توزيع الكائنات الحية حسب البيئات الحية

في عملية التطور التاريخي الطويل للمادة الحية وتشكيل المزيد والمزيد من الأشكال المثالية للكائنات الحية ، تم توزيع الكائنات الحية ، واتقان موائل جديدة ، على الأرض وفقًا لأصدافها المعدنية (الغلاف المائي ، الغلاف الصخري ، الغلاف الجوي) وتكييفها مع الوجود في ظروف محددة بدقة.

كان الماء هو الوسيلة الأولى للحياة. نشأت فيها الحياة. مع تقدم التطور التاريخي ، بدأت العديد من الكائنات الحية في الاستعمار البيئة الأرضية والجوية. نتيجة لذلك ، ظهرت النباتات والحيوانات الأرضية ، والتي تطورت بسرعة ، لتتكيف مع ظروف الوجود الجديدة.

في عملية تشغيل المادة الحية على الأرض ، تحولت الطبقات السطحية للغلاف الصخري تدريجيًا إلى تربة ، إلى تربة غريبة ، وفقًا لـ V. I. Vernadsky ، الجسم الخامل الحيوي للكوكب. بدأت الكائنات المائية والبرية تسكن التربة ، مما خلق مجموعة محددة من سكانها.

وهكذا ، على الأرض الحديثة ، تتميز أربع بيئات من الحياة بوضوح - الماء والهواء الأرضي والتربة والكائنات الحية ، والتي تختلف اختلافًا كبيرًا في ظروفها. دعونا نفكر في كل منهم.

الخصائص العامة. تحتل البيئة المائية للحياة ، الغلاف المائي ، ما يصل إلى 71 ٪ من المنطقة العالم. من حيث الحجم ، تقدر احتياطيات المياه على الأرض بنحو 1370 مليون متر مكعب. كم ، وهو 1/800 من حجم الكرة الأرضية. وتتركز الكمية الرئيسية للمياه ، أكثر من 98٪ ، في البحار والمحيطات ، ويمثل الجليد في المناطق القطبية 1.24٪ ؛ في المياه العذبة للأنهار والبحيرات والمستنقعات لا تزيد كمية المياه عن 0.45٪.

يعيش حوالي 150.000 نوع حيواني (حوالي 7٪ من عددها الإجمالي على الكرة الأرضية) و 10000 نوع نباتي (8٪) في البيئة المائية. على الرغم من حقيقة أن ممثلي الغالبية العظمى من مجموعات النباتات والحيوانات بقوا في البيئة المائية (في "مهدهم") ، فإن عدد أنواعهم أقل بكثير من الأنواع البرية. هذا يعني أن التطور على الأرض كان أسرع بكثير.

النباتات والحيوانات الأكثر تنوعًا وثراءً في البحار والمحيطات في المناطق الاستوائية والاستوائية (خاصةً المحيط الهادئ و المحيط الأطلسي). إلى الجنوب والشمال من هذه الأحزمة ، يتم استنفاد التركيب النوعي للكائنات الحية تدريجياً. يتم توزيع حوالي 40.000 نوع من الحيوانات في منطقة أرخبيل جزر الهند الشرقية ، و 400 نوع فقط في بحر لابتيف. وفي الوقت نفسه ، يتركز الجزء الأكبر من الكائنات الحية في المحيط العالمي في منطقة صغيرة نسبيًا سواحل البحرالمنطقة المعتدلة وبين غابات المانغروف البلدان الاستوائية. في مناطق شاسعة بعيدة عن الساحل ، توجد مناطق صحراوية خالية عمليًا من الحياة.

حصة الأنهار والبحيرات والمستنقعات مقارنة بحصة البحار والمحيطات في المحيط الحيوي ضئيلة. ومع ذلك ، فإنها تخلق إمدادات من المياه العذبة اللازمة لعدد كبير من النباتات والحيوانات ، وكذلك للإنسان.

البيئة المائية لها تأثير قوي على سكانها. بدوره المادة الحيةيؤثر الغلاف المائي على البيئة ، ويعيد تدويره ، ويشارك في تداول المواد. لقد تم حساب أن مياه البحار والمحيطات والأنهار والبحيرات تتحلل وتستعيد في الدورة الحيوية خلال مليوني سنة ، أي أن كل ذلك مر عبر المادة الحية للكوكب أكثر من ألف مرة *. وبالتالي ، فإن الغلاف المائي الحديث هو نتاج النشاط الحيوي للمادة الحية ليس فقط للعهود الجيولوجية الماضية ، ولكن أيضًا للعهود الجيولوجية الماضية.

السمة المميزة للبيئة المائية هي قدرتها على الحركة حتى في المسطحات المائية الراكدة ، ناهيك عن الأنهار والجداول سريعة التدفق. المد والجزر ، التيارات القوية ، والعواصف لوحظت في البحار والمحيطات. في البحيرات ، يتحرك الماء تحت تأثير الرياح ودرجة الحرارة. تضمن حركة الماء إمداد الكائنات المائية بالأكسجين والمواد المغذية ، وتؤدي إلى معادلة (انخفاض) درجة الحرارة في جميع أنحاء الخزان.

طور سكان المسطحات المائية تكيفات مناسبة لحركة البيئة. على سبيل المثال ، في المسطحات المائية المتدفقة هناك ما يسمى بالنباتات "القاذرة" مرتبطة بقوة بالأجسام الموجودة تحت الماء - الطحالب الخضراء (Cladophora) مع عمود من العمليات ، الدياتومات (الدياتومات) ، الطحالب المائية (Fontinalis) ، وتشكل غطاء كثيف حتى على الحجارة في الانقسامات النهرية العاصفة.

تكيفت الحيوانات أيضًا مع تنقل البيئة المائية. في الأسماك التي تعيش في أنهار سريعة الجريان ، يكون الجسم تقريبًا دائريًا في المقطع العرضي (سمك السلمون المرقط ، المنوة). عادة ما تتحرك نحو التيار. عادة ما تبقى اللافقاريات في المسطحات المائية المتدفقة في القاع ، ويتم تسطيح أجسامها في الاتجاه الظهري البطني ، والعديد منها لها أعضاء تثبيت مختلفة على الجانب البطني ، مما يسمح لها بربط نفسها بأشياء تحت الماء. في البحار ، تختبر الكائنات الحية في مناطق المد والجزر أقوى تأثير لتحريك الكتل المائية. البرنقيل (Balanus ، Chthamalus) ، بطنيات الأقدام (Patella Haliotis) ، وبعض أنواع القشريات المختبئة في شقوق الشاطئ شائعة على الشواطئ الصخرية في منطقة الأمواج.

في حياة الكائنات المائية في مناطق خطوط العرض المعتدلة ، تلعب الحركة العمودية للمياه في المسطحات المائية الراكدة دورًا مهمًا. من الواضح أن الماء فيها مقسم إلى ثلاث طبقات: الطبقة العلوية ، التي تتعرض درجة حرارتها لتقلبات موسمية حادة ؛ طبقة قفزة درجة الحرارة - metalimnion (خط حراري) ، حيث انخفاض حاددرجات الحرارة. الطبقة السفلية العميقة ، hypolimnion - هنا تتغير درجة الحرارة قليلاً خلال العام.

في الصيف ، توجد طبقات الماء الأكثر دفئًا على السطح ، والأبرد - في القاع. يسمى هذا التوزيع الطبقي لدرجات الحرارة في الخزان بالتقسيم الطبقي المباشر. في فصل الشتاء ، مع انخفاض درجة الحرارة ، لوحظ التقسيم الطبقي العكسي: المياه الباردة السطحية مع درجة حرارة أقل من 4 درجات مئوية تقع فوق المياه الدافئة نسبيًا. هذه الظاهرة تسمى انقسام درجة الحرارة. يتجلى بشكل خاص في معظم بحيراتنا في الصيف والشتاء. نتيجة لانقسام درجة الحرارة ، يتم تكوين طبقات كثيفة للماء في الخزان ، ويتم إزعاج دورانه الرأسي ، وتبدأ فترة من الركود المؤقت.

في الربيع ، تصبح المياه السطحية ، بسبب التسخين إلى 4 درجات مئوية ، أكثر كثافة وتغرق بشكل أعمق ، وترتفع المياه الأكثر دفئًا في مكانها من العمق. نتيجة لهذا الدوران الرأسي ، يتم وضع الحرارة المتجانسة في الخزان ، أي ، لبعض الوقت ، درجة حرارة كتلة الماء بأكملها متساوية. مع زيادة أخرى في درجة الحرارة ، تصبح الطبقات العليا من الماء أقل كثافة ولم تعد تغرق - يبدأ الركود الصيفي.

في الخريف ، تبرد الطبقة السطحية وتصبح أكثر كثافة وتغرق بشكل أعمق ، مما يؤدي إلى إزاحة المياه الدافئة إلى السطح. يحدث هذا قبل بداية فصل الخريف. عندما يتم تبريد المياه السطحية إلى أقل من 4 درجات مئوية ، فإنها تصبح مرة أخرى أقل كثافة وتبقى على السطح مرة أخرى. ونتيجة لذلك ، يتوقف دوران المياه ويبدأ ركود الشتاء.

تتكيف الكائنات الحية الموجودة في المسطحات المائية في مناطق خطوط العرض المعتدلة جيدًا مع الحركات الرأسية الموسمية لطبقات المياه ، والحرارة المتجانسة في الربيع والخريف ، والركود الصيفي والشتوي (الشكل 13).

في بحيرات خطوط العرض الاستوائية ، لا تنخفض درجة حرارة الماء على السطح أبدًا عن 4 درجات مئوية ، ويتم التعبير عن التدرج الحراري فيها بوضوح إلى الطبقات العميقة. يحدث خلط الماء ، كقاعدة عامة ، هنا بشكل غير منتظم في أبرد وقت في السنة.

تتطور الظروف الخاصة للحياة ليس فقط في عمود الماء ، ولكن أيضًا في قاع الخزان ، حيث لا توجد تهوية في التربة ويتم غسل المركبات المعدنية منها. لذلك ، ليس لديهم خصوبة ولا يخدمون الكائنات المائية إلا كركيزة صلبة إلى حد ما أو أقل ، تؤدي بشكل أساسي وظيفة ميكانيكية ديناميكية. في هذا الصدد ، فإن أحجام جزيئات التربة ، وكثافة ملاءمتها لبعضها البعض ومقاومة الانجراف بواسطة التيارات تكتسب أهمية بيئية أكبر.

العوامل اللاأحيائية للبيئة المائية.الماء كوسيط حي له خصائص فيزيائية وكيميائية خاصة.

يختلف نظام درجة حرارة الغلاف المائي اختلافًا جوهريًا عن نظام درجة الحرارة في البيئات الأخرى. تقلبات درجات الحرارة في المحيط العالمي صغيرة نسبيًا: أدنىها حوالي -2 درجة مئوية ، والأعلى حوالي 36 درجة مئوية. وبالتالي ، فإن سعة التذبذب هنا في حدود 38 درجة مئوية. تنخفض درجة حرارة المحيطات بعمق. حتى في المناطق الاستوائية على عمق 1000 متر ، لا تتجاوز 4-5 درجات مئوية. في أعماق جميع المحيطات توجد طبقة من الماء البارد (من -1.87 إلى + 2 درجة مئوية).

في المسطحات المائية الداخلية العذبة في خطوط العرض المعتدلة ، تتراوح درجة حرارة طبقات المياه السطحية من -0.9 إلى + 25 درجة مئوية ، وفي المياه العميقة تكون 4-5 درجة مئوية. تعتبر الينابيع الحرارية استثناءً ، حيث تصل درجة حرارة الطبقة السطحية أحيانًا إلى 85-93 درجة مئوية.

هذه الخصائص الديناميكية الحرارية للبيئة المائية مثل السعة الحرارية العالية والتوصيل الحراري العالي والتمدد أثناء التجميد تخلق ظروفًا مواتية بشكل خاص للحياة. يتم ضمان هذه الظروف أيضًا من خلال الحرارة الكامنة العالية لانصهار الماء ، ونتيجة لذلك في فصل الشتاء تكون درجة الحرارة تحت الجليد لا تقل أبدًا عن نقطة التجمد (للمياه العذبة ، حوالي 0 درجة مئوية). لان أعلى كثافةيوجد الماء عند 4 درجات مئوية ، ويتمدد عندما يتجمد ، ثم في الشتاء يتشكل الجليد فقط من الأعلى ، في حين أن السماكة الرئيسية لا تتجمد.

نظرًا لأن نظام درجة حرارة المسطحات المائية يتميز باستقرار كبير ، فإن الكائنات الحية التي تعيش فيه تتميز بدرجة حرارة جسم ثابتة نسبيًا ولديها نطاق ضيق من القدرة على التكيف مع التقلبات في درجة حرارة البيئة. حتى الانحرافات الطفيفة في النظام الحراري يمكن أن تؤدي إلى تغييرات كبيرة في حياة الحيوانات والنباتات. مثال على ذلك هو "الانفجار البيولوجي" لوتس (نيلومبيوم كاسبيوم) في الجزء الشمالي من موطنها - في دلتا الفولغا. لفترة طويلة ، سكن هذا النبات الغريب خليجًا صغيرًا فقط. على مدى العقد الماضي ، زادت مساحة غابات اللوتس 20 مرة تقريبًا وتحتل الآن أكثر من 1500 هكتار من المساحة المائية. يفسر هذا الانتشار السريع لنبات اللوتس الانخفاض العام في مستوى بحر قزوين ، والذي رافقه تكوين العديد من البحيرات الصغيرة ومصبات الأنهار عند مصب نهر الفولغا. خلال أشهر الصيف الحارة ، ارتفعت درجة حرارة المياه هنا أكثر من ذي قبل ، مما ساهم في نمو غابة اللوتس.

يتميز الماء أيضًا بكثافة كبيرة (في هذا الصدد أكبر 800 مرة من الهواء) ولزوجة. تؤثر هذه الميزات على النباتات من حيث أنها تطور القليل جدًا من الأنسجة الميكانيكية أو لا تنتج أي نسيج ميكانيكي على الإطلاق ، لذا فإن سيقانها مرنة جدًا وسهلة الانحناء. معظم النباتات المائية متأصلة في الطفو والقدرة على التعليق في عمود الماء. ثم ترتفع إلى السطح ، ثم تسقط مرة أخرى. في العديد من الحيوانات المائية ، يتم تشحيم القشرة بكثرة بالمخاط ، مما يقلل الاحتكاك أثناء الحركة ، ويكتسب الجسم شكلًا انسيابيًا.

تتوزع الكائنات الحية في البيئة المائية على كامل سمكها (في المنخفضات المحيطية ، تم العثور على الحيوانات على أعماق تزيد عن 10000 متر). وبطبيعة الحال ، فإنهم يتعرضون لضغوط مختلفة على أعماق مختلفة. تتكيف أعماق البحار مع الضغط العالي (حتى 1000 ضغط جوي) ، في حين أن سكان الطبقات السطحية لا يخضعون له. في المتوسط ، في عمود الماء ، لكل 10 أمتار من العمق ، يزداد الضغط بمقدار 1 ضغط جوي. يتم تكييف جميع hydrobionts مع هذا العامل ، وبالتالي ، يتم تقسيمها إلى أعماق البحار وتعيش في أعماق ضحلة.

شفافية المياه ونظامها الخفيف لهما تأثير كبير على الكائنات المائية. يؤثر هذا بشكل خاص على توزيع نباتات التمثيل الضوئي. في المسطحات المائية الموحلة ، تعيش فقط في الطبقة السطحية ، وحيث توجد شفافية كبيرة ، فإنها تخترق إلى أعماق كبيرة. يحدث تعكر معين للماء بسبب كمية هائلة من الجسيمات العالقة فيه ، مما يحد من تغلغل ضوء الشمس. قد يكون سبب التعكر في الماء بسبب الجزيئات المعادن(طين ، طمي) ، كائنات صغيرة. تنخفض شفافية المياه أيضًا في الصيف مع النمو السريع للنباتات المائية ، مع التكاثر الجماعي للكائنات الحية الصغيرة المعلقة في الطبقات السطحية. يعتمد النظام الخفيف للخزانات أيضًا على الموسم. في الشمال ، في خطوط العرض المعتدلة ، عندما تتجمد المسطحات المائية ولا يزال الجليد مغطى بالثلج من أعلى ، يكون تغلغل الضوء في عمود الماء محدودًا للغاية.

يتم تحديد نظام الضوء أيضًا من خلال الانخفاض المنتظم في الضوء مع العمق بسبب حقيقة أن الماء يمتص ضوء الشمس. في الوقت نفسه ، يتم امتصاص الأشعة ذات الأطوال الموجية المختلفة بشكل مختلف: فالأشعة الحمراء هي الأسرع ، بينما تخترق الأشعة الزرقاء والخضراء إلى أعماق كبيرة. يصبح المحيط أكثر قتامة مع العمق. يتغير لون البيئة في نفس الوقت ، ويتحول تدريجياً من الأخضر إلى الأخضر ، ثم إلى الأزرق والأزرق والأزرق البنفسجي ، ويحل محله الظلام المستمر. وفقًا لذلك ، مع العمق ، يتم استبدال الطحالب الخضراء (Chlorophyta) باللون البني (Phaeophyta) والأحمر (Rhodophyta) ، حيث يتم تكييف أصباغها لالتقاط ضوء الشمس بأطوال موجية مختلفة. مع العمق ، يتغير لون الحيوانات أيضًا بشكل طبيعي. على السطح ، عادة ما تعيش طبقات المياه الخفيفة ، والحيوانات ذات الألوان الزاهية والمتنوعة ، في حين أن أنواع أعماق البحار خالية من الأصباغ. في منطقة الشفق بالمحيط ، يتم رسم الحيوانات بألوان ذات صبغة حمراء ، مما يساعدها على الاختباء من الأعداء ، حيث يُنظر إلى اللون الأحمر في الأشعة الزرقاء البنفسجية على أنه أسود.

تلعب الملوحة دورًا مهمًا في حياة الكائنات المائية. كما تعلم ، الماء مذيب ممتاز للعديد من المركبات المعدنية. نتيجة لذلك ، تحتوي المسطحات المائية الطبيعية على تركيبة كيميائية معينة. أهمها الكربونات والكبريتات والكلوريدات. لا تتجاوز كمية الأملاح الذائبة لكل 1 لتر من الماء في المسطحات المائية العذبة 0.5 جرام (عادة أقل) ، في البحار والمحيطات تصل إلى 35 جرام (الجدول 6).

الجدول 6توزيع الأملاح الأساسية في المسطحات المائية المختلفة (حسب R. Dazho، 1975)

يلعب الكالسيوم دورًا أساسيًا في حياة حيوانات المياه العذبة. تستخدمه الرخويات والقشريات واللافقاريات الأخرى لبناء أصدافها وهيكلها الخارجي. لكن المسطحات المائية العذبة ، اعتمادًا على عدد من الظروف (وجود أملاح معينة قابلة للذوبان في تربة الخزان ، في تربة وتربة الضفاف ، في مياه الأنهار والجداول المتدفقة) ، تختلف اختلافًا كبيرًا في التكوين وفي تركيز الأملاح المذابة فيها. المياه البحرية أكثر استقرارًا في هذا الصدد. تم العثور على جميع العناصر المعروفة تقريبًا فيها. ومع ذلك ، من حيث الأهمية ، يحتل ملح الطعام المرتبة الأولى ، ثم كلوريد المغنيسيوم والكبريتات وكلوريد البوتاسيوم.

