Scurt raport asupra habitatelor acvatice. Mediul de apă
Locuitorii mediului acvatic au primit un nume comun în ecologie hidrobionti. Ei locuiesc în Oceanul Mondial, în rezervoarele continentale și în apele subterane. În orice corp de apă, pot fi distinse zone cu condiții diferite.
În ocean și mările sale, există în primul rând două zone ecologice: coloana de apă - pelagic iar partea de jos - benthal. Locuitorii din adâncurile abisale și ultra-abisale există în întuneric, la temperatură constantă și presiune enormă. Întreaga populație de pe fundul oceanului a fost numită bentos.
Proprietățile de bază ale mediului acvatic.
Densitatea apei este un factor care determină condițiile de mișcare a organismelor acvatice și presiunea la diferite adâncimi. Pentru apa distilată, densitatea este de 1 g/cm3 la 4 °C. Densitate ape naturale care conțin săruri dizolvate poate fi mai mare, până la 1,35 g/cm3. Presiunea crește odată cu adâncimea cu o medie de 1 × 10 5 Pa (1 atm) la fiecare 10 m. Densitatea apei face posibilă baza pe ea, ceea ce este deosebit de important pentru formele non-scheletice. Densitatea mediului servește drept condiție pentru plutirea în apă, iar multe organisme acvatice sunt adaptate special acestui mod de viață. Organismele suspendate care plutesc în apă sunt combinate într-un grup ecologic special de organisme acvatice - plancton(„planctos” – înălțare). Planctonul este dominat de alge unicelulare și coloniale, protozoare, meduze, sifonofore, ctenofore, pteropode și moluște de chilie, diferite crustacee mici, larve de animale de fund, ouă de pește și alevin și multe altele. Alge (fitoplancton) plutește în apă pasiv, în timp ce majoritatea animalelor planctonice sunt capabile să înoate activ, dar în limite limitate.. Un tip special de plancton este un grup ecologic Neuston(„nein” - înot) - locuitori ai peliculei de suprafață a apei la granița cu aerul. Densitatea și vâscozitatea apei influențează foarte mult posibilitatea înotului activ. Animalele capabile să înoate rapid și să depășească forța curenților sunt unite într-un grup ecologic necton(„nektos” – plutitor).
Regimul de oxigen.În apa saturată cu oxigen, conținutul său nu depășește 10 ml la 1 litru, ceea ce este de 21 de ori mai mic decât în atmosferă. Prin urmare, condițiile de respirație ale organismelor acvatice sunt semnificativ complicate. Oxigenul intră în apă în principal prin activitatea fotosintetică a algelor și prin difuzia din aer. Prin urmare, straturile superioare ale coloanei de apă sunt, de regulă, mai bogate în acest gaz decât cele inferioare. Pe măsură ce temperatura și salinitatea apei cresc, concentrația de oxigen din aceasta scade. În straturile puternic populate de animale și bacterii, se poate crea o deficiență accentuată de O 2 datorită consumului crescut al acestuia. Condițiile din apropierea fundului rezervoarelor pot fi apropiate de anaerobe.
Printre locuitorii acvatici există multe specii care pot tolera fluctuații mari ale conținutului de oxigen din apă, până la absența sa aproape completă. (euroxibionts – „oxy” – oxigen, „biont” – locuitor). Acestea includ, de exemplu, gasteropode. Printre pești, crapul, tancul și carasul pot rezista la o saturație foarte scăzută de oxigen a apei. Cu toate acestea, o serie de tipuri stenoxibiont– pot exista doar cu o saturație suficient de mare în oxigen a apei (păstrăv curcubeu, păstrăv brun, piscăresc).
Regimul de sare.întreținere echilibrul apei hydrobionts are propriile sale specificități. Dacă pentru animalele și plantele terestre este cel mai important să se asigure organismului apă în condițiile deficienței sale, atunci pentru hidrobionți nu este mai puțin important să se mențină o anumită cantitate de apă în organism atunci când există un exces de apă în mediu. . Cantitatea excesivă de apă în celule duce la modificări ale presiunii osmotice și la perturbarea celor mai importante funcții vitale. Cea mai mare parte a vieții acvatice poikilosmotic: presiunea osmotică din corpul lor depinde de salinitatea apei din jur. Prin urmare, principala modalitate prin care organismele acvatice își mențin echilibrul de sare este evitarea habitatelor cu salinitate necorespunzătoare. Formele de apă dulce nu pot exista în mări, iar formele marine nu pot tolera desalinizarea. De care aparțin vertebratele, crustaceele superioare, insectele și larvele lor care trăiesc în apă homoiosmotic specii, menținând constantă presiunea osmotică în organism indiferent de concentrația de săruri din apă.
Modul de lumină. Există mult mai puțină lumină în apă decât în aer. Unele dintre razele incidente pe suprafața unui rezervor sunt reflectate în aer. Reflexia este mai puternică cu cât poziția Soarelui este mai mică, așa că ziua sub apă este mai scurtă decât pe uscat. În adâncurile întunecate ale oceanului, organismele folosesc lumina emisă de ființe vii ca sursă de informații vizuale. Se numește strălucirea unui organism viu bioluminescență. Reacțiile folosite pentru generarea luminii sunt variate. Dar, în toate cazurile, aceasta este oxidarea compușilor organici complecși (luciferine) folosind catalizatori proteici (luciferaza).
Metode de orientare a animalelor în mediul acvatic. A trăi în amurg sau întuneric constant îți limitează foarte mult opțiunile orientare vizuală hidrobionti. Datorită atenuării rapide a razelor de lumină în apă, chiar și cei cu organe vizuale bine dezvoltate le pot folosi doar pentru a naviga la distanță apropiată.
Sunetul circulă mai repede în apă decât în aer. Orientarea sunetului este în general mai bine dezvoltată la organismele acvatice decât orientarea vizuală. Un număr de specii detectează chiar și vibrații de frecvență foarte joasă (infrasunete) , apar atunci când ritmul valurilor se schimbă și coboară din straturile de suprafață către cele mai adânci înaintea furtunii (de exemplu, meduze). Mulți locuitori ai corpurilor de apă - mamifere, pești, moluște, crustacee - emit ei înșiși sunete. O serie de hidrobionți găsesc hrană și navighează folosind ecolocatie– perceperea undelor sonore reflectate (cetacee). Mulți percep impulsurile electrice reflectate , producând descărcări de frecvențe diferite în timpul înotului. O serie de pești folosesc, de asemenea, câmpuri electrice pentru apărare și atac (rază electrică, anghilă electrică etc.).
Pentru orientarea in profunzime se foloseste perceperea presiunii hidrostatice. Se efectuează folosind statociste, camere de gaz și alte organe.
Filtrarea ca tip de nutriție. Mulți hidrobionți au un model de hrănire special - acesta este filtrarea sau sedimentarea particulelor de origine organică suspendate în apă și numeroase organisme mici.
Forma corpului. Majoritatea hidrobionților au o formă a corpului raționalizată.
Habitat acvatic. Adaptarea specifică a hidrobionților. Proprietățile de bază ale mediului acvatic. Câteva echipamente speciale.
