Već poznajete pojmove kao što su „stanište“ i „životno okruženje“. Morate ih naučiti razlikovati. Šta je „životno okruženje“?

Životna sredina je dio prirode sa posebnim skupom faktora, za postojanje u kojima se razlikuju sistematske grupe organizmi su formirali slične adaptacije.

Postoje četiri glavna životna okruženja na Zemlji: vodena, zemlja-vazduh, tlo i živi organizmi.

Vodeno okruženje

Vodeno okruženježivot je okarakterisan velika gustoća, specijalni temperaturni, svjetlosni, plinski i solni režimi. Zovu se organizmi koji žive u vodenim sredinama hidrobiontima(iz grčkog hydor- voda, bios- život).

Temperaturni režim vodene sredine

U vodi se temperatura mijenja manje nego na kopnu zbog visokog specifičnog toplinskog kapaciteta i toplinske provodljivosti vode. Povećanje temperature zraka od 10 °C uzrokuje povećanje temperature vode za 1 °C. Sa dubinom, temperatura se postepeno smanjuje. Na velikim dubinama temperaturni režim relativno konstantan (ne više od +4 °C). U gornjim slojevima uočavaju se dnevne i sezonske fluktuacije (od 0 do +36 °C). Budući da temperatura u vodenoj sredini varira u uskom rasponu, većini vodenih organizama je potrebna stabilna temperatura. Čak i mala temperaturna odstupanja uzrokovana, na primjer, od strane poduzeća koja ispuštaju toplu otpadnu vodu su štetna za njih. Hidrobionti koji mogu postojati pod velikim temperaturnim fluktuacijama nalaze se samo u malim vodenim tijelima. Zbog male količine vode u ovim akumulacijama uočavaju se značajne dnevne i sezonske promjene temperature.

Svjetlosni režim vodene sredine

U vodi ima manje svjetla nego u zraku. Dio sunčevih zraka odbija se od njegove površine, a dio apsorbira vodeni stup.

Dan pod vodom kraći je od dana na kopnu. Ljeti na dubini od 30 m traje 5 sati, a na dubini od 40 m - 15 minuta. Brzo smanjenje svjetlosti s dubinom povezano je s njenom apsorpcijom vodom.

Granica zone fotosinteze u morima je na dubini od oko 200 m. U rijekama se kreće od 1,0 do 1,5 m i zavisi od prozirnosti vode. Bistrina vode u rijekama i jezerima je značajno smanjena zbog zagađenja suspendiranim česticama. Na dubini većoj od 1500 m praktički nema svjetla.

Gasni režim vodene sredine

U vodenoj sredini sadržaj kiseonika je 20-30 puta manji nego u vazduhu, pa je ograničavajući faktor. Kiseonik ulazi u vodu zbog fotosinteze vodenih biljaka i sposobnosti kiseonika iz vazduha da se rastvori u vodi. Kada se voda miješa, sadržaj kisika u njoj se povećava. Gornji slojevi vode su bogatiji kiseonikom od donjih slojeva. Kada postoji nedostatak kiseonika, dolazi do smrti (masovne smrti). vodenih organizama). Zimska smrzavanja nastaju kada su vodene površine prekrivene ledom. Ljeto - kada treba visoke temperature vode, rastvorljivost kiseonika se smanjuje. Razlog može biti i povećanje koncentracije toksičnih plinova (metan, sumporovodik) nastalih pri razgradnji mrtvih organizama bez pristupa kisiku. Zbog varijabilnosti koncentracije kisika, većina vodenih organizama su euribionti u odnosu na njega. Ali postoje i stenobioti (pastrmke, planarije, larve majušice i ličinke) koji ne podnose nedostatak kiseonika. Oni su pokazatelji čistoće vode. Ugljični dioksid se u vodi otapa 35 puta bolje od kisika, a njegova koncentracija u njoj je 700 puta veća nego u zraku. CO2 se akumulira u vodi zbog disanja vodenih organizama i razgradnje organskih ostataka. Ugljični dioksid osigurava fotosintezu i koristi se u formiranju vapnenačkih skeleta beskičmenjaka.

Slani režim vodene sredine

Slanost vode igra važnu ulogu u životu vodenih organizama. Na osnovu sadržaja soli, prirodne vode su podijeljene u grupe prikazane u tabeli:

U Svjetskom okeanu, salinitet u prosjeku iznosi 35 g/l. Najveći sadržaj soli je u slanim jezerima (do 370 g/l). Tipični stanovnici slatkih i slanih voda su stenobioti. Ne podnose fluktuacije saliniteta vode. Relativno je malo euribionta (deverika, smuđ, štuka, jegulja, štapić, losos, itd.). Mogu živjeti i u slatkoj i slanoj vodi.

Adaptacije biljaka na život u vodi

Sve biljke u vodenoj sredini nazivaju se hidrofiti(iz grčkog hydor- voda, phyton- biljka). U slanim vodama žive samo alge. Njihovo tijelo nije podijeljeno na tkiva i organe. Alge su se prilagođavale promjenama u sastavu sunčevog spektra ovisno o dubini mijenjajući sastav svojih pigmenata. Prilikom prelaska iz gornjih slojeva vode u duboke, boja algi se mijenja u slijedu: zelena - smeđa - crvena (najdublje alge).

Zelene alge sadrže zelene, narandžaste i žute pigmente. Sposobni su za fotosintezu pod dovoljno visokim intenzitetom sunčeve svjetlosti. Stoga zelene alge žive u malim slatkovodnim tijelima ili u plitkim morskim vodama. Tu spadaju: spirogira, ulotrix, ulva itd. Smeđe alge, osim zelenih, sadrže smeđe i žute pigmente. Oni su u stanju da hvataju manje intenzivno sunčevo zračenje na dubini od 40-100 m Predstavnici smeđih algi su fukus i alga, koji žive samo u morima. Crvene alge (porfir, filofora) mogu živjeti na dubinama većim od 200 m, osim zelenih, imaju crvene i plave pigmente koji mogu uhvatiti čak i malu svjetlost na velikim dubinama.

U slatkovodnim tijelima u stabljikama viših biljaka slabo razvijeno mehaničko tkivo. Na primjer, ako izvadite bijeli lokvanj ili žuti lokvanj iz vode, njihove stabljike klonu i ne mogu poduprijeti cvijeće u uspravnom položaju. Oni se oslanjaju na vodu zbog njene velike gustine. Adaptacija na nedostatak kiseonika u vodi je prisustvo aerenhima (tkivo koje nosi vazduh) u biljnim organima. Minerali se nalaze u vodi, pa su provodni i korijenski sistem slabo razvijeni. Korijeni mogu potpuno izostati (patka, elodeja, jezerca) ili služe za njihovo učvršćivanje u supstrat (rožnik, vrh strijele, častuha). Na korijenu nema korijenskih dlačica. Listovi su često tanki i dugi ili jako raščlanjeni. Mezofil nije diferenciran. Stomati plutajućih listova nalaze se na gornjoj strani, dok su kod listova potopljenih u vodu odsutni. Neke biljke karakteriziraju listove različitih oblika (heterofilnost) ovisno o tome gdje se nalaze. Lokvači i vrhovi strelica imaju različite oblike listova u vodi i na zraku.

Polen, plodovi i sjemenke vodenih biljaka prilagođeni su za raspršivanje vodom. Imaju plutene izrasline ili jake ljuske koje sprečavaju da voda uđe unutra i trune.

Adaptacije životinja na život u vodi

U vodenom okruženju životinjski svijet je bogatiji od biljnog svijeta. Zahvaljujući svojoj neovisnosti od sunčeve svjetlosti, životinje su naselile cijelu debljinu vode. Na osnovu vrste morfoloških i bihevioralnih adaptacija dijele se na sljedeće: ekološke grupe: plankton, nekton, bentos.

Plankton(iz grčkog planktos- lebdeći, lutajući) - organizmi koji žive u vodenom stupcu i kreću se pod uticajem njene struje. To su mali rakovi, koelenterati i ličinke nekih beskičmenjaka. Sve njihove prilagodbe imaju za cilj povećanje plovnosti tijela:

1. povećanje površine tijela zbog spljoštenja i produženja oblika, razvoja izraslina i čekinja;
2. smanjenje tjelesne gustine zbog smanjenja skeleta, prisustva masnih kapi, mjehurića zraka i sluzokože.

Nekton(iz grčkog nektos- plutajući) - organizmi koji žive u vodenom stupcu i vode aktivan način života. Predstavnici nektona su ribe, kitovi, peronošci i glavonošci. Oni su u stanju da se odupru struji prilagođavajući se aktivnom plivanju i smanjujući trenje tijela. Aktivno plivanje se postiže dobro razvijenim mišićima. U ovom slučaju može se koristiti energija emitovanog toka vode, savijanje tijela, peraja, peraja itd. Prilagodba doprinosi smanjenju trenja tijela: aerodinamičan oblik tijela, elastičnost kože, prisutnost.
kožne ljuske i sluz.

Bentos(iz grčkog bentos- dubina) - organizmi koji žive na dnu rezervoara ili u debljini dna.

Adaptacije bentoskih organizama imaju za cilj smanjenje uzgona:

1. opterećivanje tijela zbog školjki (mekušci), hitinizirane kože (rakovi, rakovi, jastozi, jastozi);
2. fiksiranje na dno uz pomoć organa za fiksiranje (gume u pijavicama, udice u larvi ličinke) ili spljošteno tijelo (ražanke, iverak). Neki predstavnici se zarivaju u zemlju (polihete).

U jezerima i ribnjacima identificirana je još jedna ekološka grupa organizama - neuston. Neuston- organizmi povezani s površinskim filmom vode i koji žive trajno ili privremeno na ovom filmu ili do 5 cm dubine od njegove površine. Njihovo tijelo nije navlaženo jer je njegova gustina manja od gustine vode. Posebno dizajnirani udovi omogućavaju im da se kreću duž površine vode bez poniranja (bube, bube koje se vrte). Jedinstvena grupa vodenih organizama je također periphyton— organizmi koji stvaraju obraštajni film na podvodnim objektima. Predstavnici perifitona su: alge, bakterije, protisti, rakovi, školjke, crvi oligohete, mahunarke, spužve.

Postoje četiri glavna životna okruženja na planeti Zemlji: vodeno, kopno-vazduh, tlo i živi organizmi. U vodenom okruženju kisik je ograničavajući faktor. Na osnovu prirode svojih adaptacija, vodeni stanovnici se dijele na ekološke grupe: plankton, nekton i bentos.

Opće karakteristike. Hidrosfera kao vodena životna sredina zauzima oko 71% površine i 1/800 zapremine zemaljske kugle. Glavna količina vode, više od 94%, koncentrirana je u morima i okeanima (slika 5.2).

Rice. 5.2. Svjetski okeani u poređenju sa kopnom (prema N. F. Reimers, 1990.)

U slatkim vodama rijeka i jezera količina vode ne prelazi 0,016% ukupne zapremine slatke vode.

U okeanu sa svojim konstitutivnim morima prvenstveno se razlikuju dva ekološka područja: vodeni stub - pelagic a dno - benthal. Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralna zona - područje postepenog opadanja zemljišta do dubine od 200 m, batijal - područje strmih padina i ponorska zona - okeansko dno sa prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublje bentoske regije, koje odgovaraju depresijama okeanskog dna (6-10 km), nazivaju se ultraabyssal. Ivica obale koja je poplavljena za vrijeme plime naziva se primorje Dio obale iznad nivoa plime, navlažen prskanjem valova, naziva se supralitoral.

Otvorene vode Svjetskog okeana također su podijeljene u vertikalne zone koje odgovaraju bentoskim zonama: epipelagični, batipelagični, abesopelagični(Sl. 5.3).

