Általános tulajdonságok. A hidroszféra mint vízi életkörnyezet a földgömb területének körülbelül 71%-át és térfogatának 1/800-át foglalja el. A víz fő mennyisége, több mint 94%-a a tengerekben és óceánokban koncentrálódik (5.2. ábra).

Rizs. 5.2. A világóceán a szárazfölddel összehasonlítva (N. F. Reimers, 1990 szerint)

A folyók és tavak édesvizében a víz mennyisége nem haladja meg az édesvíz teljes térfogatának 0,016%-át.

Az óceánban a tengereket alkotó óceánban elsősorban két ökológiai területet különböztetnek meg: a vízoszlopot - nyílt tengeriés az alsó benthal. A mélységtől függően a benthal felosztható szublitorális zóna - a föld sima süllyesztésének területe 200 m mélységig, batyal - meredek lejtős terület és mélységi zóna - 3-6 km átlagos mélységű óceáni meder. A benthal mélyebb, az óceánfenék mélyedéseinek (6-10 km) megfelelő területei ún. ultraabyssal. A part szélét, amelyet dagálykor elönt, ún parti. A partnak az árapály szintje feletti részét, amelyet a szörfpermet nedvesít, ún szupralitorális.

Az óceánok nyílt vizeit a bentális zónák szerint függőleges zónákra is osztják: epipelagialis, batypelagialis, abyssopelagialis(5.3. ábra).

Rizs. 5.3. Az óceán függőleges ökológiai zónája

(N. F. Reimers, 1990 szerint)

Körülbelül 150 000 állatfaj él a vízi környezetben, összlétszámuk mintegy 7%-a (5.4. ábra), és 10 000 növényfaj (8%).

Figyelmet kell fordítani arra is, hogy a legtöbb növény- és állatcsoport képviselői a vízi környezetben ("bölcsőjük") maradtak, de fajuk száma jóval kevesebb, mint a szárazföldi. Ebből következik a következtetés: a szárazföldi evolúció sokkal gyorsabban ment végbe.

A növény- és állatvilág sokfélesége és gazdagsága megkülönbözteti az egyenlítői és trópusi régiók tengereit és óceánjait, elsősorban a Csendes- és az Atlanti-óceánt. Ezektől az övezetektől északra és délre a minőségi összetétel fokozatosan kimerül. Például legalább 40 000 állatfaj található a Kelet-indiai szigetcsoport területén, míg a Laptev-tengerben csak 400.

A folyók, tavak és mocsarak részesedése, amint azt korábban megjegyeztük, elenyésző a tengerekhez és óceánokhoz képest. Ugyanakkor a növények, állatok és emberek számára szükséges édesvíz utánpótlást hoznak létre.

Rizs. 5.4. Az állatok főbb osztályainak környezet szerinti megoszlása

élőhelyek (G. V. Voitkevich és V. A. Vronsky szerint, 1989)

jegyzet a hullámvonal alatt elhelyezett állatok a tengerben, felette - a szárazföldi-levegő környezetben élnek

Köztudott, hogy nem csak a vízi környezet van erőteljesen befolyással lakóira, hanem a hidroszféra élőanyaga is, befolyásolva az élőhelyet, feldolgozza és bevonja az anyagok keringésébe. Megállapítást nyert, hogy az óceánok, tengerek, folyók és tavak vize 2 millió év alatt lebomlik és helyreáll a biotikus körforgásban, vagyis több mint ezerszer haladt át a Földön élő anyagon.

Következésképpen a modern hidroszféra nemcsak a modern, hanem a múltbeli geológiai korszakok élőanyagának létfontosságú tevékenységének terméke.

A vízi környezet jellegzetessége az mobilitás, különösen folyású, sebes folyású patakokban és folyókban. A tengerekben és óceánokban apályok és áramlások, erős áramlatok és viharok figyelhetők meg. A tavakban a víz a hőmérséklet és a szél hatására mozog.

A hidrobionok ökológiai csoportjai. vízoszlop, ill nyílt tengeri(pelages - tenger), nyílt tengeri élőlények lakják, amelyek képesek úszni vagy bizonyos rétegekben tartózkodni (5.5. ábra).

Rizs. 5.5. Az óceán és lakóinak profilja (N. N. Moiseev, 1983 szerint)

Ebből a szempontból ezek a szervezetek két csoportra oszthatók: nektonés plankton. A harmadik ökológiai csoport bentosz - forma fenéklakók.

Nekton(nektos - lebegő) nyílt tengeri, aktívan mozgó állatok gyűjteménye, amelyeknek nincs közvetlen kapcsolata a fenékkel. Főleg nagytestű állatokról van szó, amelyek nagy távolságokat és erős vízáramlatot is képesek megtenni. Áramvonalas testalkattal és jól fejlett mozgásszervekkel rendelkeznek. A tipikus nekton organizmusok közé tartoznak a halak, tintahalak, bálnák és úszólábúak. Az édesvizekben a nekton a halak mellett kétéltűeket és aktívan mozgó rovarokat is tartalmaz. Sok tengeri hal képes nagy sebességgel mozogni a vízoszlopban: akár 45-50 km / h - tintahal (Oegophside), 100-150 km / h - vitorlások (Jstiopharidae) és 130 km / h - kardhal (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - vándor, szárnyalás) nyílt tengeri élőlények gyűjteménye, amelyek nem képesek a gyors aktív mozgásra. Általában ezek kis állatok - zooplanktonés növények - fitoplankton, aki nem tud ellenállni az áramlatoknak. A plankton összetételében számos, a vízoszlopban „lebegő” állat lárvája is megtalálható. A plankton élőlények a víz felszínén, mélységében és az alsó rétegben egyaránt megtalálhatók.