Apa ca habitat are un număr de proprietăți specifice, cum ar fi densitatea mare, căderile puternice de presiune, conținutul relativ scăzut de oxigen, absorbția puternică a luminii solare etc. Rezervoarele și secțiunile lor individuale diferă, de asemenea, în regimul lor de sare, viteza mișcărilor orizontale (curenți) și conținutul de particule în suspensie. Pentru viața organismelor bentonice, sunt importante proprietățile solului, modul de descompunere a reziduurilor organice etc.. În ocean și mările incluse în acesta, se disting în primul rând două: zone de mediu: coloană de apă - pelagic iar partea de jos - benthal . În funcție de adâncime, bental este împărțit în zona sublitorală - o zonă de declin lină a terenului până la o adâncime de aproximativ 200 m, zona batială - o zonă cu pantă abruptă și zona abisală - o zonă de fundul oceanului cu o adâncime medie de 3-6 km.
Grupuri ecologice de hidrobionți. Coloana de apă este populată de organisme care au capacitatea de a înota sau de a rămâne în anumite straturi. În acest sens, organismele acvatice sunt împărțite în grupuri.
Nekton - aceasta este o colecție de viețuitoare pelagice care se mișcă activ și nu au nicio legătură cu fundul. Acestea sunt în principal ființe vii mari care sunt capabile să depășească distanțe lungi și curenți puternici de apă. Au o formă a corpului raționalizată și organe de mișcare bine dezvoltate. Acestea includ pești, calmari, balene și pinipede.
Plancton - un set de organisme pelagice care nu au capacitatea de a se rapid mișcări active. De regulă, acestea sunt animale mici - zooplancton si plante - fitoplancton, care nu poate rezista curenților.
Plaiston - se numesc organisme care plutesc pasiv la suprafata apei sau duc un stil de viata semi-scufundat. Animalele pleistonice tipice sunt sifonoforele, unele moluște etc.
Bentos - acesta este un grup de organisme care trăiesc în fundul (pe pământ și în pământ) al rezervoarelor. -În cea mai mare parte, ele sunt reprezentate de ființe vii atașate, sau care se mișcă încet sau îngropate în pământ.
Neuston - o comunitate de organisme care trăiesc în apropierea peliculei de suprafață a apei. Organisme care trăiesc deasupra peliculei de suprafață - epineuston, mai jos - hiponeuston. Neuston este format din unele protozoare, moluște pulmonare mici, striders de apă, vârtej și larve de țânțari.
Periphyton - o cupă de organisme care se așează pe obiecte sau plante subacvatice și astfel formează murdărie pe suprafețe dure naturale sau artificiale - pietre, roci, părți subacvatice ale navelor, grămezi (alge, barnacles, moluște, briozoare, bureți etc.).
Proprietățile de bază ale mediului acvatic.
Densitatea apei - acesta este un factor care determină condițiile de mișcare a organismelor acvatice și presiunea la diferite adâncimi. Pentru apa distilată, densitatea este de 1 g/cm3 la 4 °C. Densitatea apelor naturale care conțin săruri dizolvate poate fi mai mare, până la 1,35 g/cm3. Presiunea crește odată cu adâncimea cu o medie de 1 × 105 Pa (1 atm) la fiecare 10 m.
Datorită gradientului de presiune ascuțit în corpurile de apă, organismele acvatice sunt în general mult mai euribatice în comparație cu organismele terestre. Unele specii, distribuite la adâncimi diferite, tolerează presiunea de la câteva până la sute de atmosfere. De exemplu, holoturii din genul Elpidia și viermii Priapulus caudatus trăiesc din zona de coastă până în zona ultra-abisală. Chiar și locuitorii de apă dulce, de exemplu, ciliați, gândacii de papuci, gândacii înotatori etc., pot rezista până la 6 × 10 7 Pa (600 atm) în experimente.
Regimul oxigenului. Oxigenul pătrunde în apă în principal datorită activității fotosintetice a algelor și difuziei din aer. Prin urmare, straturile superioare ale coloanei de apă sunt, de regulă, mai bogate în acest gaz decât cele inferioare. Pe măsură ce temperatura și salinitatea apei cresc, concentrația de oxigen din aceasta scade. Printre locuitorii acvatici există multe specii care pot tolera fluctuații mari ale conținutului de oxigen din apă, până la absența sa aproape completă. (euroxibionti - „oxy” - oxigen, „biont” - locuitor). Cu toate acestea, o serie de tipuri stenoxibiont - pot exista numai cu o saturație suficient de mare în oxigen a apei (păstrăv curcubeu, păstrăv brun, piscicol, vierme de gene Planaria alpina, larve de efee, stoneflis etc.). Respirația hidrobionților are loc fie prin suprafața corpului, fie prin organisme specializate- branhii, plămâni, trahee.
Regimul de sare. Dacă pentru animalele și plantele terestre este cel mai important să se asigure organismului apă în condițiile deficienței sale, atunci pentru hidrobionți nu este mai puțin important să se mențină o anumită cantitate de apă în organism atunci când există un exces de apă în mediu. . Cantitatea excesivă de apă în celule duce la modificări ale presiunii osmotice și la perturbarea celor mai importante funcții vitale. Cea mai mare parte a vieții acvatice poikilosmotic: presiunea osmotică din corpul lor depinde de salinitatea apei din jur. Prin urmare, principala modalitate prin care organismele acvatice își mențin echilibrul de sare este evitarea habitatelor cu salinitate necorespunzătoare. De care aparțin vertebratele, crustaceele superioare, insectele și larvele lor care trăiesc în apă homoiosmotic specii, menținând constantă presiunea osmotică în organism indiferent de concentrația de săruri din apă.
Temperatura rezervoarele sunt mai stabile decât pe uscat. Amplitudinea fluctuațiilor anuale de temperatură în straturile superioare ale oceanului nu depășește 10-15 °C, în apele continentale - 30-35 °C. Straturile adânci de apă sunt caracterizate de o temperatură constantă. În apele ecuatoriale temperatura medie anuală straturile de suprafață +(26-27) °C, în straturi polare - aproximativ 0 °C și mai jos. În izvoarele calde terestre, temperatura apei se poate apropia de +100 °C, iar în gheizerele subacvatice, la presiune mare pe fundul oceanului, s-au înregistrat temperaturi de +380 °C. Datorită regimului de temperatură mai stabil al apei, stenotermia este comună în rândul organismelor acvatice într-o măsură mult mai mare decât în rândul populației terestre. Speciile euritermice se găsesc în principal în rezervoarele continentale de mică adâncime și în zona litorală a mărilor de latitudini înalte și temperate, unde fluctuațiile de temperatură zilnice și sezoniere sunt semnificative.