تعيش نباتات وحيوانات المياه العذبة في بيئة منخفضة التوتر ، أي في بيئة يكون فيها تركيز المواد المذابة أقل مما هو عليه في سوائل وأنسجة الجسم. بسبب الاختلاف في الضغط الاسموزي خارج وداخل الجسم ، يتغلغل الماء باستمرار في الجسم ، وتضطر hydrobionts المياه العذبة إلى إزالته بشكل مكثف. في هذا الصدد ، لديهم عمليات محددة جيدًا لتنظيم التناضح. يكون تركيز الأملاح في سوائل الجسم وأنسجة العديد من الكائنات البحرية متساوي التوتر مع تركيز الأملاح الذائبة في المياه المحيطة. لذلك ، لا يتم تطوير وظائفها التنظيمية التناضحية بنفس القدر كما هو الحال في المياه العذبة. تعد الصعوبات في تنظيم التناضح أحد الأسباب التي أدت إلى فشل العديد من النباتات البحرية وخاصة الحيوانات في ملء المسطحات المائية العذبة وتبين أنها نموذجية ، باستثناء الممثلين الفرديين سكان البحار(coelenterates - Coelenterata ، echinoderms - Echinodermata ، pogonophores - Pogonophora ، الإسفنج - الإسفنجية ، tunicates - Tunicata). إلى ذلك نفسالوقت ، الحشرات عمليا لا تعيش في البحار والمحيطات ، في حين أن أحواض المياه العذبة مأهولة بكثرة. عادة لا تتحمل الأنواع البحرية وأنواع المياه العذبة تغيرات كبيرة في ملوحة المياه. كلهم كائنات ستنوهالين. هناك عدد قليل نسبيًا من الحيوانات التي تعيش في المياه العذبة والبحرية. وعادة ما توجد بأعداد كبيرة في المياه قليلة الملوحة. هذه هي سمكة الكراكي في المياه العذبة (Stizostedion lucioperca) ، الدنيس (Abramis brama) ، البايك (Esox lucius) ، ويمكن استدعاء عائلة البوري (Mugilidae) من الأسماك البحرية.

في المياه العذبة ، تنتشر النباتات المدعمة في قاع الخزان. غالبًا ما يقع سطحها الضوئي فوق الماء. هذه هي الكاتيل (Typha) ، والقصب (Scirpus) ، ورأس السهم (Sagittaria) ، وزنابق الماء (Nymphaea) ، وكبسولات البيض (Nuphar). في حالات أخرى ، يتم غمر أعضاء التمثيل الضوئي في الماء. وتشمل هذه الأعشاب البركانية (Potamogeton) ، urut (Myriophyllum) ، Elodea (Elodea). بعض النباتات العليا من المياه العذبة محرومة من الجذور. فهي إما عائمة بحرية أو تنمو على أجسام تحت الماء أو طحالب متصلة بالأرض.

إذا كان الأكسجين لا يلعب دورًا مهمًا في بيئة الهواء ، فهو بالنسبة للماء أهم عامل بيئي. محتواه في الماء يتناسب عكسيا مع درجة الحرارة. مع انخفاض درجة الحرارة ، تزداد قابلية ذوبان الأكسجين ، مثل الغازات الأخرى. يحدث تراكم الأكسجين المذاب في الماء نتيجة دخوله من الغلاف الجوي ، وكذلك بسبب نشاط التمثيل الضوئي للنباتات الخضراء. عندما يتم خلط الماء ، وهو أمر نموذجي لتدفق المسطحات المائية وخاصة بالنسبة للأنهار والجداول سريعة التدفق ، يزداد محتوى الأكسجين أيضًا.

الحيوانات المختلفة تظهر متطلبات أكسجين مختلفة. على سبيل المثال ، سمك السلمون المرقط (Salmo trutta) ، المنوة (Phoxinus phoxinus) حساسان جدًا لنقصه وبالتالي يعيش فقط في المياه الباردة سريعة التدفق والمختلطة جيدًا. روتش ( روتيلوس روتيلوس) ، ruff (Acerina cernua) ، الكارب (Cyprinus carpio) ، الكارب الدوع (Carassius carassius) متواضع في هذا الصدد ، ويرقات البعوض chironomid (Chironomidae) والديدان الخشن الصغيرة (Tubifex) تعيش في أعماق كبيرة ، حيث توجد لا يوجد أكسجين على الإطلاق أو يوجد القليل جدًا منه. يمكن أيضًا أن تعيش الحشرات المائية والرخويات الرئوية (Pulmonata) في المياه ذات المحتوى المنخفض من الأكسجين. ومع ذلك ، فإنها ترتفع بشكل منهجي إلى السطح ، وتخزن الهواء النقي لفترة من الوقت.

ثاني أكسيد الكربون قابل للذوبان في الماء أكثر بحوالي 35 مرة من الأكسجين. يوجد منه في الماء ما يقرب من 700 مرة أكثر منه في الغلاف الجوي الذي يأتي منه. مصدر ثاني أكسيد الكربون في الماء ، بالإضافة إلى ذلك ، هو كربونات وبيكربونات من الفلزات القلوية والقلوية الترابية. يوفر ثاني أكسيد الكربون الموجود في الماء عملية التمثيل الضوئي للنباتات المائية ويشارك في تكوين التكوينات الهيكلية الجيرية لللافقاريات.

من الأهمية بمكان في حياة الكائنات المائية تركيز أيونات الهيدروجين (pH). تعتبر أحواض المياه العذبة ذات الرقم الهيدروجيني 3.7-4.7 حمضية ، و 6.95-7.3 محايدة ، وتلك التي تحتوي على درجة حموضة أكبر من 7.8 تعتبر قلوية. في المسطحات المائية العذبة ، يتعرض الأس الهيدروجيني لتقلبات يومية. مياه البحر قلوية بدرجة أكبر ويتغير الرقم الهيدروجيني لها بدرجة أقل بكثير من المياه العذبة. يتناقص الرقم الهيدروجيني مع العمق.

يلعب تركيز أيونات الهيدروجين دورًا مهمًا في توزيع الهيدروبيونات. عند درجة حموضة أقل من 7.5 ، ينمو نصف الحشائش (Isoetes) ، العشب البري (Sparganium) ، بمعدل 7.7-8.8 ، أي في بيئة قلوية ، تتطور أنواع كثيرة من أعشاب البرك والوديا. تسود طحالب الطحالب (Sphagnum) في المياه الحمضية للأهوار ، ولكن لا توجد رخويات صفائحية من جنس Toothless (Unio) ، وهناك رخويات أخرى نادرة ، ولكن جذور الصدفة (Testacea) وفيرة. يمكن أن تتحمل معظم أسماك المياه العذبة درجة حموضة من 5 إلى 9. إذا كان الرقم الهيدروجيني أقل من 5 ، فهناك موت جماعي للأسماك ، وفوق 10 ، تموت جميع الأسماك والحيوانات الأخرى.

المجموعات البيئية من hydrobionts.يسكن العمود المائي - البحر (pelagos - sea) كائنات بحرية يمكنها السباحة بنشاط أو البقاء (التحليق) في طبقات معينة. وفقًا لهذا ، يتم تقسيم الكائنات البحرية إلى مجموعتين - نيكتون والعوالق. يشكل سكان القاع المجموعة البيئية الثالثة من الكائنات الحية - benthos.

Nekton (nekios–· يطفو على السطح)– هذه مجموعة من الحيوانات البحرية التي تتحرك بنشاط ليس لها اتصال مباشر بالقاع.في الأساس ، هذه حيوانات كبيرة يمكنها السفر لمسافات طويلة وتيارات مائية قوية. وتتميز بشكل انسيابي للجسم وأجهزة حركة متطورة. الكائنات الحية النموذجية للنيكتون هي الأسماك والحبار والزعانف والحيتان. في المياه العذبة ، بالإضافة إلى الأسماك ، تشتمل النيكتون على البرمائيات والحشرات المتحركة بنشاط. يمكن أن تتحرك العديد من الأسماك البحرية في عمود الماء بسرعة كبيرة. تسبح بعض الحبار (Oegopsida) بسرعة كبيرة ، حتى 45-50 كم / ساعة ، وتصل المراكب الشراعية (Istiopharidae) إلى سرعات تصل إلى 100 كم / ساعة ، وسمك أبو سيف (Xiphias glabius) حتى 130 كم / ساعة.

العوالق (العوالق– يحوم ، يتجول)– هذه مجموعة من الكائنات البحرية التي لا تملك القدرة على الحركة النشطة السريعة.الكائنات العوالق لا تستطيع مقاومة التيارات. هذه حيوانات صغيرة بشكل أساسي - العوالق الحيوانية والنباتات - العوالق النباتية. يتضمن تكوين العوالق بشكل دوري يرقات العديد من الحيوانات التي تحلق في عمود الماء.

توجد الكائنات العوالق إما على سطح الماء ، أو في العمق ، أو حتى في الطبقة السفلية. السابق يشكل مجموعة خاصة - نيوستون. من ناحية أخرى ، تسمى الكائنات الحية ، التي يوجد جزء من جسمها في الماء وجزء فوق سطحه ، pleuston. هذه هي sphonophores (Siphonophora) ، و duckweed (Lemna) ، إلخ.

العوالق النباتية لها أهمية عظيمةفي حياة المسطحات المائية ، لأنها المنتج الرئيسي المواد العضوية. وهي تشمل في المقام الأول الدياتومات (الدياتومات) والطحالب الخضراء (كلوروفيتا) ، وسواط النبات (Phytomastigina) ، بيريدينيا (بيريدينيا) ، و coccolithophores (Coccolitophoridae). في المياه الشمالية للمحيط العالمي ، تسود الدياتومات ، وفي المياه الاستوائية وشبه الاستوائية ، السوط المدرعة. في المياه العذبة ، بالإضافة إلى الدياتومات ، تنتشر الطحالب الخضراء والزرقاء الخضراء (Cuanophyta).

تم العثور على العوالق الحيوانية والبكتيريا في جميع الأعماق. العوالق الحيوانية البحرية تسودها القشريات الصغيرة (Copepoda ، Amphipoda ، Euphausiacea) ، البروتوزوا (Foraminifera ، Radiolaria ، Tintinnoidea). أكثر الممثلين الرئيسيينله الرخويات المجنحة (Pteropoda) ، قنديل البحر (Scyphozoa) و ctenophores العائمة (Ctenophora) ، salpae (Salpae) ، بعض الديدان (Alciopidae ، Tomopteridae). في المياه العذبة ، تسبح بشكل سيء القشريات الكبيرة نسبيًا (Daphnia ، Cyclopoidea ، Ostracoda ، Simocephalus ؛ الشكل 14) ، العديد من الروتيفيرات (Rotatoria) والأوليات شائعة.

تصل عوالق المياه الاستوائية إلى أعلى تنوع في الأنواع.

مجموعات من الكائنات الحية العوالق تتميز بالحجم. Nannoplankton (nannos - dwarf) هي أصغر الطحالب والبكتيريا. العوالق الدقيقة (الميكرو - الصغيرة) - معظم الطحالب ، البروتوزوا ، الروتيفير ؛ العوالق المتوسطة (mesos - متوسطة) - مجدافيات الأرجل وكلادوسيران والجمبري وعدد من الحيوانات والنباتات ، لا يزيد طولها عن 1 سم ؛ العوالق الكبيرة (الكبيرة - الكبيرة) - قنديل البحر ، الميسيدس ، الروبيان والكائنات الأخرى التي يزيد حجمها عن 1 سم ؛ العوالق الضخمة (الضخمة - ضخمة) - كبيرة جدًا ، أكثر من 1 متر ، حيوانات. على سبيل المثال ، يصل طول حزام فينوس الهلام المشط (Cestus veneris) إلى 1.5 متر ، ويبلغ قطر قنديل البحر السيانيد (Suapea) جرسًا يصل قطره إلى مترين ويبلغ طول مخالبه 30 مترًا.

تعد الكائنات الحية العوالق عنصرًا غذائيًا مهمًا للعديد من الحيوانات المائية (بما في ذلك عمالقة مثل حيتان البالين - ميستاكوسيتي) ، لا سيما بالنظر إلى أنها ، وقبل كل شيء العوالق النباتية ، تتميز بانتشار موسمي للتكاثر الجماعي (ازدهار الماء).

بينثوس (benthos– عمق)– مجموعة من الكائنات الحية تعيش في قاع المسطحات المائية (على الأرض وفي الأرض).تنقسم إلى نباتات نباتية و zoobenthos. يتم تمثيله بشكل أساسي بواسطة حيوانات متصلة أو تتحرك ببطء ، وكذلك تختبئ في الأرض. فقط في المياه الضحلة تتكون من الكائنات الحية التي تصنع المادة العضوية (المنتجين) ، وتستهلكها (المستهلكون) وتدمرها (المُحلِّلات). في أعماق كبيرة حيث لا يخترق الضوء ، غائبة phytobenthos (المنتجون).

تختلف الكائنات القاعية في طريقة حياتها - متحركة وغير نشطة وغير متحركة ؛ وفقًا لطريقة التغذية - التمثيل الضوئي ، آكلة اللحوم ، العاشبة ، آكلة اللحوم ؛ حسب الحجم - ماكرو ، ميكروباتوس متوسطة.

تحتوي القاع النباتية في البحار بشكل أساسي على البكتيريا والطحالب (الدياتومات ، والأخضر ، والبني ، والأحمر). توجد النباتات المزهرة أيضًا على طول السواحل: Zostera (Zostera) ، phyllospodix (Phyllospadix) ، ruppia (Rup-pia). Phytobenthos هو الأغنى في المناطق الصخرية والقاع الصخري. على طول السواحل ، يشكل عشب البحر (Laminaria) والفوكوس (Fucus) أحيانًا كتلة حيوية تصل إلى 30 كجم لكل كيلومتر مربع. م في التربة الرخوة ، حيث لا يمكن ربط النباتات بإحكام ، يتطور النبات النباتي بشكل رئيسي في الأماكن المحمية من الأمواج.

فيتوبينوس المياه العذبة ممثلة بالبكتيريا والدياتومات والطحالب الخضراء. النباتات الساحلية وفيرة ، وتقع من الساحل في عمق أحزمة محددة بوضوح. تنمو النباتات شبه المغمورة (القصب والقصب والكتيل والرسديات) في الحزام الأول. الحزام الثاني تحتله نباتات مغمورة بأوراق عائمة (القرون ، زنابق الماء ، الأعشاب البط ، الفودوكراس). في الحزام الثالث ، تسود النباتات المغمورة - عشب البرك ، إلوديا ، إلخ.

يمكن تقسيم جميع النباتات المائية وفقًا لأسلوب حياتها إلى قسمين رئيسيين مجموعات بيئية: نباتات مائية - نباتات مغمورة في الماء فقط مع الجزء السفلي منها وعادة ما تتجذر في الأرض ، والنباتات المائية - نباتات مغمورة بالكامل في الماء ، ولكنها أحيانًا تطفو على السطح أو لها أوراق طافية.

تسود المنخربات البحرية ، الإسفنج ، الجوف المعوي ، النمريون ، متعدد الأشواك ، السيبينكولايد ، الطحالب ، ذوات الأرجل ، الرخويات ، الزقديات ، والأسماك. والأكثر عددًا هي الأشكال القاعية في المياه الضحلة ، حيث يصل إجمالي كتلتها الحيوية غالبًا إلى عشرات الكيلوجرامات لكل كيلومتر مربع. م مع العمق ، ينخفض عدد القاع بشكل حاد وفي الأعماق الكبيرة - ملليغرام لكل كيلومتر مربع. م.

يوجد عدد أقل من zoobenthos في المسطحات المائية العذبة عنه في البحار والمحيطات ، وتكوين الأنواع أكثر اتساقًا. هذه هي بشكل رئيسي البروتوزوا ، وبعض الإسفنج ، والديدان الهدبية والقليلة الشكل ، والعلقات ، والطيور ، والرخويات ، ويرقات الحشرات.

اللدونة البيئية للكائنات المائية. الكائنات المائية لديها مرونة بيئية أقل من الكائنات الأرضية ، حيث أن الماء بيئة أكثر استقرارًا وتخضع عواملها اللاأحيائية لتقلبات طفيفة نسبيًا. النباتات والحيوانات البحرية هي الأقل من حيث البلاستيك. هم حساسون للغاية للتغيرات في ملوحة المياه ودرجة الحرارة. وبالتالي ، لا يمكن للشعاب المرجانية الصخرية أن تتحمل حتى تحلية المياه الضعيفة والعيش فقط في البحار ، علاوة على ذلك ، على أرض صلبة عند درجة حرارة لا تقل عن 20 درجة مئوية. هؤلاء هم stenobionts النموذجية. ومع ذلك ، هناك أنواع ذات مرونة بيئية متزايدة. على سبيل المثال ، الجذمور Cyphoderia ampulla هو eurybiont نموذجي. يعيش في البحار والمياه العذبة والبرك الدافئة والبحيرات الباردة.

تميل حيوانات ونباتات المياه العذبة إلى أن تكون أكثر مرونة من تلك البحرية لأن المياه العذبة بيئة أكثر تنوعًا. معظم سكان المياه قليلة الملوحة هم من البلاستيك. تتكيف مع كل من التركيزات العالية من الأملاح الذائبة والتحلية الكبيرة. ومع ذلك ، هناك عدد قليل نسبيًا من الأنواع ، حيث تخضع العوامل البيئية لتغيرات كبيرة في المياه معتدلة الملوحة.

يتم تقييم اتساع اللدونة البيئية للهيدروبيونت ليس فقط فيما يتعلق بمجموعة العوامل الكاملة (eury- و stanobiontness) ، ولكن أيضًا لأي واحد منهم. النباتات والحيوانات الساحلية ، على عكس سكان المناطق المفتوحة ، هي كائنات حية دافئة للحرارة وذات قدرة عالية على الملوحة ، نظرًا لأن ظروف درجات الحرارة ونظام الملح متغيران بالقرب من الساحل (التسخين بواسطة الشمس والتبريد المكثف نسبيًا ، وتحلية المياه عن طريق تدفق المياه. من الجداول والأنهار ، خاصة خلال موسم الأمطار ، وما إلى ذلك). من الأنواع الخافضة للحرارة النموذجية اللوتس. ينمو فقط في المسطحات المائية الضحلة الدافئة. للأسباب نفسها ، تبين أن سكان الطبقات السطحية أكثر قدرة على تحمل درجات الحرارة وإيورياليني مقارنة بأشكال المياه العميقة.

تعمل اللدونة البيئية كمنظم مهم لتشتت الكائنات الحية. كقاعدة عامة ، تنتشر على نطاق واسع hydrobionts ذات اللدونة البيئية العالية. هذا ينطبق ، على سبيل المثال ، Elodea. ومع ذلك ، فإن قشريات الأرتيميا (Artemia salina) تتعارض تمامًا معها بهذا المعنى. تعيش في خزانات صغيرة بمياه مالحة للغاية. هذا هو ممثل stenohaline نموذجي مع اللدونة البيئية الضيقة. ولكن فيما يتعلق بالعوامل الأخرى ، فهو بلاستيكي للغاية وبالتالي يحدث في كل مكان في المسطحات المائية المالحة.

تعتمد اللدونة البيئية على عمر ومرحلة تطور الكائن الحي. نعم البحر بطني Littorina في حالتها البالغة يوميًا عند انخفاض المد ، لا تخلو من الماء لفترة طويلة ، وتؤدي يرقاتها أسلوب حياة بلانكتوني بحت ولا يمكنها تحمل الجفاف.

السمات التكيفية للنباتات المائية.إن بيئة النباتات المائية ، كما لوحظ ، محددة للغاية وتختلف بشكل حاد عن البيئة لمعظم الكائنات النباتية الأرضية. تنعكس قدرة النباتات المائية على امتصاص الرطوبة والأملاح المعدنية مباشرة من البيئة في تنظيمها المورفولوجي والفسيولوجي. بالنسبة للنباتات المائية ، أولاً وقبل كل شيء ، يعد التطور الضعيف للأنسجة الموصلة ونظام الجذر سمة مميزة. يعمل هذا الأخير بشكل أساسي على الالتصاق بالركيزة تحت الماء ، وعلى عكس النباتات الأرضية ، لا يؤدي وظيفة التغذية المعدنية وإمدادات المياه. في هذا الصدد ، جذور جذور النباتات المائية خالية من الشعر الجذري. تتغذى من سطح الجسم بأكمله. تعمل الجذور المطورة بقوة في بعضها على التكاثر الخضري وتخزين العناصر الغذائية. هذه هي العديد من الأعشاب البركانية ، زنابق الماء ، كبسولات البيض.

