зиме с сильными ветрами, стали карликовыми (например, карликовая березка и карликовая ива). Высота их соответствует глубине снежного покрова, так как все части, выступающие над снегом, гибнут от замерзания.
Источником снежного покрова служат снегопады. Замерзшая в атмосфере влага выпадает в виде снега. Снег состоит из снежинок самых невероятных форм. В природе нет двух одинаковых снежинок. Почему так происходит? Снежинки формируются из испарений воды. Крошечные капельки при низкой температуре и влажности конденсируются высоко в облаках. Они сталкиваются с пылинками, витающими в воздухе, и присоединяются к ним. Таким образом, то, из чего состоят снежинки, – это пылинки (ядра кристаллов) и мелкие ледяные частички, постепенно нарастающие вокруг каждой из них. По мере того как будущая снежинка опускается к земле, к ней присоединяются всё новые кристаллики льда, при этом сохраняется её отчётливо шестигранная форма. Вот почему все снежинки разные.
Выпавший снег неоднороден по своему составу. Более теплые слои располагаются в нижних горизонтах толщи. Со временем снежная толща уплотняется. Снежный покров обладает прекрасными теплоизолирующими свойствами. Поэтому в почве, покрытой снегом, сохраняется довольно высокая температура, что помогает перезимовать растениям. Снег – это наше богатство.
А как продолжается зимой жизнь на водоемах? Ведь осенью поступающий холодный воздух охлаждает и воду. На разных глубинах и у дна начинает формироваться лед. На поверхности воды образуется густой слой мелких ледяных кристаллов, которые при смерзании приобретают вид застывшего сала. Всплывающие на поверхность воды пористые белые комки внутриводного и донного льда вместе с ледяным салом образуют скопления диаметром несколько сантиметров, которые называются шугой. К ним добавляется снежура – снег, плавающий в воде в виде комков, внешне похожий на вату. Обычно замерзание рек происходит за счет смыкания заберегов, либо за счет накопления льда и шуги у поверхности воды.
Снег и лед – это замерзшая вода. Но почему тогда лед прозрачный, а снег белый? Если рассмотреть снежинку, то будет видно, что она не белая, а прозрачная, ледяная. Но вот нападало много снежинок. Они прикрепляются друг к другу. Но в снегу все равно есть воздух, воздушные пузырьки. Солнечный лучик отражается от них и возвращается к нам таким же белым, как и раньше. Внутри льда воздушных полостей нет. И лучик не отражается, а проходит через льдинку насквозь без всяких препятствий. Но лед не всегда прозрачный. Молодой лед обычно белого цвета. Из-за того, что в нем много воздуха. Этот лед рыхлый, ненадежный. Но вот на него падает снег или намерзает новый слой льда, придавливает пузырьки. И с каждым днем этот лед становится все прочнее.
Ледостав резко изменяет условия жизни обитателей рек и озер, так как прекращается поступление в воду кислорода, а после формирования на льду снежного покрова – и солнечной радиации. Под водой становится темно. У обитателей водоема впереди несколько зимних месяцев, во время которых им придется переживать условия холода, полумрака и сильного дефицита кислорода. В этот период почти все рыбы перестают потреблять пищу, их активность снижается, практически до нуля. Процесс их роста и обмена веществ приостанавливается, частота сокращений сердца снижается. Реакция на внешние раздражители тоже падает почти до нулевой отметки. Жизнь в их организме теплится только за счет накопленного летом жирка.
А человеку пришлось придумать другие способы защиты от холода. Нужна теплая одежда, ее шьют из шкур. Люди в Арктике строят себе теплые дома… из снега, называется «иглу» (эскимосское слово). Если в снежном доме развести огонь, будет так же тепло, как в обычной квартире. Или строят жилища из шкур, называется чум. Общее в устройстве жилищ разных народов Севера – принцип устройства, основанный на наблюдательности аборигенов, которые учились у природы, подмечая «детали», помогающие животным сохранять тепло, в данном случае это - принцип сохранения тепла за счёт образования воздушной прослойки между шкурами, которыми покрывался чум (один слой – мехом наружу, другой – мехом внутрь). Следующая важнейшая деталь - поддержание одинаковой температуры внутри жилища, не только с помощью огня, но и за счёт соблюдения чистоты – выветривания и просушивания шкур,
Экстремальные условия Севера – холод, малая продолжительность светового дня и ураганные ветры повышают энергетическую потребность живого организма, так как обмен веществ замедлен. Вспомним, что для растений природа «нашла» выход из данной ситуации, «культивировав» в них особые механизмы выживания, а к особенностям формирования и развития человека на Севере природа «добавила» возможность использования того, что было накоплено в растениях и животных, для сохранения его жизненного баланса. Потребность организма в питании (калорийности) в условиях холодного климата повышается в среднем на 20%. Северяне потребляют 30-32% жиров, это значительно больше, чем в центре России.
Вот какие механизмы приспособления к окружающей среде сама природа заложила в живые организмы, населяющие Крайний Север.
Викторина
Как звери приспособились переносить холода? Как зимуют звери, у которых нет теплой шубы? Как водоплавающие птицы приспособились сохранять тепло? Какое вещество запасают на зиму деревья? Почему деревья в тундре приобрели карликовую форму? Как снег может помочь сохранить тепло, если он холодный? Почему в природе не бывает двух одинаковых снежинок? За счет чего происходит формирование льда? Как меняется жизнь обитателей водоемов после формирования льда? За счет чего удается рыбам пережить холодный период, если зимой они практически перестают потреблять пищу? Какой лед прочнее белый или прозрачный? С помощью чего люди могут переносить сильные морозы, ведь у них нет теплого волосяного покрова? Почему на Севере человек потребляет больше пищи?Список использованной литературы:
Г. Граубин. Почему осенью – листопад? М., 1983. О. Колпакова. Занимательное природоведение. М.: Белый город. . Мир снега и льда. М.: Наука, 1994. http://yamal-obr. ru/articles/priroda-kraynego-severa/ http://fb. ru/article/168221/chto-takoe-snejinki-kak-oni-obrazuyutsya-i-iz-chego-sostoyat#image629854