Modul de lumină. Există mult mai puțină lumină în apă decât în aer. Reflexia este mai puternică cu cât poziția Soarelui este mai mică, așa că ziua sub apă este mai scurtă decât pe uscat. De exemplu, o zi de vară lângă insula Madeira la o adâncime de 30 m - 5 ore, iar la o adâncime de 40 m doar 15 minute. Scăderea rapidă a cantității de lumină cu adâncimea este asociată cu absorbția acesteia de către apă. Razele de lungimi de undă diferite sunt absorbite diferit: cele roșii dispar aproape de suprafață, în timp ce cele albastre-verde pătrund mult mai adânc. Amurgul oceanului care se adâncește cu adâncimea este mai întâi verde, apoi albastru, indigo și albastru-violet, făcând în cele din urmă loc întunericului constant. În consecință, algele verzi, maro și roșii, specializate în captarea luminii cu lungimi de undă diferite, se înlocuiesc între ele cu adâncime. Culoarea animalelor se schimbă odată cu adâncimea la fel de natural. Locuitorii zonelor litorale și sublitorale sunt cel mai viu și mai variat colorați. Multe organisme profunde, cum ar fi organismele din peșteră, nu au pigmenți. În zona crepusculară, colorarea roșie este larg răspândită, care este complementară cu lumina albastru-violet la aceste adâncimi.
În adâncurile întunecate ale oceanului, organismele folosesc lumina emisă de ființe vii ca sursă de informații vizuale. CU
Densitatea apei- acesta este un factor care determină condițiile de mișcare a organismelor acvatice și presiunea la diferite adâncimi. Pentru apa distilată, densitatea este de 1 g/cm3 la 4 °C. Densitatea apelor naturale care conțin săruri dizolvate poate fi mai mare, până la 1,35 g/cm 3 . Presiunea crește odată cu adâncimea cu o medie de 1 × 10 5 Pa (1 atm) la fiecare 10 m.
Datorită gradientului de presiune ascuțit în corpurile de apă, organismele acvatice sunt în general mult mai euribatice în comparație cu organismele terestre. Unele specii, distribuite la adâncimi diferite, tolerează presiunea de la câteva până la sute de atmosfere. De exemplu, holoturii din genul Elpidia și viermii Priapulus caudatus trăiesc din zona de coastă până în zona ultra-abisală. Chiar și locuitorii de apă dulce, cum ar fi ciliatii papuci, suvoika, gândacii înotători etc., pot rezista până la 6 × 10 7 Pa (600 atm) în experimente.
Cu toate acestea, mulți locuitori ai mărilor și oceanelor sunt relativ stenobatici și limitați la anumite adâncimi. Structura asemănătoare peretelui este cel mai adesea caracteristică apelor de mică adâncime și specii de adâncime. Doar zona litorală este locuită de anelidele Arenicola și moluștele limpete (Patella). Mulți pești, de exemplu din grupul pescarilor, cefalopode, crustacee, pogonofori, stele de mare etc se gasesc numai pe adâncimi mari la o presiune de cel puţin 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400-500 atm).
Densitatea apei oferă capacitatea de a se sprijini pe ea, ceea ce este deosebit de important pentru formele non-scheletice. Densitatea mediului servește drept condiție pentru plutirea în apă, iar multe organisme acvatice sunt adaptate special acestui mod de viață. Organismele suspendate care plutesc în apă sunt combinate într-un grup ecologic special de organisme acvatice - plancton („planctos” - înălțare).
Orez. 39. Creșterea suprafeței corporale relative a organismelor planctonice (după S. A. Zernov, 1949):
A - în formă de tijă:
1 - diatomee Synedra;
2 - cianobacteria Aphanizomenon;
3 - alga peridina Amphisolenia;
4 - Euglena acus;
5 - cefalopod Doratopsis vermicularis;
6 - copepodul Setella;
7 - Larva de porcellana (Decapoda)
B - forme disecate:
1 - molusca Glaucus atlanticus;
2 - vierme Tomopetris euchaeta;
3 - larva de rac Palinurus;
4 - larva de peste monkfish Lophius;
5 - copepodul Calocalanus pavo
Planctonul include alge unicelulare și coloniale, protozoare, meduze, sifonofore, ctenofore, pteropode și moluște de chilie, diverse crustacee mici, larve de animale de fund, ouă de pește și alevin și multe altele (Fig. 39). Organismele planctonice au multe adaptări similare care le măresc flotabilitatea și le împiedică să se scufunde în fund. Astfel de adaptări includ: 1) o creștere generală a suprafeței relative a corpului datorită reducerii dimensiunii, aplatizării, alungirii, dezvoltării numeroaselor proeminențe sau peri, ceea ce crește frecarea cu apa; 2) o scădere a densității datorită reducerii scheletului, acumulării de grăsimi, bule de gaz etc. în organism. diatomee substanțele de rezervă se depun nu sub formă de amidon greu, ci sub formă de picături de grăsime. Lumina de noapte Noctiluca se distinge printr-o asemenea abundență de vacuole de gaz și picături de grăsime în celulă, încât citoplasma din ea are aspectul unor fire care se contopesc numai în jurul nucleului. Sifonoforele, o serie de meduze, gasteropodele planctonice etc. au si ele camere de aer.
Alge (fitoplancton) Ele plutesc în apă pasiv, dar majoritatea animalelor planctonice sunt capabile să înoate activ, dar într-o măsură limitată. Organismele planctonice nu pot depăși curenții și sunt transportate de aceștia pe distanțe lungi. Multe tipuri zooplancton Cu toate acestea, sunt capabili de migrații verticale în coloana de apă pe zeci și sute de metri, atât datorită mișcării active, cât și prin reglarea flotabilității corpului lor. Un tip special de plancton este un grup ecologic Neuston („nein” - înot) - locuitori ai peliculei de suprafață a apei la granița cu aerul.
Densitatea și vâscozitatea apei influențează foarte mult posibilitatea înotului activ. Animalele capabile să înoate rapid și să depășească forța curenților sunt unite într-un grup ecologic necton („nektos” - plutitor). Reprezentanții nectonului sunt peștii, calmarii și delfinii. Mișcarea rapidă în coloana de apă este posibilă numai dacă aveți o formă a corpului raționalizată și mușchi foarte dezvoltați. Forma în formă de torpilă este dezvoltată la toți înotătorii buni, indiferent de apartenența lor sistematică și metoda de mișcare în apă: reactivă, datorită îndoirii corpului, cu ajutorul membrelor.
Regimul oxigenului.În apa saturată cu oxigen, conținutul său nu depășește 10 ml la 1 litru, ceea ce este de 21 de ori mai mic decât în atmosferă. Prin urmare, condițiile de respirație ale organismelor acvatice sunt semnificativ complicate. Oxigenul intră în apă în principal prin activitatea fotosintetică a algelor și prin difuzia din aer. Prin urmare, straturile superioare ale coloanei de apă sunt, de regulă, mai bogate în acest gaz decât cele inferioare. Pe măsură ce temperatura și salinitatea apei cresc, concentrația de oxigen din aceasta scade. În straturile puternic populate de animale și bacterii, se poate crea o deficiență accentuată de O 2 datorită consumului crescut al acestuia. De exemplu, în Oceanul Mondial, adâncimile bogate în viață de la 50 la 1000 m sunt caracterizate printr-o deteriorare bruscă a aerării - este de 7-10 ori mai mică decât în ape de suprafata, locuit de fitoplancton. Condițiile din apropierea fundului rezervoarelor pot fi apropiate de anaerobe.