تسمح الكثافة العالية للمياه للنباتات بالعيش بكامل سمكها. لهذا، النباتات السفلية، التي تعيش في طبقات مختلفة وتقود أسلوب حياة عائم ، هناك ملحقات خاصة تزيد من طفوها وتسمح لها بالبقاء في حالة تعليق. في النباتات المائية العالية ، تتطور الأنسجة الميكانيكية بشكل سيئ. توجد في أوراقها وسيقانها وجذورها ، كما لوحظ ، تجاويف بين الخلايا تحمل الهواء. هذا يزيد من خفة وطفو الأعضاء المعلقة في الماء والطفو على السطح ، كما يعزز تنظيف الخلايا الداخلية بالماء مع الغازات والأملاح الذائبة فيه. تتميز النباتات المائية عمومًا بسطح ورقة كبير مع حجم نبات إجمالي صغير. هذا يوفر لهم تبادلًا مكثفًا للغازات مع نقص الأكسجين والغازات الأخرى المذابة في الماء. العديد من أعشاب البرك (Potamogeton lusens ، P. perfoliatus) لها سيقان وأوراق رفيعة وطويلة جدًا ، وأغلفةها سهلة النفاذ للأكسجين. النباتات الأخرى لها أوراق تشريح بشدة (حوذان الماء - حوذان أكواتيليس ، أورت - Myriophyllum spicatum ، نباتات زهقرنية - Ceratophyllum dernersum).

طور عدد من النباتات المائية تنوعًا (تنوعًا). على سبيل المثال ، في سالفينيا (سالفينيا) ، تؤدي الأوراق المغمورة وظيفة التغذية المعدنية والعائمة - العضوية. في زنابق الماء وكبسولات البيض ، تختلف الأوراق العائمة والمغمورة بشكل كبير عن بعضها البعض. السطح العلوي للأوراق العائمة كثيف وجلدي مع عدد كبير من الثغور. هذا يساهم في تبادل الغازات مع الهواء بشكل أفضل. لا توجد ثغور على الجانب السفلي من الأوراق العائمة وتحت الماء.

ميزة تكيفية لا تقل أهمية للنباتات للعيش في بيئة مائية هي حقيقة أن الأوراق المغمورة في الماء عادة ما تكون رقيقة جدًا. غالبًا ما يوجد الكلوروفيل فيها في خلايا البشرة. هذا يؤدي إلى زيادة كثافة التمثيل الضوئي في ظروف الإضاءة المنخفضة. يتم التعبير عن هذه السمات التشريحية والمورفولوجية بشكل أكثر وضوحًا في العديد من أعشاب البرك (Potamogeton) ، Elodea (Helodea canadensis) ، طحالب الماء (Riccia ، Fontinalis) ، Vallisneria (Vallisneria spiralis).

حماية النباتات المائية من ترشيح الأملاح المعدنية من الخلايا (النض) هو إفراز المخاط بواسطة خلايا خاصة وتكوين الأديم الباطن على شكل حلقة من الخلايا ذات الجدران السميكة.

تتسبب درجة الحرارة المنخفضة نسبيًا للبيئة المائية في موت الأجزاء النباتية من النباتات المغمورة في الماء بعد تكوين براعم الشتاء ، وكذلك استبدال أوراق الصيف الرقيقة الرقيقة بأوراق شتوية أقصر وأقصر. في الوقت نفسه ، تؤثر درجة حرارة الماء المنخفضة سلبًا على الأعضاء التوليدية للنباتات المائية ، وتعيق كثافتها العالية نقل حبوب اللقاح. لذلك ، تتكاثر النباتات المائية بشكل مكثف بوسائل نباتية. يتم قمع العملية الجنسية في كثير منهم. للتكيف مع خصائص البيئة المائية ، فإن معظم النباتات المغمورة والعائمة على السطح تخرج السيقان المزهرة في الهواء وتتكاثر جنسيًا (حبوب اللقاح تحملها الرياح والتيارات السطحية). كما تنتشر الثمار والبذور والبرايمورديا الناتجة عن طريق التيارات السطحية (هيدروكوريا).

ليس فقط النباتات المائية ، ولكن أيضًا العديد من النباتات الساحلية تنتمي إلى Hydrochoirs. ثمارها طافية للغاية ويمكن أن تبقى في الماء لفترة طويلة دون أن تفقد إنباتها. تحمل المياه ثمار وبذور chastukha (Alisma plantago-aquatica) ورأس السهم (Sagittaria sagittifolia) والسوساك (Butomusumbellatus) والأعشاب البركانية والنباتات الأخرى. يتم وضع ثمار العديد من نباتات الكاجي (Cageh) في أكياس خاصة بها الهواء ، كما تحملها التيارات المائية. يُعتقد أنه حتى أشجار جوز الهند تنتشر في جميع أنحاء أرخبيل الجزر الاستوائية في المحيط الهادئ بسبب طفو ثمارها - جوز الهند. على طول نهر فاخش ، تنتشر حشيش الهيماي (Sorgnum halepense) عبر القنوات بنفس الطريقة.

السمات التكيفية للحيوانات المائية.تعد تكيفات الحيوانات مع البيئة المائية أكثر تنوعًا من تكيفات النباتات. يمكنهم التمييز بين السمات التشريحية والصرفية والفسيولوجية والسلوكية وغيرها من السمات التكيفية. حتى مجرد تعدادهم أمر صعب. لذلك ، سنقوم بتسمية أكثر ما يميزها بشكل عام.

الحيوانات التي تعيش في عمود الماء ، أولاً وقبل كل شيء ، لديها تكيفات تزيد من طفوها وتسمح لها بمقاومة حركة المياه والتيارات. على العكس من ذلك ، تقوم الكائنات الحية السفلية بتطوير أجهزة تمنعها من الارتفاع إلى عمود الماء ، أي تقلل من الطفو وتسمح لها بالبقاء في القاع حتى في المياه سريعة التدفق.

في الأشكال الصغيرة التي تعيش في عمود الماء ، لوحظ انخفاض في التكوينات الهيكلية. في البروتوزوا (Rhizopoda ، Radiolaria) ، تكون الأصداف مسامية ، وإبر الصوان في الهيكل العظمي مجوفة من الداخل. تنخفض الكثافة النوعية لقنديل البحر (Scyphozoa) و ctenophores (Ctenophora) بسبب وجود الماء في الأنسجة. يتم تحقيق زيادة في الطفو أيضًا من خلال تراكم قطرات الدهون في الجسم (الولاعات الليلية - Noctiluca ، Radiolarians - Radiolaria). لوحظ أيضًا تراكمات أكبر من الدهون في بعض القشريات (Cladocera ، Copepoda) ، والأسماك ، والحيتانيات. يتم أيضًا تقليل الكثافة النوعية للجسم بواسطة فقاعات الغاز في بروتوبلازم أميبات الخصية ، غرف الهواء في أصداف الرخويات. تحتوي العديد من الأسماك على قربة سباحة مملوءة بالغاز. يطور السيفونوفورز في Physalia و Velella تجاويف هوائية قوية.

تتميز الحيوانات التي تسبح بشكل سلبي في عمود الماء ليس فقط بانخفاض الوزن ، ولكن أيضًا بزيادة السطح المحدد للجسم. الحقيقة هي أنه كلما زادت لزوجة الوسط وزادت مساحة السطح المحددة لجسم الكائن الحي ، كلما كان غرقه في الماء أبطأ. نتيجة لذلك ، يتم تسطيح الجسم في الحيوانات ، وتتشكل عليه جميع أنواع المسامير ، والنمو ، والملاحق. هذه سمة من سمات العديد من الراديولاريين (Chalengeridae ، Aulacantha) ، السوط (Leptodiscus ، Craspedotella) ، و foraminifers (Globigerina ، Orbulina). نظرًا لأن لزوجة الماء تتناقص مع زيادة درجة الحرارة وتزداد مع زيادة الملوحة ، فإن التكيف مع زيادة الاحتكاك يكون أكثر وضوحًا في درجات الحرارة المرتفعة والملوحة المنخفضة. على سبيل المثال ، السوطيات السوطية من المحيط الهندي مسلحة بملاحق تشبه القرن أطول من تلك الموجودة في المياه الباردة في شرق المحيط الأطلسي.

يتم إجراء السباحة النشطة في الحيوانات بمساعدة الأهداب والسوط وثني الجسم. هذه هي الطريقة التي تتحرك بها البروتوزوا والديدان الهدبية والروتيفيرات.

من بين الحيوانات المائية ، تعد السباحة بطريقة نفاثة بسبب طاقة نفاثة الماء المقذوفة. هذا هو الحال بالنسبة للأوليات وقناديل البحر ويرقات اليعسوب وبعضها ذوات الصدفتين. يصل وضع الحركة النفاث إلى أعلى درجات الكمال في رأسيات الأرجل. بعض الحبار ، عند التخلص من الماء ، تطور سرعة 40-50 كم / ساعة. في الحيوانات الكبيرة ، تتشكل أطراف متخصصة (أرجل السباحة في الحشرات والقشريات والزعانف والزعانف). جسم هذه الحيوانات مغطى بالمخاط وله شكل انسيابي.

تستخدم مجموعة كبيرة من الحيوانات ، معظمها من المياه العذبة ، الطبقة السطحية للماء (التوتر السطحي) عند الحركة. عليها تعمل بحرية ، على سبيل المثال ، الخنافس (Gyrinidae) ، حشرات الماء (Gerridae ، Veliidae). تتحرك خنافس Hydrophilidae الصغيرة على طول السطح السفلي للفيلم ، كما تتدلى عليها قواقع البركة (Limnaea) ويرقات البعوض. كل منهم لديه عدد من الميزات في هيكل الأطراف ، وأغلفةهم غير مبللة بالماء.

فقط في البيئة المائية تعيش الحيوانات غير المتحركة أسلوب حياة متصل. تتميز بشكل جسم غريب ، طفو طفيف (كثافة الجسم أكبر من كثافة الماء) وأجهزة خاصة للتثبيت على الركيزة. بعضها متصل بالأرض ، والبعض الآخر يزحف عليها أو يقود أسلوب حياة مختبئ ، وبعضها يستقر على أشياء تحت الماء ، ولا سيما قيعان السفن.

من بين الحيوانات التي تعلق على الأرض ، فإن أكثر ما يميزها هو الإسفنج ، والعديد من تجاويف الأمعاء ، وخاصة الهيدرويد (Hydroidea) و الشعاب المرجانية(Anthozoa) ، crinoids (Crinoidea) ، ذوات الصدفتين (Bivalvia) ، البرنقيل (Cirripedia) ، إلخ.

من بين الحيوانات المختبئة ، هناك العديد من الديدان ويرقات الحشرات والرخويات أيضًا. تقضي بعض الأسماك وقتًا طويلاً في الأرض (السنبلة - Cobitis taenia ، الأسماك المفلطحة - Pleuronectidae ، الراي اللساع - Rajidae) ، يرقات لامبري (بتروميزونز). تعتمد وفرة هذه الحيوانات وتنوع أنواعها على نوع التربة (الحجارة ، الرمل ، الطين ، الطمي). في التربة الصخرية ، تكون عادة أقل من التربة الطينية. تخلق اللافقاريات ، في كتلة تسكن التربة الطينية الظروف المثلىلحياة عدد أكبر من الحيوانات المفترسة القاعية.

معظم الحيوانات المائية متحمسة للحرارة وتعتمد درجة حرارة أجسامها على درجة الحرارة المحيطة. في الثدييات متجانسة الحرارة (ذوات الأقدام ، الحيتانيات) تتشكل طبقة قوية الدهون تحت الجلد، والتي تؤدي وظيفة العزل الحراري.

بالنسبة للحيوانات المائية ، فإن الضغط البيئي مهم. في هذا الصدد ، تتميز الحيوانات Stenobate ، التي لا يمكنها تحمل التقلبات الكبيرة في الضغط ، وحيوانات eurybat ، التي تعيش في كل من الضغط المرتفع والمنخفض. يعيش Holothurians (Elpidia ، Myriotrochus) على أعماق من 100 إلى 9000 متر ، وتقع العديد من أنواع Storthyngura crayfish ، pogonophores ، زنابق البحر على أعماق تتراوح بين 3000 إلى 10000 متر. تتمتع هذه الحيوانات التي تعيش في أعماق البحار بسمات تنظيمية محددة: زيادة في الجسم بحجم؛ اختفاء أو ضعف تطور الهيكل العظمي الجيري ؛ في كثير من الأحيان - الحد من أعضاء الرؤية. زيادة تطوير المستقبلات اللمسية. نقص تصبغ الجسم أو ، على العكس من ذلك ، لون غامق.

يتم توفير الحفاظ على ضغط تناضحي معين وحالة أيونية للمحاليل في جسم الحيوانات من خلال آليات معقدة لاستقلاب الماء والملح. ومع ذلك ، فإن معظم الكائنات المائية متسمكة بالتسمم ، أي أن الضغط الأسموزي في أجسامها يعتمد على تركيز الأملاح الذائبة في المياه المحيطة. فقط الفقاريات ، وجراد البحر العالي ، والحشرات ، ويرقاتها هم متماثلون - يحافظون على ضغط تناضحي ثابت في الجسم ، بغض النظر عن ملوحة الماء.

لا تمتلك اللافقاريات البحرية في الأساس آليات لتبادل الماء والملح: من الناحية التشريحية ، فهي مغلقة أمام الماء ، ولكنها مفتوحة تناضحيًا. ومع ذلك ، سيكون من الخطأ التحدث عن الغياب المطلق للآليات التي تتحكم في استقلاب الماء والملح فيها.

إنها ببساطة غير كاملة ، وذلك لأن ملوحة مياه البحر قريبة من ملوحة عصائر الجسم. في الواقع ، في hydrobionts المياه العذبة ، تكون الملوحة والحالة الأيونية للمواد المعدنية لجسم العصائر ، كقاعدة عامة ، أعلى من تلك الموجودة في المياه المحيطة. لذلك ، لديهم آليات محددة جيدًا لتنظيم التناضح. الطريقة الأكثر شيوعًا للحفاظ على ضغط تناضحي ثابت هي إزالة المياه الواردة بانتظام بمساعدة الفجوات النابضة والأعضاء المفرزة. في الحيوانات الأخرى ، يتم تطوير أغطية لا يمكن اختراقها من الكيتين أو تكوينات القرن لهذه الأغراض. ينتج البعض مخاطًا على سطح الجسم.

تفسر صعوبة تنظيم الضغط الأسموزي في كائنات المياه العذبة فقر أنواعها مقارنة بسكان البحر.

دعونا نتبع مثال الأسماك كيف يتم تنظيم التناضح للحيوانات في المياه البحرية والعذبة. تزيل أسماك المياه العذبة المياه الزائدة عن طريق العمل الشاق. الجهاز الإخراجي، ويتم امتصاص الأملاح من خلال خيوط الخياشيم. على العكس من ذلك ، تُجبر الأسماك البحرية على تجديد احتياطياتها المائية وبالتالي شرب مياه البحر ، ويتم إزالة الأملاح الزائدة التي تأتي معها من الجسم من خلال خيوط الخياشيم (الشكل 15).

تؤدي الظروف المتغيرة في البيئة المائية إلى تفاعلات سلوكية معينة للكائنات الحية. ترتبط الهجرات الرأسية للحيوانات بتغيرات في الإضاءة ودرجة الحرارة والملوحة ونظام الغاز وعوامل أخرى. في البحار والمحيطات ، تشارك ملايين الأطنان من الكائنات الحية المائية في مثل هذه الهجرات (الهبوط في العمق ، والارتفاع إلى السطح). خلال الهجرات الأفقية ، يمكن للحيوانات المائية أن تسافر مئات وآلاف الكيلومترات. هذه هي هجرات التبويض والشتاء والتغذية للعديد من الأسماك والثدييات المائية.

المرشحات الحيوية ودورها البيئي.واحد من مواصفات خاصةالبيئة المائية هي وجود عدد كبير من الجزيئات الصغيرة من المواد العضوية - المخلفات ، التي تشكلت بسبب موت النباتات والحيوانات. تستقر كتل ضخمة من هذه الجسيمات على البكتيريا ، وبسبب الغاز المنطلق نتيجة للعملية البكتيرية ، يتم تعليقها باستمرار في عمود الماء.

تعتبر المخلفات بالنسبة للعديد من الكائنات المائية غذاء عالي الجودة ، لذا فقد تكيف بعضها ، ما يسمى مغذيات المرشح الحيوي ، لاستخراجه باستخدام هياكل دقيقة مسامية معينة. هذه الهياكل ، كما كانت ، ترشح الماء ، وتحتفظ بالجزيئات المعلقة فيه. تسمى طريقة الأكل هذه بالترشيح. ترسب مجموعة أخرى من الحيوانات المخلفات على سطح أجسامها أو على أجهزة محاصرة خاصة. هذه الطريقة تسمى الترسيب. غالبًا ما يتغذى الكائن الحي نفسه عن طريق كل من الترشيح والترسيب.

تلعب الحيوانات التي تعمل بالترشيح الحيوي (الرخويات اللاميلاجيل ، وشوكيات الجلد اللاطئة ، ومتعدد الأشواك ، والزقديات ، والقشريات العوالقية ، وغيرها الكثير) دورًا مهمًا في التنقية البيولوجية للمسطحات المائية. على سبيل المثال ، مستعمرة بلح البحر (Mytilus) لكل 1 متر مربع. m يمر عبر تجويف الوشاح حتى 250 متر مكعب. متر من الماء يوميا ، ترشيحه وترسيب الجسيمات العالقة. تنظف القشريات المجهرية (كالانويدا) ما يصل إلى 1.5 لتر من الماء يوميًا. إذا أخذنا في الاعتبار العدد الهائل من هذه القشريات ، فإن العمل الذي يقومون به في التنقية البيولوجية للأجسام المائية يبدو رائعًا حقًا.

في المياه العذبة ، يعتبر الشعير (Unioninae) ، بلا أسنان (Anodontinae) ، بلح البحر الوحشي (Dreissena) ، والدفنيا (Daphnia) واللافقاريات الأخرى مغذيات نشطة للترشيح الحيوي. أهميتها كنوع من "نظام التطهير" البيولوجي للخزانات كبيرة لدرجة أنه يكاد يكون من المستحيل المبالغة في تقديرها.

تقسيم البيئة المائية.تتميز البيئة المائية للحياة بمنطقة أفقية محددة بوضوح وعمودية بشكل خاص. تقتصر جميع أنواع hydrobionts بشكل صارم على العيش في مناطق معينة ، والتي تختلف في ظروف معيشية مختلفة.

في المحيط العالمي ، يُطلق على عمود الماء اسم pelagial ، ويطلق على الجزء السفلي اسم pelagial. وفقًا لذلك ، يتم أيضًا تمييز المجموعات البيئية للكائنات الحية التي تعيش في عمود الماء (السطح) والقاع (القاعي).

ينقسم القاع ، اعتمادًا على عمق حدوثه من سطح الماء ، إلى سواحل فرعية (منطقة الانخفاض السلس إلى عمق 200 متر) ، باثماني (منحدر حاد) ، سحيق (قاع محيطي بمتوسط عمق 3-6 كم) ، فوق السحيقة (قاع المنخفضات المحيطية الواقعة على عمق 6 إلى 10 كم). يتميز الساحل أيضًا - حافة الساحل ، التي تغمرها المياه بشكل دوري أثناء المد العالي (الشكل 16).