A víz felszínén élő szervezetek egy speciális csoportot alkotnak - neuston. A neuston összetétele számos organizmus fejlődési szakaszától is függ. A lárvaállapoton áthaladva, felnőve elhagyják az őket menedékül szolgáló felszíni réteget, és a fenékre, illetve az alatta lévő és mély rétegekbe költöznek. Ide tartoznak a tízlábúak lárvái, barnacles, copepods, hasábok és kéthéjúak, tüskésbőrűek, soklevelűek, halak stb.

Ugyanazokat az organizmusokat nevezik, amelyek testének egy része a víz felszíne felett van, a másik pedig a vízben játékkő. Ide tartozik a békalencse (Lemma), a szifonoforok (Siphonophora) stb.

A fitoplankton fontos szerepet játszik a víztestek életében, mivel a szerves anyagok fő termelője. A fitoplankton elsősorban kovaalgokat (Diatomeae) és zöld algákat (Chlorophyta), növényi flagellátokat (Phytomastigina), peridineát (Peridineae) és kokkolitofórokat (Coccolitophoridae) tartalmaz. Az édesvizekben nemcsak zöld, hanem kék-zöld (Cyanophyta) algák is elterjedtek.

A zooplankton és a baktériumok különböző mélységekben találhatók. Az édesvizekben többnyire gyengén úszó, viszonylag nagy rákfélék (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), sok forgófélék (Rotatoria) és protozoa gyakori.

A tengeri zooplanktont a kis rákfélék (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae), a protozoák (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea) uralják. A nagy képviselők közül ezek a pteropodák (Pteropoda), a medúzák (Scyphozoa) és az úszó ctenoforok (Ctenophora), a salpák (Salpae), néhány férgek (Aleiopidae, Tomopteridae).

A plankton élőlények számos vízi állat számára fontos táplálék-összetevőként szolgálnak, beleértve az olyan óriásokat is, mint a bálnák (Mystacoceti), 4. ábra. 5.6.

5.6. ábra. Az óceán energia- és anyagcsere fő irányainak vázlata

Bentosz(bentosz - mélység) a tározók alján (a földön és a talajban) élő szervezetek halmaza. Ez fel van osztva zoobentoszés fitobentosz. Többnyire hozzátapadt, lassan mozgó, vagy a földbe fúródó állatok képviselik. A sekély vízben szerves anyagokat szintetizáló (termelők), azt elfogyasztó (fogyasztók) és elpusztító szervezetekből áll (lebontók). Olyan mélységekben, ahol nincs fény, a fitobentosz (termelők) hiányzik. A tengeri zoobentoszban a foraminiforák, szivacsok, coelenterátumok, férgek, brachiopodák, puhatestűek, ascidiumok, halak stb. dominálnak. A sekély vizekben a bentikus formák nagyobb számban fordulnak elő. Összesített biomasszájuk itt elérheti a tíz kilogrammot 1 m2-enként.

A tengerek fitobentoszában főleg algák (kovaalmak, zöld, barna, vörös) és baktériumok találhatók. A partok mentén virágos növények találhatók - Zostera (Zostera), ruppia (Ruppia), phyllospodix (Phyllospadix). A fenék sziklás és köves területei a leggazdagabbak a fitobentoszban.

A tavakban, akár a tengerekben, megkülönböztetnek plankton, nektonés bentosz.

A tavakban és más édesvíztestekben azonban kevesebb a zoobentosz, mint a tengerekben és óceánokban, fajösszetétele egységes. Ezek főként protozoonok, szivacsok, csilló- és oligochaeta férgek, piócák, puhatestűek, rovarlárvák stb.

Az édesvizek fitobentoszát baktériumok, kovamoszatok és zöld algák képviselik. A part menti növények a parttól mélyen, egyértelműen meghatározott sávokba helyezkednek el. Első öv - félig elmerült növények (nád, gyékény, sás és nád); második öv - víz alá süllyesztett növények úszó levelekkel (vodokra, kapszula, tavirózsa, békalencse). NÁL NÉL harmadik öv növények dominálnak - tófű, elodea stb. (5.7. ábra).

Rizs. 5.7. Alul gyökerező növények (A):

1 - gyékény; 2- rohanás; 3 - nyílhegy; 4 - tavirózsa; 5, 6 - tófű; 7 - hara. Szabadon lebegő algák (B): 8, 9 - fonalas zöld; 10-13 - zöld; 14-17 - kovamoszat; 18-20 - kék-zöld

Életmód szerint a vízi növényeket két fő ökológiai csoportra osztják: hidrofiták - csak a víz alján elmerülő és általában a talajban gyökerező növények, ill hidatofiták - olyan növények, amelyek teljesen elmerültek a vízben, és néha a felszínen lebegnek, vagy úszó levelekkel rendelkeznek.

A vízi élőlények életében fontos szerepet játszik a víz függőleges mozgása, a sűrűség, a hőmérséklet, a fény, a só, a gáz (oxigén és szén-dioxid tartalom) rezsimje, valamint a hidrogénionok koncentrációja (pH).

Hőmérséklet rezsim. Vízben különbözik egyrészt kisebb hőbeáramlásban, másrészt nagyobb stabilitásban, mint a szárazföldön. A vízfelszínre jutó hőenergia egy része visszaverődik, egy részét a párolgásra fordítják. A tározók felszínéről mintegy 2263x8J/g fogyasztású víz párolgása megakadályozza az alsó rétegek túlmelegedését, a olvadáshőt (333,48 J/g) felszabadító jégképződés pedig lassítja lehűlésüket.

Az áramló vizek hőmérsékletének változása követi a környező levegő változásait, kisebb amplitúdóval tér el egymástól.