Printre locuitorii acvatici există multe specii care pot tolera fluctuații mari ale conținutului de oxigen din apă, până la absența sa aproape completă. (euroxibionti - „oxy” - oxigen, „biont” - locuitor). Acestea includ, de exemplu, oligochetul de apă dulce Tubifex tubifex și gasteropodul Viviparus viviparus. Printre pești, crapul, tancul și carasul pot rezista la o saturație foarte scăzută de oxigen a apei. Cu toate acestea, o serie de tipuri stenoxibiont - pot exista numai cu o saturație suficient de mare în oxigen a apei (păstrăv curcubeu, păstrăv brun, vierme, vierme de gene Planaria alpina, larve de efee, muștele de piatră etc.). Multe specii sunt capabile să cadă într-o stare inactivă atunci când există o lipsă de oxigen - anoxibioza - și astfel să experimenteze o perioadă nefavorabilă.
Respirația organismelor acvatice are loc fie prin suprafața corpului, fie prin organe specializate - branhii, plămâni, trahee. În acest caz, tegumentul poate servi ca un organ respirator suplimentar. De exemplu, peștele loach consumă în medie 63% din oxigen prin piele. Dacă schimbul de gaze are loc prin tegumentele corpului, acestea sunt foarte subțiri. Respirația este ușoară și prin creșterea suprafeței. Acest lucru se realizează în timpul evoluției speciilor prin formarea diferitelor excrescențe, aplatizare, alungire și o scădere generală a dimensiunii corpului. Unele specii, atunci când există o lipsă de oxigen, modifică în mod activ dimensiunea suprafeței respiratorii. Viermii Tubifex tubifex își alungesc foarte mult corpul; hidra și anemonă de mare - tentacule; echinoderme – picioare ambulacrale. Multe animale sesile și sedentare reînnoiesc apa din jurul lor, fie prin crearea unui curent direcționat, fie prin mișcări oscilante, favorizând amestecarea acesteia. Moluștele bivalve folosesc în acest scop cilii care căptușesc pereții cavității mantalei; crustacee - munca picioarelor abdominale sau toracice. Lipitorile, larvele de țânțari clopot (viermi de sânge) și multe oligohete își leagănă trupurile, ieșind din pământ.
La unele specii, apare o combinație de respirație a apei și a aerului. Acestea includ peștii pulmonari, sifonofori discofanți, multe moluște pulmonare, crustacee Gammarus lacustris etc. Animalele acvatice secundare păstrează de obicei tip atmosferic respirația este mai favorabilă din punct de vedere energetic și, prin urmare, necesită contact cu mediul aerian, de exemplu, pinipede, cetacee, gândaci de apă, larve de țânțari etc.
Lipsa oxigenului în apă duce uneori la fenomene catastrofale - Mor, însoţită de moartea multor organisme acvatice. Iarna îngheață adesea cauzate de formarea gheții pe suprafața corpurilor de apă și de încetarea contactului cu aerul; vară- o creștere a temperaturii apei și o scădere rezultată a solubilității oxigenului.
Moartea frecventă a peștilor și a multor nevertebrate în timpul iernii este caracteristică, de exemplu, părții inferioare a bazinului râului Ob, ale cărei ape, curgând din zonele umede din zona joasă a Siberiei de Vest, sunt extrem de sărace în oxigen dizolvat. Uneori moartea are loc în mări.
Pe lângă lipsa de oxigen, moartea poate fi cauzată de o creștere a concentrației de gaze toxice în apă - metan, hidrogen sulfurat, CO 2 etc., formate ca urmare a descompunerii materialelor organice la fundul rezervoarelor. .
Regimul de sare. Menținerea echilibrului hidric al organismelor acvatice are propriile sale specificități. Dacă pentru animalele și plantele terestre este cel mai important să se asigure organismului apă în condițiile deficienței sale, atunci pentru hidrobionți nu este mai puțin important să se mențină o anumită cantitate de apă în organism atunci când există un exces de apă în mediu. . Cantitatea excesivă de apă în celule duce la modificări ale presiunii osmotice și la perturbarea celor mai importante funcții vitale.
Cea mai mare parte a vieții acvatice poikilosmotic: presiunea osmotică din corpul lor depinde de salinitatea apei din jur. Prin urmare, principala modalitate prin care organismele acvatice își mențin echilibrul de sare este evitarea habitatelor cu salinitate necorespunzătoare. Formele de apă dulce nu pot exista în mări, iar formele marine nu pot tolera desalinizarea. Dacă salinitatea apei se modifică, animalele se deplasează în căutarea mediu favorabil. De exemplu, la desalinizarea straturilor de suprafață ale mării după ploi abundente radiolarii, crustaceele marine Calanus și altele coboară la o adâncime de 100 m. Vertebratele, crustaceele superioare, insectele și larvele lor care trăiesc în apă aparțin homoiosmotic specii, menținând constantă presiunea osmotică în organism indiferent de concentrația de săruri din apă.
U specii de apă dulce sucurile corpului sunt hipertonice în raport cu apa din jur. Sunt expuși riscului de udare excesivă dacă nu se împiedică curgerea apei sau nu este îndepărtat excesul de apă din corp. La protozoare acest lucru se realizează prin activitatea vacuolelor excretoare, în organismele multicelulare - prin eliminarea apei prin sistemul excretor. Unii ciliați secretă o cantitate de apă egală cu volumul lor corporal la fiecare 2-2,5 minute. Celula cheltuiește multă energie pentru a „pompa” excesul de apă. Odată cu creșterea salinității, activitatea vacuolelor încetinește. Astfel, la papucii Paramecium, la o salinitate a apei de 2,5%o, vacuola pulsa la intervale de 9 s, la 5%o - 18 s, la 7,5%o - 25 s. La o concentrație de sare de 17,5% o, vacuola încetează să funcționeze, deoarece diferența de presiune osmotică dintre celulă și Mediul extern dispare.
Dacă apa este hipertonică în raport cu fluidele corporale ale organismelor acvatice, acestea sunt expuse riscului de deshidratare ca urmare a pierderilor osmotice. Protecția împotriva deshidratării se realizează prin creșterea concentrației de săruri și în organismul organismelor acvatice. Deshidratarea este prevenită de tegumentele impermeabile la apă ale organismelor homoiosmotice - mamifere, pești, raci superioare, insectele acvatice și larvele lor.
Multe specii poikilosmotice trec la o stare inactivă - animație suspendată ca urmare a lipsei de apă în organism cu salinitate în creștere. Acest lucru este tipic pentru speciile care trăiesc în bălți apa de mare iar în zona litorală: rotifere, flagelate, ciliate, unele crustacee, polihetul de la Marea Neagră Nereis divesicolor etc. Animație suspendată de sare- un mijloc de a supraviețui perioadelor nefavorabile în condiții de salinitate variabilă a apei.
Cu adevărat eurihalină specii capabile de stare activă trăiesc atât în apă dulce, cât și în apă sărată; nu există mulți locuitori acvatici. Acestea sunt în principal specii care locuiesc în estuare, estuare și alte corpuri de apă salmastre.
Temperatura rezervoarele sunt mai stabile decât pe uscat. Este legat de proprietăți fizice apă, în special apă mare capacitatea termică specifică, datorită căruia primirea sau eliberarea unei cantități semnificative de căldură nu provoacă schimbări prea bruște de temperatură. Evaporarea apei de la suprafața rezervoarelor, care consumă aproximativ 2263,8 J/g, previne supraîncălzirea straturi inferioare, iar formarea gheții, care eliberează căldura de fuziune (333,48 J/g), încetinește răcirea acestora.