تنقسم المياه المفتوحة للمحيط العالمي (السطح) أيضًا إلى مناطق عمودية وفقًا للمناطق البنتالية: فوق سطح البحر ، أعماق البحار ، أعماق البحار.

المناطق الساحلية وشبه الساحلية هي الأكثر ثراءً بالنباتات والحيوانات. هناك الكثير من ضوء الشمس والضغط المنخفض والتقلبات الكبيرة في درجات الحرارة. يعيش سكان الأعماق السحيقة والسحيقة في درجة حرارة ثابتة ، في الظلام ، ويتعرضون لضغط هائل يصل إلى عدة مئات من الغلاف الجوي في المنخفضات المحيطية.

إن منطقة مشابهة ، ولكن أقل وضوحًا ، هي أيضًا سمة من سمات أجسام المياه العذبة الداخلية.

الخصائص العامة.يحتل الغلاف المائي كبيئة مائية للحياة حوالي 71 ٪ من المساحة و 1/800 من حجم الكرة الأرضية. تتركز الكمية الرئيسية للمياه ، أكثر من 94٪ ، في البحار والمحيطات (الشكل 5.2).

أرز. 5.2 محيط العالم مقارنة بالأرض (وفقًا لـ N.F Reimers ، 1990)

في المياه العذبة للأنهار والبحيرات لا تزيد كمية المياه عن 0.016٪ من إجمالي حجم المياه العذبة.

في المحيط مع البحار المكونة له ، هناك منطقتان بيئيتان مميزتان بشكل أساسي: العمود المائي - بلاجيوالقاع بنتال.اعتمادا على العمق ، ينقسم البنتال إلى المنطقة الساحلية الفرعية -مساحة الانزال السلس للأرض حتى عمق 200 م ، باثيال -منطقة منحدر حاد و منطقة السحيقة -قاع محيطي بمتوسط عمق 3-6 كم. تسمى المناطق العميقة من البنتال ، المقابلة لمنخفضات قاع المحيط (6-10 كم) فوق الجسم.تسمى حافة الساحل التي تغمرها المياه عند ارتفاع المد الساحل.يسمى جزء الساحل فوق مستوى المد والجزر ، المبلل برذاذ الأمواج فوق السواحل.

تنقسم المياه المفتوحة للمحيطات أيضًا إلى مناطق عمودية وفقًا للمناطق البنتالية: النوع ، bati-peligial ، السحيق(الشكل 5.3).

أرز. 5.3 المنطقة البيئية العمودية للمحيطات

(وفقًا لـ N.F Reimers ، 1990)

يعيش ما يقرب من 150000 نوع من الحيوانات في البيئة المائية ، أو حوالي 7٪ من العدد الإجمالي (الشكل 5.4) و 10000 نوع من النباتات (8٪).

يجب الانتباه أيضًا إلى حقيقة أن ممثلي معظم مجموعات النباتات والحيوانات بقوا في البيئة المائية ("مهدهم") ، ولكن عدد أنواعهم أقل بكثير من الأنواع البرية. ومن هنا الاستنتاج - حدث التطور على الأرض بشكل أسرع.

إن تنوع وثراء النباتات والحيوانات يميزان البحار والمحيطات في المناطق الاستوائية والاستوائية ، وفي المقام الأول المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي. إلى الشمال والجنوب من هذه الأحزمة ، يتم استنفاد التركيب النوعي تدريجياً. على سبيل المثال ، يتم توزيع ما لا يقل عن 40000 نوع من الحيوانات في منطقة أرخبيل جزر الهند الشرقية ، بينما يوجد 400 نوع فقط في بحر لابتيف.

حصة الأنهار والبحيرات والمستنقعات ، كما ذكرنا سابقًا ، ضئيلة مقارنة بالبحار والمحيطات. ومع ذلك ، فإنها تخلق إمدادات المياه العذبة اللازمة للنباتات والحيوانات والبشر.

أرز. 5.4. توزيع الفئات الرئيسية للحيوانات حسب البيئة

الموائل (وفقًا لـ G.V. Voitkevich و V.A. Vronsky ، 1989)

ملحوظةالحيوانات الموضوعة تحت الخط المتموج تعيش في البحر ، وفوقه - في بيئة الأرض والجو

من المعروف أنه ليس فقط البيئة المائية لها تأثير قوي على سكانها ، ولكن أيضًا على المادة الحية للغلاف المائي ، مما يؤثر على الموائل ويعالجها ويشركها في تداول المواد. لقد ثبت أن مياه المحيطات والبحار والأنهار والبحيرات تتحلل وتسترد في الدورة الحيوية خلال مليوني سنة ، أي أن كل ذلك مر عبر المادة الحية على الأرض أكثر من ألف مرة.

وبالتالي ، فإن الغلاف المائي الحديث هو نتاج النشاط الحيوي للمادة الحية ليس فقط للعهود الجيولوجية الماضية ، ولكن أيضًا للعهود الجيولوجية الماضية.

السمة المميزة للبيئة المائية هي إمكانية التنقل،خاصة في الجداول والأنهار المتدفقة بسرعة. في البحار والمحيطات ، لوحظت موجات مد وجزر وتيارات قوية وعواصف. في البحيرات ، يتحرك الماء تحت تأثير درجة الحرارة والرياح.

المجموعات البيئية من hydrobionts.عمود الماء ، أو بلاجي(القواقع - البحر) ، تسكنها الكائنات البحرية التي لديها القدرة على السباحة أو البقاء في طبقات معينة (الشكل 5.5).

أرز. 5.5 لمحة عن المحيط وسكانه (وفقًا لـ N.N. Moiseev ، 1983)

في هذا الصدد ، تنقسم هذه الكائنات إلى مجموعتين: السوابحو العوالق.المجموعة البيئية الثالثة - benthos -من سكان القاع.

السوابح(nektos - العائمة) عبارة عن مجموعة من الحيوانات البحرية التي تتحرك بنشاط ليس لها اتصال مباشر بالقاع. هذه حيوانات كبيرة بشكل أساسي قادرة على السفر لمسافات طويلة والتيارات المائية القوية. لديهم شكل جسم انسيابي وأعضاء حركة متطورة. تشمل الكائنات الحية النموذجية للنيكتون الأسماك والحبار والحيتان والزعانف. يشمل النيكتون في المياه العذبة ، بالإضافة إلى الأسماك ، البرمائيات والحشرات المتحركة بنشاط. يمكن للعديد من الأسماك البحرية أن تتحرك في عمود الماء بسرعات كبيرة: تصل إلى 45-50 كم / ساعة - الحبار (Oegophside) ، 100-150 كم / ساعة - المراكب الشراعية (Jstiopharidae) و 130 كم / ساعة - سمك أبو سيف (Xiphias glabius).

العوالق(planktos - wandering، soing) عبارة عن مجموعة من الكائنات البحرية التي لا تملك القدرة على الحركة النشطة السريعة. كقاعدة عامة ، هذه حيوانات صغيرة - العوالق الحيوانيةوالنباتات - العوالق النباتيةمن لا يستطيع مقاومة التيارات. يتضمن تكوين العوالق أيضًا يرقات العديد من الحيوانات "العائمة" في عمود الماء. توجد الكائنات العوالق على سطح الماء وعلى العمق وفي الطبقة السفلية.

الكائنات الحية التي تعيش على سطح الماء تشكل مجموعة خاصة - نيوستون.يعتمد تكوين النيوستون أيضًا على مرحلة تطور عدد من الكائنات الحية. يمرون عبر مرحلة اليرقات ، ويكبرون ، ويتركون الطبقة السطحية التي خدمتهم كملاذ ، وينتقلون للعيش في القاع أو في الطبقات السفلية والعميقة. وتشمل هذه يرقات عشاري الأرجل ، البرنقيل ، مجدافيات الأرجل ، بطنيات الأرجل وذوات الصدفتين ، الجراثيم ، كثرة الأشواك ، الأسماك ، إلخ.

تسمى نفس الكائنات التي يكون جزء من جسمها فوق سطح الماء والآخر في الماء حجر اللعب.وتشمل هذه الأعشاب البط (Lemma) ، و siphonophores (Siphonophora) ، وما إلى ذلك.

تلعب العوالق النباتية دورًا مهمًا في حياة المسطحات المائية ، حيث إنها المنتج الرئيسي للمواد العضوية. تشمل العوالق النباتية في المقام الأول الدياتومات (الدياتومات) والطحالب الخضراء (الكلوروفيتا) ، وسواط النبات (Phytomastigina) ، و peridineae (Peridineae) و coccolithophores (Coccolitophoridae). في المياه العذبة ، لا تنتشر الطحالب الخضراء فقط ، ولكن أيضًا الطحالب الخضراء المزرقة (Cyanophyta).

يمكن العثور على العوالق الحيوانية والبكتيريا في أعماق مختلفة. في المياه العذبة ، غالبًا ما تسبح بشكل سيئ من القشريات الكبيرة نسبيًا (Daphnia ، Cyclopoidea ، Ostrocoda) ، العديد من الروتيفيرات (Rotatoria) والأوليات شائعة.

تهيمن القشريات الصغيرة على العوالق الحيوانية البحرية (Copepoda ، Amphipoda ، Euphausiaceae) ، البروتوزوا (Foraminifera ، Radiolaria ، Tintinoidea). من الممثلين الكبار ، هؤلاء هم pteropods (Pteropoda) ، قنديل البحر (Scyphozoa) و ctenophores (Ctenophora) ، salps (Salpae) ، بعض الديدان (Aleiopidae ، Tomopteridae).

تعمل الكائنات العوالق كمكون غذائي مهم للعديد من الحيوانات المائية ، بما في ذلك عمالقة مثل حيتان البالين (Mystacoceti) ، التين. 5.6

الشكل 5.6. مخطط الاتجاهات الرئيسية للطاقة وتبادل المادة في المحيط

بينثوس(benthos - deep) عبارة عن مجموعة من الكائنات الحية تعيش في قاع الخزانات (على الأرض وفي الأرض). وهي مقسمة إلى zoobenthosو phytobenthos.بالنسبة للجزء الأكبر ، يتم تمثيله بواسطة حيوانات مرتبطة ، أو تتحرك ببطء ، أو تختبئ في الأرض. في المياه الضحلة ، تتكون من الكائنات الحية التي تصنع المادة العضوية (المنتجين) وتستهلكها (المستهلكون) وتدمرها (مخفضات). في الأعماق التي لا يوجد فيها ضوء ، غائبة phytobenthos (المنتجين). تسود المنخربات البحرية ، الإسفنج ، الجوف ، الديدان ، ذراعي الأرجل ، الرخويات ، الأسكيدية ، الأسماك ، إلخ. الأشكال القاعية أكثر عددًا في المياه الضحلة. يمكن أن يصل إجمالي الكتلة الحيوية هنا إلى عشرات الكيلوجرامات لكل متر مربع.

تشتمل القاع النباتية في البحار بشكل أساسي على الطحالب (الدياتومات والأخضر والبني والأحمر) والبكتيريا. على طول السواحل توجد نباتات مزهرة - Zostera (Zostera) ، ruppia (Ruppia) ، phyllospodix (Phyllospadix). المناطق الصخرية والصخرية في القاع هي الأغنى في phytobenthos.

في البحيرات ، كما في البحار ، يميزون العوالق ، نيكتونو benthos.

ومع ذلك ، في البحيرات وغيرها من المسطحات المائية العذبة يوجد عدد أقل من zoobenthos مما هو عليه في البحار والمحيطات ، وتكوين الأنواع موحد. هذه هي بشكل أساسي البروتوزوا ، الإسفنج ، الديدان الهدبية والديدان الصغيرة ، العلق ، الرخويات ، يرقات الحشرات ، إلخ.

يتم تمثيل Phytobenthos في المياه العذبة بالبكتيريا والدياتومات والطحالب الخضراء. تقع النباتات الساحلية من الساحل في عمق أحزمة محددة بوضوح. الحزام الأول -النباتات شبه المغمورة (القصب ، والكاتيل ، والرسديات ، والقصب) ؛ الحزام الثاني -نباتات مغمورة بأوراق عائمة (فودوكرا ، كبسولات ، زنابق الماء ، طحلب البط). في الحزام الثالثتسود النباتات - عشب البرك ، إلوديا ، إلخ (الشكل 5.7).

أرز. 5.7 تجذير النباتات في القاع (أ):

1 - كاتيل 2- الاندفاع 3 - رأس السهم. 4 - زنبق الماء 5 ، 6 - البرك. 7- الحراء. الطحالب العائمة الحرة (ب): 8 ، 9 - أخضر خيطي ؛ 10-13 - أخضر ؛ 14-17 - الدياتومات ؛ 18-20 - أخضر مزرق

وفقًا لطريقة الحياة ، تنقسم النباتات المائية إلى مجموعتين بيئيتين رئيسيتين: النباتات المائية -النباتات مغمورة فقط في قاع الماء وعادة ما تكون متجذرة في الأرض ، و نباتات مائية -نباتات مغمورة بالكامل في الماء ، وأحيانًا تطفو على السطح أو لها أوراق طافية.

في حياة الكائنات المائية ، تلعب أنظمة الحركة العمودية للماء والكثافة ودرجة الحرارة والضوء والملح والغاز (محتوى الأكسجين وثاني أكسيد الكربون) وتركيز أيونات الهيدروجين دورًا مهمًا.

نظام درجة الحرارة.إنه يختلف في الماء ، أولاً ، عن طريق تدفق أقل للحرارة ، وثانيًا ، عن طريق ثبات أكبر مما هو على الأرض. ينعكس جزء من الطاقة الحرارية التي تدخل سطح الماء ، ويتم إنفاق جزء منها على التبخر. إن تبخر الماء من سطح الخزانات ، والذي يستهلك حوالي 2263x8J / g ، يمنع ارتفاع درجة حرارة الطبقات السفلية ، وتكوين الجليد ، الذي يطلق حرارة الانصهار (333.48 J / g) ، يبطئ من تبريدها.

يتبع التغير في درجة حرارة المياه المتدفقة تغيراتها في الهواء المحيط ، والتي تختلف في اتساع أصغر.

في البحيرات والبرك في مناطق خطوط العرض المعتدلة ، يتم تحديد النظام الحراري من خلال ظاهرة فيزيائية معروفة - كثافة المياه قصوى عند 4 درجات مئوية. من الواضح أن الماء فيها مقسم إلى ثلاث طبقات: العلوي - إبليمنيون ،درجة الحرارة التي تشهد تقلبات موسمية حادة ؛ طبقة الانتقال في درجة الحرارة الانتقالية - ميتاليمنيون ،حيث يوجد انخفاض حاد في درجة الحرارة ؛ أعماق البحار (القاع) - hypolimnionتصل إلى القاع حيث تكون درجة الحرارة على مدار العام التغييراتبعض الشيء.

في الصيف ، توجد طبقات الماء الأكثر دفئًا على السطح ، والأبرد - في القاع. يسمى هذا النوع من توزيع درجات الحرارة الطبقية في الخزان التقسيم الطبقي المباشرفي الشتاء ، حيث تنخفض درجة الحرارة ، التقسيم الطبقي العكسي.درجة حرارة الطبقة السطحية من الماء قريبة من 0 درجة مئوية. في الجزء السفلي ، تبلغ درجة الحرارة حوالي 4 درجات مئوية ، وهو ما يتوافق مع أقصى كثافة لها. وهكذا ترتفع درجة الحرارة مع العمق. هذه الظاهرة تسمى انقسام درجة الحرارة.لوحظ في معظم بحيراتنا في الصيف والشتاء. نتيجة لذلك ، يتم إزعاج الدورة الرأسية ، وتشكل طبقات كثافة الماء ، وتبدأ فترة الركود المؤقت في - ركود(الشكل 5.8).

مع زيادة أخرى في درجة الحرارة ، تصبح الطبقات العليا من الماء أقل كثافة ولم تعد تغرق - يبدأ الركود الصيفي. "

في الخريف ، تبرد المياه السطحية مرة أخرى إلى 4 درجات مئوية وتغرق في القاع ، مما يتسبب في اختلاط ثانوي للكتل في العام مع معادلة درجة الحرارة ، أي بداية فصل الخريف الحرارة.

في البيئة البحريةهناك أيضًا طبقات حرارية يحددها العمق. تتميز الطبقات التالية في المحيطات سطح- تتعرض المياه لعمل الريح ، وقياسا على الغلاف الجوي تسمى هذه الطبقة التروبوسفيرأو البحرية الغلاف الحراري.يتم ملاحظة التقلبات اليومية في درجة حرارة الماء هنا حتى عمق حوالي 50 مترًا ، ويتم ملاحظة التقلبات الموسمية بشكل أعمق. يصل سمك الغلاف الحراري إلى 400 م. متوسط -يمثل خط حراري ثابت.تنخفض درجة الحرارة فيه في البحار والمحيطات المختلفة إلى 1-3 درجة مئوية. يمتد إلى عمق حوالي 1500 م. بحر عميق -تتميز نفس درجة الحرارةحوالي 1-3 درجة مئوية ، باستثناء المناطق القطبية حيث تكون درجة الحرارة قريبة من 0 درجة مئوية.

فيبشكل عام ، تجدر الإشارة إلى أن سعة التقلبات السنوية في درجات الحرارة في الطبقات العليا من المحيط لا تزيد عن 10-15 درجة مئوية في المياه القارية 30-35 درجة مئوية.

أرز. 5.8 التقسيم الطبقي وخلط المياه في البحيرة

(وفقًا لـ E.Günter et al. ، 1982)

تتميز الطبقات العميقة من الماء بدرجة حرارة ثابتة. في المياه الاستوائية ، يبلغ متوسط درجة الحرارة السنوية للطبقات السطحية 26-27 درجة مئوية ، وفي المياه القطبية حوالي 0 درجة مئوية وأقل. الاستثناء هو الينابيع الحرارية ، حيث تصل درجة حرارة الطبقة السطحية إلى 85-93 درجة مئوية.

في الماء كوسيط حي ، من ناحية ، هناك مجموعة كبيرة إلى حد ما من ظروف درجات الحرارة ، ومن ناحية أخرى ، الخصائص الديناميكية الحرارية للبيئة المائية ، مثل الحرارة النوعية العالية ، والتوصيل الحراري العالي ، والتوسع أثناء التجميد ( في هذه الحالة ، يتشكل الجليد فقط من الأعلى ، ولا يتجمد عمود الماء الرئيسي) ، مما يخلق ظروفًا مواتية للكائنات الحية.

وبالتالي ، بالنسبة لفصل الشتاء للنباتات المائية الدائمة في الأنهار والبحيرات ، فإن التوزيع الرأسي لدرجات الحرارة تحت الجليد له أهمية كبيرة. يقع الماء الأكثر كثافة وأقل برودة بدرجة حرارة 4 درجات مئوية في الطبقة السفلية ، حيث تنحدر براعم الشتاء (توريون) من نباتات الزهقرنية والفقاع ولون الماء وما إلى ذلك (الشكل 5.9) ، وكذلك النباتات المورقة الكاملة ، مثل duckweed ، elodea.

أرز. 5.9. الفودوكراس (Hydrocharias morsus ranae) في الخريف.

براعم الشتاء مرئية ، تغرق في القاع

(من TK Goryshinoya ، 1979)

كان يعتقد أن الغمر يرتبط بتراكم النشا ووزن النباتات. بحلول الربيع ، يتم تحويل النشا إلى سكريات ودهون قابلة للذوبان ، مما يجعل البراعم أخف وزنًا ويسمح لها بالطفو.