A mérsékelt övi tavakban és tavakban a hőviszonyokat egy jól ismert fizikai jelenség határozza meg - a víz maximális sűrűsége 4°C-on van. A bennük lévő víz egyértelműen három rétegre oszlik: a felső - epilimnion, amelynek hőmérséklete éles szezonális ingadozásokat tapasztal; átmeneti, hőmérséklet ugrás réteg, - metalimnion, ahol éles hőmérsékletesés van; mélytengeri (fenék) - hypolimnion egészen az aljáig ér, ahol a hőmérséklet egész évben változtatások némileg.

Nyáron a legmelegebb vízrétegek a felszínen, a leghidegebbek pedig az alján találhatók. Ezt a fajta réteges hőmérséklet-eloszlást egy tározóban ún közvetlen rétegződés Télen, ahogy a hőmérséklet csökken, fordított rétegződés. A víz felszíni rétegének hőmérséklete közel 0°C. Alul a hőmérséklet körülbelül 4°C, ami megfelel a maximális sűrűségének. Így a hőmérséklet a mélységgel emelkedik. Ezt a jelenséget az ún hőmérsékleti dichotómia. A legtöbb tavanknál nyáron és télen is megfigyelhető. Ennek eredményeként a vertikális keringés megzavarodik, a víz sűrűségi rétegződése kialakul, átmeneti stagnálás időszaka következik be - stagnálás(5.8. ábra).

A hőmérséklet további emelkedésével a felső vízrétegek kevésbé sűrűsödnek, és többé nem süllyednek - nyári stagnálás lép fel. "

Ősszel a felszíni vizek ismét lehűlnek 4°C-ra és lesüllyednek a fenékre, ami az évben a tömegek másodlagos keveredését okozza a hőmérséklet kiegyenlítődésével, azaz az őszi homotermia beindulásával.

A tengeri környezetben a mélység által meghatározott termikus rétegződés is előfordul. Az óceánokban a következő rétegek különböztethetők meg Felület- a vizek ki vannak téve a szél hatásának, és a légkörhöz hasonlóan ezt a réteget nevezik troposzféra vagy tengeri termoszféra. A vízhőmérséklet napi ingadozása körülbelül 50 méter mélységig figyelhető meg, és az évszakos ingadozások még mélyebben is megfigyelhetők. A termoszféra vastagsága eléri a 400 m-t. Középhaladó - képviseli állandó termoklin. A hőmérséklet benne a különböző tengerekben és óceánokban 1-3°C-ra csökken. Körülbelül 1500 m mélységig terjed. Mélytengeri - ugyanaz a hőmérséklet, körülbelül 1-3 °C, kivéve a poláris régiókat, ahol a hőmérséklet közel 0 °C.

NÁL NÉLÁltalában meg kell jegyezni, hogy az óceán felső rétegeiben az éves hőmérséklet-ingadozások amplitúdója nem haladja meg a 10-15 °C-ot a 30-35 °C-os kontinentális vizekben.

Rizs. 5.8. A tó vízrétegződése és keveredése

(E. Günther et al., 1982 szerint)

A mély vízrétegeket állandó hőmérséklet jellemzi. Egyenlítői vizekben a felszíni rétegek évi középhőmérséklete 26-27°C, a sarki vizekben 0°C körüli és ennél is alacsonyabb. Kivételt képeznek a termálforrások, ahol a felszíni réteg hőmérséklete eléri a 85-93°C-ot.

A vízben, mint élő közegben egyrészt a hőmérsékleti viszonyok meglehetősen változatos változatossága, másrészt a vízi környezet termodinamikai sajátosságai, mint a nagy fajhő, nagy hővezető képesség és fagyáskori tágulás ( ebben az esetben jég csak felülről képződik, és főként a vízoszlop nem fagy meg), kedvező feltételeket teremtenek az élő szervezetek számára.

Így az évelő hidrofiták folyókban és tavakban való teleléséhez nagy jelentősége van a jég alatti hőmérséklet függőleges eloszlásnak. A legsűrűbb és legkevésbé hideg víz, 4 °C hőmérsékletű, az alsó réteghez közeli rétegben található, ahová a szarvasfű, pemphigus, vízfesték stb. telelő bimbói (turionok) szállnak le (5.9. ábra), valamint az egész levelesek. növények, például békalencse, elodea.

Rizs. 5.9. Vodokras (Hydrocharias morsus ranae) ősszel.

Az áttelelő rügyek láthatóak, lesüllyednek az aljára

(T.K. Goryshinoya, 1979)

Úgy gondolták, hogy a merítés a keményítő felhalmozódásával és a növények súlyával függ össze. Tavasszal a keményítő oldható cukrokká és zsírokká alakul, ami világosabbá teszi a bimbókat és lehetővé teszi, hogy lebegjenek.

A mérsékelt szélességi körök tározóiban lévő élőlények jól alkalmazkodnak a vízrétegek szezonális függőleges mozgásához, a tavaszi és őszi homotermiához, valamint a nyári és téli stagnáláshoz. Mivel a víztestek hőmérsékleti rendszerét nagy stabilitás jellemzi, a stenotermia gyakoribb a hidrobionták, mint a szárazföldi élőlények között.

Az euritermikus fajok főként sekély kontinentális víztestekben és a magas és mérsékelt szélességi tengerek partvidékén találhatók, ahol jelentősek a napi és szezonális ingadozások.