Rice. 5.3. Vertikalna ekološka zonalnost okeana

(prema N.F. Reimersu, 1990.)

Vodena sredina je dom za približno 150.000 životinjskih vrsta, ili oko 7% od ukupnog broja (slika 5.4) i 10.000 biljnih vrsta (8%).

Također treba napomenuti da su predstavnici većine grupa biljaka i životinja ostali u vodenom okolišu (njihova "kolijevka"), ali je broj njihovih vrsta mnogo manji od kopnenih. Otuda zaključak - evolucija na kopnu odvijala se mnogo brže.

Mora i okeani ekvatorijalnih i tropskih regija, prvenstveno Pacifika i Atlantskog oceana, odlikuju se raznolikošću i bogatstvom flore i faune. Sjeverno i južno od ovih pojaseva kvalitetni sastav se postepeno iscrpljuje. Na primjer, na području istočnoindijskog arhipelaga postoji najmanje 40.000 vrsta životinja, dok ih u Laptevskom moru ima samo 400. Većina organizama Svjetskog okeana koncentrirana je na relativno malom području. morske obale umjerena zona i među mangrovima tropskih zemalja.

Udio rijeka, jezera i močvara, kao što je ranije navedeno, je beznačajan u odnosu na mora i okeane. Međutim, oni stvaraju zalihe svježe vode neophodne za biljke, životinje i ljude.

Rice. 5.4. Distribucija glavnih klasa životinja prema okolini

stanište (prema G.V. Voitkevichu i V.A. Vronskom, 1989.)

Bilješkaživotinje smještene ispod valovite linije žive u moru, iznad nje - u kopno-vazdušnom okruženju

Poznato je da ne samo vodena sredina ima snažan uticaj na svoje stanovnike, već i živa materija hidrosfere, koja utiče na stanište, prerađuje ga i uključuje u kruženje supstanci. Utvrđeno je da se voda okeana, mora, rijeka i jezera razlaže i obnavlja u biotičkom ciklusu tokom 2 miliona godina, odnosno sva je prošla kroz živu materiju na Zemlji više od hiljadu puta.

Posljedično, moderna hidrosfera je proizvod vitalne aktivnosti žive tvari ne samo modernih, već i prošlih geoloških era.

Karakteristična karakteristika vodene sredine je njena mobilnost, posebno u tekućim, brzim potocima i rijekama. Mora i okeani doživljavaju oseke i oseke, snažne struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod uticajem temperature i vjetra.

Ekološke grupe hidrobionata. Debljina vode, ili pelagic(pelage - more), naseljeno pelagijskim organizmima koji imaju sposobnost plivanja ili zadržavanja u određenim slojevima (sl. 5.5).

Rice. 5.5. Profil okeana i njegovih stanovnika (prema N. N. Moiseevu, 1983.)

U tom smislu, ovi organizmi se dijele u dvije grupe: nekton I plankton. Treća ekološka grupa - bentos - formiraju stanovnike dna.

Nekton(nektos - plutajući) je skup pelagičnih aktivno pokretnih životinja koje nemaju direktnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje koje su u stanju savladati velike udaljenosti i jake vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe kretanja. Tipični nektonski organizmi uključuju ribe, lignje, kitove i peronošce. Osim ribe, nekton u slatkim vodama uključuje vodozemce i insekte koji se aktivno kreću. Mnoge morske ribe mogu se kretati kroz vodu ogromnim brzinama: do 45-50 km/h za lignje (Oegophside), 100-150 km/h za jedrenjak (Jstiopharidae) i 130 km/h za sabljarku (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - luta, lebdi) je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost brzih aktivnih kretanja. U pravilu su to male životinje - zooplankton i biljke - fitoplankton, koji ne mogu da odole strujama. Plankton također uključuje larve mnogih životinja koje „plutaju“ u vodenom stupcu. Planktonski organizmi se nalaze i na površini vode, na dubini i u donjem sloju.

Organizmi koji se nalaze na površini vode čine posebnu grupu - Neuston. Sastav neustona također ovisi o razvojnoj fazi određenog broja organizama. Prolazeći kroz stadij larve i odrastajući, napuštaju površinski sloj koji im je služio kao utočište i sele se da žive na dnu ili u donjim i dubljim slojevima. Tu spadaju ličinke desetonožaca, školjkaša, kopepoda, puževa i školjkaša, bodljokožaca, poliheta, riba itd.

Isti organizmi, čiji je dio tijela iznad površine vode, a drugi u vodi, nazivaju se plaiston. Tu spadaju patkica (Lemma), sifonofora (Siphonophora) itd.

Fitoplankton igra važnu ulogu u životu vodnih tijela, jer je glavni proizvođač organska materija. Fitoplankton prvenstveno uključuje dijatomeje (Diatomeae) i zelene alge (Chlorophyta), biljne flagellate (Phytomastigina), peridinee (Peridineae) i kokolitofore (Coccolitophoridae). U slatkim vodama rasprostranjene su ne samo zelene alge, već i modrozelene alge (Cyanophyta).

Zooplankton i bakterije mogu se naći na različitim dubinama. U slatkim vodama, uglavnom slabo plivaju, česti su relativno veliki rakovi (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), mnogi rotiferi (Rotatoria) i protozoe.

U morskim zooplanktonom dominiraju mali rakovi (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) i protozoe (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Veliki predstavnici uključuju mekušce s krilnim nogama (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) i plivajuću ctenophora (Ctenophora), salpe (Salpae) i neke crve (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktonski organizmi služe kao važna komponenta hrane za mnoge vodene životinje, uključujući divove kao što su kitovi usati (Mystacoceti), sl. 5.6.

Slika 5.6. Šema glavnih pravaca razmene energije i materije u okeanu

Bentos(bentos - dubina) je skup organizama koji žive na dnu (na tlu i u tlu) rezervoara. Podijeljen je na zoobenthos I fitobentos. Uglavnom su predstavljene zakačenim životinjama ili životinjama koje se polako kreću ili koplje. U plitkoj vodi se sastoji od organizama koji sintetiziraju organsku materiju (proizvođači), troše je (potrošači) i uništavaju (razlagači). Na dubinama gdje nema svjetla, fitobentos (proizvođači) je odsutan. U morskom zoobentosu dominiraju foraminifori, spužve, koelenterati, crvi, brahiopodi, mekušci, ascidije, ribe itd. Bentoski oblici su brojniji u plitkim vodama. Njihova ukupna biomasa ovdje može doseći desetine kilograma po 1 m2.

Fitobentos mora uglavnom uključuje alge (dijatomeje, zelene, smeđe, crvene) i bakterije. Nalazi se uz obale cvjetnice- Zostera, Ruppia, Phyllospadix. Stjenoviti i kameniti dijelovi dna su najbogatiji fitobentosom.

U jezerima, kao iu morima, ima ih plankton, nekton I bentos.

Međutim, u jezerima i drugim slatkovodnim tijelima ima manje zoobentosa nego u morima i okeanima, a sastav vrsta mu je ujednačen. To su uglavnom protozoe, spužve, trepljasti i oligoheti crvi, pijavice, mekušci, larve insekata itd.

Slatkovodni fitobentos predstavljaju bakterije, dijatomeje i zelene alge. Obalne biljke se nalaze od obale u unutrašnjosti u jasno definisanim pojasevima. Prvi pojas - polupotopljene biljke (trska, rogoza, šaš i trska); drugi pojas - potopljene biljke sa plutajućim listovima (lokvanja, jajne kapsule, lokvanja, leća). IN treći pojas dominiraju biljke - ribnjak, elodea itd. (Slika 5.7).

Rice. 5.7. Biljke s donjim korijenom (A):

1 - cattail; 2- rogoz; 3 - vrh strelice; 4 - lokvanj; 5, 6 - ribnjak; 7 - hara. Slobodno plutajuće alge (B): 8, 9 - nitasto zeleno; 10-13 - zelena; 14-17 - dijatomeje; 18-20 - plavo-zelena

Na osnovu načina života, vodene biljke se dijele u dvije glavne ekološke grupe: hidrofiti - biljke koje su samo donjim dijelom uronjene u vodu i obično ukorijenjene u zemlju, i hidatofiti - biljke koje su potpuno uronjene u vodu i ponekad plutaju na površini ili imaju plutajuće listove.

U životu vodenih organizama važnu ulogu imaju vertikalno kretanje vode, gustina, temperaturni, svjetlosni, solni, plinoviti (sadržaj kisika i ugljičnog dioksida) režimi i koncentracija vodikovih iona (pH).

Temperaturni uslovi. Razlikuje se u vodi, prvo, manjim prilivom topline, a drugo, većom stabilnošću nego na kopnu. Dio toplinske energije koja stiže na površinu vode se reflektira, dok se dio troši na isparavanje. Isparavanje vode sa površine rezervoara, koje troši oko 2263x8 J/g, sprečava pregrijavanje donjih slojeva, a stvaranje leda koji oslobađa toplotu fuzije (333,48 J/g) usporava njihovo hlađenje.

Promjene temperature u tekućim vodama prate njene promjene u okolnom zraku, koje se razlikuju u manjoj amplitudi.

U jezerima i ribnjacima umjerenih geografskih širina termički režim je određen dobro poznatim fizičkim fenomenom - voda ima najveću gustinu na 4°C. Voda u njima je jasno podijeljena u tri sloja: gornji - epilimnion,čija temperatura doživljava oštre sezonske fluktuacije; prelazni sloj sa temperaturnim skokom, -metalimnion, gdje postoji oštra promjena temperature; duboko more (dno) - hipolimnion sežu do samog dna, gdje je temperatura tokom cijele godine promjene beznačajan.

Ljeti se najtopliji slojevi vode nalaze na površini, a najhladniji na dnu. Ova vrsta distribucije temperature sloj po sloj u rezervoaru naziva se direktna stratifikacija Zimi, kako temperatura pada, reverzna stratifikacija. Površinski sloj vode ima temperaturu blizu 0°C. Na dnu je temperatura oko 4°C, što odgovara njegovoj maksimalnoj gustini. Dakle, temperatura raste sa dubinom. Ovaj fenomen se zove temperaturna dihotomija. Zapaža se u većini naših jezera ljeti i zimi. Kao rezultat toga, vertikalna cirkulacija je poremećena, formira se slojevitost vode i počinje period privremene stagnacije - stagnacija(Sl. 5.8).

Daljnjim povećanjem temperature gornji slojevi vode postaju sve manje gusti i više ne tonu - nastupa ljetna stagnacija. "

U jesen se površinske vode ponovo ohlade na 4°C i potonu na dno, uzrokujući drugo miješanje masa u godini uz izjednačavanje temperature, odnosno početak jesenje homotermije.

U morskom okruženju postoji i termička stratifikacija određena dubinom. Okeani imaju sljedeće slojeve Površina- vode su izložene dejstvu vetra, a po analogiji sa atmosferom ovaj sloj se naziva troposfera ili more termosfera. Ovdje se uočavaju dnevne fluktuacije temperature vode do otprilike 50 metara dubine, a sezonske fluktuacije još dublje. Debljina termosfere dostiže 400 m. srednji - predstavlja stalna termoklina. Temperatura u njemu je različita mora a okeani padnu na 1-3°C. Prostire se do dubine od oko 1500 m. duboko more - karakterizira ujednačena temperatura od oko 1-3°C, sa izuzetkom polarnih područja, gdje je temperatura blizu 0°C.

IN Općenito, treba napomenuti da amplituda godišnjih temperaturnih kolebanja u gornjim slojevima okeana nije veća od 10-15 °C u kontinentalnim vodama je 30-35 °C.