Amplitudinea fluctuațiilor anuale de temperatură în straturile superioare ale oceanului nu depășește 10-15 °C, în apele continentale - 30-35 °C. Straturile adânci de apă sunt caracterizate de o temperatură constantă. În apele ecuatoriale, temperatura medie anuală a straturilor de suprafață este de +(26-27) °C, în apele polare este de aproximativ 0 °C și mai jos. În izvoarele calde terestre, temperatura apei se poate apropia de +100 °C, iar în gheizerele subacvatice, la presiune mare pe fundul oceanului, s-au înregistrat temperaturi de +380 °C.
Astfel, există o diversitate destul de semnificativă în rezervoare conditii de temperatura. Între straturile superioare de apă cu fluctuații sezoniere de temperatură exprimate în ele și cele inferioare, unde regimul termic este constant, există o zonă de salt de temperatură, sau termoclină. Termoclina este mai pronunțată în mări calde, unde diferența de temperatură între apele externe și cele de adâncime este mai puternică.
Datorită regimului de temperatură mai stabil al apei, stenotermia este comună în rândul organismelor acvatice într-o măsură mult mai mare decât în rândul populației terestre. Speciile euritermice se găsesc în principal în rezervoarele continentale de mică adâncime și în zona litorală a mărilor de latitudini înalte și temperate, unde fluctuațiile de temperatură zilnice și sezoniere sunt semnificative.
Modul de lumină. Există mult mai puțină lumină în apă decât în aer. Unele dintre razele incidente pe suprafața unui rezervor sunt reflectate în aer. Reflexia este mai puternică cu cât poziția Soarelui este mai mică, așa că ziua sub apă este mai scurtă decât pe uscat. De exemplu, o zi de vară lângă insula Madeira la o adâncime de 30 m - 5 ore, iar la o adâncime de 40 m doar 15 minute. Scăderea rapidă a cantității de lumină cu adâncimea este asociată cu absorbția acesteia de către apă. Razele de lungimi de undă diferite sunt absorbite diferit: cele roșii dispar aproape de suprafață, în timp ce cele albastre-verde pătrund mult mai adânc. Amurgul oceanului care se adâncește cu adâncimea este mai întâi verde, apoi albastru, indigo și albastru-violet, făcând în cele din urmă loc întunericului constant. În consecință, algele verzi, maro și roșii, specializate în captarea luminii cu lungimi de undă diferite, se înlocuiesc între ele cu adâncime.
Culoarea animalelor se schimbă odată cu adâncimea la fel de natural. Locuitorii zonelor litorale și sublitorale sunt cel mai viu și mai variat colorați. Multe organisme profunde, cum ar fi organismele din peșteră, nu au pigmenți. În zona crepusculară, colorarea roșie este larg răspândită, care este complementară cu lumina albastru-violet la aceste adâncimi. Razele de culoare suplimentară sunt cel mai complet absorbite de organism. Acest lucru permite animalelor să se ascundă de inamici, deoarece culoarea lor roșie în raze albastru-violet este percepută vizual ca neagră. Culoarea roșie este caracteristică animalelor din zona crepusculară, cum ar fi biban de mare, coral rosu, diverse crustacee etc.
La unele specii care trăiesc lângă suprafața corpurilor de apă, ochii sunt împărțiți în două părți cu abilități diferite de a refracta razele. O jumătate din ochi vede în aer, cealaltă în apă. Acest „patru ochi” este caracteristic gândacilor care se rotesc, peștele american Anableps tetraphthalmus, unul dintre specii tropicale blennie Dialommus fuscus. În timpul mareelor joase, acest pește stă în adâncituri, expunând o parte a capului său din apă (vezi Fig. 26).
Absorbția luminii este mai puternică, cu atât transparența apei este mai mică, care depinde de numărul de particule suspendate în ea.
Transparența se caracterizează prin adâncimea maximă la care este încă vizibil un disc alb special coborât, cu un diametru de aproximativ 20 cm (discul Secchi). Cel mai ape limpezi- în Marea Sargasso: discul este vizibil la o adâncime de 66,5 m. În Oceanul Pacific, discul Secchi este vizibil până la 59 m, în Oceanul Indian - până la 50, în mările puțin adânci - până la 5-15 m. Transparența râurilor este în medie de 1-1,5 m , iar în cele mai noroioase râuri, de exemplu în Amu Darya și Syr Darya din Asia Centrală, doar câțiva centimetri. Prin urmare, limita zonei fotosintetice variază foarte mult în diferite corpuri de apă. În cele mai multe ape curate eufotic zona sau zona de fotosinteză se extinde până la adâncimi care nu depășesc 200 m, crepusculară sau disfotic, zona ocupă adâncimi de până la 1000-1500 m, iar mai adânc, în afotic zona, lumina soarelui nu patrunde deloc.
Cantitatea de lumină din straturile superioare ale rezervoarelor variază foarte mult în funcție de latitudinea zonei și de perioada anului. Nopțile polare lungi limitează sever timpul disponibil pentru fotosinteză în bazinele arctice și antarctice, iar stratul de gheață face dificilă atingerea luminii la toate corpurile de apă înghețate în timpul iernii.
În adâncurile întunecate ale oceanului, organismele folosesc lumina emisă de ființe vii ca sursă de informații vizuale. Se numește strălucirea unui organism viu bioluminescență. Specii luminoase găsit în aproape toate clasele de animale acvatice de la protozoare la pești, precum și printre bacterii, plante inferioare și ciuperci. Bioluminiscența pare să fi apărut de mai multe ori în grupuri diferite în diferite stadii de evoluție.
Chimia bioluminiscenței este acum destul de bine înțeleasă. Reacțiile folosite pentru generarea luminii sunt variate. Dar, în toate cazurile, aceasta este oxidarea compușilor organici complecși (luciferine) folosind catalizatori proteici (luciferaza). Luciferine și luciferaze diferite organisme au structuri diferite. În timpul reacției, excesul de energie al moleculei de luciferină excitată este eliberat sub formă de cuante de lumină. Organismele vii emit lumină în impulsuri, de obicei ca răspuns la stimulii proveniți din mediul extern.
S-ar putea ca strălucirea să nu se joace prea mult rol ecologicîn viața unei specii, ci să fie un produs secundar al activității vitale a celulelor, ca, de exemplu, în bacterii sau plante inferioare. Dobândește semnificație ecologică numai la animalele care au un sistem nervos și organe vizuale suficient de dezvoltate. La multe specii, organele luminiscente dobândesc foarte structura complexa cu un sistem de reflectoare și lentile care sporesc radiația (Fig. 40). Rând de pește și cefalopode, neputând genera lumină, folosesc bacterii simbiotice care se înmulțesc în organele speciale ale acestor animale.