A víz sűrűsége. A víz sűrűbb a levegőnél. Ebből a szempontból 800-szor felülmúlja a levegő környezetét. A desztillált víz sűrűsége 4 °C-on 1 g/cm3. Az oldott sókat tartalmazó természetes vizek sűrűsége nagyobb is lehet: akár 1,35 g/cm 3 is lehet. Átlagosan a vízoszlopban minden 10 m mélység után a nyomás 1 atmoszférával növekszik. A víz nagy sűrűsége tükröződik a hidrofiták testének szerkezetében. Tehát, ha a szárazföldi növényekben jól fejlettek a mechanikai szövetek, amelyek biztosítják a törzsek és a szárak szilárdságát, akkor a mechanikai és vezetőképes szövetek elhelyezkedése a szár peremén olyan „cső” struktúrát hoz létre, amely jól ellenáll a töréseknek és hajlításoknak, akkor a hidrofitákban , a mechanikai szövetek nagymértékben lecsökkennek, mivel a növények maguktól táplálkoznak.víz. A mechanikai elemek és vezetőkötegek gyakran a szár vagy a levélnyél közepén koncentrálódnak, ami lehetővé teszi a hajlítást, amikor a víz mozog.

A víz alá süllyedt hidrofiták jó felhajtóerővel rendelkeznek, amelyet speciális eszközök (légzsákok, duzzanatok) hoztak létre. Tehát a pancsolómedence levelei a víz felszínén fekszenek, és mindegyik levél alatt van egy levegővel teli úszó buborék. Mint egy apró mentőmellény, a buborék lehetővé teszi, hogy a levél lebegjen a víz felszínén. A szárban lévő légkamrák függőlegesen tartják a növényt, és oxigént szállítanak a gyökerekhez.

A felhajtóerő is nő a testfelület növekedésével. Ez jól látható a mikroszkopikus planktoni algákban. A test különféle kinövései segítenek nekik szabadon "lebegni" a vízoszlopban.

A vízi környezetben lévő élőlények a teljes vastagságban eloszlanak. Például óceáni árkokban több mint 10 000 méteres mélységben találtak állatokat, amelyek több és több száz atmoszféra nyomásának is ellenállnak. Így az édesvízi lakosok (úszó bogarak, papucsok, suvoyi stb.) akár 600 atmoszférát is kibírnak a kísérletekben. Az Elpidia nemzetségbe tartozó holothurok és a Priapulus caudatus férgek a part menti övezettől az ultraabyssalig élnek. Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy a tengerek és óceánok sok lakója viszonylag falra épült, és bizonyos mélységekre korlátozódik. Ez elsősorban a sekély és mélyvízi fajokra vonatkozik. Csak a tengerparton él a gyűrűs féreg Arenicola, puhatestűek - tengeri limpet (Patella). Nagy mélységben, legalább 400-500 atmoszféra nyomáson a horgászok, lábasfejűek, rákfélék, tengeri csillagok, pogonoforok és mások halai találhatók.

A víz sűrűsége lehetőséget ad arra, hogy az állati szervezetek támaszkodjanak rá, ami különösen fontos a nem csontvázas formák esetében. A közeg alátámasztása a vízben való szárnyalás feltételéül szolgál. Sok hidrobiont alkalmazkodott ehhez az életmódhoz.

Fény mód. A vízi élőlényeket nagymértékben befolyásolja a víz fényviszonyok és átlátszósága. A vízben a fény intenzitása nagymértékben gyengül (5.10. ábra), mivel a beeső sugárzás egy része visszaverődik a víz felszínéről, másik részét pedig a vastagsága nyeli el. A fény csillapítása összefügg a víz átlátszóságával. Például a nagy átlátszóságú óceánokban a sugárzás körülbelül 1% -a még mindig 140 m mélységig esik, a kissé zárt vizű kis tavakban pedig már 2 m mélységig - csak a tized százaléka.

Rizs. 5.10. Megvilágítás a vízben a nap folyamán.

Tsimlyansk tározó (A. A. Potapov szerint,

Mélység: 1 - a felszínen; 2-0,5 m; 3-1,5 m; 4-2m

Tekintettel arra, hogy a napspektrum különböző részeinek sugarait nem egyformán nyeli el a víz, a fény spektrális összetétele is változik a mélységgel, a vörös sugarak gyengülnek. A kék-zöld sugarak jelentős mélységekbe hatolnak be. Az óceánban a mélységgel mélyülő szürkület kezdetben zöld, majd kék, kék, kék-ibolya, később állandó sötétséggé változik. Ennek megfelelően az élő szervezetek mélységgel helyettesítik egymást.

Tehát a víz felszínén élő növények nem szenvednek fényhiányt, a víz alá süllyedt és különösen a mélytengeri növényeket „árnyékflórának” nevezik. Nemcsak a fényhiányhoz kell alkalmazkodniuk, hanem annak összetételének megváltozásához is, további pigmentek előállításával. Ez látható a különböző mélységben élő algák jól ismert színmintáján. A sekély vizű területeken, ahol a növények még hozzáférnek a vörös sugarakhoz, amelyeket a legnagyobb mértékben a klorofill nyel el, általában a zöld algák dominálnak. A mélyebb zónákban barna algák találhatók, amelyek a klorofill mellett barna pigmenteket tartalmaznak phycofein, fukoxantin stb. A fikoeritrin pigmentet tartalmazó vörös algák még mélyebben élnek. Világosan mutatja a különböző hullámhosszú napfény rögzítésének képességét. Ezt a jelenséget elnevezték kromatikus adaptáció.

A mélytengeri fajok számos fizikai tulajdonsággal rendelkeznek az árnyékos növényekben. Közülük érdemes megemlíteni a fotoszintézis kompenzáció mélypontját (30-100 lux), a fotoszintézis fénygörbéjének "árnyékjellegét" alacsony telítettségi platóval, algákban például a kromatoforok nagy méretét. Míg a felszíni és lebegő formák esetében ezek a görbék „könnyebb” típusúak.

Ahhoz, hogy gyenge fényt használjunk a fotoszintézis folyamatában, az asszimiláló szervek nagyobb területére van szükség. Így a nyílhegy (Sagittaria sagittifolia) szárazföldön és vízben fejlődve különböző alakú leveleket képez.