تتكيف الكائنات الحية الموجودة في مستودعات خطوط العرض المعتدلة جيدًا مع الحركات الرأسية الموسمية لطبقات المياه ، وللربيع والخريف ، وللركود الصيفي والشتوي. نظرًا لأن نظام درجة حرارة المسطحات المائية يتميز باستقرار كبير ، فإن الحرارة المتضخمة أكثر شيوعًا بين hydrobionts منه بين الكائنات الحية على الأرض.

تم العثور على الأنواع Eurythermal بشكل رئيسي في المسطحات المائية القارية الضحلة وفي سواحل البحار في خطوط العرض العالية والمعتدلة ، حيث تكون التقلبات اليومية والموسمية كبيرة.

كثافة الماء.الماء أكثر كثافة من الهواء. في هذا الصدد ، فهي أفضل 800 مرة من بيئة الهواء. كثافة الماء المقطر عند 4 درجات مئوية 1 جم / سم 3. يمكن أن تكون كثافة المياه الطبيعية المحتوية على أملاح مذابة أعلى: حتى 1.35 جم / سم 3. في المتوسط ، في عمود الماء ، لكل 10 أمتار من العمق ، يزداد الضغط بمقدار 1 جو. تنعكس الكثافة العالية للماء في بنية جسم النباتات المائية. لذلك ، إذا تم تطوير الأنسجة الميكانيكية جيدًا في النباتات الأرضية ، والتي تضمن قوة الجذوع والسيقان ، فإن موقع الأنسجة الميكانيكية والموصلية على طول محيط الجذع يخلق بنية "أنبوبية" تقاوم مكامن الخلل والانحناء جيدًا ، ثم في النباتات المائية ، يتم تقليل الأنسجة الميكانيكية بشكل كبير ، حيث يتم دعم النباتات من تلقاء نفسها. غالبًا ما تتركز العناصر الميكانيكية والحزم الموصلة في وسط الساق أو سويقات الأوراق ، مما يعطي القدرة على الانحناء عندما يتحرك الماء.

تمتلك النباتات المائية المغمورة طفوًا جيدًا تم إنشاؤه بواسطة أجهزة خاصة (الأكياس الهوائية والتورمات). لذلك ، فإن أوراق بركة التجديف تقع على سطح الماء وتحت كل ورقة لديها فقاعة عائمة مملوءة بالهواء. مثل سترة النجاة الصغيرة ، تسمح الفقاعة للورقة بالطفو على سطح الماء. تحافظ غرف الهواء في الجذع على النبات في وضع مستقيم وتوصيل الأكسجين إلى الجذور.

كما يزيد الطفو مع زيادة سطح الجسم. يظهر هذا بوضوح في الطحالب المجهرية العوالق. تساعد نواتج الجسم المختلفة على "الطفو" بحرية في عمود الماء.

تتوزع الكائنات الحية في البيئة المائية عبر سمكها. على سبيل المثال ، في المنخفضات المحيطية ، تم العثور على الحيوانات على أعماق تزيد عن 10000 متر ويمكنها تحمل الضغط من عدة إلى مئات من الغلاف الجوي. وبالتالي ، فإن سكان المياه العذبة (الخنافس العائمة ، والنعال ، و suvoyi ، وما إلى ذلك) يتحملون ما يصل إلى 600 من الأجواء في التجارب. Holothurians من جنس Elpidia ، تعيش من الديدان Priapulus caudatus المنطقة الساحليةإلى فوق السبي. في الوقت نفسه ، تجدر الإشارة إلى أن العديد من سكان البحار والمحيطات يعتمدون نسبيًا على الجدران ويقتصرون على أعماق معينة. هذا ينطبق في المقام الأول على أنواع المياه الضحلة والعميقة. تعيش فقط في الساحل دودة حلقيةالدودة الرملية Arenicola ، الرخويات - طيور البحر (الرضفة). في أعماق كبيرة عند ضغط ما لا يقل عن 400-500 من الغلاف الجوي ، تتواجد الأسماك من مجموعة الصيادين ورأسيات الأرجل والقشريات ، نجوم البحروحمالات الكتف وغيرها.

توفر كثافة الماء فرصة للكائنات الحيوانية للاعتماد عليها ، وهو أمر مهم بشكل خاص للأشكال غير الهيكلية. يعمل دعم الوسط كشرط للارتفاع في الماء. يتم تكييف العديد من hydrobionts مع طريقة الحياة هذه.

وضع الضوء.تتأثر الكائنات المائية بشكل كبير بنظام الضوء وشفافية المياه. تضعف شدة الضوء في الماء إلى حد كبير (الشكل 5.10) ، حيث ينعكس جزء من الإشعاع الساقط من سطح الماء ، بينما يمتص الجزء الآخر بسمكه. يرتبط توهين الضوء بشفافية الماء. في المحيطات ، على سبيل المثال ، بشفافية عالية ، لا يزال حوالي 1٪ من الإشعاع يسقط على عمق 140 مترًا ، وفي البحيرات الصغيرة ذات المياه المغلقة إلى حد ما بالفعل على عمق 2 متر - فقط أعشار بالمائة.

أرز. 5.10. إضاءة في الماء أثناء النهار.

خزان تسيمليانسك (وفقًا لـ A. A. Potapov ،

العمق: 1 - على السطح ؛ 2-0.5 م ؛ 3 - 1.5 م 4-2 م

نظرًا لحقيقة أن أشعة أجزاء مختلفة من الطيف الشمسي لا تمتصها المياه بشكل متساوٍ ، فإن التركيب الطيفي للضوء يتغير أيضًا مع العمق ، وتضعف الأشعة الحمراء. تخترق الأشعة الزرقاء والخضراء إلى أعماق كبيرة. يتحول الشفق الذي يزداد عمقًا مع عمق المحيط إلى اللون الأخضر في البداية ، ثم الأزرق ، ثم الأزرق ، ثم الأزرق البنفسجي ، ثم يتغير لاحقًا إلى ظلام مستمر. وفقًا لذلك ، تحل الكائنات الحية محل بعضها البعض بالعمق.

لذلك ، لا تعاني النباتات التي تعيش على سطح الماء من نقص في الضوء ، ويشار إلى النباتات المغمورة وخاصة النباتات الموجودة في أعماق البحار باسم "نباتات الظل". يجب عليهم التكيف ليس فقط مع نقص الضوء ، ولكن أيضًا مع التغيير في تكوينه عن طريق إنتاج أصباغ إضافية. يمكن ملاحظة ذلك في نمط الألوان المعروف في الطحالب التي تعيش في أعماق مختلفة. في مناطق المياه الضحلة ، حيث لا يزال بإمكان النباتات الوصول إلى الأشعة الحمراء ، والتي يمتصها الكلوروفيل إلى أقصى حد ، تسود الطحالب الخضراء عادةً. في المناطق العميقة ، تم العثور على الطحالب البنية ، والتي ، بالإضافة إلى الكلوروفيل ، تحتوي على أصباغ بنية مثل phycofein ، fucoxanthin ، إلخ. الطحالب الحمراء التي تحتوي على صبغة phyco-erythrin تعيش بشكل أعمق. يظهر بوضوح القدرة على التقاط ضوء الشمس بأطوال موجية مختلفة. تم تسمية هذه الظاهرة التكيف اللوني.

تمتلك أنواع أعماق البحار عددًا من السمات الفيزيائية الموجودة في نباتات الظل. من بينها ، تجدر الإشارة إلى النقطة المنخفضة لتعويض التمثيل الضوئي (30-100 لوكس) ، "سمة الظل" لمنحنى الضوء لعملية التمثيل الضوئي مع هضبة تشبع منخفضة ، في الطحالب ، على سبيل المثال ، الحجم الكبير للكروماتوفور. بينما بالنسبة للأشكال السطحية والعائمة ، تكون هذه المنحنيات من النوع "الأخف".

لاستخدام الضوء الضعيف في عملية التمثيل الضوئي ، يلزم زيادة مساحة أعضاء الاستيعاب. وهكذا ، فإن رأس السهم (Sagittaria sagittifolia) يشكل أوراقًا بأشكال مختلفة عند التطور على الأرض وفي الماء.

يشفر البرنامج الوراثي إمكانية التطور في كلا الاتجاهين. إن "الزناد" لتطوير الأشكال "المائية" للأوراق هو التظليل ، وليس التأثير المباشر للمياه.

في كثير من الأحيان ، يتم تشريح أوراق النباتات المائية ، المغمورة في الماء ، بقوة إلى فصوص ضيقة تشبه الخيوط ، على سبيل المثال ، في نباتات زهقرنية ، أو uruti ، أو الفقاع ، أو لها صفيحة شفافة رقيقة - أوراق تحت الماء من قرون البيض ، وزنابق الماء ، أوراق الأعشاب المغمورة.

هذه السمات هي أيضًا من سمات الطحالب ، مثل الطحالب الخيطية ، والثالث المقطوع من الشعيرات ، والثالث الشفاف الرقيق للعديد من أنواع أعماق البحار. هذا يجعل من الممكن للنباتات المائية زيادة نسبة مساحة الجسم إلى الحجم ، وبالتالي تطوير مساحة سطح كبيرة بتكلفة منخفضة نسبيًا للكتلة العضوية.

النباتات المغمورة جزئيًا في الماء لها تعريف جيد هيتيروفيلياأي الاختلاف في بنية الأوراق السطحية وتحت الماء في نفس النبات: هذا واضح للعيان في الحوذان المائي للأوراق المختلفة (الشكل 5.11) يتميز السطح بسمات مشتركة لأوراق النباتات الموجودة فوق سطح الأرض (هيكل ظهري مركزي ، متطور جيدًا الأنسجة غلافيوجهاز الفم) ، تحت الماء - شفرات أوراق رقيقة جدًا أو مقطوعة. كما لوحظ الهتيروفيليا في زنابق الماء وكبسولات البيض ورؤوس الأسهم والأنواع الأخرى.

أرز. 5.11. Heterophilia في الماء الحوذان

حوذان متنوعة (من T ، G. Goryshina ، 1979)

الأوراق: 1 - السطح ؛ 2 - تحت الماء

مثال توضيحي هو الخطمي (Simn latifolium) ، حيث يمكن للمرء أن يرى عدة أشكال من الأوراق على جذعها ، مما يعكس جميع التحولات من الأرضية النموذجية إلى المائية النموذجية.

يؤثر عمق البيئة المائية أيضًا على الحيوانات ، وتلوينها ، وتكوين الأنواع ، وما إلى ذلك. على سبيل المثال ، في النظام البيئي للبحيرة ، تتركز الحياة الرئيسية في طبقة المياه ، حيث تخترق كمية من الضوء كافية لعملية التمثيل الضوئي. الحد الأدنى لهذه الطبقة يسمى مستوى التعويض. فوق هذا العمق ، تطلق النباتات أكسجينًا أكثر مما تستهلكه ، ويمكن للكائنات الأخرى استخدام الأكسجين الزائد. تحت هذا العمق ، لا يمكن لعملية التمثيل الضوئي أن توفر التنفس ؛ فيما يتعلق بهذا ، يتوفر الأكسجين فقط للكائنات الحية ، والتي تأتي مع الماء من الطبقات السطحية للبحيرة.

تعيش الحيوانات ذات الألوان الزاهية والمتنوعة في الطبقات السطحية الخفيفة من الماء ، بينما عادة ما تكون أنواع أعماق البحار خالية من الأصباغ. في منطقة الشفق بالمحيط ، يتم رسم الحيوانات بألوان ذات صبغة حمراء ، مما يساعدها على الاختباء من الأعداء ، حيث يُنظر إلى اللون الأحمر في الأشعة الزرقاء البنفسجية على أنه أسود. يعتبر اللون الأحمر نموذجيًا لحيوانات منطقة الشفق مثل القاروص والمرجان الأحمر والقشريات المختلفة وما إلى ذلك.

كلما كان امتصاص الضوء في الماء أقوى ، كلما قلت شفافيته ، وذلك بسبب وجود جزيئات من المواد المعدنية (الطين ، الطمي) فيه. تتناقص شفافية المياه أيضًا مع النمو السريع للنباتات المائية في الصيف أو مع التكاثر الجماعي للكائنات الحية الصغيرة الموجودة في الطبقات السطحية المعلقة. تتميز الشفافية بعمق شديد ، حيث لا يزال قرص Secchi منخفض بشكل خاص (قرص أبيض بقطر 20 سم) مرئيًا. في بحر سارجاسو (معظم مياه صافية) قرص Secchi مرئي على عمق 66.5 م ، بوصة المحيط الهادي- ما يصل إلى 59 ، في الهند - ما يصل إلى 50 ، في البحار الضحلة - ما يصل إلى 5-15 مترًا. لا تتجاوز شفافية الأنهار 1-1.5 مترًا ، وفي نهري آسيا الوسطى آمو داريا وسير داريا - أ بضعة سنتيمترات. وبالتالي ، تختلف حدود مناطق التمثيل الضوئي اختلافًا كبيرًا في المسطحات المائية المختلفة. في أنقى المياه ، تصل منطقة التمثيل الضوئي ، أو منطقة euphotic ، إلى عمق لا يزيد عن 200 متر ، وتمتد منطقة الشفق (dysphotic) حتى 1000-1500 متر ، وأعمق ، في منطقة الانقطاع ، لا يخترق ضوء الشمس في الكل.

ساعات النهار في الماء أقصر بكثير (خاصة في الطبقات العميقة) منها على الأرض. تختلف كمية الضوء في الطبقات العليا من المسطحات المائية باختلاف خط عرض المنطقة والوقت من العام. وبالتالي ، فإن الليالي القطبية الطويلة تحد بشدة من الوقت المناسب لعملية التمثيل الضوئي في حوض القطب الشمالي والقطب الجنوبي ، كما أن الغطاء الجليدي يجعل من الصعب على الضوء الوصول إلى جميع المسطحات المائية المتجمدة في الشتاء.

وضع الملح.تلعب الملوحة أو نظام الملح دورًا مهمًا في حياة الكائنات المائية. التركيب الكيميائييتكون الماء تحت تأثير الظروف الطبيعية والتاريخية والجيولوجية ، وكذلك تحت تأثير الإنسان. يحدد محتوى المركبات الكيميائية (الأملاح) في الماء ملوحة الماء ويتم التعبير عنها بالجرام لكل لتر أو في جزء في المليون(° / od). وفقًا للمعادن العامة للمياه ، يمكن تقسيمها إلى مياه عذبة بمحتوى ملح يصل إلى 1 جم / لتر ، قليل الملوحة (1-25 جم / لتر) ، ملوحة البحر (26-50 جم / لتر) ومحلول ملحي (المزيد من 50 جم / لتر). أهم المواد الذائبة في الماء هي الكربونات والكبريتات والكلوريدات (الجدول 5.1).

على كوكبنا ، أتقنت الكائنات الحية في سياق تطور تاريخي طويل أربع بيئات معيشية ، والتي يتم توزيعها وفقًا للأصداف المعدنية: الغلاف المائي والغلاف الصخري والغلاف الجوي (الشكل 1).

أرز. واحد.

الموائل المائية الهواء تربة الحياة

كانت البيئة المائية هي الأولى التي نشأت فيها الحياة وانتشرت. في وقت لاحق ، في سياق التطور التاريخي ، بدأت الكائنات الحية في ملء البيئة الأرضية والجوية. ظهرت النباتات والحيوانات الأرضية ، وتطورت بسرعة ، وتكيفت مع الظروف المعيشية الجديدة. أدى عمل المادة الحية على الأرض إلى التحول التدريجي للطبقة السطحية للغلاف الصخري إلى تربة ، وفقًا لـ V. I. Vernadsky (1978) ، إلى نوع من الجسم الخامل الحيوي للكوكب. كانت التربة مأهولة بكائنات مائية وبرية على حد سواء ، مما أدى إلى تكوين مجموعة محددة من سكانها.

بيئة الحياة المائية

الخصائص العامة.يحتل الغلاف المائي كبيئة مائية للحياة حوالي 71 ٪ من المساحة و 1/800 من حجم الكرة الأرضية. تتركز الكمية الرئيسية من المياه ، أكثر من 94٪ ، في البحار والمحيطات (الشكل 2).

أرز. 2.

في المياه العذبة للأنهار والبحيرات لا تزيد كمية المياه عن 0.016٪ من إجمالي حجم المياه العذبة.

تنقسم المياه المفتوحة للمحيطات أيضًا إلى مناطق عمودية وفقًا للمناطق البنتالية: epipelagial ، أعماق البحار ، أعماق البحار(تين. 3).

أرز. 3.

يعيش ما يقرب من 150000 نوع من الحيوانات في البيئة المائية ، أو حوالي 7٪ من العدد الإجمالي (الشكل 4) و 10000 نوع من النباتات (8٪).

أرز. أربعة.

ملحوظةالحيوانات الموضوعة تحت الخط المتموج تعيش في البحر ، وفوقه - في بيئة الأرض والجو

المجموعات البيئية من hydrobionts.عمود الماء ، أو بلاجي(القواقع - البحر) ، تسكنها الكائنات البحرية التي لها القدرة على السباحة أو البقاء في طبقات معينة (الشكل 5).

أرز.

السوابح(nektos - عائم) - هذه مجموعة من الحيوانات البحرية التي تتحرك بنشاط ليس لها اتصال مباشر بالقاع. هذه حيوانات كبيرة بشكل أساسي قادرة على السفر لمسافات طويلة والتيارات المائية القوية. لديهم شكل جسم انسيابي وأعضاء حركة متطورة. تشمل الكائنات الحية النموذجية للنيكتون الأسماك والحبار والحيتان والزعانف. يشمل النيكتون في المياه العذبة ، بالإضافة إلى الأسماك ، البرمائيات والحشرات المتحركة بنشاط. يمكن للعديد من الأسماك البحرية أن تتحرك في عمود الماء بسرعات كبيرة: تصل إلى 45-50 كم / ساعة - الحبار (Oegophside) ، 100-150 كم / ساعة - المراكب الشراعية (Jstiopharidae) و 130 كم / ساعة - سمك أبو سيف (Xiphias glabius) .

العوالق(planktos - wandering، soing) عبارة عن مجموعة من الكائنات البحرية التي لا تملك القدرة على التحرك بسرعة. كقاعدة عامة ، هذه حيوانات صغيرة - العوالق الحيوانيةوالنباتات - العوالق النباتيةمن لا يستطيع مقاومة التيارات. يتضمن تكوين العوالق أيضًا يرقات العديد من الحيوانات "العائمة" في عمود الماء. توجد الكائنات العوالق على سطح الماء وعلى العمق وفي الطبقة السفلية.

الكائنات الحية التي تعيش على سطح الماء تشكل مجموعة خاصة - نيوستون.يعتمد تكوين النيوستون أيضًا على مرحلة تطور عدد من الكائنات الحية. يمرون عبر مرحلة اليرقات ، ويكبرون ، ويتركون الطبقة السطحية التي خدمتهم كملاذ ، وينتقلون للعيش في القاع أو في الطبقات السفلية والعميقة. وتشمل هذه يرقات عشاري الأرجل ، البرنقيل ، مجدافيات الأرجل ، بطنيات الأرجل وذوات الصدفتين ، شوكيات الجلد ، متعدد الأشواك ، الأسماك ، إلخ.

تعمل الكائنات العوالق كمكون غذائي مهم للعديد من الحيوانات المائية ، بما في ذلك عمالقة مثل حيتان البالين (Mystacoceti) ، التين. 6.

الشكل 6.