Orez. 40. Organele de luminescență ale animalelor acvatice (după S. A. Zernov, 1949):
1 - pește de mare adâncime cu o lanternă peste gura cu dinți;
2 - distributia organelor luminoase la pestii familiei. Mystophidae;
3 - organul luminos al peștelui Argyropelecus affinis:
a - pigment, b - reflector, c - corp luminos, d - lentilă
Bioluminiscența are în principal o valoare de semnalizare în viața animalelor. Semnalele luminoase pot servi pentru orientare într-un stol, atrăgând indivizi de sex opus, ademenind victimele, pentru camuflare sau distragere a atenției. Un fulger de lumină poate acționa ca o apărare împotriva unui prădător, orbindu-l sau dezorientându-l. De exemplu, sepie de adâncime, fugind de inamic, ei eliberează un nor de secreție luminoasă, în timp ce speciile care trăiesc în ape luminate folosesc lichid întunecat în acest scop. La unii viermi de fund - polihete - organele luminoase se dezvoltă în timpul perioadei de maturare a produselor de reproducere, iar femelele strălucesc mai strălucitoare, iar ochii sunt mai bine dezvoltați la bărbați. La carnivore pește de adâncime din ordinul peștișorilor, prima rază înotătoarea dorsală mutat la maxilarul superior și transformat într-o „tijă” flexibilă care poartă la capăt o „momeală” în formă de vierme - o glandă plină de mucus cu bacterii luminoase. Reglând fluxul de sânge către glandă și, prin urmare, aportul de oxigen către bacterie, peștele poate provoca voluntar „momeala” să strălucească, imitând mișcările viermelui și ademenind prada.
HABITAT ŞI CARACTERISTICILE LOR
Conditii de viata tipuri variate organismele sunt foarte diverse. În funcție de locul în care trăiesc reprezentanții diferitelor specii, aceștia sunt afectați de seturi diferite de factori de mediu. Pe planeta noastră, putem distinge mai multe medii principale de viață, care variază foarte mult în ceea ce privește condițiile de viață:
Habitat acvatic
· Habitat sol-aer
· Solul ca habitat
În procesul de dezvoltare istorică, organismele vii au stăpânit patru habitate. Prima este apa. Viața a apărut și s-a dezvoltat în apă timp de multe milioane de ani. Al doilea - sol-aer - plante și animale au apărut pe uscat și în atmosferă și s-au adaptat rapid la noile condiții. Transformând treptat stratul superior al pământului - litosfera, au creat un al treilea habitat - solul, iar ei înșiși au devenit al patrulea habitat.
Habitat acvatic - hidrosferă
Apa acoperă 71% din suprafață glob si este 1/800 din volumul terenului sau 1370 m 3. Cea mai mare parte a apei este concentrată în mări și oceane - 94-98%, gheața polară conține aproximativ 1,2% apă și o proporție foarte mică - mai puțin de 0,5%, în apele dulci ale râurilor, lacurilor și mlaștinilor. Aceste relații sunt constante, deși în natură ciclul apei continuă fără încetare.
În mediul acvatic trăiesc aproximativ 150.000 de specii de animale și 10.000 de plante, ceea ce reprezintă doar 7, respectiv 8% din populația lumii. numărul total specii ale Pământului. Pe baza acestui fapt, s-a ajuns la concluzia că evoluția pe uscat a fost mult mai intensă decât în apă.
Toți locuitorii acvatici, în ciuda diferențelor de stil de viață, trebuie să fie adaptați la principalele caracteristici ale mediului lor. Aceste caracteristici sunt determinate, în primul rând, proprietățile fizice ale apei:
Densitate,
· Conductivitate termică,
Abilitatea de a dizolva săruri și gaze
· Mișcări verticale ale apei,
Modul de lumină
Concentrația ionilor de hidrogen (nivelul pH)
Densitate apa determină forța sa de plutire semnificativă. Aceasta înseamnă că greutatea organismelor în apă este ușoară și devine posibil să duci o viață permanentă în coloana de apă fără a se scufunda în fund. Totalitate specii mici incapabil de înot activ rapid, suspendat în apă se numește plancton.
Plancton(planctos - rătăcire, zburătoare) - o colecție de plante (fitoplancton: diatomee, verde și albastru-verde (numai corpuri de apă dulce) alge, flagelate de plante, peridine, etc.) și organisme animale mici (zooplancton: crustacee mici, ale cele mai mari - pteropode moluște, meduze, ctenofore, unii viermi) care trăiesc la adâncimi diferite, dar nu sunt capabile de mișcare activă și rezistență la curenți.
Datorită densității mari a mediului și prezenței planctonului în mediul acvatic, este posibilă o nutriție de tip filtrare. Se dezvoltă atât la înot (balenele), cât și la animalele acvatice sesile (crini de mare, midii, stridii). Strecurarea materiei în suspensie din apă oferă astfel de animale hrană. Un stil de viață sedentar ar fi imposibil pentru locuitorii acvatici dacă nu ar fi densitatea suficientă a mediului.
Densitatea apei distilate la o temperatură de 4 0 C este egală cu 1 g/cm3. Densitatea apelor naturale care conțin săruri dizolvate poate fi mai mare, până la 1,35 g/cm 3 .
Datorită densității mari a apei, presiunea crește foarte mult odată cu adâncimea. În medie, la fiecare 10 m de adâncime, presiunea crește cu 1 atmosferă. Animalele de adâncime sunt capabile să reziste la o presiune de mii de ori mai mare decât presiunea de pe uscat (chip, razele). Au adaptări speciale: o formă a corpului turtită pe ambele părți, aripioare masive. Densitatea apei face dificilă mișcarea în ea, așa că animalele care înoată rapid trebuie să aibă mușchi puternici și o formă a corpului raționalizată (delfini, rechini, calmari, pești).
Modul termic. Mediul acvatic se caracterizează printr-un câștig mai mic de căldură, deoarece o parte semnificativă din ea este reflectată și o parte la fel de semnificativă este cheltuită pentru evaporare. Apa are o capacitate termică mare. În concordanță cu dinamica temperaturilor pământului, temperaturile apei prezintă fluctuații mai mici ale temperaturilor zilnice și sezoniere. Prin urmare, locuitorii acvatici nu trebuie să se adapteze la înghețuri severe sau la căldură de 40 de grade. Doar în izvoarele termale temperatura apei se poate apropia de punctul de fierbere. Mai mult, rezervoarele egalizează semnificativ temperatura din atmosfera zonelor de coastă. În absența unei învelișuri de gheață, mările au un efect de încălzire asupra zonelor de uscat adiacente în sezonul rece și un efect de răcire și umezire vara.
O trăsătură caracteristică a mediului acvatic este mobilitatea acestuia, în special în râurile și râurile curgătoare, cu curgere rapidă. Există fluxuri și reflux în mări și oceane, curenți puternici, furtuni. În lacuri, temperatura apei se mișcă din cauza temperaturii și a vântului. Schimbările de temperatură în apele curgătoare urmează modificările acesteia în aerul din jur și au o amplitudine mai mică.