Az örökletes program mindkét irányú fejlődés lehetőségét kódolja. A levelek "vízi" formáinak kialakulásának "kiváltója" az árnyékolás, nem pedig a víz közvetlen hatása.

A vízbe merített vízinövények levelei gyakran erősen szétesnek keskeny fonalas lebenyekre, mint például a szarvasfű, az uruti, a pemphigus, vagy vékony, áttetsző lemezük van - tojáskapszula víz alatti levelei, tavirózsa levelei, víz alá süllyedt tavifű levelei. .

Ezek a jellemzők az algákra is jellemzőek, mint például a fonalas algák, a lilefélék boncolt talijai, sok mélytengeri faj vékony, átlátszó talija. Ez lehetővé teszi a hidrofiták számára, hogy növeljék a testfelület és a térfogat arányát, és ennek következtében nagy felületet alakítsanak ki viszonylag alacsony szerves tömeg költséggel.

A részben vízbe merült növények jól körülhatárolhatóak heterofília, azaz ugyanazon növény felszíni és víz alatti leveleinek szerkezetének különbsége: Ez jól látható a különböző levelek vízi ranunculusán (5.11. ábra) A felszín a föld feletti növények leveleihez hasonló tulajdonságokkal rendelkezik (dorsoventrális szerkezet, jól fejlett). integumentáris szövetek és sztómakészülékek), víz alatti - nagyon vékony vagy feldarabolt levéllemezek. A heterofíliát a vízililiomok és tojáskapszulák, nyílhegyek és más fajok esetében is megfigyelték.

Rizs. 5.11. Heterofília a vízi boglárban

Ranunculus diversifolius (T, G. Goryshina, 1979)

Levelek: 1 - felület; 2 - víz alatt

Szemléltető példa erre a mályvacukor (Simn latifolium), melynek szárán többféle levélforma látható, amelyek tükrözik az összes átmenetet a tipikusan szárazfölditől a tipikusan víziig.

A vízi környezet mélysége az állatokra is hatással van, színükre, fajösszetételükre stb. Például egy tavi ökoszisztémában a fő élet a vízrétegben összpontosul, ahová a fotoszintézishez elegendő fénymennyiség hatol be. Ennek a rétegnek az alsó határát kompenzációs szintnek nevezzük. E mélység felett a növények több oxigént bocsátanak ki, mint amennyit elfogyasztanak, és más élőlények is felhasználhatják a felesleges oxigént. E mélység alatt a fotoszintézis nem tud légzést biztosítani, ezzel összefüggésben csak oxigén áll az élőlények rendelkezésére, amely a tó felszíni rétegeiből érkezik a vízzel.

Az élénk és változatos színű állatok világos, felszíni vízrétegekben élnek, míg a mélytengeri fajok általában pigmentmentesek. Az óceán szürkületi zónájában az állatokat vöröses árnyalatú színekre festették, ami segít nekik elrejtőzni az ellenségtől, mivel a kék-lila sugarak vörös színét feketének érzékelik. A vörös szín az alkonyi zóna olyan állataira jellemző, mint a tengeri sügér, vörös korall, különféle rákfélék stb.

Minél erősebb a fény elnyelése a vízben, annál kisebb az átlátszósága, ami az ásványi anyagok (agyag, iszap) részecskék jelenlétének köszönhető. A víz átlátszósága is csökken a vízi növényzet nyári gyors növekedésével, vagy a felszíni rétegekben szuszpenzióban lévő kis élőlények tömeges szaporodásával. Az átlátszóságot extrém mélység jellemzi, ahol egy speciálisan leeresztett Secchi korong (20 cm átmérőjű fehér korong) még látható. A Sargasso-tengerben (a legátlátszóbb vizekben) a Secchi korong 66,5 m mélységig látható, a Csendes-óceánban - 59, az Indiai-tengerben - 50, a sekély tengerekben - 5-15 m mélységig. A folyók átlátszósága nem haladja meg az 1-1,5 m-t, a közép-ázsiai Amu-Darja és Syr Darja folyókban pedig néhány centimétert. Ezért a fotoszintézis zónáinak határai a különböző víztestekben nagyon eltérőek. A legtisztább vizekben a fotoszintézis zóna vagy eufotikus zóna legfeljebb 200 m mélységet ér el, a szürkületi (diszfotikus) zóna 1000-1500 m-ig terjed, mélyebbre, az afotikus zónába pedig nem hatol be a napfény kb. összes.

A nappali órák sokkal rövidebbek a vízben (főleg a mély rétegekben), mint a szárazföldön. A víztestek felső rétegeiben a fény mennyisége mind a terület szélességi fokától, mind az évszaktól függően változik. Így a hosszú sarki éjszakák erősen korlátozzák a fotoszintézisre alkalmas időt az Északi-sarkvidék és az Antarktisz medencéiben, a jégtakaró pedig megnehezíti, hogy télen minden fagyos víztestet elérjen a fény.

Só mód. A sótartalom vagy sórendszer fontos szerepet játszik a vízi élőlények életében. A vizek kémiai összetétele természettörténeti és geológiai viszonyok, valamint antropogén hatások hatására alakul ki. A vízben lévő kémiai vegyületek (sók) tartalma határozza meg a víz sótartalmát, és gramm/literben vagy ppm(°/od). A víz általános mineralizációja szerint legfeljebb 1 g/l sótartalmú frissre, sós (1-25 g/l), tengeri sótartalmú (26-50 g/l) és sósra (több) osztható. mint 50 g/l). A vízben oldott anyagok közül a legfontosabbak a karbonátok, szulfátok és kloridok (5.1. táblázat).

