2.4 Растительность

Видовой состав растительности пустынь весьма своеобразен. Нередко наблюдается частая смена растительных группировок, их комплексность, что обусловлено строением поверхности пустынь, разнообразием почвенных грунтов, часто меняющимися условиями увлажнения. Наряду с этим в характере распределения и экологии пустынной растительности разных континентов много общих черт, возникающих у растений в сходных условиях обитания: сильная разреженность, бедный видовой состав, прослеживающееся иногда на больших пространствах.

Для внутриматериковых пустынь умеренных поясов типичны виды растений склерофильного типа, в том числе безлистные кустарники и полукустарники (саксаул, джузгун, эфедра, солянка, полынь и др.). Важное место в фитоценозах южной подзоны пустынь этого типа занимают травянистые растения ? эфемеры и эфемероиды.

В субтропических и тропических внутриматериковых пустынях Африки и Аравии также преобладают ксерофильные кустарники и многолетние травы, но здесь появляются и суккуленты. Совсем лишены растительности массивы барханных песков и площади, покрытые солевой коркой.

Богаче растительный покров субтропических пустынь Северной Америки и Австралии (по обилию растительной массы они стоят ближе к пустыням Средней Азии) ? участков, лишённых растительности, здесь почти нет. По глинистым понижениям между грядами песков преобладают низкорослая акация и эвкалипты; для галечно-щебнистой пустыни характерны полукустарниковые солянки ? лебеда, прутняк и др. В субтропических и тропических приокеанических пустынях (Западная Сахара, Намиб, Атакама, Калифорния, Мексика) господствуют растения суккулентного типа (рисунок 5).

На солончаках пустынь умеренного, субтропического и тропического поясов много общих видов. Это ? галофильные и суккулентные полукустарники и кустарники (тамарикс, селитрянка и др.) и однолетние солянки (солянка, сведа и др.).

Рисунок 5 - Акация [15]

Значительно отличаются от основной растительности пустынь фитоценозы оазисов, тугаев, крупных речных долин и дельт. Для долин пустынно-умеренного пояса Азии характерны заросли листопадных деревьев ? туранговый тополь, джида, ива, карагач; для долин рек субтропических и тропических поясов ? вечнозелёные растения (пальма, олеандр).

2.5 Животный мир

Условия существования в пустынях очень суровы: отсутствие воды, сухость воздуха, сильная инсоляция, зимние морозы при очень малом снежном покрове или его отсутствии. Поэтому здесь обитают главным образом специализированные формы (с приспособлениями как морфофизиологическими, так и в образе жизни и поведении).

Для пустынь характерны быстро передвигающиеся животные, что связано с поисками воды (водопои удалены) и корма (травяной покров разреженный), a также с защитой от преследования хищниками (укрытия отсутствуют). В связи с необходимостью укрытия от врагов и суровыми климатическими условиями у ряда животных сильно развиты приспособления для рытья в песке (щётки из удлинённых упругих волос, шипики и щетинки на ногах, служащие для отгребания и отбрасывания песка; резцы, a также острые коготки на передних лапках у грызунов). Они сооружают подземные убежища (норы), часто очень большие, глубокие и сложные (большая песчанка), или способны быстро закапываться в рыхлый песок (ящерицы круглоголовки, некоторые насекомые). Имеются быстро бегающие формы (особенно копытные). Многие пустынные пресмыкающиеся (ящерицы и змеи) также способны очень быстро передвигаться (рисунок 6).

Рисунок 6 - Пресмыкающиеся пустынь [15]

Фауне пустынь присуща покровительственная «пустынная» окраска ? жёлтые, светло-бурые и серые тона, что делает многих животных малозаметными. Большая часть пустынная фауны летом ведёт ночной образ жизни. Некоторые впадают в спячку, причём у отдельных видов например у сусликов, она начинается в разгар зноя (летняя спячка, непосредственно переходящая в зимнюю) и связана с выгоранием растений и недостатком влаги. Дефицит влаги, особенно питьевой воды, ? одна из главных трудностей в жизни обитателей пустыни. Одни из них пьют регулярно и много и в связи с этим передвигаются в поисках воды на значительные расстояния (рябки) или на сухое время года переселяются ближе к воде (копытные). Другие пользуются водопоем редко или совсем не пьют, ограничиваясь влагой, получаемой из пищи. Значительную роль в водном балансе многих представителей пустынной фауны играет метаболическая вода, образующаяся в процессе обмена веществ (большие запасы накопленного жира).