În lacurile și iazurile de latitudini temperate, apa este clar împărțită în trei straturi:
În perioadele de stagnare, se disting clar trei straturi: cel superior (epilimnion) cu cele mai mari fluctuații sezoniere ale temperaturii apei, mijlocul (metalimnion sau termoclin), în care are loc un salt brusc de temperatură, și cel inferior (hipolimnion), în la care temperatura se schimbă puțin pe parcursul anului. Vara, cele mai calde straturi sunt situate la suprafață, iar cele mai reci în partea de jos. Acest tip Distribuția strat cu strat a temperaturilor într-un rezervor se numește STRATIFICARE DIRECTĂ. Iarna, odata cu scaderea temperaturii, are loc STRATIFICAREA INVERSA. Stratul de suprafață are o temperatură apropiată de zero. În partea de jos temperatura este de aproximativ 4 0 C. Astfel, temperatura crește odată cu adâncimea. Ca urmare a acestui fapt, circulația verticală este întreruptă și începe o perioadă de stagnare temporară - STAGNARE de iarnă. |
Odată cu o creștere suplimentară a temperaturii, straturile superioare de apă devin mai puțin dense și nu se mai scufundă - se instalează stagnarea verii. Toamna, apele de suprafață se răcesc din nou la 4 0 C și se scufundă în fund, provocând amestecarea secundară. mase de apă cu egalizarea temperaturii.
Gama de temperaturi a apei în Oceanul Mondial este de 38° (de la -2 la +36°C), în corpurile de apă dulce – 26° (de la -0,9 la +25°C). Odată cu adâncimea, temperatura apei scade brusc. Până la 50 m există fluctuații zilnice de temperatură, până la 400 m – fluctuații sezoniere, mai adânc devine constantă, coborând la +1-3°C (în Arctica este aproape de 0°C).
Astfel, în apă ca mediu de viață, pe de o parte, există o varietate destul de semnificativă de condiții de temperatură și, pe de altă parte, caracteristicile termodinamice ale mediului acvatic (capacitate termică specifică ridicată, conductivitate termică ridicată, expansiune în timpul înghețului). ) crea conditii favorabile pentru organismele vii.
Modul de lumină. Intensitatea luminii în apă este foarte slăbită datorită reflectării acesteia de către suprafață și absorbției de către apa însăși. Acest lucru afectează foarte mult dezvoltarea plantelor fotosintetice. Cu cât apa este mai puțin transparentă, cu atât este absorbită mai multă lumină. Transparența apei este limitată de suspensiile minerale și plancton. Scade odată cu dezvoltarea rapidă a organismelor mici vara, iar în temperat și latitudinile nordice– tot iarna, dupa ce stratul de gheata a fost stabilit si acoperit cu zapada deasupra.
În oceane, unde apa este foarte transparentă, 1% din radiația luminoasă pătrunde până la o adâncime de 140 m, iar în lacurile mici la o adâncime de 2 m pătrund doar zecimi de procent. Raze părți diferite spectrul este absorbit diferit în apă; razele roșii sunt absorbite mai întâi. Odată cu adâncimea devine mai închisă, iar culoarea apei devine mai întâi verde, apoi albastru, indigo și în final albastru-violet, transformându-se în întuneric complet. Hidrobioții își schimbă culoarea în consecință, adaptându-se nu numai compoziției luminii, ci și lipsei acesteia - adaptarea cromatică. În zonele luminoase, în apele puțin adânci, predomină algele verzi (Chlorophyta), a căror clorofilă absoarbe razele roșii, cu adâncime sunt înlocuite cu maronii (Phaephyta) și apoi roșii (Rhodophyta).
Lumina pătrunde doar la o adâncime relativ mică, deci organisme vegetale(fitobentos) poate exista doar în orizonturile superioare ale coloanei de apă. La mare adâncime nu există plante, iar animalele de adâncime trăiesc în întuneric complet, adaptându-se în mod unic la acest mod de viață.
Orele de lumină sunt mult mai scurte (mai ales în straturi adânci) decât pe uscat. Cantitatea de lumină din straturile superioare ale rezervoarelor variază în funcție de latitudinea zonei și de perioada anului. Astfel, nopțile polare lungi limitează foarte mult timpul potrivit pentru fotosinteză în Arctica și Antarctica, iar stratul de gheață face dificilă atingerea luminii la toate corpurile de apă înghețate în timpul iernii.
Modul de gaz . Principalele gaze din apă sunt oxigenul și dioxidul de carbon. Restul au o importanță secundară (hidrogen sulfurat, metan).
O cantitate limitată de oxigen este una dintre principalele dificultăți în viața locuitorilor acvatici. Conținutul total de oxigen din straturile superioare de apă (cum se numește?) este 6-8 ml/l sau în de 21 de ori mai jos decât în atmosferă (amintește-ți numerele!).
Conținutul de oxigen este invers proporțional cu temperatura. Pe măsură ce temperatura și salinitatea apei cresc, concentrația de oxigen din aceasta scade. În straturile puternic populate de animale și bacterii, deficiența de oxigen poate apărea din cauza consumului crescut de oxigen. Astfel, în Oceanul Mondial, adâncimile bogate în viață de la 50 la 1000 de metri se caracterizează printr-o deteriorare bruscă a aerării. Este de 7-10 ori mai mică decât în apele de suprafață locuite de fitoplancton. Condițiile din apropierea fundului rezervoarelor pot fi apropiate de anaerobe.
În corpurile de apă pot exista uneori îngheață– moartea în masă a locuitorilor din cauza lipsei de oxigen. Motivele sunt condițiile de stagnare în rezervoare mici. Acoperirea suprafeței unui rezervor cu gheață iarna, poluarea rezervorului, creșterea temperaturii apei. Când concentrația de oxigen este sub 0,3-3,5 ml/l, viața aerobilor în apă este imposibilă.
Dioxid de carbon. Modalități de intrare a dioxidului de carbon în apă:
· Dizolvarea carbonului continut in aer;
· Respirația organismelor acvatice;
· Descompunerea reziduurilor organice;
· Eliberare de carbonați.
Concepte cheie: mediu - mediu de viață - mediu acvatic - mediu sol-aer - mediu sol - organism ca mediu de viață
În lecțiile anterioare am vorbit adesea despre „habitat”, „mediu de viață” și nu am dat acest concept definiție precisă. Intuitiv, am înțeles prin „mediu” tot ceea ce înconjoară organismul și îl influențează într-un fel sau altul. Influența mediului asupra organismului sunt factorii de mediu pe care i-am studiat în lecțiile anterioare. Cu alte cuvinte, mediul de viață este caracterizat de un anumit set de factori de mediu.
Definiția general acceptată a mediului este cea a lui Nikolai Pavlovich Naumov:
MEDIU - tot ceea ce inconjoara organismele, afecteaza direct sau indirect starea, dezvoltarea, supravietuirea si reproducerea acestora.
Există o mare varietate de condiții de viață pe Pământ, care oferă o varietate de nișe ecologice și „populația” acestora. Cu toate acestea, în ciuda acestei diversități, există patru din punct de vedere calitativ medii diferite vieți care au un set specific de factori de mediu și, prin urmare, necesită un set specific de adaptări. Acestea sunt mediile de viață:
sol-acvatic (terren);
alte organisme.
Să ne familiarizăm cu caracteristicile fiecăruia dintre aceste medii.