بينثوس(benthos - deep) عبارة عن مجموعة من الكائنات الحية تعيش في قاع (على الأرض وفي الأرض) من المسطحات المائية. وهي مقسمة إلى zoobenthosو phytobenthos.بالنسبة للجزء الأكبر ، يتم تمثيله بواسطة حيوانات مرتبطة ، أو تتحرك ببطء ، أو تختبئ في الأرض. في المياه الضحلة ، تتكون من الكائنات الحية التي تصنع المادة العضوية (المنتجين) ، وتستهلكها (المستهلكون) وتدمرها (المُحلِّلات). في الأعماق التي لا يوجد فيها ضوء ، غائبة phytobenthos (المنتجين). تسود المنخربات البحرية ، الإسفنج ، الجوف ، الديدان ، ذراعي الأرجل ، الرخويات ، الأسكيدية ، الأسماك ، إلخ. الأشكال القاعية أكثر عددًا في المياه الضحلة. يمكن أن يصل إجمالي الكتلة الحيوية هنا إلى عشرات الكيلوجرامات لكل متر مربع.

في البحيرات ، كما في البحار ، يميزون العوالق ، نيكتونو benthos.

أرز. 7. تأصيل النباتات في الأسفل (أ): 1 - كاتيل. 2- الاندفاع 3 - رأس السهم. 4 - زنبق الماء 5 ، 6 - البرك. 7- الحراء. الطحالب العائمة الحرة (ب): 8 ، 9 - أخضر خيطي ؛ 10-13 - أخضر ؛ 14-17 - الدياتومات ؛ 18-20 - أخضر مزرق

وفقًا لطريقة الحياة ، تنقسم النباتات المائية إلى مجموعتين بيئيتين رئيسيتين: النباتات المائية --النباتات مغمورة فقط في قاع الماء وعادة ما تكون متجذرة في الأرض ، و نباتات مائية -نباتات مغمورة بالكامل في الماء ، وأحيانًا تطفو على السطح أو لها أوراق طافية.

يتبع التغير في درجة حرارة المياه المتدفقة تغيراتها في الهواء المحيط ، والتي تختلف في اتساع أصغر.

في البحيرات والبرك في مناطق خطوط العرض المعتدلة ، يتم تحديد النظام الحراري من خلال ظاهرة فيزيائية معروفة - الماء له كثافة قصوى عند 4 درجات مئوية. من الواضح أن الماء فيها مقسم إلى ثلاث طبقات: العلوي - إبليمنيون ،درجة الحرارة التي تشهد تقلبات موسمية حادة ؛ انتقالية ، طبقة قفزة درجة الحرارة ، - ميتاليمنونحيث يوجد انخفاض حاد في درجة الحرارة ؛ أعماق البحار (القاع) - hypolimnionتصل إلى القاع حيث تكون درجة الحرارة على مدار العام التغييراتبعض الشيء.

في الصيف ، توجد طبقات الماء الأكثر دفئًا على السطح ، بينما توجد الطبقات الباردة في القاع. يسمى هذا النوع من توزيع درجات الحرارة الطبقية في الخزان التقسيم الطبقي المباشرفي الشتاء ، حيث تنخفض درجة الحرارة ، التقسيم الطبقي العكسي.درجة حرارة الطبقة السطحية من الماء قريبة من 0 درجة مئوية. في الجزء السفلي ، تبلغ درجة الحرارة حوالي 4 درجات مئوية ، وهو ما يتوافق مع أقصى كثافة لها. وهكذا ترتفع درجة الحرارة مع العمق. هذه الظاهرة تسمى انقسام درجة الحرارة.لوحظ في معظم بحيراتنا في الصيف والشتاء. نتيجة لذلك ، يتم إزعاج الدورة الرأسية ، وتشكل طبقات كثافة الماء ، وتبدأ فترة الركود المؤقت في - ركود(الشكل 8).

مع ارتفاع آخر في درجة الحرارة ، تصبح الطبقات العليا من الماء أقل كثافة ولم تعد تغرق - يبدأ الركود الصيفي.

في الخريف ، تبرد المياه السطحية مرة أخرى إلى 4 درجات مئوية وتغرق في القاع ، مما يتسبب في اختلاط ثانوي للكتل في العام مع معادلة درجة الحرارة ، أي بداية فصل الخريف.

في البيئة البحرية ، هناك أيضًا طبقات حرارية يحددها العمق. تتميز الطبقات التالية في المحيطات سطح- تتعرض المياه لعمل الريح ، وقياسا على الغلاف الجوي تسمى هذه الطبقة التروبوسفيرأو البحرية الغلاف الحراري.يتم ملاحظة التقلبات اليومية في درجة حرارة الماء هنا حتى عمق حوالي 50 مترًا ، ويتم ملاحظة التقلبات الموسمية بشكل أعمق. يصل سمك الغلاف الحراري إلى 400 م. متوسط --يمثل خط حراري ثابت.تنخفض درجة الحرارة فيه في البحار والمحيطات المختلفة إلى 1-3 درجات مئوية. يمتد إلى عمق حوالي 1500 م. بحر عميق --تتميز بنفس درجة الحرارة حوالي 1-3 درجة مئوية ، باستثناء المناطق القطبية ، حيث تقترب درجة الحرارة من 0 درجة مئوية.

أرز. ثمانية.

وبالتالي ، بالنسبة لفصل الشتاء للنباتات المائية الدائمة في الأنهار والبحيرات ، فإن التوزيع الرأسي لدرجات الحرارة تحت الجليد له أهمية كبيرة. يقع الماء الأكثر كثافة وأقل برودة بدرجة حرارة 4 درجات مئوية في الطبقة القريبة من القاع ، حيث تنحدر براعم الشتاء (توريون) من نباتات الزهقرنية ، والفقاع ، وزهرة الماء ، وما إلى ذلك (الشكل 9) ، وكذلك كلها. النباتات المورقة ، مثل الطحلب البطي ، الوديا.

أرز. 9.

تتوزع الكائنات الحية في البيئة المائية عبر سمكها. على سبيل المثال ، في المنخفضات المحيطية ، تم العثور على الحيوانات على أعماق تزيد عن 10000 متر ويمكنها تحمل الضغط من عدة إلى مئات من الغلاف الجوي. وبالتالي ، فإن سكان المياه العذبة (الخنافس العائمة ، والنعال ، و suvoyi ، وما إلى ذلك) يتحملون ما يصل إلى 600 من الأجواء في التجارب. Holothurians من جنس Elpidia والديدان Priapulus caudatus يسكنون من المنطقة الساحلية إلى فوق الجسم. في الوقت نفسه ، تجدر الإشارة إلى أن العديد من سكان البحار والمحيطات يعتمدون نسبيًا على الجدران ويقتصرون على أعماق معينة. هذا ينطبق في المقام الأول على أنواع المياه الضحلة والعميقة. يسكن الساحل فقط الدودة الحلقية Arenicola والرخويات - البطلينوس البحر (الرضفة). في أعماق كبيرة عند ضغط ما لا يقل عن 400-500 من الغلاف الجوي ، تم العثور على أسماك من مجموعة الصيادين ورأسيات الأرجل والقشريات ونجم البحر و pogonophores وغيرها.

وضع الضوء.تتأثر الكائنات المائية بشكل كبير بنظام الضوء وشفافية المياه. تضعف شدة الضوء في الماء بشدة (الشكل 10) ، حيث ينعكس جزء من الإشعاع الساقط من سطح الماء ، بينما يمتص الجزء الآخر بسمكه. يرتبط توهين الضوء بشفافية الماء. في المحيطات ، على سبيل المثال ، بشفافية عالية ، لا يزال حوالي 1٪ من الإشعاع يسقط على عمق 140 مترًا ، وفي البحيرات الصغيرة ذات المياه المغلقة إلى حد ما بالفعل على عمق 2 متر - فقط أعشار بالمائة.

أرز. عشرة.

العمق: 1 - على السطح ؛ 2–0.5 م ؛ 3 - 1.5 م ؛ 4-2 م

لذلك ، لا تعاني النباتات التي تعيش على سطح الماء من نقص في الضوء ، ويشار إلى النباتات المغمورة وخاصة النباتات الموجودة في أعماق البحار باسم "نباتات الظل". يجب عليهم التكيف ليس فقط مع نقص الضوء ، ولكن أيضًا مع التغيير في تكوينه عن طريق إنتاج أصباغ إضافية. يمكن ملاحظة ذلك في نمط الألوان المعروف في الطحالب التي تعيش في أعماق مختلفة. في مناطق المياه الضحلة ، حيث لا يزال بإمكان النباتات الوصول إلى الأشعة الحمراء ، والتي يمتصها الكلوروفيل إلى أقصى حد ، تسود الطحالب الخضراء عادةً. في المناطق العميقة ، تم العثور على الطحالب البنية ، والتي ، بالإضافة إلى الكلوروفيل ، لديها أصباغ بنية مثل phycofein ، fucoxanthin ، وما إلى ذلك. الطحالب الحمراء التي تحتوي على صبغة phycoerythrin تعيش بشكل أعمق. يظهر بوضوح القدرة على التقاط ضوء الشمس بأطوال موجية مختلفة. تم تسمية هذه الظاهرة التكيف اللوني.

النباتات المغمورة جزئيًا في الماء لها تعريف جيد هيتيروفيلياعلى سبيل المثال ، الاختلاف في بنية السطح والأوراق تحت الماء للنبات نفسه: هذا واضح للعيان في الحوذان المائية للأوراق المختلفة (الشكل 11) يتميز السطح بسمات مشتركة لأوراق النباتات الموجودة فوق الأرض (الهيكل الظهري المركزي ، حسنًا- أنسجة غشائية متطورة وجهاز ثغري) ، تحت الماء - شفرات أوراق رقيقة جدًا أو مقطوعة. كما لوحظ الهتيروفيليا في زنابق الماء وكبسولات البيض ورؤوس الأسهم والأنواع الأخرى.

أرز. أحد عشر.

الأوراق: 1 - السطح ؛ 2 - تحت الماء

كلما كان امتصاص الضوء في الماء أقوى ، كلما قلت شفافيته ، وذلك بسبب وجود جزيئات من المواد المعدنية (الطين ، الطمي) فيه. تتناقص شفافية المياه أيضًا مع النمو السريع للنباتات المائية في الصيف أو مع التكاثر الجماعي للكائنات الحية الصغيرة الموجودة في الطبقات السطحية المعلقة. تتميز الشفافية بعمق شديد ، حيث لا يزال قرص Secchi منخفض بشكل خاص (قرص أبيض بقطر 20 سم) مرئيًا. في بحر سارجاسو (أكثر المياه شفافية) ، يمكن رؤية قرص Secchi على عمق 66.5 مترًا ، في المحيط الهادئ - حتى 59 مترًا ، في الهند - حتى 50 مترًا ، في البحار الضحلة - حتى 5-15 مترًا لا تتجاوز شفافية الأنهار 1 - 1.5 متر ، وفي نهري آسيا الوسطى آمو داريا وسير داريا - بضعة سنتيمترات. وبالتالي ، تختلف حدود مناطق التمثيل الضوئي اختلافًا كبيرًا في المسطحات المائية المختلفة. في أنقى المياه ، تصل منطقة التمثيل الضوئي ، أو منطقة euphotic ، إلى عمق لا يزيد عن 200 متر ، وتمتد منطقة الشفق (dysphotic) حتى 1000-1500 متر ، وأعمق ، في منطقة الانقطاع ، لا يخترق ضوء الشمس في الكل.

وضع الملح.تلعب الملوحة أو نظام الملح دورًا مهمًا في حياة الكائنات المائية. يتكون التركيب الكيميائي للمياه تحت تأثير الظروف التاريخية والجيولوجية الطبيعية ، وكذلك تحت تأثير الإنسان. يحدد محتوى المركبات الكيميائية (الأملاح) في الماء ملوحة الماء ويتم التعبير عنها بالجرام لكل لتر أو في جزء في المليون(° / od). وفقًا للمعادن العامة للمياه ، يمكن تقسيمها إلى مياه عذبة بمحتوى ملح يصل إلى 1 جم / لتر ، قليل الملوحة (1-25 جم / لتر) ، ملوحة البحر (26-50 جم / لتر) ومحلول ملحي (المزيد من 50 جم / لتر). أهم المواد المذابة في الماء هي الكربونات والكبريتات والكلوريدات (الجدول 1).

الجدول 1

تكوين الأملاح الرئيسية في المسطحات المائية المختلفة (حسب R. Dazho ، 1975)

من بين المياه العذبة ، يوجد العديد من المياه النقية تقريبًا ، ولكن هناك أيضًا العديد منها يحتوي على ما يصل إلى 0.5 جرام من المواد المذابة لكل لتر. وفقًا لمحتواها في المياه العذبة ، يتم ترتيب الكاتيونات على النحو التالي: الكالسيوم - 64٪ ، المغنيسيوم - 17٪ ، الصوديوم - 16٪ ، البوتاسيوم - 3٪. هذه قيم متوسطة ، وفي كل حالة تكون التقلبات كبيرة في بعض الأحيان.

عنصر مهم في المياه العذبة هو محتوى الكالسيوم. يمكن أن يعمل الكالسيوم كعامل مقيد. توجد مياه "لينة" ، فقيرة بالكالسيوم (أقل من 9 مجم لكل لتر) ، ومياه "صلبة" بكميات كبيرة (أكثر من 25 مجم لكل 1 لتر).

في مياه البحر ، يبلغ متوسط محتوى الأملاح الذائبة 35 جم / لتر ، وهو أقل بكثير في البحار الهامشية. تم العثور على 13 فلزات وما لا يقل عن 40 معدنًا في مياه البحر. يحتل ملح الطعام المرتبة الأولى من حيث الأهمية ، يليه كلوريد الباريوم وكبريتات المغنيسيوم وكلوريد البوتاسيوم.

معظم الحياة المائية تسمم.يعتمد الضغط الاسموزي في أجسامهم على ملوحة البيئة. تعيش حيوانات ونباتات المياه العذبة في بيئات يكون فيها تركيز المواد المذابة أقل من تركيز سوائل وأنسجة الجسم. بسبب الاختلاف في الضغط الاسموزي خارج وداخل الجسم ، يتغلغل الماء باستمرار في الجسم ، ونتيجة لذلك تضطر hydrobionts المياه العذبة إلى إزالته بشكل مكثف. لديهم عمليات محددة بشكل جيد لتنظيم التناضح. في البروتوزوا ، يتم تحقيق ذلك من خلال عمل الفجوات الإخراجية ، في الكائنات متعددة الخلايا ، عن طريق إزالة الماء من خلال نظام الإخراج. تطلق بعض الأهداب كل 2-2.5 دقيقة كمية من الماء تساوي حجم الجسم.

مع زيادة الملوحة ، يتباطأ عمل الفجوات ، وعند تركيز ملح بنسبة 17.5٪ يتوقف عن العمل ، نظرًا لاختلاف الضغط الاسموزي بين الخلايا و بيئة خارجيةيختفي.

يكون تركيز الأملاح في سوائل الجسم وأنسجة العديد من الكائنات البحرية متساوي التوتر مع تركيز الأملاح الذائبة في المياه المحيطة. في هذا الصدد ، فإن وظائفها التنظيمية التناضحية أقل تطوراً منها في المياه العذبة. التنظيم العضلي هو أحد الأسباب التي أدت إلى فشل العديد من النباتات والحيوانات البحرية في ملء المسطحات المائية العذبة وتبين أنها تعيش في الأحياء البحرية النموذجية: تجاويف الأمعاء (Coelenterata) ، وشوكيات الجلد (Echinodermata) ، والإسفنج (Spongia) ، و tunicates (Tunicata) ، pogonophora ( بوجونوفورا). من ناحية أخرى ، لا تعيش الحشرات عمليًا في البحار والمحيطات ، في حين أن أحواض المياه العذبة مأهولة بكثرة. عادة لا تتحمل الكائنات البحرية وكائنات المياه العذبة تغيرات كبيرة في الملوحة وهي كذلك ستينوهالين. يوريالينيلا يوجد الكثير من الكائنات الحية ، ولا سيما الحيوانات ، من أصل المياه العذبة والبحرية. توجد ، غالبًا بأعداد كبيرة ، في المياه قليلة الملوحة. هذه هي الدنيس (Abramis brama) ، سمك رمح المياه العذبة (Stizostedion lucioperca) ، البايك (Ezox lucios) ، من البحر - عائلة البوري (Mugilidae).

إن استيطان النباتات في البيئة المائية ، بالإضافة إلى الميزات المذكورة أعلاه ، يترك بصمة على جوانب أخرى من الحياة ، لا سيما على نظام المياه للنباتات التي تحيط بها المياه حرفياً. مثل هذه النباتات ليس لها نتح ، وبالتالي لا يوجد "محرك علوي" يحافظ على تدفق المياه في النبات. وفي الوقت نفسه ، يوجد التيار الذي يوصل المغذيات إلى الأنسجة (على الرغم من أنه أضعف بكثير من النباتات البرية) ، مع دورية يومية محددة بوضوح: أكثر خلال النهار ، غائبة في الليل. دور فعال في الحفاظ عليه ينتمي إلى ضغط الجذر (في الأنواع المرتبطة) ونشاط الخلايا الخاصة التي تفرز الماء - ثغور الماء أو الهيدثودات.

في المياه العذبة ، تنتشر النباتات المدعمة في قاع الخزان. غالبًا ما يقع سطحها الضوئي فوق الماء. وتشمل هذه القصب (Scirpus) ، زنابق الماء (Nymphaea) ، كبسولات البيض (Nyphar) ، cattails (Typha) ، رأس السهم (Sagittaria). في حالات أخرى ، يتم غمر أعضاء التمثيل الضوئي في الماء. هذه هي البركة (Potamogeton) ، urut (Myriophyllum) ، Elodea (Elodea). بعض أنواع النباتات العليا في المياه العذبة خالية من الجذور وتسبح بحرية أو تفرط في النمو تحت الماء ، الطحالب ، الملتصقة بالأرض.

نظام الغاز.الغازات الرئيسية في البيئة المائية هي الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. الباقي ، مثل كبريتيد الهيدروجين أو الميثان ، له أهمية ثانوية.

الأكسجينللبيئة المائية - أهم عامل بيئي. يدخل الماء من الهواء وتطلقه النباتات أثناء عملية التمثيل الضوئي. معامل انتشار الأكسجين في الماء أقل بحوالي 320 ألف مرة من الهواء ، ومحتواه الإجمالي في الطبقات العليا من الماء 6-8 مل / لتر ، أو 21 مرة أقل من الغلاف الجوي. يتناسب محتوى الأكسجين في الماء عكسياً مع درجة الحرارة. مع زيادة درجة حرارة وملوحة الماء ، ينخفض تركيز الأكسجين فيه. في الطبقات المكتظة بالحيوانات والبكتيريا ، يمكن أن يحدث نقص الأكسجين بسبب زيادة استهلاكه. وهكذا ، في المحيط العالمي ، تتميز الأعماق الغنية بالحياة من 50 إلى 1000 متر بتدهور حاد في التهوية. وهو أقل بـ7-10 مرات مما هو عليه في المياه السطحية التي تسكنها العوالق النباتية. بالقرب من قاع المسطحات المائية ، يمكن أن تكون الظروف قريبة من اللاهوائية.

في النظام الراكد في الخزانات الصغيرة ، يتم أيضًا استنفاد الأكسجين بشكل حاد في المياه. يمكن أن يحدث نقصه أيضًا في الشتاء تحت الجليد. بتركيزات أقل من 0.3-3.5 مل / لتر ، يكون عمر الأيروبس في الماء مستحيلاً. تبين أن محتوى الأكسجين في ظل ظروف الخزان هو العامل المحدد (الجدول 2).