Rice. 5.8. Stratifikacija i miješanje vode u jezeru

(nakon E. Gunter et al., 1982)

Duboke slojeve vode karakteriše konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura površinskih slojeva je 26-27°C, u polarnim vodama oko 0°C i niže. Izuzeci su termalni izvori, gdje temperatura površinskog sloja dostiže 85-93°C.

U vodi kao životnoj sredini, s jedne strane, postoji prilično značajna raznolikost temperaturnih uslova, as druge strane, termodinamičke karakteristike vodene sredine, kao što su visok specifični toplotni kapacitet, visoka toplotna provodljivost i ekspanzija tokom smrzavanje (u ovom slučaju led se formira samo na vrhu, a glavni stupac vode se ne smrzava), stvaraju povoljne uvjete za žive organizme.

Stoga je za zimovanje višegodišnjih hidrofita u rijekama i jezerima od velike važnosti vertikalna raspodjela temperatura ispod leda. Najgušća i najmanje hladna voda sa temperaturom od 4°C nalazi se u donjem sloju, gde tonu prezimljujući pupoljci (turioni) rogoza, bešike, vodenice i dr. (sl. 5.9), kao i cele lisnate biljke, kao što su patka i elodea.

Rice. 5.9. Akvarel (Hydrocharias morsus ranae) u jesen.

Vidljivi su pupoljci koji prezimljuju, koji tonu na dno

(od T.K. Goryshinoya, 1979)

Utvrđeno je mišljenje da je uranjanje povezano sa nakupljanjem škroba i težinom biljaka. Do proljeća škrob se pretvara u rastvorljive šećere i masti, što pupoljke čini lakšim i omogućava im da plutaju.

Organizmi u vodnim tijelima umjerenih geografskih širina dobro su prilagođeni sezonskim vertikalnim kretanjima vodenih slojeva, proljetnoj i jesenskoj homotermiji, ljetnoj i zimskoj stagnaciji. Budući da se temperaturni režim vodnih tijela odlikuje velikom stabilnošću, stenotermija je uobičajena među vodenim organizmima u većoj mjeri nego među kopnenim organizmima.

Euritermalne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim rezervoarima iu priobalju mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije značajne.

Gustina vode. Voda se od vazduha razlikuje po tome što je gušća. U tom pogledu, 800 puta je bolji od vazduha. Gustina destilovane vode na temperaturi od 4 °C je 1 g/cm3. Gustina prirodnih voda koje sadrže rastvorene soli može biti veća: do 1,35 g/cm 3 . U prosjeku, u vodenom stupcu, na svakih 10 m dubine, pritisak se povećava za 1 atmosferu. Velika gustina vode odražava se na strukturu tijela hidrofita. Dakle, ako su u kopnenim biljkama dobro razvijena mehanička tkiva koja osiguravaju čvrstoću stabala i stabljike, raspored mehaničkih i provodnih tkiva duž periferije stabljike stvara strukturu „cijevi“ koja je dobro otporna na savijanje i savijanje, onda u hidrofita mehanička tkiva su u velikoj meri smanjena, jer se biljke same izdržavaju. Mehanički elementi i provodni snopovi su često koncentrirani u središtu stabljike ili lisne peteljke, što mu daje mogućnost savijanja pri pokretima vode.

Potopljeni hidrofiti imaju dobru plovnost koju stvaraju posebni uređaji (zračne vrećice, otekline). Tako listovi žaba leže na površini vode i ispod svakog lista imaju plutajući mjehur ispunjen zrakom. Poput malog prsluka za spašavanje, mjehurić omogućava listu da pluta na površini vode. Vazdušne komore u stabljici drže biljku uspravnom i isporučuju kiseonik do korena.

Uzgona se takođe povećava sa povećanjem površine tela. Ovo je jasno vidljivo mikroskopski planktonske alge. Različiti izrasline na tijelu pomažu im da slobodno "plutaju" u vodenom stupcu.

Organizmi u vodenom okruženju raspoređeni su po cijeloj njegovoj debljini. Na primjer, u okeanskim depresijama, životinje se nalaze na dubinama od preko 10.000 m i podnose pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Tako slatkovodni stanovnici (ronioci, papuče, suvojke itd.) mogu u eksperimentima izdržati do 600 atmosfera. Holoturijci iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus žive od obalnog pojasa do ultra-abisalne zone. Istovremeno, treba napomenuti da su mnogi stanovnici mora i okeana relativno stenobatski i ograničeni na određene dubine. Ovo se prvenstveno odnosi na plitke i dubokomorske vrste. Žive samo u primorskoj zoni ringworm pješčana glista Arenicola, mekušci - limpets (Patella). Na velikim dubinama pod pritiskom od najmanje 400-500 atmosfera nalaze se ribe iz grupe pecaroša, glavonožaca, rakova, morskih zvijezda, pogonofora i drugih.

Gustoća vode omogućava životinjskim organizmima da se oslone na nju, što je posebno važno za neskeletne oblike. Podloga medijuma služi kao uslov za plutanje u vodi. Mnogi vodeni organizmi su prilagođeni ovakvom načinu života.

Lagani način rada. Na vodene organizme u velikoj mjeri utiču svjetlosni uvjeti i prozirnost vode. Intenzitet svjetlosti u vodi je znatno oslabljen (slika 5.10), jer se dio upadnog zračenja odbija od površine vode, dok se drugi apsorbira svojom debljinom. Slabljenje svjetlosti povezano je s prozirnošću vode. U okeanima, na primjer, sa velikom prozirnošću, oko 1% zračenja i dalje pada na dubinu od 140 m, a u malim jezerima s donekle zatvorenom vodom, već na dubini od 2 m, samo desetinke procenta.

Rice. 5.10. Osvetljenje u vodi tokom dana.

Cimljansko jezero (prema A. A. Potapovu,

Dubina: 1 - na površini; 2-0,5m; 3- 1,5m; 4-2m

Zbog činjenice da voda različito apsorbuje zrake različitih delova sunčevog spektra, spektralni sastav svetlosti se takođe menja sa dubinom, a crveni zraci su oslabljeni. Plavo-zeleni zraci prodiru na znatne dubine. Sumrak u okeanu, koji se s dubinom zgušnjava, prvo je zelen, zatim plavi, indigo, plavo-ljubičasti, a kasnije ustupa mjesto stalnoj tami. U skladu s tim, živi organizmi zamjenjuju jedni druge dubinom.

Tako biljke koje žive na površini vode ne osjećaju nedostatak svjetlosti, dok se potopljene, a posebno dubokomorske biljke svrstavaju u „sjenčanu floru“. Moraju se prilagoditi ne samo nedostatku svjetla, već i promjenama u njegovom sastavu stvaranjem dodatnih pigmenata. To se može vidjeti u poznatom uzorku obojenosti algi koje žive na različitim dubinama. U zonama plitkih voda, gdje biljke još uvijek imaju pristup crvenim zracima, koji se u najvećoj mjeri apsorbiraju hlorofilom, prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama ima smeđe alge, koji osim hlorofila imaju smeđe pigmente fikafein, fukoksantin itd. Crvene alge koje sadrže pigment fikoeritrin žive još dublje. Ovdje je jasno vidljiva sposobnost hvatanja sunčevih zraka različitih valnih dužina. Ovaj fenomen se zove hromatska adaptacija.

Dubokomorske vrste imaju niz fizičkih osobina karakterističnih za biljke u sjeni. Među njima je vrijedno napomenuti nisku tačku kompenzacije za fotosintezu (30-100 luksa), "prirodu sjene" krivulje svjetla fotosinteze s niskim platoom zasićenja, na primjer, alge imaju velike hromatofore. Dok su za površinske i plutajuće forme ove krive „lakšeg” tipa.

Za korištenje slabog svjetla u procesu fotosinteze potrebna je povećana površina organa za asimilaciju. Dakle, vrh strelice (Sagittaria sagittifolia) formira listove različitih oblika kada se razvija na kopnu i u vodi.

Nasljedni program kodira mogućnost razvoja u oba smjera. “Okidač” za razvoj “vodenih” oblika lišća je sjenčanje, a ne direktno djelovanje vode.

Često su listovi vodenih biljaka, uronjeni u vodu, snažno raščlanjeni na uske niti nalik na režnjeve, kao, na primjer, kod rogoza, urutija, bešike, ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodni listovi jajnih kapsula, lokvanja, listovi potopljenih barskih korova.

Ove karakteristike su također karakteristične za alge, kao što su nitaste alge, raščlanjeni tali Characeae i tanki prozirni tali mnogih dubokomorskih vrsta. Ovo omogućava hidrofitima da povećaju omjer površine tijela i zapremine, i stoga da razviju veću površinu uz relativno nisku cijenu organske mase.

U biljkama koje su djelomično potopljene u vodu, heterofilija, tj. razlika u strukturi nadvodnih i podvodnih listova iste biljke: To je jasno vidljivo na vodenom ljutiku (slika 5.11) Nadvodni imaju karakteristike zajedničke listovima nadzemnih biljaka (dorsoventralni struktura, dobro razvijeno pokrovno tkivo i stomatalni aparat), podvodno - vrlo tanke ili raščlanjene listove. Heterofilija je također zabilježena kod lokvanja i kapsula za jaja, vrhova strela i drugih vrsta.

Rice. 5.11. Heterofilija u vodenom ljutiku

Ranunculus diversifolius (iz T, G. Goryshina, 1979)

Listovi: 1 - nadvodni; 2 - pod vodom

Ilustrativan primjer je lišan (Simn latifolium), na čijoj stabljici se može vidjeti nekoliko oblika listova, koji odražavaju sve prijelaze od tipično kopnenog u tipično vodeni.

Dubina vodenog okoliša također utiče na životinje, njihovu boju, sastav vrsta itd. Na primjer, u jezerskom ekosistemu glavni život je koncentrisan u sloju vode u koji prodire količina svjetlosti dovoljna za fotosintezu. Donja granica ovog sloja naziva se nivo kompenzacije. Iznad ove dubine, biljke oslobađaju više kisika nego što troše, a višak kisika mogu iskoristiti drugi organizmi. Ispod ove dubine, fotosinteza ne može da obezbedi disanje, dakle, organizmima je dostupan samo kiseonik, koji dolazi sa vodom iz više površinskih slojeva jezera.

Životinje jarkih i raznolikih boja žive u svijetlim, površinskim slojevima vode, dok su dubokomorske vrste obično lišene pigmenata. U zoni sumraka oceana žive životinje koje su obojene crvenkastom nijansom, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja, jer se crvena boja u plavo-ljubičastim zrakama percipira kao crna. Crvena boja je karakteristična za životinje iz zone sumraka kao što su brancin, crveni koralji, razni rakovi itd.

Apsorpcija svjetlosti u vodi je jača što je njena prozirnost manja, što je posljedica prisustva mineralnih čestica (glina, mulj) u njoj. Prozirnost vode također se smanjuje brzim rastom vodene vegetacije ljeti ili masovnom reprodukcijom malih organizama suspendiranih u površinskim slojevima. Transparentnost se odlikuje izuzetnom dubinom, gdje je još uvijek vidljiv posebno spušten Secchi disk (bijeli disk prečnika 20 cm). U Sargaškom moru (najviše čiste vode) Secchi disk je vidljiv do dubine od 66,5 m, u Tihom okeanu - do 59, u Indijskom okeanu - do 50, u plitkim morima - do 5-15 m. Prozirnost rijeka ne prelazi 1 -1,5 m, au srednjoazijskim rijekama Amu Darja i Syrdarya - nekoliko centimetara. Stoga se granice zona fotosinteze uvelike razlikuju u različitim vodenim tijelima. U najčistijim vodama fotosintetička zona, ili eufotička zona, doseže dubinu ne veću od 200 m, sumračna (disfotična) zona se proteže do 1000-1500 m, a dublje u afotičnu zonu sunčeva svjetlost uopće ne prodire.

