Из всех абиотических факторов температура и влажность имеют наибольшее значение для наземных организмов.
Учитывая их сильное действие, легко изучить комбинированный эффект изменений, составляющий основу климатических воздействий на живые существа. Основным объектом исследования служили вредные насекомые, что связано с их большим экономическим значением. Данные об условиях их развития, полученные в лабораторных условиях содержания при постоянных температуре и влажности, что лишь очень приближенно воспроизводит природную обстановку, дают ценные сведения, позволяющие организовать более эффективную борьбу с этими вредителями. Так, очень сложные исследования были выполнены Гамильтоном на перелетной саранче Locusta migratoria. Варьируя в садках для разведения саранчи температуру и относительную влажность воздуха, он исследовал их воздействие на наиболее важные с экономической точки зрения физиологические показатели этого вида — плодовитость и скорость развития, особенно на последних стадиях.
Изучение плодовитости самок показало, что она достигает максимума при относительной влажности 70%. Откладывая по оси абсцисс относительную влажность, а по оси ординат — число яиц, отложенных за день при постоянной температуре, получают кривую с четким максимумом при относительной влажности 70%. Были проведены два эксперимента, из которых один при 32,2°, а другой при 37,8°. Кривая второго эксперимента лежит выше кривой первого. При постоянстве всех прочих условий температура повышает плодовитость саранчи. Среднее число яиц, отложенных при оптимальной влажности 70%, составляет примерно от 3 до 5 в сутки.
Так же была изучена продолжительность последней личиночной стадии в зависимости от влажности при трех температурах — 26,7; 32,2 и 37,8°. В итоге получили три кривые, снижающиеся по мере повышения температуры. Это показывает, что развитие идет тем быстрее, чем выше температура. Все кривые обнаруживают минимум при относительной влажности 65—70%, что вновь подтверждает ее оптимальное значение.
Скорость наступления половой зрелости самок после последней линьки изучена только для температур 32,2 и 37,8°. Кривые опять-таки обнаруживают минимум при 70%-ной относительной влажности и свидетельствуют о том, что половая зрелость достигается быстрее при повышенной температуре. Самки перестают откладывать яйца, если относительная влажность падает ниже 40%.
Наконец, продолжительность жизни взрослой саранчи изучена при температуре 32,2 и 37,8°. Обе кривые, выражающие продолжительность жизни в зависимости от относительной влажности, образуют каждая по два пика, между которыми лежит минимум, соответствующий 70%-ной влажности. Насекомое при повышенной температуре живет в среднем меньше. Когда условия влажности отклоняются от оптимальных (70%), продолжительность жизни увеличивается, так как активность саранчи падает: она развивается медленнее и откладывает меньше яиц. Оптимум в 70% связан с ускоренным ростом и большей плодовитостью. Но более активный обмен веществ обусловливает более короткую жизнь.
Шелфорд подобным же образом исследовал смертность куколок бабочки Carpocapsa pomonella, гусеницы которой вредят яблоням. Диаграмма, в которой влажность отложена по абсциссе, а температура по ординате, показывает смертность, равную 10, 20, 30, … 100%. Плотность кривых, соответствующих разной смертности, становится все больше по мере удаления от точки, где при 70%-ной относительной влажности и +24° смертность ничтожна. Такую диаграмму называют термогигрограммой, или проще, экограммой. Пирс составил подобную диаграмму для хлопкового долгоносика Anthonomus grandis. Концентрические кривые на ней соединяют точки с одинаковой продолжительностью развития. При значительном отклонении от оптимума, близкого к 65%-ной относительной влажности и температуре 28°, развитие хлопкового долгоносика приостанавливается. Более того, при слишком неблагоприятных условиях он впадает в диапаузу или гибнет. Вполне понятно, что подобные лабораторные исследования не следует отождествлять с тем, что происходит в природе, где температура и влажность варьируют в очень широких пределах. Здесь для обнаружения климатического показателя, играющего в жизни вида роль лимитирующего фактора, требуются кропотливые «поиски». Подобная работа была, например, проделана в Альпах на многочисленных прямокрылых, которые обнаруживают тесную зависимость от климатических условий. Тщательное обследование всей территории позволило выявить места присутствия и отсутствия вида. Для характеристики климата была взята средняя июльская температура и индекс сухости июля. На климатические карты наносили места поимок насекомых, что позволило определить путем интерполяции обе переменные для каждой стации. Стации наносили на график, в котором по осям абсцисс и ординат соответственно отложены эти переменные. Удалось показать, например, что Anonconotus alpinus живет только при температуре от 8 до 17°. Этот вид приспосабливается к любым показателям сухости, встречающимся во Французских Альпах. Однако повышенная влажность ослабляет его сопротивляемость повышенным температурам. В этом случае он становится более стенотермным, чем при сухом климате.
Потребности видов весьма различны. Они могут изменяться в зависимости от стадии индивидуального развития и жизненных функций. В некоторых случаях потребности могут даже вступать в противоречие друг с другом. Выше было показано, как много приходится иногда потрудиться и сколь скучной порою бывает такая работа, чтобы наполнить конкретным экологическим содержанием простые понятия «термофильный» или «гидрофильный», которыми наделяют тот или иной вид, обнаруживаемый в теплых или сырых местах. Одновременно нетрудно было убедиться, сколь относительны эти понятия. Иногда, впрочем, они приобретают абсолютный характер. В тропических странах и в пещерах обитает довольно много видов, которые можно без всякой натяжки назвать гигрофильными: оптимум всех их жизненных функций приходится на 100%-ную относительную влажность. К сожалению, этот простой случай не имеет всеобщего значения.