Пустынная фауна характеризуется относительно большим числом видов млекопитающих (главным образом грызуны, копытные), пресмыкающихся (особенно ящериц, агам и варанов), насекомых (двукрылых, перепончатокрылых, прямокрылых) и паукообразных.

2.6 Тепловые адаптации

Мембраны, проницаемые для кислорода и углекислого газа, пропускают также и водяной пар. Воздух, насыщенный водяным паром, соприкасаясь с любой фотосинтезирующей или респираторной поверхностью, неизбежно теряет некоторое количество влаги. Таким образом, одно из назначений транспирации ? уменьшение теплового стресса, которое находится в противоречии с необходимостью сохранять воду. В Сахаре, где остро ощущается нехватка воды, противоречия между этими двумя несовместимыми требованиями почти всегда решаются в пользу сохранения воды. Соответственно все мелкие животные избегают чрезмерного перегрева благодаря особенностям своего поведения, а крупные млекопитающие ? верблюды, газели, канны, ориксы и антилопы-мендес, а также страусы, которые свой избыток тепла, накопленного в течение дня, расходуют ночью. Напротив, ксерофитные растения, не способные избежать чрезмерной инсоляции, выживают за счет мощной корневой системы, позволяющей усилить извлечение воды. У суккулентов такая поверхностная корневая система находится обычно на глубине 3-4 см от поверхности почвы, что позволяет растениям максимально использовать каждую каплю дождя, даже если вода не проникнет в землю на большую глубину. С другой стороны, несуккулентные пустынные многолетники часто имеют необычайно мощные стержневые корни, которые, например, у акаций уходят на глубину более 15 м и достигают зеркала грунтовых вод под поверхностью пустыни.

Подобно тому, как корни растений способны поглощать воду из влажной почвы, так многие паукообразные пустынь умеют извлекать влагу из сырого песка. Некоторые членистоногие также демонстрируют свое естественное превосходство, извлекая влагу из ненасыщенного воздуха. В их число входят разные виды клещей, щетинохвостки, сеноеды, блохи и некоторые другие бескрылые насекомые. Взрослые жуки (в отличие от их личинок) и термиты, по-видимому, не наделены этой полезной способностью. Но и при этом ни одно из названных животных не может пренебречь эффектом охлаждения от испарения в целях терморегуляции.

Большинство животных, активных в дневное время, прячутся от полуденного зноя в тень или ориентируют свое тело так, чтобы под солнечными лучами находилась как можно меньшая его часть. В этом отношении у саранчи, ящериц и верблюдов реакция на тепловой стресс сходна с реакцией увядающих растений, у которых листья поникают так, что лучи солнца падают на их поверхность уже не под прямым углом.

Подобно тому, как многие пустынные растения и животные способны переносить крайнее обезвоживание, точно так они могут выдерживать необычно высокие температуры, которые были бы смертельны для родственных им видов из более влажных районов. Гипертермию переносят, как уже упоминалось, не только крупные теплокровные животные, но и многие членистоногие, выдерживающие крайне высокие температуры в течение суток и более при очень низкой влажности воздуха. Для примера можно назвать сольпугу, которая переносит температуру 50°С , скорпиона ? 47°С и многочисленных жуков-чернотелок, выдерживающих температуру до 45 °С.

Более мелкие животные не могут позволить себе расходовать воду на охлаждение путем испарения, но обычно им этого и не нужно, поскольку они спасаются от полуденного зноя, прячась в тенистые места или прохладные норы. Пустынные грызуны не способны к потоотделению, но имеют «аварийный» терморегуляторный механизм и в ответ на тепловой стресс выделяют обильную слюну. Она смачивает мех на нижней челюсти и горле, принося временное облегчение, когда температура тела приближается к критической. Некоторые рептилии, особенно черепахи, тоже выделяют слюну для терморегуляции. Помимо этого, когда температура тела становится слишком высокой, черепахи выделяют мочу, стекающую на задние ноги. Натуралисты долго не могли понять назначение огромного мочевого пузыря у пустынных черепах. Теперь ответ известен: моча запасается не только в целях защиты от врагов, но и для экстренного охлаждения тела [5].