Mediul de viață acvatic
Potrivit majorității autorilor care studiază originea vieții pe Pământ, mediul evolutiv primar pentru viață a fost mediul acvatic. Găsim destul de multe confirmări indirecte ale acestei poziții. În primul rând, majoritatea organismelor nu sunt capabile de viață activă fără ca apa să intre în organism sau, potrivit macar, fără a menține un anumit conținut de fluid în interiorul corpului. Mediul intern al organismului, în care se produc principalele procese fiziologice, păstrează evident încă trăsăturile mediului în care a avut loc evoluția primelor organisme. Astfel, conținutul de sare din sângele uman (menținut la un nivel relativ constant) este apropiat de cel din apa oceanului. Proprietățile mediului acvatic oceanic au determinat în mare măsură evoluția chimică și fizică a tuturor formelor de viață.
Poate că principala trăsătură distinctivă a mediului acvatic este conservatorismul său relativ. De exemplu, amplitudinea fluctuațiilor sezoniere sau zilnice de temperatură în mediul acvatic este mult mai mică decât în mediul sol-aer. Topografia fundului, diferențele de condiții la diferite adâncimi, prezența recifelor de corali etc. creează o varietate de condiții în mediul acvatic.
Caracteristicile mediului acvatic provin din proprietățile fizice și chimice ale apei. Da, mare semnificație ecologică au densitate și vâscozitate mare a apei. Gravitație specifică apa este comparabilă cu cea a corpului organismelor vii. Densitatea apei este de aproximativ 1000 de ori mai mare decât densitatea aerului. Prin urmare, organismele acvatice (în special cele care se mișcă activ) întâmpină o forță mare de rezistență hidrodinamică. Din acest motiv, evoluția multor grupuri de animale acvatice a mers în direcția formării formelor corpului și a tipurilor de mișcare care reduc rezistența la rezistență, ceea ce duce la scăderea costurilor energetice pentru înot. Astfel, o formă raționalizată a corpului se găsește la reprezentanții diferitelor grupuri de organisme care trăiesc în apă - delfini (mamifere), pești osoși și cartilaginoși.
Densitatea mare a apei este și motivul pentru care vibrațiile mecanice se propagă bine în mediul acvatic. A avut importantîn evoluţia simţurilor, orientarea în spaţiu şi comunicarea între locuitorii acvatici. Viteza sunetului în mediul acvatic, de patru ori mai mare decât în aer, determină frecvența mai mare a semnalelor de ecolocație.
Datorită densității mari a mediului acvatic, locuitorii acestuia sunt lipsiți de legătura obligatorie cu substratul, care este caracteristică formelor terestre și este asociată cu forțele gravitaționale. Prin urmare, există întregul grup organisme acvatice (atât plante cât și animale), existente fără legătură obligatorie cu fundul sau alt substrat, „plutind” în coloana de apă.
Conductivitatea electrică a deschis posibilitatea formării evolutive a organelor electrice de simț, apărare și atac.
Mediul de viață sol-aer
Mediul sol-aer se caracterizează printr-o mare varietate de condiții de viață, nișe ecologice și organisme care le locuiesc. Trebuie remarcat faptul că organismele joacă un rol primordial în modelarea condițiilor mediului terestre-aer al vieții și, mai ales, a compoziției gazelor din atmosferă. Aproape tot oxigenul atmosfera pământului este de origine biogenă.
Principalele caracteristici ale mediului sol-aer sunt amplitudinea mare a modificărilor factorilor de mediu, eterogenitatea mediului, acțiunea forțelor gravitaționale și densitatea scăzută a aerului. Un complex de factori fizico-geografici și climatici caracteristici unui anumit zona naturala, duce la formarea evolutivă a adaptărilor morfofiziologice ale organismelor la viață în aceste condiții, diversitatea formelor de viață.
Aerul atmosferic este caracterizat de umiditate scăzută și variabilă. Această împrejurare a limitat (limitat) în mare măsură posibilitățile de stăpânire a mediului sol-aer și, de asemenea, a dirijat evoluția metabolismului apă-sare și structura organelor respiratorii.
Solul ca mediu de viață
Solul este rezultatul activității organismelor vii. Organismele care au populat mediul sol-aer au dus la apariția solului ca mediu unic un habitat. Solul este sistem complex, inclusiv faza solidă (particule minerale), fază lichidă(umiditatea solului) și faza gazoasă. Relația dintre aceste trei faze determină caracteristicile solului ca mediu de viață.
O caracteristică importantă a solului este și prezența unei anumite cantități de materie organică. Se formează ca urmare a morții organismelor și face parte din excretele (secrețiile) ale acestora.
Condițiile habitatului solului determină proprietăți ale solului precum aerarea acestuia (adică saturația cu aer), umiditatea (prezența umidității), capacitatea de căldură și regimul termic (variații de temperatură zilnice, sezoniere, anuale). Regimul termic, comparativ cu mediul sol-aer, este mai conservator, mai ales la adâncimi mari. În general, solul are condiții de viață destul de stabile.
Diferențele verticale sunt, de asemenea, caracteristice altor proprietăți ale solului, de exemplu, pătrunderea luminii depinde în mod natural de adâncime.
Mulți autori notează poziția intermediară a mediului de viață al solului între acvatic și mediu sol-aer. Solul poate adăposti organisme care au atât respirație acvatică, cât și aeropurtată. Gradient vertical pătrunderea luminii în sol este chiar mai pronunțată decât în apă. Microorganismele se găsesc pe toată grosimea solului, iar plantele (în primul rând sistemele radiculare) sunt asociate cu orizonturi externe.
Pentru organismele solului caracterizat prin organe și tipuri de mișcare specifice (membrele îngropate la mamifere; capacitatea de a modifica grosimea corpului; prezența capsulelor capului specializate la unele specii); forma corpului (rotunda, vulcanica, vierme); huse rezistente și flexibile; reducerea ochilor și dispariția pigmenților. Printre locuitorii solului saprofagia este larg dezvoltată - mâncarea cadavrelor altor animale, rămășițele putrezite etc.
Organismul ca habitat
Glosar
NISA ECOLOGICA
poziția unei specii în natură, incluzând nu numai locul speciei în spațiu, ci și rolul său funcțional în comunitatea naturală, poziția față de condițiile abiotice de existență, locul fazelor individuale ciclu de viață reprezentanți ai unei specii în timp (de exemplu, speciile de plante de primăvară timpurie ocupă o nișă ecologică complet independentă).
EVOLUŢIE
ireversibil dezvoltare istorica natura vie, însoțită de modificări ale compoziției genetice a populațiilor, formarea și dispariția speciilor, transformarea ecosistemelor și a biosferei în ansamblu.
MEDIUL INTERN AL ORGANISMULUI
diferit relativă constanță compoziția și proprietățile mediului care asigură curgerea proceselor de viață în organism. Pentru om mediu intern Corpul este un sistem de sânge, limfa și lichid tisular.
ECOLOCARE, LOCALIZARE
determinarea poziției în spațiu a unui obiect prin semnale emise sau reflectate (în cazul ecolocației - percepție semnale sonore). Cobai, delfinii și liliecii au capacitatea de ecolocație. Radar și electrolocație - percepția semnalelor radio reflectate și a semnalelor de câmp electric. Unii pești au capacitatea pentru acest tip de locație - Nile longsnout, gimarch.