الجدول 2

متطلبات الأكسجين لمختلف أنواع أسماك المياه العذبة

بين الأحياء المائية ، هناك عدد كبير من الأنواع التي يمكنها تحمل تقلبات واسعة في محتوى الأكسجين في الماء ، بالقرب من غيابه. هذه هي ما يسمى ب يوريوكسيبيونتس.وتشمل هذه oligochaetes المياه العذبة (Tubifex tubifex) ، بطنيات الأقدام (Viviparus viviparus). يمكن أن يؤدي تشبع الماء الضعيف جدًا بالأكسجين من الأسماك إلى تحمل الكارب ، التنش ، مبروك الدوع. ومع ذلك ، فإن العديد من الأنواع ستينوكسيبيونت ،على سبيل المثال ، يمكن أن توجد فقط مع تشبع عالٍ بدرجة كافية من الماء بالأكسجين ، على سبيل المثال ، تراوت قوس قزح ، التراوت ، المنوة ، إلخ. العديد من أنواع الكائنات الحية قادرة على الوقوع في حالة غير نشطة مع نقص الأكسجين ، لذلك اتصل أنوكسيبيوزيس ،وبالتالي البقاء على قيد الحياة في الفترة غير المواتية.

يتم تنفس hydrobionts من خلال سطح الجسم ومن خلال الأعضاء المتخصصة - الخياشيم والرئتين والقصبة الهوائية. غالبًا ما يكون تكامل الجسم بمثابة جهاز تنفسي إضافي. في بعض الأنواع ، يحدث مزيج من تنفس الماء والهواء ، على سبيل المثال ، الأسماك الرئوية ، السيفونوفورات ، الديسكوفانت ، العديد من الرخويات الرئوية ، القشريات ياماروس لاكوستريس ، إلخ. مع بيئة الهواء. وتشمل هذه القوارض ، والحيتانيات ، وخنافس الماء ، ويرقات البعوض ، وما إلى ذلك.

ثاني أكسيد الكربون.في البيئة المائية ، قد تعاني الكائنات الحية ، بالإضافة إلى نقص الضوء والأكسجين ، من نقص في ثاني أكسيد الكربون المتاح ، على سبيل المثال ، نباتات التمثيل الضوئي. يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الماء نتيجة لانحلال ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء ، وتنفس الكائنات المائية ، وتحلل المخلفات العضوية والانطلاق من الكربونات. يتراوح محتوى ثاني أكسيد الكربون في الماء بين 0.2-0.5 مل / لتر ، أو 700 مرة أكثر من الغلاف الجوي. يذوب ثاني أكسيد الكربون في الماء 35 مرة أفضل من الأكسجين. مياه البحر هي الخزان الرئيسي لثاني أكسيد الكربون ، حيث تحتوي على 40 إلى 50 سم 3 من الغاز لكل لتر بشكل حر أو مقيد ، وهو أعلى بـ 150 مرة من تركيزه في الغلاف الجوي.

يشارك ثاني أكسيد الكربون الموجود في الماء في تكوين التكوينات الهيكلية الجيرية لللافقاريات ويضمن التمثيل الضوئي للنباتات المائية. مع التمثيل الضوئي المكثف للنباتات ، هناك زيادة في استهلاك ثاني أكسيد الكربون (0.2-0.3 مل / لتر في الساعة) ، مما يؤدي إلى نقصه. تستجيب النباتات المائية لزيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الماء عن طريق زيادة التمثيل الضوئي.

مصدر إضافي لثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي للنباتات المائية هو أيضًا ثاني أكسيد الكربون ، والذي يتم إطلاقه أثناء تحلل أملاح البيكربونات وانتقالها إلى ثاني أكسيد الكربون:

Ca (HCO 3) 2 CaCO 3 + CO، + H 2 O

تستقر الكربونات القابلة للذوبان بشكل طفيف ، والتي تتشكل في هذه الحالة ، على سطح الأوراق على شكل قشرة أو قشرة ، والتي تظهر بوضوح عندما تجف العديد من النباتات المائية.

تركيز أيون الهيدروجين(الرقم الهيدروجيني) غالبًا ما يؤثر على توزيع الكائنات المائية. تعتبر أحواض المياه العذبة ذات الرقم الهيدروجيني 3.7-4.7 حمضية ، 6.95-7.3 متعادل ، مع درجة حموضة تزيد عن 7.8 - قلوية. في المسطحات المائية العذبة ، يتعرض الأس الهيدروجيني لتقلبات كبيرة ، غالبًا أثناء النهار. مياه البحر قلوية بدرجة أكبر ويتغير الأس الهيدروجيني فيها أقل من المياه العذبة. يتناقص الرقم الهيدروجيني مع العمق.

ينمو نبات الأرقطيون (Sparganium) من النباتات ذات الأس الهيدروجيني أقل من 7.5. في البيئة القلوية (درجة الحموضة 7.7-8.8) ، تنتشر أنواع كثيرة من أعشاب البرك ، إلوديا ؛ عند درجة الحموضة 8.4-9 ، تصل Typha angustifolia إلى تطور قوي. تساعد المياه الحمضية لأراضي الخث على تطوير طحالب الطحالب.

يمكن أن تتحمل معظم أسماك المياه العذبة درجة حموضة من 5 إلى 9. إذا كان الرقم الهيدروجيني أقل من 5 ، فهناك موت جماعي للأسماك ، وفوق 10 ، تموت جميع الأسماك والحيوانات الأخرى.

في البحيرات ذات البيئة الحمضية ، غالبًا ما توجد يرقات dipteran من جنس Chaoborus ، وفي المياه الحمضية للمستنقعات ، تكون جذور القشرة (Testaceae) شائعة ، ولا توجد رخويات صفائحية من جنس Toothless (Unio) ، وغيرها من الرخويات نادرة.

اللدونة البيئية للكائنات الحية في البيئة المائية.تعتبر المياه بيئة أكثر استقرارًا ، وتخضع العوامل اللاأحيائية لتقلبات طفيفة نسبيًا ، وبالتالي فإن الكائنات المائية لديها مرونة بيئية أقل مقارنة بالعوامل الأرضية. تعتبر نباتات وحيوانات المياه العذبة من البلاستيك أكثر من النباتات والحيوانات البحرية ، لأن المياه العذبة كبيئة معيشية أكثر تنوعًا. يتم تقييم اتساع اللدونة البيئية للهيدروبيونات ليس فقط ككل لمجموعة معقدة من العوامل (eury- و stenobiontness) ، ولكن أيضًا بشكل فردي.

وبالتالي ، فقد ثبت أنه ، على عكس سكان المناطق المفتوحة ، فإن النباتات والحيوانات الساحلية هي كائنات حية دافئة للحرارة وذات قدرة عالية على الملوحة ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أن ظروف درجات الحرارة ونظام الملح بالقرب من الساحل متغيران تمامًا - الاحترار بسبب الشمس و التبريد المكثف نسبيًا ، وتحلية المياه عن طريق تدفق المياه من الجداول والأنهار ، ولا سيما خلال موسم الأمطار ، وما إلى ذلك. ومن الأمثلة على ذلك نبات اللوتس ، الذي ينتمي إلى الأنواع المعتادة للحرارة الخافضة للحرارة ، وينمو فقط في الخزانات الضحلة والمدفئة جيدًا. يتضح أن سكان الطبقات السطحية ، مقارنة بأشكال أعماق البحار ، للأسباب المذكورة أعلاه ، أكثر قدرة على تحمل درجات الحرارة والأملاح.

اللدونة البيئية هي منظم مهم لتشتت الكائنات الحية. لقد ثبت أن hydrobionts ذات اللدونة البيئية العالية منتشرة على نطاق واسع ، على سبيل المثال ، elodea. مثال معاكس ، قشريات Artemia solina ، التي تعيش في خزانات صغيرة بمياه شديدة الملوحة ، هي ممثل نموذجي stenohaline مع لدونة بيئية ضيقة. فيما يتعلق بالعوامل الأخرى ، فهي تتمتع بمرونة كبيرة وهي شائعة جدًا في المسطحات المائية المالحة.

تعتمد اللدونة البيئية على عمر ومرحلة تطور الكائن الحي. على سبيل المثال ، رخويات بطنيات الأقدام البحرية البالغة Littorina ، عند انخفاض المد ، تمر بدون ماء لفترة طويلة كل يوم ، لكن يرقاتها تعيش أسلوب حياة بلانكتونية ولا يمكنها تحمل الجفاف.

ملامح تكيف النبات مع البيئة المائية.الجنة المائية | النحافة لها اختلافات كبيرة عن الكائنات الحية النباتية الأرضية. وبالتالي ، فإن قدرة النباتات المائية على امتصاص الرطوبة والأملاح المعدنية مباشرة من البيئة تنعكس في تنظيمها المورفولوجي والفسيولوجي. من سمات النباتات المائية التطور الضعيف للأنسجة الموصلة ونظام الجذر. نظام الجذريعمل بشكل أساسي على الالتصاق بالركيزة تحت الماء ولا يؤدي وظائف التغذية المعدنية وإمدادات المياه ، كما هو الحال في النباتات الأرضية. يتم تغذية النباتات المائية من خلال سطح الجسم بالكامل.

تسمح الكثافة الكبيرة للماء للنباتات بالعيش بكامل سمكها. النباتات السفلية التي تعيش في طبقات مختلفة وتقود أسلوب حياة عائم لها ملاحق خاصة لذلك ، مما يزيد من قابليتها للطفو وتسمح لها بالبقاء في حالة تعليق. تحتوي النباتات المائية العالية على أنسجة ميكانيكية ضعيفة التطور. كيف ينيلوحظ أعلاه أن التجاويف بين الخلايا الحاملة للهواء توجد في أوراقها وسيقانها وجذورها ، مما يزيد من خفة وطفو الأعضاء المعلقة في الماء وتطفو على السطح ، مما يساهم أيضًا في غسل الخلية الداخلية بالماء بالأملاح و الغازات المذابة فيه. نباتات مائية تتفوق | تنمو بسطح كبير من الأوراق بحجم إجمالي صغير من النبات ، مما يوفر لها تبادلًا مكثفًا للغازات مع نقص الأكسجين والغازات الأخرى المذابة في الماء.

طور عدد من الكائنات المائية عدم تجانس ، أو غيتيو روفيليا.لذلك ، في سالفينيا (سالفينيا) الأوراق المغمورة توفر التغذية المعدنية والعائمة - العضوية.

سمة مهمة لتكييف النباتات للعيش في المياه | بيئة أخرى هي أن الأوراق المغمورة في الماء ، كقاعدة عامة ، رقيقة جدًا. في كثير من الأحيان ، يوجد الكلوروفيل فيها في خلايا البشرة ، مما يساهم في زيادة شدة التمثيل الضوئي في الإضاءة المنخفضة. يتم التعبير عن هذه السمات التشريحية والمورفولوجية بشكل أكثر وضوحًا في طحالب الماء (Riccia ، Fontinalis) ، فاليسنيريا (Vallisneria spiralis) ، وأعشاب البرك (Potamageton).

الحماية ضد النض أو النض من خلايا الملح المعدنية في النباتات المائية هي إفراز المخاط بواسطة خلايا خاصة وتكوين الأديم الباطن من الخلايا ذات الجدران السميكة على شكل حلقة.

تتسبب درجة الحرارة المنخفضة نسبيًا في البيئة المائية في موت الأجزاء النباتية للنباتات المغمورة في الماء بعد تكوين براعم الشتاء واستبدال أوراق الصيف الرقيقة بأوراق شتوية أقصر وأصلب. تؤثر درجة حرارة الماء المنخفضة سلبًا على الأعضاء المنتجة للنباتات المائية ، وتعيق كثافتها العالية نقل حبوب اللقاح. في هذا الصدد ، تتكاثر النباتات المائية بشكل مكثف بوسائل نباتية. تحمل معظم النباتات العائمة والمغمورة سيقانها المزهرة في الهواء وتتكاثر جنسيًا. يتم نقل حبوب اللقاح بواسطة الرياح والتيارات السطحية. تتشتت الثمار والبذور التي تتشكل أيضًا بواسطة التيارات السطحية. هذه الظاهرة تسمى هيدروكوريا.لا يشمل Hydrochorus النباتات المائية فحسب ، بل يشمل أيضًا العديد من النباتات الساحلية. تتمتع ثمارها بقدرة عالية على الطفو ، وتبقى في الماء لفترة طويلة ولا تفقد قدرتها على الإنبات. على سبيل المثال ، تحمل المياه ثمار وبذور رأس السهم (Sagittaria sagittofolia) و susak (Butomus umbellatus) و chastukha (Alisma plantago-aguatica). يتم وضع ثمار العديد من البردي (Carex) في نوع من الأكياس بالهواء وتحملها التيارات المائية. وبنفس الطريقة ، انتشرت عشبة الهيماي (Sorgnum halepense) على طول نهر فاخت عبر القنوات.

ملامح تكيف الحيوانات مع البيئة المائية.في الحيوانات التي تعيش في البيئة المائية ، بالمقارنة مع النباتات ، تكون الميزات التكيفية أكثر تنوعًا ، وتشمل هذه على سبيل المثال التشريحية الصرفية والسلوكيةوإلخ.

الحيوانات التي تعيش في عمود الماء ، أولاً وقبل كل شيء ، لديها تكيفات تزيد من طفوها وتسمح لها بمقاومة حركة المياه والتيارات. تطور هذه الكائنات تكيفات تمنعها من الصعود إلى عمود الماء أو تقلل من طفوها ، مما يسمح لها بالبقاء في القاع ، بما في ذلك المياه سريعة التدفق.

في الأشكال الصغيرة التي تعيش في عمود الماء ، هناك انخفاض في التكوينات الهيكلية. لذلك ، في البروتوزوا (Radiolaria ، Rhizopoda) ، تكون الأصداف مسامية ، وتكون إبر الصوان في الهيكل العظمي مجوفة من الداخل. تنخفض الكثافة النوعية للكتينوفورات (Ctenophora) وقنديل البحر (Scyphozoa) بسبب وجود الماء في الأنسجة. يساهم تراكم قطرات الدهون في الجسم (ليلية - نوكتيلوكا ، راديولاريا - راديولاريا) في زيادة الطفو. لوحظ تراكمات كبيرة من الدهون في بعض القشريات (Cladocera، Copepoda) والأسماك والحيتانيات. يتم تقليل الثقل النوعي للجسم وبالتالي زيادة الطفو بواسطة مثانات السباحة المليئة بالغاز التي تمتلكها العديد من الأسماك. تمتلك Siphonophores (Physalia و Velella) تجاويف هوائية قوية.

بالنسبة للحيوانات التي تطفو بشكل سلبي في عمود الماء ، ليس فقط انخفاض الكتلة هو سمة مميزة ، ولكن أيضًا زيادة في السطح المحدد للجسم. هذا يرجع إلى حقيقة أنه كلما زادت لزوجة الوسط وزادت مساحة السطح المحددة لجسم الكائن الحي ، كلما كان غرقه في الماء أبطأ. في الحيوانات ، يتم تسطيح الجسم ، وتشكيل النتوءات ، والنمو ، والملاحق عليه ، على سبيل المثال ، في السوطيات (Leptodiscus ، Craspeditella) ، Radiolarians (Aulacantha ، Chalengeridae) ، إلخ.

تستخدم مجموعة كبيرة من الحيوانات التي تعيش في المياه العذبة التوتر السطحي للماء (طبقة سطحية) عند الحركة. تتدفق حشرات سترايدر المائية (Gyronidae ، Veliidae) ، والخنافس (Gerridae) ، وما إلى ذلك بحرية على سطح الماء. تسبب المفصليات التي تلامس الماء مع نهاية أطرافها المغطاة بشعر طارد للماء تشوه سطحها مع تشكيل هلالة مقعرة. عندما تكون قوة الرفع (F) الموجهة لأعلى أكبر من كتلة الحيوان ، فإن الأخير سيبقى على الماء بسبب التوتر السطحي.

وبالتالي ، فإن الحياة على سطح الماء ممكنة بالنسبة للحيوانات الصغيرة نسبيًا ، حيث تزداد الكتلة مع زيادة حجم مكعب الحجم ، ويزداد التوتر السطحي ككمية خطية.

يتم ممارسة السباحة النشطة في الحيوانات بمساعدة الأهداب ، الأسواط ، ثني الجسم ، بطريقة نفاثة بسبب طاقة نفاثة الماء المقذوفة. سيتم تحقيق أقصى درجات الكمال في وضع الحركة النفاثة بواسطة رأسيات الأرجل. لذلك ، تتطور بعض الحبار بسرعة عند إلقاء الماء حتى 40-50 كم / ساعة (الشكل 12).

أرز. 12.

غالبًا ما يكون للحيوانات الكبيرة أطرافًا متخصصة (زعانف ، زعانف) ، أجسامها مبسطة ومغطاة بالمخاط.

فقط في البيئة المائية غير متحركة ، مما يؤدي إلى نمط حياة متصل ، والحيوانات. وهي مثل hydroids (Hydroidea) والسلائل المرجانية (Anthozoo) ، زنابق البحر (Crinoidea) ، ذوات الصدفتين (Br / aMa) وغيرها. تتميز بشكل جسم غريب ، طفو طفيف (كثافة الجسم أكبر من كثافة الماء) وأجهزة خاصة للتثبيت على الركيزة.

الحيوانات المائية هي في الغالب شديدة الحرارة. Homoi-Thermal ، على سبيل المثال ، تشكل الثدييات (الحيتانيات ، pinnipeds) طبقة مهمة من الدهون تحت الجلد ، والتي تؤدي وظيفة العزل الحراري.

تتميز حيوانات أعماق البحار بسمات تنظيمية محددة: اختفاء الهيكل العظمي الكلسي أو تطوره الضعيف ، وزيادة حجم الجسم ، وغالبًا ما يكون هناك انخفاض في أعضاء الرؤية ، وزيادة في تطور المستقبلات اللمسية ، إلخ.

يتم توفير الضغط الاسموزي والحالة الأيونية للمحاليل في جسم الحيوانات من خلال آليات معقدة لاستقلاب الماء والملح. الطريقة الأكثر شيوعًا للحفاظ على ضغط تناضحي ثابت هي إزالة المياه الواردة بانتظام بمساعدة الفجوات النابضة والأعضاء المفرزة. لذلك ، تزيل أسماك المياه العذبة المياه الزائدة عن طريق زيادة عمل نظام الإخراج ، وتمتص الأملاح من خلال خيوط الخياشيم. من ناحية أخرى ، تُجبر الأسماك البحرية على تجديد إمدادات المياه وبالتالي شرب مياه البحر ، ويتم إزالة الأملاح الزائدة التي تأتي مع الماء من الجسم من خلال خيوط الخياشيم (الشكل 13).

أرز. 13.

تشير الاختصارات hypo- و iso- و hyper- إلى توتر البيئة الداخلية فيما يتعلق بالبيئة الخارجية (من N. Green et al. ، 1993)

عدد من الكائنات المائية لها طبيعة خاصة للتغذية - هذا هو غربلة أو ترسيب الجسيمات ذات الأصل العضوي المعلقة في الماء ، والعديد من الكائنات الصغيرة. لا تتطلب طريقة التغذية هذه قدرًا كبيرًا من الطاقة للبحث عن الفريسة وهي نموذجية بالنسبة للرخويات اللامينية ، وشوكيات الجلد اللاطئة ، والزقديات ، والقشريات العوالق ، وما إلى ذلك ، تلعب الحيوانات التي تتغذى بالترشيح دورًا مهمًا في التنقية البيولوجية للمسطحات المائية.

دافنيا المياه العذبة ، و cyclops ، بالإضافة إلى أكبر قشريات المحيط ، Calanus finmarchicus ، تقوم بتصفية ما يصل إلى 1.5 لتر من الماء للفرد في اليوم. يمكن لبلح البحر الذي يسكن مساحة 1 م 2 أن يدفع 150-280 م 3 من الماء يوميًا عبر تجويف الوشاح ، مما يؤدي إلى ترسيب الجزيئات المعلقة.