Dnevno vrijeme u vodi je mnogo kraće (posebno u dubokih slojeva) nego na kopnu. Količina svjetlosti u gornjim slojevima rezervoara varira u zavisnosti od geografske širine područja i doba godine. Dakle, duge polarne noći uvelike ograničavaju vrijeme pogodno za fotosintezu u arktičkom i antarktičkom bazenu, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti pristup svim zaleđenim vodenim tijelima zimi.

Režim soli. Salinitet vode ili režim soli igra važnu ulogu u životu vodenih organizama. Hemijski sastav voda formiran je pod uticajem prirodnih istorijskih i geoloških uslova, kao i antropogenog uticaja. Sadržaj hemijskih jedinjenja (soli) u vodi određuje njen salinitet i izražava se u gramima po litru ili u po milji(°/od). Prema opštoj mineralizaciji vode se mogu podijeliti na slatke sa udjelom soli do 1 g/l, bočate (1-25 g/l), morske slanosti (26-50 g/l) i slane vode (više od 50). g/l). Najvažnije otopljene tvari u vodi su karbonati, sulfati i hloridi (tabela 5.1).

Tabela 5.1

Sastav bazičnih soli u različitim rezervoarima (prema R. Dazho, 1975)

Među slatkim vodama ima mnogo gotovo čistih, ali ima i onih koje sadrže i do 0,5 g rastvorenih materija po litru. Kationi prema sadržaju u slatkoj vodi raspoređeni su na sledeći način: kalcijum - 64%, magnezijum - 17%, natrijum - 16%, kalijum - 3%. Ovo su prosječne vrijednosti, au svakom konkretnom slučaju moguće su fluktuacije, ponekad značajne.

Važan element u slatkoj vodi je sadržaj kalcijuma. Kalcijum može delovati kao ograničavajući faktor. Postoje „meke“ vode, siromašne kalcijumom (manje od 9 mg na 1 l), i „tvrde“ vode čiji sadržaj u velike količine(više od 25 mg po 1 l).

U morskoj vodi prosječan sadržaj otopljenih soli je 35 g/l, au rubnim morima znatno niži. U morskoj vodi pronađeno je 13 metaloida i najmanje 40 metala. Po važnosti, kuhinjska so je na prvom mestu, zatim barijum hlorid, magnezijum sulfat i kalijum hlorid.

Većina vodenih životinja poikilosmotic. Osmotski pritisak u njihovom telu zavisi od saliniteta životne sredine. Slatkovodne životinje i biljke žive u sredinama gdje je koncentracija otopljenih tvari niža nego u tjelesnim tekućinama i tkivima. Zbog razlike osmotskog tlaka izvan i unutar tijela, voda stalno prodire u tijelo, zbog čega su slatkovodni vodeni organizmi prisiljeni da je intenzivno uklanjaju. Imaju dobro izražene procese osmoregulacije. Kod protozoa to se postiže radom vakuola za izlučivanje, kod višećelijskih organizama - uklanjanjem vode kroz ekskretorni sistem. Neke cilijate luče količinu vode jednaku zapremini njihovog tijela svakih 2-2,5 minuta.

Sa povećanjem saliniteta, rad vakuola se usporava, a pri koncentraciji soli od 17,5% prestaje da radi, jer je razlika u osmotskom pritisku između ćelija i spoljašnje okruženje nestaje.

Koncentracija soli u tjelesnim tekućinama i tkivima mnogih morskih organizama je izotonična s koncentracijom otopljenih soli u okolnoj vodi. U tom smislu, njihove osmoregulacijske funkcije su manje razvijene nego kod slatkovodnih životinja. Osmoregulacija je jedan od razloga što mnoge morske biljke i životinje nisu uspjele da nasele slatkovodna tijela te su se ispostavile kao tipični morski stanovnici: coelenterata (Coelenterata), bodljikaši (Echinodermata), spužve (Spongia), plaštače (Tunicata), pogonophora (Pogonophora ) . S druge strane, insekti praktički ne žive u morima i oceanima, dok su slatkovodni bazeni obilno naseljeni njima. Tipično morski i tipično slatkovodni organizmi ne podnose značajne promjene u salinitetu i to jesu stenohaline. Euryhaline Nema toliko organizama, posebno životinja, slatkovodnog i morskog porijekla. Nalaze se, često u velikim količinama, u bočatim vodama. To su deverika (Abramis brama), slatkovodni smuđ (Stizostedion lucioperca), štuka (Ezox lucios), a iz mora - porodica cipala (Mugilidae).

Stanište biljaka u vodenoj sredini, pored gore navedenih karakteristika, ostavlja pečat i na druge aspekte života, posebno na vodni režim u biljkama koje su doslovno okružene vodom. Takve biljke nemaju transpiraciju, pa stoga ne postoji „gornji motor“ koji održava protok vode u biljci. I u isto vrijeme, struja koja isporučuje tkivima hranljive materije, postoji (iako mnogo slabije nego kod kopnenih biljaka), sa jasno definisanom dnevnom periodikom: više tokom dana, odsutno noću. Aktivnu ulogu u njegovom održavanju ima korijenski tlak (kod vezanih vrsta) i djelovanje posebnih stanica koje luče vodu - vodenih stomata ili hidatoda.

U slatkim vodama česte su biljke fiksirane na dnu rezervoara. Često se njihova fotosintetička površina nalazi iznad vode. To uključuje trsku (Scirpus), lokvanje (Nymphaea), jajne kapsule (Nyphar), rogove (Typha), vrh strijele (Sagittaria). Kod drugih, fotosintetski organi su uronjeni u vodu. To su ribnjak (Potamogeton), urut (Myriophyllum), elodea (Elodea). Određene vrste viših slatkovodnih biljaka su bez korijena i slobodno plutaju ili rastu iznad podvodnih objekata, algi, koje su pričvršćene za tlo.

Gas mod. Glavni plinovi u vodenoj sredini su kisik i ugljični dioksid. Ostatak, kao što je sumporovodik ili metan, su od sekundarnog značaja.

Kiseonik za vodenu sredinu je najvažniji ekološki faktor. U vodu ulazi iz zraka, a biljke ga oslobađaju tokom fotosinteze. Koeficijent difuzije kiseonika u vodi je približno 320 hiljada puta manji nego u vazduhu, a njegov ukupan sadržaj u gornjim slojevima vode je 6-8 ml/l, odnosno 21 puta manji nego u atmosferi. Sadržaj kiseonika u vodi obrnuto je proporcionalan temperaturi. Kako temperatura i salinitet vode rastu, koncentracija kisika u njoj opada. U slojevima koji su jako naseljeni životinjama i bakterijama, može doći do nedostatka kisika zbog povećane potrošnje kisika. Dakle, u Svjetskom okeanu, dubine bogate životom od 50 do 1000 m karakterizira naglo pogoršanje aeracije. To je 7-10 puta niže nego u površinske vode ah, naseljeno fitoplanktonom. Uslovi u blizini dna rezervoara mogu biti bliski anaerobnim.

Sa stagnacijom u malim vodenim tijelima, voda je također naglo osiromašena kisikom. Njegov nedostatak može nastati i zimi pod ledom. Pri koncentraciji ispod 0,3-3,5 ml/l život aeroba u vodi je nemoguć. Ispostavlja se da je sadržaj kiseonika u uslovima rezervoara ograničavajući faktor (tabela 5.2).

Tabela 5.2

Potrebe za kiseonikom za različite vrste slatkovodnih riba

Među vodenim stanovnicima postoji značajan broj vrsta koje mogu tolerirati velike fluktuacije sadržaja kisika u vodi, bliske njegovom odsustvu. To su tzv eurioksibiontima. To uključuje slatkovodne oligohete (Tubifex tubifex), puževe (Viviparus viviparus). Šaran, linjak i karas mogu izdržati vrlo nisku zasićenost ribe kisikom iz ribe. Međutim, mnoge vrste jesu stenoksibiont, odnosno mogu postojati samo uz dovoljno visoku zasićenost vode kisikom, na primjer, kalifornijska pastrmka, potočna pastrmka, gavčica itd. Mnoge vrste živih organizama sposobne su pasti u neaktivno stanje, tzv. anoksibioza, i samim tim doživeti nepovoljan period.

Disanje vodenih organizama odvija se kako preko površine tijela tako i kroz specijalizirane organe - škrge, pluća, dušnik. Često integument tijela može poslužiti kao dodatni respiratorni organ. Kod nekih vrsta dolazi do kombinacije vodenog i zračnog disanja, na primjer kod plućnjaka, sifonofora, diskofanti, mnogih plućnih mekušaca, rakova Yammarus lacustris, itd. Sekundarne vodene životinje obično zadržavaju atmosferski tip disanja kao energetski povoljnijeg, te stoga zahtijeva kontakt sa vazdušnim okruženjem. To uključuje peronošce, kitove, vodene bube, larve komaraca itd.

Ugljen-dioksid. U vodenom okruženju, živim organizmima, osim nedostatka svjetlosti i kisika, može nedostajati raspoloživog CO 2, na primjer, biljke za fotosintezu. Ugljični dioksid ulazi u vodu kao rezultat rastvaranja CO 2 sadržanog u zraku, disanja vodenih organizama, razgradnje organskih ostataka i oslobađanja iz karbonata. Sadržaj ugljičnog dioksida u vodi kreće se od 0,2-0,5 ml/l, odnosno 700 puta više nego u atmosferi. CO2 se otapa u vodi 35 puta bolje od kiseonika. Morska voda je glavni rezervoar ugljen-dioksida, jer sadrži od 40 do 50 cm 3 gasa po litri u slobodnom ili vezanom obliku, što je 150 puta veće od njegove koncentracije u atmosferi.

Ugljični dioksid koji se nalazi u vodi učestvuje u formiranju vapnenačkih skeletnih formacija beskičmenjaka i osigurava fotosintezu vodenih biljaka. Intenzivnom fotosintezom biljaka dolazi do povećane potrošnje ugljičnog dioksida (0,2-0,3 ml/l na sat), što dovodi do njegovog nedostatka. Hidrofiti reaguju na povećanje sadržaja CO 2 u vodi povećanjem fotosinteze.

Dodatni izvor CO za fotosintezu vodenih biljaka je i ugljični dioksid koji se oslobađa prilikom razgradnje bikarbonatnih soli i njihove transformacije u ugljični dioksid:

Ca(HCO 3) 2 -> CaCO 3 + CO, + H 2 O

Slabo topljivi karbonati koji nastaju u ovom slučaju talože se na površini listova u obliku kamenca ili kore, što je jasno vidljivo kada se mnoge vodene biljke osuše.

Koncentracija vodikovih jona(pH) često utiče na distribuciju vodenih organizama. Slatkovodni bazeni sa pH od 3,7-4,7 smatraju se kiselim, 6,95-7,3 neutralnim, a sa pH većim od 7,8 - alkalnim. U slatkovodnim tijelima pH ima značajne fluktuacije, često tokom dana. Morska voda je alkalnija i njen pH se manje menja od slatke vode. pH se smanjuje sa dubinom.

Od biljaka s pH manjim od 7,5 rastu skakavac (Jsoetes) i svinjac (Sparganium). U alkalnoj sredini (pH 7,7-8,8) česte su mnoge vrste ribnjaka i elodea na pH 8,4-9, Typha angustifolia dostiže snažan razvoj. Kisele vode tresetišta podstiču razvoj sfagnumskih mahovina.