5.1. táblázat

A fő sók összetétele a különböző víztestekben (R. Dazho, 1975 szerint)

Az édesvizek között sok a szinte tiszta, de van olyan is, amely literenként legfeljebb 0,5 g oldott anyagot tartalmaz. A kationok édesvízben lévő tartalmuk szerint a következőképpen vannak elrendezve: kalcium - 64%, magnézium - 17%, nátrium - 16%, kálium - 3%. Ezek átlagos értékek, és minden esetben előfordulhatnak ingadozások, amelyek néha jelentősek.

Az édesvizek fontos eleme a kalciumtartalom. A kalcium korlátozó tényezőként működhet. Vannak „lágy” vizek, amelyek kalciumban szegények (kevesebb, mint 9 mg/1 liter), és „kemény” vizek, amelyek tartalma nagy mennyiségben (több mint 25 mg/1 liter).

A tengervízben az oldott sótartalom átlagosan 35 g/l, a peremtengerekben jóval alacsonyabb. 13 metalloidot és legalább 40 fémet találtak a tengervízben. A konyhasó az első helyen áll a fontosságban, ezt követi a bárium-klorid, a magnézium-szulfát és a kálium-klorid.

A legtöbb vízi élőlény poikilosmotikus. A testükben lévő ozmotikus nyomás a környezet sótartalmától függ. Az édesvízi állatok és növények olyan környezetben élnek, ahol az oldott anyagok koncentrációja alacsonyabb, mint a testnedvekben és a szövetekben. A testen kívüli és belső ozmotikus nyomáskülönbség miatt a víz folyamatosan behatol a szervezetbe, aminek következtében az édesvízi hidrobiontok kénytelenek intenzíven eltávolítani azt. Jól meghatározott ozmoregulációs folyamatokkal rendelkeznek. A protozoonokban ez a kiválasztó vakuólumok munkájával, a többsejtű élőlényeknél a víz kiválasztó rendszeren keresztül történő eltávolításával érhető el. Néhány csillós 2-2,5 percenként a test térfogatának megfelelő mennyiségű vizet bocsát ki.

A sótartalom növekedésével a vakuolák munkája lelassul, 17,5%-os sókoncentrációnál pedig leáll, mivel megszűnik a sejtek és a külső környezet közötti ozmotikus nyomáskülönbség.

A sók koncentrációja sok tengeri élőlény testnedveiben és szöveteiben izotóniás a környező vízben lévő oldott sók koncentrációjával. E tekintetben ozmoregulációs funkcióik kevésbé fejlettek, mint édesvízben. Az ozmoreguláció az egyik oka annak, hogy sok tengeri növény és állat nem tudta benépesíteni az édesvízi testeket, és tipikus tengeri lakosnak bizonyult: bélüregek (Coelenterata), tüskésbőrűek (Echinodermata), szivacsok (Spongia), zsákállatok (Tunicata), pogonophora ( Pogonophora) . Másrészt a rovarok gyakorlatilag nem élnek a tengerekben és óceánokban, míg az édesvízi medencéket bőségesen népesítik be. A jellemzően tengeri és jellemzően édesvízi élőlények nem tolerálják a sótartalom jelentős változásait, és igen stenohalin. eurihalin nincs olyan sok édesvízi és tengeri eredetű élőlény, különösen az állatok. Gyakran nagy számban előfordulnak sós vizekben. Ilyenek a keszeg (Abramis brama), édesvízi süllő (Stizostedion lucioperca), csuka (Ezox lucios), a tengerből származó márnafélék (Mugilidae).

A növények vízi környezetben való tartózkodása a fent felsorolt ​​tulajdonságokon túl az élet más területeire is rányomja bélyegét, különösen a szó szerint vízzel körülvett növények vízjárására. Az ilyen növényeknek nincs párologtatása, ezért nincs „felső motor”, amely fenntartja a víz áramlását az üzemben. Ugyanakkor létezik az áram, amely tápanyagot szállít a szövetekhez (bár sokkal gyengébb, mint a szárazföldi növényekben), világosan kifejezett napi gyakorisággal: nappal több, éjszaka hiányzik. Fenntartásában aktív szerepe van a gyökérnyomásnak (tapadó fajoknál) és a speciális, vizet kiválasztó sejtek - vízsztómák vagy hidatódok - tevékenységének.

Édes vizekben a növények gyakoriak, a tározó alján megerősítve. Fotoszintetikus felületük gyakran a víz felett helyezkedik el. Ide tartozik a nád (Scirpus), a tavirózsa (Nymphaea), a tojáskapszula (Nyphar), a gyékény (Typha), a nyílhegy (Sagittaria). Más esetekben a fotoszintetikus szervek víz alá merülnek. Ezek a tótfű (Potamogeton), urut (Myriophyllum), elodea (Elodea). Az édesvizek magasabb rendű növényeinek egyes fajai nem gyökereznek, és szabadon úsznak, vagy túlnőnek a víz alatti tárgyakon, algákon, amelyek a talajhoz kötődnek.

gáz üzemmód. A vízi környezetben a fő gázok az oxigén és a szén-dioxid. A többi, például a hidrogén-szulfid vagy a metán másodlagos jelentőségű.

Oxigén a vízi környezet számára - a legfontosabb környezeti tényező. A levegőből kerül a vízbe, és a növények a fotoszintézis során bocsátják ki. Az oxigén diffúziós együtthatója a vízben megközelítőleg 320 ezerszer alacsonyabb, mint a levegőben, össztartalma a víz felső rétegeiben 6-8 ml/l, vagyis 21-szer alacsonyabb, mint a légkörben. A víz oxigéntartalma fordítottan arányos a hőmérséklettel. A víz hőmérsékletének és sótartalmának növekedésével az oxigén koncentrációja csökken. Az állatokkal és baktériumokkal sűrűn lakott rétegekben a megnövekedett fogyasztása miatt oxigénhiány léphet fel. Így a Világóceánban az 50 és 1000 m közötti életben gazdag mélységeket a levegőztetés éles romlása jellemzi. 7-10-szer alacsonyabb, mint a fitoplankton által lakott felszíni vizekben. A víztestek fenekének közelében a viszonyok az anaerobhoz közeliek lehetnek.