بسبب التوهين السريع لأشعة الضوء في الماء ، فإن الحياة في الشفق أو الظلام المستمر تحد بشكل كبير من إمكانيات التوجه البصري للكائنات المائية. ينتقل الصوت في الماء أسرع منه في الهواء ، ولهيدروبيونتس اتجاه صوت أفضل من التوجيه البصري. حتى أن بعض الأنواع تلتقط الأشعة تحت الصوتية. تخدم الإشارات الصوتية في المقام الأول العلاقات غير المحددة: التوجيه في قطيع ، وجذب الأفراد من الجنس الآخر ، وما إلى ذلك ، فالحيتانيات ، على سبيل المثال ، تبحث عن الطعام وتنقل باستخدام تحديد الموقع بالصدى - إدراك الموجات الصوتية المنعكسة. مبدأ محدد موقع الدلافين هو إصدار موجات صوتية تنتشر أمام الحيوان السباح. عند مواجهة عقبة ، مثل سمكة ، تنعكس الموجات الصوتية وتعود إلى الدلفين ، الذي يسمع الصدى الناشئ وبالتالي يكتشف الجسم الذي يتسبب في انعكاس الصوت.

من المعروف أن حوالي 300 نوع من الأسماك قادرة على توليد الكهرباء واستخدامها للتوجيه والإشارات. يستخدم عدد من الأسماك (الراي اللساع ، ثعبان السمك الكهربائي ، إلخ) الحقول الكهربائية للدفاع والهجوم.

تتميز الكائنات المائية بالطريقة القديمة للتوجيه - إدراك كيمياء البيئة. تعتبر المستقبلات الكيميائية للعديد من الكائنات المائية (السلمون والأنقليس وما إلى ذلك) حساسة للغاية. في آلاف الكيلومترات من الهجرة ، وجدوا أماكن للتكاثر والتغذية بدقة مذهلة.

تؤدي الظروف المتغيرة في البيئة المائية أيضًا إلى تفاعلات سلوكية معينة للكائنات الحية. ترتبط التغيرات في الإضاءة ودرجة الحرارة والملوحة ونظام الغاز وعوامل أخرى بالهجرات الرأسية (النزول إلى الأعماق والارتفاع إلى السطح) والأفقية (التبويض والشتاء والتغذية). في البحار والمحيطات ، تشارك ملايين الأطنان من الكائنات المائية في الهجرات العمودية ، وخلال الهجرات الأفقية ، يمكن للحيوانات المائية السفر مئات وآلاف الكيلومترات.

على الأرض ، هناك العديد من الخزانات المؤقتة والضحلة التي تنشأ بعد فيضان الأنهار ، امطار غزيرة، ذوبان الجليد ، إلخ. السمات المشتركة لسكان الخزانات الجافة هي القدرة على إنتاج العديد من النسل في وقت قصير وتحمل فترات طويلة بدون ماء ، والمرور في حالة من النشاط الحيوي المنخفض - قصور.

القشرة المائية لكوكبنا(مجموع المحيطات والبحار ومياه القارات والصفائح الجليدية) يسمى الغلاف المائي. بمعنى أوسع ، يشمل تكوين الغلاف المائي أيضًا المياه الجوفية والجليد والثلج في القطب الشمالي والقطب الجنوبي ، بالإضافة إلى مياه الغلاف الجوي والمياه الموجودة في الكائنات الحية.

يتركز الجزء الأكبر من المياه في الغلاف المائي في البحار والمحيطات ، والمرتبة الثانية تحتلها المياه الجوفية ، والثالث هو الجليد والثلج في منطقتي القطب الشمالي والقطب الجنوبي. يبلغ الحجم الإجمالي للمياه الطبيعية حوالي 1.39 مليار كيلومتر مكعب (1/780 من حجم الكوكب). تغطي المياه 71٪ من سطح الأرض (361 مليون كيلومتر مربع).

تم توزيع احتياطي المياه على كوكب الأرض (٪ من الإجمالي) على النحو التالي:

ماء- جزء لا يتجزأ من جميع عناصر المحيط الحيوي ، ليس فقط المسطحات المائية ، ولكن أيضًا الكائنات الحية في الهواء. هذا هو المركب الطبيعي الأكثر شيوعًا على هذا الكوكب. بدون ماء ، لا حيوانات ولا نباتات ولا إنسان يمكن أن يوجد. من أجل بقاء أي كائن حي ، هناك حاجة إلى كمية معينة من الماء يوميًا ، وبالتالي فإن الوصول المجاني إلى الماء يعد ضرورة حيوية.

القشرة السائلة التي تغطي الأرض تميزها عن الكواكب المجاورة لها. الغلاف المائي مهم لتطور الحياة ليس فقط بالمعنى الكيميائي. دورها كبير أيضًا في الحفاظ على مناخ غير متغير نسبيًا ، مما سمح للحياة بالتكاثر لأكثر من ثلاثة مليارات سنة. نظرًا لأنه من الضروري مدى الحياة أن تكون درجات الحرارة السائدة في النطاق من 0 إلى 100 درجة مئوية ، أي ضمن الحدود التي تسمح للغلاف المائي بالبقاء إلى حد كبير في المرحلة السائلة ، يمكن استنتاج أن درجة الحرارة على الأرض طوال معظم تاريخها كانت ثابتة نسبيًا.

يعمل الغلاف المائي كمركب كوكبي للمواد غير العضوية والعضوية ، والتي يتم جلبها إلى المحيطات والأجسام المائية الأخرى عن طريق الأنهار والتدفقات الجوية ، وتتشكل أيضًا بواسطة المسطحات المائية نفسها. الماء هو الموزع الأكبر للحرارة على الأرض. تسخنه الشمس بالقرب من خط الاستواء ، وهي تحمل الحرارة في تيارات عملاقة التيارات البحريةفي المحيطات.

الماء جزء من المعادن ، موجود في خلايا النباتات والحيوانات ، يؤثر على تكوين المناخ ، ويشارك في دورة المواد في الطبيعة ، ويساهم في ترسب الصخور الرسوبية وتكوين التربة ، وهو مصدر للكهرباء الرخيصة : يتم استخدامه في الصناعة ، الزراعةوللاحتياجات المنزلية.

على الرغم من كمية المياه التي تبدو كافية على هذا الكوكب ، إلا أن المياه العذبة الضرورية لحياة الإنسان والعديد من الكائنات الحية الأخرى غير موجودة. من إجمالي كمية المياه في العالم ، 97-98٪ ماء مالحالبحار والمحيطات. بالطبع ، من المستحيل استخدام هذه المياه في الحياة اليومية ، الزراعة ، الصناعة ، لإنتاج الغذاء. ومع ذلك ، هناك شيء آخر أكثر خطورة: 75٪ من المياه العذبة على الأرض عبارة عن جليد ، وجزء كبير منها عبارة عن مياه جوفية ، و 1٪ فقط متاح للكائنات الحية. والشخص يلوث بلا رحمة هذه الفتات الثمينة وينفق بلا مبالاة ، على الرغم من حقيقة أن استهلاك المياه في ازدياد مستمر. يحدث تلوث الغلاف المائي في المقام الأول نتيجة لتصريف المياه العادمة الصناعية والزراعية والمنزلية في الأنهار والبحيرات والبحار.

مياه عذبةليس فقط مصدرًا للشرب لا غنى عنه. توفر الأراضي التي يروونها حوالي 40٪ من المحصول العالمي ؛ تنتج محطات الطاقة الكهرومائية ما يقرب من 20٪ من إجمالي الكهرباء ؛ من الأسماك التي يستهلكها الإنسان ، 12٪ من أنواع الأنهار والبحيرات.

تنبع ميزات البيئة المائية من الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه. وبالتالي ، فإن الكثافة العالية ولزوجة الماء لها أهمية بيئية كبيرة. تتناسب الثقل النوعي للماء مع جاذبية جسم الكائنات الحية. تبلغ كثافة الماء حوالي 1000 ضعف كثافة الهواء. لذلك ، فإن الكائنات المائية (خاصة تلك التي تتحرك بنشاط) تواجه قوة كبيرة من المقاومة الهيدروديناميكية. لهذا السبب ، تطور العديد من مجموعات الحيوانات المائية في اتجاه تكوين شكل الجسم وأنواع الحركة التي تقلل السحب ، مما أدى إلى انخفاض في استهلاك الطاقة للسباحة. وهكذا ، تم العثور على شكل الجسم الانسيابي في ممثلي مجموعات مختلفة من الكائنات الحية التي تعيش في الماء - الدلافين (الثدييات) والأسماك العظمية والغضروفية.

تساهم الكثافة العالية للماء أيضًا في حقيقة أن الاهتزازات الميكانيكية (الاهتزازات) تنتشر جيدًا فيه. كان هذا مهمًا في تطور أعضاء الحس والتوجه في الفضاء والتواصل بين الأحياء المائية. أربع مرات أكبر من الهواء ، تحدد سرعة الصوت في البيئة المائية التردد العالي لإشارات تحديد الموقع بالصدى.

نظرًا للكثافة العالية للبيئة المائية ، فإن العديد من سكانها محرومون من الاتصال الإجباري بالركيزة ، والتي هي سمة من سمات الأشكال الأرضية ويرجع ذلك إلى قوى الجاذبية. هناك مجموعة كاملة من الكائنات المائية (نباتات وحيوانات) تقضي حياتها كلها في حالة طافية.

يتمتع الماء بسعة حرارية عالية بشكل استثنائي. تؤخذ السعة الحرارية للماء كوحدة. السعة الحرارية للرمل ، على سبيل المثال ، هي 0.2 ، بينما الحديد هو فقط 0.107 من السعة الحرارية للماء. إن قدرة الماء على تجميع احتياطيات كبيرة من الطاقة الحرارية تجعل من الممكن تخفيف التقلبات الحادة في درجات الحرارة في المناطق الساحلية من الأرض في أوقات مختلفة من السنة وفي أوقات مختلفة من اليوم: يعمل الماء كنوع من منظم درجة الحرارة على الكون.

الموائل المائية. خصوصية hydrobionts التكيف. الخصائص الأساسية للبيئة المائية. بعض المعدات الخاصة.

الماء كموطن له عدد من الخصائص المحددة ، مثل كثافة عالية، انخفاض ضغط قوي ، محتوى أكسجين منخفض نسبيًا ، امتصاص قوي لأشعة الشمس ، إلخ. تختلف الخزانات وأقسامها الفردية ، بالإضافة إلى ذلك ، في نظام الملح ، وسرعة الحركات الأفقية (التيارات) ، ومحتوى الجسيمات المعلقة. بالنسبة لحياة الكائنات القاعية ، فإن خصائص التربة ، وطريقة تحلل المخلفات العضوية ، وما إلى ذلك ، مهمة. في المحيط والبحار المكونة له ، أولاً وقبل كل شيء ، اثنان المناطق البيئية: عمود الماء - بلاجي والقاع بنتال . اعتمادًا على العمق ، يتم تقسيم المنحدر إلى منطقة شبه ساحلية - وهي منطقة انخفاض سلس في الأرض حتى عمق حوالي 200 متر ، ومنطقة الاستحمام - وهي منطقة منحدر شديد الانحدار وسحيق المنطقة - مساحة قاع المحيط بمتوسط عمق 3-6 كم.

المجموعات البيئية من hydrobionts.يسكن عمود الماء كائنات لها القدرة على السباحة أو البقاء في طبقات معينة. في هذا الصدد ، يتم تقسيم الكائنات المائية إلى مجموعات.

السوابح - هذه مجموعة من الكائنات البحرية تتحرك بنشاط ، وليس ارتباطها بالقاع. هذه كائنات حية كبيرة بشكل أساسي قادرة على التغلب على المسافات الطويلة والتيارات المائية القوية. لديهم شكل جسم انسيابي وأعضاء حركة متطورة. وتشمل هذه الأسماك والحبار والحيتان والزعانف.

العوالق - هذه مجموعة من الكائنات البحرية التي لا تملك القدرة على الحركة النشطة السريعة. كقاعدة عامة ، هذه حيوانات صغيرة - العوالق الحيوانيةوالنباتات - العوالق النباتيةمن لا يستطيع مقاومة التيارات.

بلايستون - تسمى الكائنات الحية التي تطفو بشكل سلبي على سطح الماء أو تعيش نمط حياة شبه مغمور. الحيوانات البليستونية النموذجية هي السيفونوفورات ، وبعض الرخويات ، وما إلى ذلك.

بينثوس - هذه مغرفة من الأعضاء الذين يعيشون في قاع الخزانات (على الأرض وفي الأرض). - يتم تمثيلها في الغالب عن طريق التعلق ، أو الحركة ببطء ، أو الاختباء في الأرض الحية- مي-

نيوستون - مجتمع من الكائنات الحية التي تعيش بالقرب من طبقة سطح الماء. الكائنات الحية التي تعيش على سطح الفيلم - إبينيستون، الأسفل - hyponeuston. يتكون Neuston من بعض البروتوزوا ، ورخويات الرئة الصغيرة ، وعرق الماء ، والزوابع ، ويرقات البعوض.

بيريفيتون - مغرفة من الكائنات الحية التي تستقر على أجسام أو نباتات تحت الماء وبالتالي تشكل قاذورات على الأسطح الصلبة الطبيعية أو الاصطناعية - الأحجار ، الصخور ، الأجزاء تحت الماء من السفن ، الأكوام (الطحالب ، البرنقيل ، الرخويات ، الطحالب ، الإسفنج ، إلخ).

الخصائص الأساسية للبيئة المائية.

كثافة الماء هو عامل يحدد شروط حركة الكائنات المائية والضغط على أعماق مختلفة. بالنسبة للماء المقطر ، تكون الكثافة 1 جم / سم 3 عند 4 درجات مئوية. يمكن أن تكون كثافة المياه الطبيعية المحتوية على أملاح مذابة أعلى حتى 1.35 جم / سم 3. يزداد الضغط مع العمق بحوالي 105 1 باسكال (1 ضغط جوي) في المتوسط لكل 10 أمتار.

بسبب التدرج الحاد في الضغط في المسطحات المائية ، فإن hydrobionts بشكل عام أكثر eurybatic من الكائنات الحية على الأرض. بعض الأنواع ، الموزعة على أعماق مختلفة ، تتحمل ضغطًا يتراوح من بضع إلى مئات من الأجواء. على سبيل المثال ، يعيش الهولوثوريون من جنس Elpidia والديدان Priapulus caudatus من المنطقة الساحلية إلى المنطقة فوق السطحية. حتى سكان المياه العذبة ، مثل ciliates ، والنعال ، و suvoys ، وخنافس السباحة ، وغيرها ، يتحملون ما يصل إلى 6 × 10 7 باسكال (600 ضغط جوي) في التجربة.

وضع الأكسجين. يدخل الأكسجين إلى الماء بشكل أساسي بسبب نشاط التمثيل الضوئي للطحالب وانتشاره من الهواء. لذلك ، فإن الطبقات العليا من عمود الماء ، كقاعدة عامة ، تكون أكثر ثراءً في هذا الغاز من الطبقات السفلية. مع زيادة درجة حرارة وملوحة الماء ، ينخفض تركيز الأكسجين فيه. من بين الحياة المائية ، هناك العديد من الأنواع التي يمكنها تحمل تقلبات واسعة في محتوى الأكسجين في الماء ، حتى غيابه شبه الكامل. (يوريوكسيبيونتس - "أوكسي" - أكسجين ، "بيونت" - ساكن). ومع ذلك ، هناك عدد من الأنواع ستينوكسيبيونت - يمكن أن تتواجد فقط في حالة تشبع عالٍ بما يكفي من الماء بالأكسجين (تراوت قوس قزح ، التراوت البني ، البلمة ، الدودة الهدبية Planaria alpina ، يرقات الذباب ، الذباب الحجري ، إلخ). يتم تنفس hydrobionts إما من خلال سطح الجسم ، أو من خلال أعضاء متخصصة - الخياشيم والرئتين والقصبة الهوائية.

وضع الملح. إذا كان من المهم بالنسبة للحيوانات والنباتات البرية تزويد الجسم بالماء في ظروف نقصه ، فلا تقل أهمية بالنسبة للهيدروبيونات الحفاظ على كمية معينة من الماء في الجسم عندما تكون زائدة في البيئة. تؤدي الكمية الزائدة من الماء في الخلايا إلى تغيير الضغط الأسموزي وانتهاك أهم الوظائف الحيوية. معظم الحياة المائية التسمم العضلي: يعتمد الضغط الاسموزي في أجسامهم على ملوحة المياه المحيطة. لذلك ، بالنسبة للكائنات المائية ، فإن الطريقة الرئيسية للحفاظ على توازن الملح لديها هي تجنب الموائل ذات الملوحة غير المناسبة. تنتمي الفقاريات وجراد البحر العالي والحشرات ويرقاتها التي تعيش في الماء مثلي الجنس الأنواع ، تحافظ على ضغط أسموزي ثابت في الجسم ، بغض النظر عن تركيز الأملاح في الماء.

نظام درجة الحرارة المسطحات المائية أكثر استقرارًا منها على الأرض. سعة التقلبات السنوية في درجات الحرارة في الطبقات العليا من المحيط لا تزيد عن 10-15 درجة مئوية ، في المياه القارية - 30-35 درجة مئوية. تتميز الطبقات العميقة من الماء بدرجة حرارة ثابتة. في المياه الاستوائية ، يبلغ متوسط درجة الحرارة السنوية للطبقات السطحية + (26-27) درجة مئوية ، في المياه القطبية - حوالي 0 درجة مئوية وأقل. في الينابيع الجوفية الحارة ، يمكن أن تقترب درجة حرارة الماء من +100 درجة مئوية ، وفي السخانات تحت الماء تحت ضغط مرتفع في قاع المحيط ، تم تسجيل درجة حرارة +380 درجة مئوية. نظرًا لنظام درجة حرارة الماء الأكثر استقرارًا بين hydrobionts ، إلى حد أكبر بكثير مما هو عليه بين سكان الأرض ، فإن stenothermy أمر شائع. تم العثور على الأنواع Eurythermic بشكل رئيسي في المسطحات المائية القارية الضحلة وفي سواحل البحار في خطوط العرض العالية والمعتدلة ، حيث تكون التقلبات في درجات الحرارة اليومية والموسمية كبيرة.

وضع الضوء. يوجد ضوء أقل بكثير في الماء منه في الهواء. يكون الانعكاس أقوى كلما انخفض موضع الشمس ، لذا يكون اليوم تحت الماء أقصر منه على الأرض. على سبيل المثال ، يوم صيفي بالقرب من جزيرة ماديرا على عمق 30 مترًا - 5 ساعات ، وعلى عمق 40 مترًا - 15 دقيقة فقط. يرجع الانخفاض السريع في كمية الضوء مع العمق إلى امتصاصه بواسطة الماء. يتم امتصاص الأشعة ذات الأطوال الموجية المختلفة بشكل مختلف: تختفي الأشعة الحمراء بالقرب من السطح ، بينما تخترق الأشعة ذات الأطوال الموجية المختلفة بشكل أعمق بكثير. يتحول الشفق المتعمق في المحيط إلى اللون الأخضر أولاً ، ثم الأزرق والأزرق والأزرق البنفسجي ، مما يفسح المجال أخيرًا للظلام المستمر. وفقًا لذلك ، تحل الطحالب الخضراء والبنية والحمراء محل بعضها البعض بعمق ، وهي متخصصة في التقاط الضوء بأطوال موجية مختلفة. يتغير لون الحيوانات مع العمق بنفس الطريقة. يتسم سكان المناطق الساحلية وشبه الساحلية بألوان زاهية ومتنوعة. لا تحتوي العديد من الكائنات الحية العميقة الجذور ، مثل تلك الموجودة في الكهوف ، على أصباغ. ينتشر اللون الأحمر في منطقة الشفق وهو مكمل للضوء الأزرق البنفسجي في هذه الأعماق.

في أعماق المحيط المظلمة ، تستخدم الكائنات الحية الضوء المنبعث من الكائنات الحية كمصدر للمعلومات المرئية. من

بيئة الحياة المائية

ربما ستكون مهتمًا