Većina slatkovodnih riba može podnijeti pH između 5 i 9. Ako je pH manji od 5, dolazi do masovne smrti riba, a iznad 10, sve ribe i druge životinje umiru.

U jezerima sa kiselom sredinom često se nalaze larve dvokrilaca roda Chaoborus, a u kiselim vodama močvara česti su rizomi školjki (Testaceae), lamelarno-škržni mekušci iz roda Unio su odsutni, a ostali mekušci su rijetki. pronađeno.

Ekološka plastičnost organizama u vodenoj sredini. Voda je stabilnija sredina, a abiotički faktori podliježu relativno malim fluktuacijama, pa stoga vodeni organizmi imaju manju ekološku plastičnost u odnosu na kopnene. Slatkovodne biljke i životinje su više plastične od morskih, jer je slatkovodna kao životna sredina promjenjivija. Širina ekološke plastičnosti vodenih organizama ocjenjuje se ne samo u cjelini na kompleks faktora (euri- i stenobiotičnost), već i pojedinačno.

Tako je utvrđeno da primorske biljke a životinje su, za razliku od stanovnika otvorenih zona, uglavnom euritermni i eurihalni organizmi, zbog činjenice da su temperaturni uvjeti i uvjeti soli u blizini obale prilično promjenjivi - zagrijavanje od sunca i relativno intenzivno hlađenje, desalinizacija prilivom voda iz potoka i rijeka, posebno tokom kišne sezone, itd. Kao primjer možemo navesti lotos, koji je tipična stenotermna vrsta i raste samo u malim, dobro zagrijanim vodenim površinama. Stanovnici površinskih slojeva, u odnosu na dubokomorske forme, iz navedenih razloga, ispadaju euritermičniji i eurihaliniji.

Ekološka plastičnost je važan regulator širenja organizama. Dokazano je da su vodeni organizmi visoke ekološke plastičnosti široko rasprostranjeni, na primjer, Elodea. Suprotan primjer je škamp (Artemia solina), koji živi u malim rezervoarima sa vrlo slanom vodom i tipičan je stenohalinski predstavnik uske ekološke plastičnosti. U odnosu na druge faktore, ima značajnu plastičnost i prilično se često nalazi u tijelima slanih voda.

Ekološka plastičnost zavisi od starosti i razvojne faze organizma. Na primjer, morski gastropod Littorina, kao odrasla osoba, ostaje bez vode svaki dan tokom oseke, ali njegove ličinke vode planktonski način života i ne podnose isušivanje.

Osobine adaptacije biljaka na vodenu sredinu. Vodeni raj| Stenije imaju značajne razlike od kopnenih biljnih organizama. Dakle, sposobnost vodenih biljaka da apsorbuju vlagu i mineralne soli direktno iz okoline ogleda se u njihovoj morfološkoj i fiziološkoj organizaciji. Karakteristika vodenih biljaka je slab razvoj provodnog tkiva i korijenskog sistema. Korijenski sistem služi uglavnom za pričvršćivanje na podvodni supstrat i ne obavlja funkcije mineralne ishrane i vodosnabdijevanja, kao kod kopnenih biljaka. Vodene biljke hrane se cijelom površinom svog tijela.

Značajna gustina vode omogućava biljkama da nastanjuju čitavu njegovu debljinu. Niže biljke koje naseljavaju različite slojeve i vode plutajući način života imaju posebne dodatke za tu svrhu koji povećavaju njihovu plovnost i omogućavaju im da ostanu visi. Viši hidrofiti imaju slabo razvijeno mehaničko tkivo. Kako yni Kao što je gore navedeno, u njihovim listovima, stabljikama i korijenima nalaze se međućelijske šupljine koje nose zrak koje povećavaju lakoću i plovnost organa koji lebde u vodi i lebde na površini, što također doprinosi ispiranju unutrašnjih ćelija vodom sa soli i gasovi otopljeni u njemu. Hidrofiti se razlikuju| Imaju veliku lisnu površinu uz malu ukupnu zapreminu biljke, što im omogućava intenzivnu izmjenu plinova uz nedostatak kisika i drugih plinova otopljenih u vodi.

Brojni vodeni organizmi imaju razvijenu raznolikost listova, odn heterofilija. Tako kod Salvinije potopljeni listovi obezbeđuju mineralnu ishranu, dok plutajući listovi obezbeđuju organsku ishranu.

Važna karakteristika adaptacije biljaka na život u vodi | Ovo okruženje je takođe zbog činjenice da su listovi uronjeni u vodu obično veoma tanki. Često se hlorofil u njima nalazi u epidermalnim ćelijama, što pomaže da se poveća intenzitet fotosinteze pri slabom osvjetljenju. Ovakve anatomske i morfološke osobine najjasnije su izražene kod vodenih mahovina (Riccia, Fontinalis), Vallisneria spiralis i ribnjaka (Potamageton).

Zaštita od ispiranja ili ispiranja mineralnih soli iz stanica vodenih biljaka je lučenje sluzi posebnim stanicama i stvaranje endoderme iz stanica debljih stijenki u obliku prstena.

Relativno niska temperatura vodenog okoliša uzrokuje odumiranje vegetativnih dijelova biljaka potopljenih u vodu nakon formiranja zimskih pupoljaka i zamjene tankih, nježnih ljetnih listova čvršćim i kraćim zimskim listovima. Niska temperatura vode negativno utiče na generativne organe vodenih biljaka, a njena velika gustina otežava prenošenje polena. S tim u vezi, vodene biljke se intenzivno razmnožavaju vegetativnim putem. Većina plutajućih i potopljenih biljaka nose cvjetne stabljike u zrak i razmnožavaju se spolno. Polen se prenosi vjetrom i površinskim strujama. Plodovi i sjemenke koje se proizvode također se distribuiraju površinskim strujama. Ovaj fenomen se zove hidrohorija. Hidrohorne biljke ne uključuju samo vodene biljke, već i mnoge primorske biljke. Plodovi su im veoma plutajući, dugo ostaju u vodi i ne gube klijavost. Na primjer, voda prenosi plodove i sjemenke vrha strijele (Sagittaria sagittofolia), običnog korova (Butomus umbellatus) i čestukhe (Alisma plantago-aguatica). Plodovi mnogih šaša (Carex) su zatvoreni u posebne zračne vrećice i nose ih vodene struje. Na isti način, humai korov (Sorgnum halepense) širio se duž rijeke Vakht duž kanala.

Osobine adaptacije životinja na vodenu sredinu. Kod životinja koje žive u vodenom okruženju, u odnosu na biljke, adaptivne karakteristike su raznovrsnije, a tu spadaju npr anatomsko-morfološki, bihevioralni i sl.

Životinje koje žive u vodenom stupcu prvenstveno imaju adaptacije koje povećavaju njihovu plovnost i omogućavaju im da se odupru kretanju vode i struja. Ovi organizmi razvijaju prilagodbe koje ih sprečavaju da se uzdignu u vodeni stupac ili smanjuju njihovu uzgonu, što im omogućava da ostanu na dnu, uključujući vode s brzim protokom.

Kod malih oblika koji žive u vodenom stupcu bilježi se smanjenje skeletnih formacija. Tako su kod protozoa (Radiolaria, Rhizopoda) školjke porozne, a kremene bodlje skeleta su iznutra šuplje. Specifična gustina ctenofora i meduza (Scyphozoa) se smanjuje zbog prisustva vode u tkivima. Akumulacija masnih kapljica u tijelu (noćne svjetiljke - Noctiluca, radiolarije - Radiolaria) pomaže povećanju uzgona. Velike nakupine masti uočene su kod nekih rakova (Cladocera, Copepoda), riba i kitova. Specifična gravitacija tijela smanjuju i time povećavaju uzgonu plivačke bešike, ispunjen gasom, koji imaju mnoge ribe. Sifonofori (Physalia, Velella) imaju snažne zračne šupljine.

Životinje koje pasivno plivaju u vodenom stupcu karakteriziraju se ne samo smanjenjem mase, već i povećanjem specifične površine tijela. To je zbog činjenice da što je veća viskoznost medija i što je veća specifična površina tijela organizma, to sporije tone u vodu. Kod životinja je tijelo spljošteno, na njemu se formiraju bodlje, izrasline i dodaci, na primjer, kod flagelata (Leptodiscus, Craspeditella), radiolarijaca (Aulacantha, Chalengeridae) itd.

Velika grupa životinja koje žive u slatkoj vodi koristi površinski napon vode (površinski film) prilikom kretanja. Vodonošci (Gyronidae, Veliidae), kovitlači (Gerridae) itd. slobodno trče po površini vode. Člankonošci dodiruju vodu sa krajevima svojih privjesaka prekrivenim vodoodbojnim dlačicama uzrokuju deformaciju njene površine sa formiranjem. konkavnog meniskusa. Kada je sila dizanja (F) usmjerena prema gore veća od mase životinje, potonja će se zadržati na vodi zbog površinske napetosti.

Dakle, život na površini vode moguć je za relativno male životinje, jer se masa povećava proporcionalno veličini kocke, a površinska napetost raste kao linearna vrijednost.

Aktivno plivanje kod životinja izvodi se uz pomoć cilija, bičaka, savijanja tijela, a na reaktivan način zahvaljujući energiji izbačenog toka vode. Najveće savršenstvo reaktivnog načina kretanja postižu glavonošci. Tako neke lignje pri izbacivanju vode razvijaju brzinu i do 40-50 km/h (slika 5.12).

Rice. 5.12. Lignje

Velike životinje često imaju specijalizirane udove (peraje, peraje), tijelo im je aerodinamično i prekriveno sluzom.

Samo u vodenom okruženju nalaze se nepokretne životinje koje vode privržen način života. To su hidroidi (Hydroidea) i koralni polipi (Anthozoo), morski ljiljani (Crinoidea), školjke (Br/aMa) itd. Odlikuju se osebujnim oblikom tijela, blagom plovnošću (gustina tijela je veća od gustine vode) i specijalni uređaji za pričvršćivanje na podlogu.

Vodene životinje su uglavnom poikilotermne. Kod homootermnih sisara (kitova, peronožaca), na primjer, formira se značajan sloj potkožne masti, koji obavlja funkciju toplinske izolacije.

Dubokomorske životinje odlikuju se specifičnim organizacijskim karakteristikama: nestanak ili slab razvoj vapnenačkog skeleta, povećanje veličine tijela, često smanjenje organa vida, povećan razvoj taktilnih receptora itd.

Osmotski pritisak i jonsko stanje rastvora u organizmu životinja obezbeđuju se složenim mehanizmima metabolizma vode i soli. Najčešći način održavanja konstantnog osmotskog pritiska je redovno uklanjanje vode koja ulazi u tijelo pomoću pulsirajućih vakuola i organa za izlučivanje. Tako slatkovodne ribe intenzivnim radom ekskretornog sistema uklanjaju višak vode, a soli upijaju kroz škržne niti. Morske ribe su prisiljene nadopunjavati svoje rezerve vode i stoga piju morsku vodu, a višak soli opskrbljenih vodom uklanja se iz tijela kroz škržne niti (slika 5.13).

Rice. 5.13. Izlučivanje i osmoregulacija u slatkovodnim košticama

ribe (A), lamele (B) i morske koštane ribe (C)

Skraćenice hipo-, izo- i hiper- označavaju toničnost unutrašnje sredine u odnosu na spoljašnju (od N. Green et al., 1993.)