A kis tározókban stagnáló rendszerben a víz oxigéntartalma is élesen kimerült. Hiánya télen a jég alatt is előfordulhat. 0,3-3,5 ml / l alatti koncentrációban az aerobok vízben való élete lehetetlen. A tározó körülményei között az oxigéntartalom bizonyul korlátozó tényezőnek (5.2. táblázat).

5.2. táblázat

Különféle édesvízi halfajok oxigénigénye

A vízi élőlények között jelentős számú olyan faj él, amely elviseli a víz oxigéntartalmának nagy ingadozását, annak hiányát. Ezek az ún eurioxibiontok. Ide tartoznak az édesvízi oligochaéták (Tubifex tubifex), a haslábúak (Viviparus viviparus). A halak oxigénnel való nagyon gyenge telítettsége ellenáll a pontynak, csuklónak, kárásznak. Sok faj azonban igen stenoxibiont, azaz csak kellően magas oxigéntelítettségű víz mellett létezhetnek, például szivárványos pisztráng, pisztráng, rétis stb. Sok élőlényfaj képes oxigénhiány esetén inaktív állapotba esni, az ún. hívott anoxibiózis,és így túléli a kedvezőtlen időszakot.

A hidrobiontok légzését mind a test felszínén, mind a speciális szerveken keresztül - kopoltyúkon, tüdőn, légcsöveken - keresztül végezzük. Gyakran a test belső része további légzőszervként szolgálhat. Egyes fajoknál a víz és a levegő légzés kombinációja található, például tüdőhalak, szifonoforok, diszkofántok, sok tüdő puhatestű, rákfélék, Yammarus lacustris stb. kapcsolatra van szüksége a levegő környezetével. Ide tartoznak az úszólábúak, cetek, vízibogarak, szúnyoglárvák stb.

Szén-dioxid. A vízi környezetben az élő szervezetek a fény- és oxigénhiányon túlmenően a rendelkezésre álló CO 2 hiányát is tapasztalhatják, például a fotoszintézishez szükséges növények. A szén-dioxid a levegőben lévő CO 2 feloldódása, a vízi élőlények légzése, a szerves maradványok lebontása és a karbonátok felszabadulása következtében kerül a vízbe. A víz szén-dioxid-tartalma 0,2-0,5 ml / l, vagyis 700-szor több, mint a légkörben. A CO 2 35-ször jobban oldódik vízben, mint az oxigén. A tengervíz a szén-dioxid fő tározója, mivel literenként 40-50 cm 3 gázt tartalmaz szabad vagy kötött formában, ami 150-szer magasabb, mint a légköri koncentrációja.

A vízben található szén-dioxid részt vesz a gerinctelen állatok meszes vázképződményeinek kialakításában, és biztosítja a vízinövények fotoszintézisét. A növények intenzív fotoszintézisével megnövekszik a szén-dioxid-fogyasztás (0,2-0,3 ml / l óránként), ami annak hiányához vezet. A hidrofiták a víz CO 2 -tartalmának növekedésére a fotoszintézis fokozásával reagálnak.

A vízi növények fotoszintéziséhez további CO-forrás a szén-dioxid is, amely a bikarbonátsók bomlása és szén-dioxiddá alakulása során szabadul fel:

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

Az ilyenkor keletkező enyhén oldódó karbonátok vízkő vagy kéreg formájában telepednek le a levelek felületén, ami jól látható, ha sok vízinövény kiszárad.

Hidrogénion koncentráció(pH) gyakran befolyásolja a vízi élőlények elterjedését. A 3,7-4,7 pH-jú édesvizű medencéket savasnak, a 6,95-7,3-as semlegesnek, a 7,8-nál nagyobb pH-jú medencéket lúgosnak tekintjük. Az édesvízi testekben a pH-érték jelentős ingadozásokat tapasztal, gyakran napközben. A tengervíz lúgosabb, pH-ja kevésbé változik, mint az édesvízé. A pH a mélységgel csökken.

A 7,5-nél kisebb pH-jú növényekből félvirágú (Jsoetes) bojtorján (Sparganium) nő. Lúgos környezetben (pH 7,7-8,8) sokféle tőfű és fűfélék gyakoriak, 8,4-9 pH-n a Typha angustifolia erős fejlődést ér el. A tőzeglápok savas vizei kedveznek a sphagnum mohák fejlődésének.

A legtöbb édesvízi hal elviseli az 5-9 pH-értéket. Ha a pH 5-nél kisebb, akkor a halak tömeges pusztulnak el, 10 felett pedig minden hal és más állat elpusztul.

A savas környezetű tavakban gyakran megtalálhatók a Chaoborus nemzetség kétszárnyú lárvái, a mocsarak savas vizeiben pedig gyakoriak a kagylórizómák (Testaceae), nincsenek a Toothless (Unio) nemzetséghez tartozó lamellás-kopoltyú puhatestűek és más puhatestűek. ritkák.

Az élőlények ökológiai plaszticitása a vízi környezetben. A víz egy stabilabb környezet, és az abiotikus tényezők viszonylag kis ingadozáson mennek keresztül, ezért a vízi élőlények kevésbé ökológiai plaszticitással rendelkeznek, mint a szárazföldiek. Az édesvízi növények és állatok képlékenyebbek, mint a tengeriek, mivel az édesvíz, mint lakókörnyezet változékonyabb. A hidrobiontok ökológiai plaszticitásának szélességét nemcsak a tényezők együtteseként (eury- és stenobiontness), hanem külön-külön is értékeljük.