Brojni hidrobiont ima poseban obrazac hranjenja - to je filtriranje ili sedimentacija čestica organskog porijekla suspendiranih u vodi, brojnih malih organizama. Ovaj način ishrane ne zahteva velike količine energije za traženje plena i tipičan je za mekušce elasmobrani, bodljokošce, ascidijance, planktonske rakove itd. Životinje koje se hrane filterom igraju važnu ulogu u biološkom prečišćavanju vodenih površina.

Slatkovodna dafnija, kiklop, kao i najrasprostranjeniji rak u okeanu, Calanus finmarchicus, filtriraju do 1,5 litara vode po jedinki dnevno. Dagnje koje žive na površini od 1 m 2 mogu dnevno provući 150-280 m 3 vode kroz šupljinu plašta, taloži suspendovane čestice.

Zbog brzog slabljenja svjetlosnih zraka u vodi, život u stalnom sumraku ili mraku uvelike ograničava mogućnosti vizualne orijentacije vodenih organizama. Zvuk putuje brže u vodi nego u zraku, a vodeni organizmi imaju bolje razvijenu vizualnu orijentaciju prema zvuku. Neke vrste čak otkrivaju infrazvuke. Zvučna signalizacija najviše služi za intraspecifične odnose: orijentaciju u jatu, privlačenje jedinki suprotnog spola, itd. Kitovi, na primjer, traže hranu i orijentiraju se pomoću eholokacije - percepcije reflektiranih zvučnih valova. Princip lokatora delfina je da emituje zvučne talase koji putuju ispred životinje koja pliva. Kada naiđete na prepreku, kao što je riba, zvučni valovi se reflektiraju i vraćaju do dupina, koji čuje nastali eho i tako detektira objekt koji uzrokuje refleksiju zvuka.

Poznato je oko 300 vrsta riba koje su sposobne proizvoditi električnu energiju i koristiti je za orijentaciju i signalizaciju. Red ribe ( električni Stingray, električna jegulja itd.) koriste električna polja za odbranu i napad.

Vodene organizme karakterizira drevna metoda orijentacije - percepcija kemije okoliša. Hemoreceptori mnogih hidrobionta (lososa, jegulje, itd.) izuzetno su osjetljivi. U migracijama dugim hiljadama kilometara, sa neverovatnom preciznošću pronalaze mrijest i hranilište.

Promjene uvjeta u vodenoj sredini također izazivaju određene bihevioralne reakcije organizama. Promjene u osvjetljenosti, temperaturi, salinitetu, plinskom režimu i drugim faktorima povezane su s vertikalnim (spuštanje u dubinu, izdizanje na površinu) i horizontalnim (mriještenje, zimovanje i hranjenje) migracijama životinja. U morima i okeanima milioni tona vodenih organizama učestvuju u vertikalnim migracijama, a tokom horizontalnih migracija vodene životinje mogu putovati stotine i hiljade kilometara.

Na Zemlji postoje mnoge privremene, plitke vodene površine koje se pojavljuju nakon poplava rijeka, jake kiše, otapanje snega itd. Zajedničke karakteristike stanovnika presušivih akumulacija su sposobnost da u kratkom vremenu rađaju brojne potomke i izdrže duge periode bez vode, prelazeći u stanje smanjene vitalne aktivnosti - hipobioza.

Prethodno

Vodeno stanište

STANIŠTE I NJIHOVE KARAKTERISTIKE

U procesu istorijskog razvoja, živi organizmi su ovladali četiri staništa. Prvi je voda. Život je nastao i razvijao se u vodi mnogo miliona godina. Drugi - zemlja-vazduh - biljke i životinje nastale su na kopnu iu atmosferi i brzo se prilagodile novim uslovima. Postepeno transformišući gornji sloj zemlje - litosferu, stvorili su treće stanište - tlo, a sami su postali četvrto stanište.

Vodeno stanište

Voda pokriva 71% Zemljine površine. Najveći dio vode je koncentrisan u morima i okeanima - 94-98%, polarni led sadrži oko 1,2% vode i vrlo mali udio - manje od 0,5%, u slatkim vodama rijeka, jezera i močvara.

U vodenom okruženju živi oko 150.000 vrsta životinja i 10.000 biljaka, što je samo 7 odnosno 8% svjetske populacije. ukupan broj vrste Zemlje.

U morima-okeanima, kao iu planinama, izraženo je vertikalno zoniranje. Pelagični - cijeli vodeni stupac - i bentos - dno - se posebno razlikuju u ekologiji. Vodeni stupac, pelagična zona, vertikalno je podijeljen u nekoliko zona: epipeligalna, batipeligalna, abisopeligalna i ultraabisopeligalna(Sl. 2).

Ovisno o strmini spuštanja i dubini na dnu, razlikuje se i nekoliko zona koje odgovaraju naznačenim pelagijskim zonama:

Litoral - rub obale koji je poplavljen za vrijeme plime.

Supralitoral - dio obale iznad gornje linije plime i oseke do kojeg dopiru pljuskovi surfa.

Sublitoral - postepeno smanjenje zemljišta do 200m.

Bathial - strma depresija kopna (kontinentalna padina),

Abyssal - postepeno smanjenje dna oceana; dubina obje zone zajedno doseže 3-6 km.

Ultra-abysal - dubokomorske depresije od 6 do 10 km.

Ekološke grupe hidrobionata. Najveća raznolikost života nalazi se u topla mora i okeani (40.000 vrsta životinja) na ekvatoru i tropima, na sjeveru i jugu flora i fauna mora je stotine puta iscrpljena. Što se tiče distribucije organizama direktno u moru, najveći dio njih je koncentriran u površinskim slojevima (epipelagici) iu sublitoralnoj zoni. U zavisnosti od načina kretanja i boravka u određenim slojevima, život marinca dijele se u tri ekološke grupe: nekton, plankton i bentos.

Nekton (nektos - plutajući) - aktivno se kreću velike životinje koje mogu savladati velike udaljenosti i jake struje: ribe, lignje, peronošci, kitovi. U slatkovodnim tijelima nekton uključuje vodozemce i mnoge insekte.

Plankton (planktos - lutajući, lebdeći) - zbirka biljaka (fitoplankton: dijatomeje, zelene i plavo-zelene (samo slatkovodna tijela) alge, biljni flagelati, peridinejci, itd.) i malih životinjskih organizama (zooplankton: mali rakovi, veći - pteropodi mekušci, meduze, ctenofori, neki crvi) koji žive na različitim dubinama, ali nisu sposobni za aktivno kretanje i otpor strujama. Plankton uključuje i životinjske larve, koje čine posebnu grupu - Neuston . Ovo je pasivno plutajuća „privremena“ populacija najgornjeg sloja vode, koju predstavljaju razne životinje (dekapodi, školjkaši i kopepodi, bodljikaši, poliheti, ribe, mekušci, itd.) u fazi larve. Larve, rastući, prelaze u donje slojeve pelagela. Iznad neustona se nalazi plaiston - to su organizmi u kojima gornji dio Tijelo raste iznad vode, a donje raste u vodi (patka - lema, sifonofori itd.). Plankton igra važnu ulogu u trofičkim odnosima biosfere, jer je hrana za mnoge vodene stanovnike, uključujući i glavnu hranu za kitove usate (Myatcoceti).

Bentos (bentos – dubina) – hidrobiont dna. Predstavljena je uglavnom vezanim ili sporo pokretnim životinjama (zoobentos: foraminefore, ribe, spužve, koelenterati, crvi, mekušci, ascidijani itd.), brojniji u plitkim vodama. U plitkoj vodi bentos uključuje i biljke (fitobentos: dijatomeje, zelene, smeđe, crvene alge, bakterije). Na dubinama gdje nema svjetla, fitobentos je odsutan. Stjenoviti dijelovi dna su najbogatiji fitobentosom.

U jezerima je zoobentos manje bogat i raznolik nego u moru. Formiraju ga protozoe (cilijate, dafnije), pijavice, mekušci, larve insekata, itd. Fitobentos jezera formiraju slobodno plutajuće dijatomeje, zelene i modrozelene alge; smeđe i crvene alge su odsutne.

Velika gustina vodenog okoliša određuje poseban sastav i prirodu promjena faktora koji podržavaju život. Neki od njih su isti kao na kopnu - toplina, svjetlost, drugi su specifični: pritisak vode (povećava se sa dubinom za 1 atm na svakih 10 m), sadržaj kisika, sastav soli, kiselost. Zbog velike gustine okoline, vrijednosti topline i svjetlosti se mijenjaju mnogo brže s visinskim gradijentom nego na kopnu.

Termalni način rada. Vodeni okoliš karakterizira manji toplinski dobitak, jer značajan dio se reflektuje, a isto tako značajan dio se troši na isparavanje. U skladu sa dinamikom kopnenih temperatura, temperature vode pokazuju manja kolebanja dnevnih i sezonskih temperatura. Štaviše, rezervoari značajno izjednačavaju temperaturu u atmosferi priobalnih područja. U nedostatku ledene školjke, mora u hladnoj sezoni djeluju zagrijavajuće na susjedna kopna, a ljeti rashlađuju i vlažu.

Raspon temperatura vode u Svjetskom okeanu je 38° (od -2 do +36°C), u slatkovodnim tijelima - 26° (od -0,9 do +25°C). Sa dubinom, temperatura vode naglo opada. Do 50 m postoje dnevne temperaturne fluktuacije, do 400 – sezonske, dublje postaje konstantno, pada na +1-3°C. Budući da je temperaturni režim u rezervoarima relativno stabilan, njihovi stanovnici imaju tendenciju stenotermnost.

Zbog različitog stepena zagrijavanja gornjih i donjih slojeva tijekom cijele godine, oseka i oseka, strujanja i oluja, dolazi do stalnog miješanja slojeva vode. Uloga miješanja vode za vodene stanovnike je izuzetno važna, jer istovremeno se ujednačava distribucija kiseonika i nutrijenata unutar rezervoara, obezbeđujući metaboličke procese između organizama i okoline.

U stajaćim akumulacijama (jezerima) umjerenih geografskih širina, vertikalno miješanje se odvija u proljeće i jesen, a tokom ovih godišnjih doba temperatura u cijelom rezervoaru postaje ujednačena, tj. dolazi homotermija. Ljeti i zimi, kao rezultat naglog povećanja zagrijavanja ili hlađenja gornjih slojeva, miješanje vode prestaje. Ovaj fenomen se zove temperaturna dihotomija, a period privremene stagnacije je stagnacija(leto ili zima). Ljeti na površini ostaju lakši topli slojevi koji se nalaze iznad teških hladnih (slika 3). Zimi, naprotiv, u donjem sloju ima toplije vode, jer je neposredno ispod leda temperatura površinskih voda niža od +4°C i zbog fizičko-hemijskih svojstava vode postaju lakše od vode sa temperatura iznad +4°C.

U periodima stagnacije jasno se razlikuju tri sloja: gornji (epilimnion) sa najdramatičnijim sezonskim kolebanjima temperature vode, srednji (metalimnion ili termoklina), u kojem dolazi do oštrog skoka temperature, i dna ( hipolimnion), u kojem temperatura malo varira tokom cijele godine. U periodima stagnacije dolazi do manjka kisika u vodenom stupcu - ljeti u donjem dijelu, a zimi u gornjem dijelu, zbog čega zimi često dolazi do uginuća ribe.

Lagani način rada. Intenzitet svjetlosti u vodi znatno je oslabljen zbog njenog odbijanja od površine i apsorpcije od same vode. To uvelike utječe na razvoj fotosintetskih biljaka.

Apsorpcija svjetlosti je jača što je prozirnost vode manja, što ovisi o broju čestica suspendiranih u njoj (mineralne suspenzije, plankton). Smanjuje se brzim razvojem malih organizama ljeti, a u umjerenim i sjevernim geografskim širinama čak i zimi, nakon uspostavljanja ledenog pokrivača i prekrivanja snijegom na vrhu.

Transparentnost karakterizira najveća dubina na kojoj je još uvijek vidljiv posebno spušten bijeli disk promjera oko 20 cm (Secchi disk). Najbistrije vode su u Sargaškom moru: disk je vidljiv do dubine od 66,5 m U Tihom okeanu, Secchi disk je vidljiv do 59 m, u Indijskom okeanu - do 50, u plitkim morima - do. 5-15 m. Providnost rijeka je u prosjeku 1-1,5 m, au najmuljevitijim rijekama svega nekoliko centimetara.

U okeanima, gdje je voda vrlo prozirna, 1% svjetlosnog zračenja prodire do dubine od 140 m, au malim jezerima na dubini od 2 m prodire samo desetine procenta. Rays različitim dijelovima spektar se u vodi različito apsorbuje; Sa dubinom postaje tamnija, a boja vode prvo postaje zelena, zatim plava, indigo i na kraju plavo-ljubičasta, pretvarajući se u potpuni mrak. Hidrobionti također mijenjaju boju u skladu s tim, prilagođavajući se ne samo sastavu svjetlosti, već i njegovom nedostatku - hromatskoj adaptaciji. U svijetlim zonama, u plitkim vodama, preovlađuju zelene alge (Chlorophyta), čiji hlorofil upija crvene zrake, s dubinom se zamjenjuju smeđim (Phaephyta), a zatim crvenim (Rhodophyta). Na velikim dubinama fitobentos je odsutan.

Biljke su se prilagodile nedostatku svjetlosti razvijanjem velikih hromatofora, kao i povećanjem površine organa za asimilaciju (indeks površine lista). Za dubokomorske alge tipični su jako raščlanjeni listovi, lisne ploče su tanke i prozirne. Polupotopljene i plutajuće biljke karakterizira heterofilnost - listovi iznad vode su isti kao i kod kopnenih biljaka, imaju čvrstu oštricu, razvijen je stomatalni aparat, au vodi su listovi vrlo tanki, sastoje se od uskih režnjevi nalik na niti.

Životinje, kao i biljke, prirodno mijenjaju svoju boju s dubinom. U gornjim slojevima su jarkih boja u različitim bojama, u zoni sumraka (brancin, koralji, rakovi) obojeni su bojama s crvenom nijansom - prikladnije je sakriti se od neprijatelja. Dubokomorske vrste bez pigmenata. U mračnim dubinama okeana, organizmi koriste svjetlost koju emituju živa bića kao izvor vizualnih informacija. bioluminiscencija.

Velika gustoća(1 g/cm3, što je 800 puta više od gustine vazduha) i viskoznost vode ( 55 puta veća od one u zraku) dovela je do razvoja posebnih adaptacija vodenih organizama :

1) Biljke imaju vrlo slabo razvijena ili potpuno odsutna mehanička tkiva - njih podržava sama voda. Većinu karakterizira uzgona zbog međućelijskih šupljina koje nose zrak. Karakterizira ga aktivna vegetativna reprodukcija, razvoj hidrohorije - uklanjanje cvjetnih stabljika iznad vode i distribucija polena, sjemena i spora površinskim strujama.

2) Kod životinja koje žive u vodenom stupcu i aktivno plivaju, tijelo ima aerodinamičan oblik i podmazano je sluzom, što smanjuje trenje prilikom kretanja. Razvijeni uređaji za povećanje plovnosti: nakupine masti u tkivima, plivaći mjehuri u ribama, zračne šupljine u sifonoforima. Kod životinja koje pasivno plivaju, specifična površina tijela povećava se zbog izraslina, kralježnica i dodataka; tijelo je spljošteno, a skeletni organi smanjeni. Različite metode kretanja: savijanje tijela, uz pomoć flagela, cilija, mlazni način kretanja (glavonošci).

Kod bentoskih životinja skelet nestaje ili je slabo razvijen, povećava se veličina tijela, često je smanjenje vida i razvijaju se taktilni organi.

Currents. Karakteristična karakteristika vodenog okoliša je mobilnost. Određuje se osekama i osekama, morske struje, oluje, različiti nivoi kota riječnih korita. Adaptacije hidrobionta:

1) U protočnim rezervoarima biljke su čvrsto pričvršćene za stacionarne podvodne objekte. Donja površina im je prvenstveno podloga. To su zelene i dijatomejske alge, vodene mahovine. Mahovine čak formiraju gust pokrivač na brzim rekama. U zoni plime i oseke u morima mnoge životinje imaju uređaje za pričvršćivanje na dno (puževi, školjke) ili se skrivaju u pukotinama.

2) Kod riba tekućih voda tijelo je okruglog prečnika, a kod riba koje žive pri dnu, kao kod bentoskih beskičmenjaka, tijelo je ravno. Mnogi imaju organe vezivanja za podvodne objekte na trbušnoj strani.

Salinitet vode.

Prirodne rezervoare karakteriše određena hemijski sastav. Prevladavaju karbonati, sulfati i hloridi. U slatkovodnim tijelima koncentracija soli nije veća od 0,5 ‰ (a oko 80% su karbonati), u morima - od 12 do 35 ‰ (uglavnom hloridi i sulfati). Kada je salinitet veći od 40 ppm, vodno tijelo se naziva hiperslanom ili preslanom.

1) U slatkoj vodi (hipotonična sredina) procesi osmoregulacije su dobro izraženi. Hidrobionti su prisiljeni stalno uklanjati vodu koja prodire u njih, oni su homojosmotični (cilijati "pumpaju" kroz sebe količinu vode jednaku svojoj težini svake 2-3 minute). U slanoj vodi (izotonična sredina) koncentracija soli u tijelima i tkivima hidrobionta je ista (izotonična) sa koncentracijom soli otopljenih u vodi - one su poikiloosmotske. Zbog toga stanovnici slanih voda nemaju razvijene osmoregulatorne funkcije i nisu bili u mogućnosti da nasele slatkovodna tijela.

2) Vodene biljke su sposobne da apsorbuju vodu i hranljive materije iz vode – „čorbe“, celom svojom površinom, pa su im listovi jako raščlanjeni, a provodno tkivo i koren su slabo razvijeni. Korijenje služi uglavnom za pričvršćivanje na podvodnu podlogu. Većina slatkovodnih biljaka ima korijenje.

Tipično pomorski i tipično slatkovodne vrste– stenohaline, ne podnose značajne promjene saliniteta vode. Postoji nekoliko eurihalinih vrsta. Česte su u bočatim vodama (slatkovodni smuđ, štuka, deverika, cipal, primorski losos).

Unutar biosfere možemo razlikovati četiri glavna staništa. To su vodena sredina, kopnena zračna sredina, tlo i okolina koju stvaraju sami živi organizmi.

Vodeno okruženje

Voda služi kao stanište za mnoge organizme. Iz vode dobijaju sve supstance neophodne za život: hranu, vodu, gasove. Stoga, koliko god da su vodeni organizmi raznoliki, svi oni moraju biti prilagođeni glavnim karakteristikama života u vodenoj sredini. Ove karakteristike su određene fizičkim i hemijskim svojstvima vode.

Hidrobionti (stanovnici vodenog okoliša) žive i u slatkoj i u slanoj vodi i dijele se u \(3\) grupe prema svom staništu:

• plankton - organizmi koji žive na površini vodenih tijela i pasivno se kreću zbog kretanja vode;
• nekton - aktivno se kreće u vodenom stupcu;
• bentos - organizmi koji žive na dnu rezervoara ili se ukopavaju u mulj.

Mnoge male biljke i životinje stalno lebde u vodenom stupcu, živeći u suspendiranom stanju. Sposobnost lebdenja osigurana je ne samo fizičkim svojstvima vode koja ima plutajuću silu, već i posebnim prilagodbama samih organizama, na primjer, brojnim izraslinama i dodacima koji značajno povećavaju površinu njihovog tijela i, stoga, povećati trenje sa okolnom tečnošću.

Gustoća tijela životinja kao što su meduze vrlo je bliska gustoći vode.

Štaviše, njihov karakterističan oblik tijela, koji podsjeća na padobran, pomaže im da ostanu u vodenom stupcu.

Aktivni plivači (ribe, delfini, foke itd.) imaju vretenasto tijelo i udove u obliku peraja.

Njihovo kretanje u vodenom okruženju je olakšano, osim toga, zbog posebne strukture vanjskih omotača, koji luče posebno mazivo - sluz, što smanjuje trenje s vodom.

Voda ima veoma visok toplotni kapacitet, tj. sposobnost akumulacije i zadržavanja toplote. Iz tog razloga nema oštrih temperaturnih fluktuacija u vodi, koje se često javljaju na kopnu. Vrlo duboke vode mogu biti vrlo hladne, ali zahvaljujući konstantnoj temperaturi, životinje su uspjele razviti niz adaptacija koje osiguravaju život čak i u takvim uvjetima.

Životinje mogu živjeti od ogromnog okeanske dubine. Biljke opstaju samo u gornjem sloju vode, gdje ulazi energija zračenja neophodna za fotosintezu. Ovaj sloj se zove fototička zona .

Budući da površina vode reflektira većinu svjetlosti, čak i u najprozirnijim okeanskim vodama, debljina fototičke zone ne prelazi \(100\) m Životinje velikih dubina hrane se ni živim organizmima, ni ostacima životinja biljke koje stalno padaju s gornjeg sloja.

Poput kopnenih organizama, vodene životinje i biljke dišu i zahtijevaju kisik. Količina kisika otopljenog u vodi opada s povećanjem temperature. Štaviše, kiseonik se slabije otapa u morskoj nego u slatkoj vodi. Iz tog razloga voda otvoreno more tropska zona siromašni živim organizmima. I obrnuto, polarne vode bogate su planktonom - malim rakovima kojima se hrane ribe i veliki kitovi.

Sastav soli vode je veoma važan za život. Joni \(Ca2+\) su od posebne važnosti za organizme. Školjke i rakovi trebaju kalcij za izgradnju svojih ljuštura ili školjki. Koncentracija soli u vodi može značajno varirati. Voda se smatra svježom ako jedan litar sadrži manje od \(0,5\) g otopljenih soli. Morska voda ima konstantan salinitet i sadrži u prosjeku \(35\) g soli po litru.

Prizemno vazdušno okruženje

Kopnena vazdušna sredina, ovladana tokom evolucije kasnije od vodene, složenija je i raznovrsnija i nastanjena je više organizovanim živim organizmima.

Većina važan faktorživot organizama koji ovde žive su svojstva i sastav okoline vazdušne mase. Gustoća zraka je mnogo manja od gustine vode, pa kopneni organizmi imaju visoko razvijena potporna tkiva - unutrašnji i vanjski skelet. Oblici kretanja su veoma raznovrsni: trčanje, skakanje, puzanje, letenje itd. Ptice i neke vrste insekata lete u vazduhu. Zračne struje prenose sjemenke biljaka, spore i mikroorganizme.

Vazdušne mase su stalno u pokretu. Temperatura zraka se može mijenjati vrlo brzo i na velikim površinama, tako da organizmi koji žive na kopnu imaju brojne adaptacije da izdrže ili izbjegnu nagle promjene temperature.

Najznačajniji od njih je razvoj toplokrvnosti, koja je nastala upravo u kopnenom vazdušnom okruženju.
Hemijski sastav zraka (\(78%\) dušika, \(21%\) kisika i \(0,03%\) ugljičnog dioksida važan je za život biljaka i životinja. Ugljični dioksid je, na primjer, najvažnija sirovina za fotosintezu. Azot zraka je neophodan za sintezu proteina i nukleinskih kiselina.

Količina vodene pare u vazduhu (relativna vlažnost) određuje intenzitet procesa transpiracije u biljkama i isparavanja sa kože nekih životinja. Organizmi koji žive u uslovima niske vlažnosti imaju brojne adaptacije da spreče veliki gubitak vode. Na primjer, pustinjske biljke imaju moćan korijenski sistem koji može pumpati vodu u biljku iz velikih dubina. Kaktusi čuvaju vodu u svojim tkivima i štedljivo je koriste. U mnogim biljkama, kako bi se smanjilo isparavanje, lisne ploče se pretvaraju u bodlje. Mnoge pustinjske životinje hiberniraju tokom najtoplijeg perioda, koji može trajati nekoliko mjeseci.

Zemlja - ovo je gornji sloj zemlje, transformiran kao rezultat vitalne aktivnosti živih bića. Ovo je važna i vrlo složena komponenta biosfere, usko povezana sa ostalim njenim dijelovima. Život u tlu je neobično bogat. Neki organizmi provode cijeli život u tlu, drugi provode dio života. Između čestica tla postoje brojne šupljine koje se mogu ispuniti vodom ili zrakom. Stoga tlo naseljavaju i vodeni organizmi i organizmi koji dišu zrak. Tlo igra veliku ulogu u životu biljaka.

Uslovi života u tlu su u velikoj mjeri determinirani klimatskim faktorima, od kojih je najvažniji temperatura. Međutim, kako se ulazi dublje u tlo, temperaturne fluktuacije postaju sve manje primjetne: dnevne promjene temperature brzo nestaju, a kako se dubina povećava, nestaju i sezonske promjene temperature.

Čak i na malim dubinama, u tlu vlada potpuna tama. Osim toga, kako toneš u tlo, sadržaj kisika se smanjuje, a sadržaj ugljičnog dioksida povećava. Dakle, samo anaerobne bakterije mogu živjeti na znatnoj dubini, dok u gornjim slojevima tla, pored bakterija, gljivica, protozoa, okruglih crva, člankonožaca, pa čak i relativno velikih životinja koje prave prolaze i grade skloništa, poput krtica, rovke i krtičnjaka nalaze se u izobilju.

Životna sredina koju formiraju sami živi organizmi

Očigledno je da se uslovi života unutar drugog organizma karakterišu većom postojanošću u odnosu na uslove spoljašnje sredine.

Stoga organizmi koji nađu mjesto u tijelu biljaka ili životinja često potpuno gube organe i sisteme potrebne za slobodnoživuće vrste. Nemaju razvijene senzorne organe ili organe za kretanje, ali razvijaju adaptacije (često vrlo sofisticirane) za zadržavanje u tijelu domaćina i efikasnu reprodukciju.

Izvori:

Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologija. 9. razred // Drfa
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologija. Opća biologija (osnovni nivo) 10-11 razredi // Drfa

Ključni pojmovi: životna sredina - životna sredina - vodena sredina - tlo-vazdušna sredina - okoliš tla - organizam kao životna sredina

U prethodnim lekcijama često smo govorili o „staništu“, „životnom okruženju“ i nismo dali tačnu definiciju ovom pojmu. Intuitivno smo pod „okruženjem“ podrazumevali sve što okružuje organizam i utiče na njega na ovaj ili onaj način. Utjecaj okoline na tijelo su faktori okoline koje smo proučavali u prethodnim lekcijama. Drugim riječima, životnu sredinu karakteriše određeni skup okolišnih faktora.

Općeprihvaćena definicija životne sredine je ona Nikolaja Pavloviča Naumova:

ŽIVOTNA SREDINA – sve što okružuje organizme, direktno ili indirektno utiče na njihovo stanje, razvoj, opstanak i razmnožavanje.

Postoji ogromna raznolikost životnih uslova na Zemlji, što pruža razne ekološke niše i njihovu „populaciju“. Međutim, uprkos ovoj raznolikosti, postoje četiri kvalitativno različita životna okruženja koja imaju specifičan skup okolišnih faktora, te stoga zahtijevaju specifičan skup adaptacija. Ovo su životne sredine:

kopno-vodeni (kopno);

drugih organizama.

Hajde da se upoznamo sa karakteristikama svakog od ovih okruženja.

Vodena životna sredina

Prema većini autora koji proučavaju porijeklo života na Zemlji, evolucijski primarno okruženje za život bilo je vodeno okruženje. Nalazimo dosta indirektnih potvrda ovog stava. Prije svega, većina organizama nije sposobna za aktivan život bez ulaska vode u tijelo ili, barem, bez održavanja određenog sadržaja tekućine u tijelu. Unutrašnja sredina organizma, u kojoj se odvijaju glavni fiziološki procesi, očito još uvijek zadržava karakteristike sredine u kojoj se odvijala evolucija prvih organizama. Stoga je sadržaj soli u ljudskoj krvi (koja se održava na relativno konstantnom nivou) približan onom u okeanskoj vodi. Svojstva vodenog okeanskog okruženja uvelike su odredila hemijsku i fizičku evoluciju svih oblika života.

Možda glavni karakteristična karakteristika vodena sredina je njen relativni konzervativizam. Na primjer, amplituda sezonskih ili dnevnih temperaturnih kolebanja u vodenoj sredini je mnogo manja nego u kopno-vazdušnoj sredini. Topografija dna, razlike u uslovima na različitim dubinama, prisustvo koraljnih grebena itd. stvaraju različite uslove u vodenoj sredini.

Karakteristike vodene sredine proizlaze iz fizičkih i hemijskih svojstava vode. Da, veliki ekološki značaj imaju visoku gustinu i viskoznost vode. Specifična težina vode je uporediva sa težinom u telu živih organizama. Gustoća vode je otprilike 1000 puta veća od gustine zraka. Stoga se vodeni organizmi (posebno oni koji se aktivno kreću) nailaze na veliku silu hidrodinamičkog otpora. Iz tog razloga, evolucija mnogih grupa vodenih životinja išla je u smjeru formiranja oblika tijela i tipova kretanja koji smanjuju otpor, što dovodi do smanjenja troškova energije za plivanje. Tako se aerodinamičan oblik tijela nalazi kod predstavnika različitih grupa organizama koji žive u vodi - dupina (sisara), koštanih i hrskavičnih riba.

Velika gustina vode je takođe razlog da se mehaničke vibracije dobro šire u vodenom okruženju. To je bilo važno u evoluciji osjetilnih organa, prostornoj orijentaciji i komunikaciji između vodenih stanovnika. Brzina zvuka u vodenoj sredini, četiri puta veća nego u vazduhu, određuje višu frekvenciju eholokacijskih signala.

Zbog velike gustine vodene sredine, njeni stanovnici su lišeni obavezne veze sa supstratom, što je karakteristično za kopnene oblike i povezano je sa silama gravitacije. Dakle, postoji čitava grupa vodenih organizama (i biljaka i životinja) koji postoje bez obavezne veze s dnom ili drugim supstratom, "plutajući" u vodenom stupcu.

Električna provodljivost je otvorila mogućnost evolutivnog formiranja električnih čulnih organa, odbrane i napada.

Prizemno-vazdušno okruženje života

Prizemno-vazdušno okruženje karakteriše velika raznolikost životnih uslova, ekoloških niša i organizama koji ih naseljavaju. Treba napomenuti da organizmi imaju primarnu ulogu u oblikovanju uslova kopneno-vazdušne životne sredine, a pre svega, gasnog sastava atmosfere. Skoro sav kiseonik u zemljinoj atmosferi je biogenog porekla.

Glavne karakteristike zemno-vazdušne sredine su velika amplituda promena faktora sredine, heterogenost sredine, dejstvo gravitacionih sila i niska gustina vazduha. Kompleks fizičko-geografskih i klimatskih faktora karakterističnih za određenu prirodno područje, dovodi do evolucijskog formiranja morfofizioloških adaptacija organizama na život u ovim uvjetima, raznolikost životnih oblika.

Atmosferski vazduh karakteriše niska i promenljiva vlažnost. Ova okolnost je u velikoj mjeri ograničavala (ograničavala) mogućnosti savladavanja zemno-vazdušne sredine, a usmjeravala je i evoluciju metabolizma vode i soli i strukture disajnih organa.

Zemljište kao životna sredina

Tlo je rezultat aktivnosti živih organizama. Organizmi koji su naseljavali zemno-vazdušno okruženje doveli su do pojave tla kao jedinstvenog staništa. Tlo je složen sistem koji uključuje čvrstu fazu (mineralne čestice), tečnu fazu (vlaga tla) i gasovitu fazu. Odnos između ove tri faze određuje karakteristike tla kao životne sredine.

Važna karakteristika tla je i prisustvo određene količine organske materije. Nastaje kao rezultat smrti organizama i dio je njihovih izlučevina (sekreta).

Uslovi okruženje tla staništa su određena osobinama tla kao što su njegova aeracija (tj. zasićenost zrakom), vlažnost (prisustvo vlage), toplinski kapacitet i toplinski režim (dnevne, sezonske, godišnje varijacije temperature). Toplotni režim je, u poređenju sa prizemno-vazdušnim okruženjem, konzervativniji, posebno na velikim dubinama. Generalno, tlo ima prilično stabilne životne uslove.

Vertikalne razlike su karakteristične i za druga svojstva tla, na primjer, prodiranje svjetlosti prirodno ovisi o dubini.

Mnogi autori primjećuju srednji položaj životne sredine tla između vodene i kopneno-zračne sredine. U tlu se mogu nalaziti organizme koji dišu i vodenim i vazdušnim putem. Vertikalni gradijent prodiranja svjetlosti u tlo je još izraženiji nego u vodi. Mikroorganizmi se nalaze u cijeloj debljini tla, a biljke (prvenstveno korijenski sistemi) su povezane s vanjskim horizontima.

Organizme u tlu odlikuju se specifičnim organima i tipovima kretanja (kopanje udova kod sisara; sposobnost promene debljine tela; prisustvo specijalizovanih kapsula za glavu kod nekih vrsta); oblik tijela (okrugla, vulkanska, crvolika); izdržljivi i fleksibilni poklopci; smanjenje očiju i nestanak pigmenata. Među stanovnicima tla široko je razvijena saprofagija - jedenje leševa drugih životinja, trulih ostataka itd.

Organizam kao stanište

Glossary

EKOLOŠKA NIŠA

položaj vrste u prirodi, uključujući ne samo mjesto vrste u prostoru, već i njenu funkcionalnu ulogu u prirodnoj zajednici, položaj u odnosu na abiotske uslove postojanja, mjesto pojedinačnih faza životni ciklus predstavnici vrste u vremenu (na primjer, ranoproljetne biljne vrste zauzimaju potpuno nezavisnu ekološku nišu).

EVOLUCIJA

nepovratan istorijski razvoj žive prirode, praćen promenama u genetskom sastavu populacija, formiranjem i izumiranjem vrsta, transformacijom ekosistema i biosfere u celini.

UNUTRAŠNJE OKRUŽENJE ORGANIZMA

okruženje koje karakteriše relativna postojanost sastava i svojstava koja osigurava tok životnih procesa u tijelu. Za ljude, unutrašnje okruženje tela je sistem krvi, limfe i tkivne tečnosti.

EHOLOKACIJA, LOKACIJA

određivanje položaja u prostoru objekta putem emitovanih ili reflektovanih signala (u slučaju eholokacije - percepcija zvučnih signala). Zamorci, delfini i slepi miševi imaju sposobnost eholokacije. Radar i elektrolokacija - percepcija reflektovanih radio signala i signala električnog polja. Neke ribe imaju sposobnost za ovu vrstu lokacije - Nilska duga njuška, gimarch.