Megállapítást nyert tehát, hogy a nyílt területek lakóitól eltérően a part menti növények és állatok elsősorban euritermikus és eurihalin élőlények, aminek oka, hogy a part közelében a hőmérsékleti viszonyok és a sóviszonyok meglehetősen változóak - a nap felmelegedése ill. viszonylag intenzív lehűlés, a patakokból és folyókból beáramló víz sótalanítása. , különösen az esős évszakban stb. Ilyen például a lótusz, amely a tipikus stenoterm fajok közé tartozik, és csak sekély, jól felmelegedett tározókban nő. A felszíni rétegek lakói a mélytengeri formákkal összehasonlítva a fenti okok miatt inkább euritermikusnak és eurihalinnak bizonyulnak.

Az ökológiai plaszticitás az élőlények terjedésének fontos szabályozója. Bebizonyosodott, hogy a nagy ökológiai plaszticitással rendelkező hidrobionok széles körben elterjedtek, például az elodea. Ellentétes példa, az Artemia solina rákfélék, amelyek kis tározókban élnek nagyon sós vízzel, tipikus szűk ökológiai plaszticitással rendelkező sztenohalin képviselő. Más tényezőkhöz képest jelentős plaszticitással rendelkezik, és meglehetősen gyakori a sós víztestekben.

Az ökológiai plaszticitás a szervezet életkorától és fejlődési szakaszától függ. Például a Littorina kifejlett tengeri haslábú puhatestű, apály idején, minden nap hosszú ideig víz nélkül marad, de lárvái plankton életmódot folytatnak, és nem tűrik a kiszáradást.

A növények vízi környezethez való alkalmazkodásának jellemzői. Vízi paradicsom| stenia jelentős különbségeket mutat a szárazföldi növényi szervezetektől. Így a vízi növények azon képessége, hogy a környezetből közvetlenül felvegyék a nedvességet és az ásványi sókat, tükröződik morfológiai és élettani szerveződésükben. A vízi növényekre jellemző a vezető szövet és gyökérrendszer gyenge fejlettsége. A gyökérrendszer elsősorban a víz alatti aljzathoz való rögzítésre szolgál, és nem látja el az ásványi táplálkozás és a vízellátás funkcióit, mint a szárazföldi növényeknél. A vízinövények táplálkozását testük teljes felülete végzi.

A víz jelentős sűrűsége lehetővé teszi, hogy a növények teljes vastagságában éljenek. A különböző rétegekben élő, lebegő életmódot folytató alsóbb növényeknek erre speciális függelékei vannak, amelyek növelik felhajtóképességüket, és lehetővé teszik, hogy felfüggesztésben maradjanak. A magasabb hidrofiták gyengén fejlett mechanikai szövettel rendelkeznek. Hogyan yni Fentebb megjegyeztük, hogy leveleikben, szárukban, gyökereikben levegőt hordozó sejtközi üregek találhatók, amelyek növelik a vízben lebegő és a felszínen lebegő szervek könnyedségét és felhajtóképességét, ami szintén hozzájárul a belső sejt sók és gázok vízzel történő átmosásához. feloldódott benne. A hidrofiták kiválóak | Nagy levélfelülettel nőnek, kis teljes növénytérfogattal, ami intenzív gázcserét biztosít számukra oxigénhiány és más vízben oldott gázok hiányában.

Számos vízi élőlényben kialakult heterogenitás, ill getyo rophilia. Tehát Salviniában (Salvinia) az elmerült levelek ásványi táplálékot biztosítanak, a lebegő pedig szerves.

A növények vízi élethez való alkalmazkodásának fontos jellemzője | egy másik környezet az, hogy a vízbe merített levelek általában nagyon vékonyak. A bennük lévő klorofill gyakran az epidermisz sejtjeiben található, ami hozzájárul a fotoszintézis intenzitásának növekedéséhez gyenge fényviszonyok mellett. Az ilyen anatómiai és morfológiai sajátosságok a legvilágosabban a vízi mohákban (Riccia, Fontinalis), a valisneriában (Vallisneria spiralis), a tótfűben (Potamageton) fejeződnek ki.

A vízinövényekben a kimosódás vagy az ásványi sósejtekből való kimosódás elleni védelem a speciális sejtek nyálkakiválasztása és a vastagabb falú sejtekből gyűrű formájában endoderma képződése.

A vízi környezet viszonylag alacsony hőmérséklete a téli rügyek képződése és a nyári vékony zsenge levelek merevebb és rövidebb télire cseréje után a vízbe merített növények vegetatív részeinek pusztulását okozza. Az alacsony vízhőmérséklet hátrányosan érinti a vízinövények generatív szerveit, nagy sűrűsége pedig gátolja a pollen átjutását. Ebben a tekintetben a vízi növények vegetatív úton intenzíven szaporodnak. A legtöbb lebegő és elmerült növény virágzó szárát a levegőbe viszi, és ivarosan szaporodik. A virágport a szél és a felszíni áramlatok szállítják. A kialakuló terméseket és magvakat a felszíni áramlatok is szétszórják. Ezt a jelenséget az ún hydrochoria. A Hydrochorus nemcsak vízi, hanem számos tengerparti növényt is magában foglal. Terméseik nagy felhajtóerővel rendelkeznek, sokáig vízben maradnak, nem veszítenek csírázóképességükből. Például a nyílhegy (Sagittaria sagittofolia), a susak (Butomus umbellatus), a chastukha (Alisma plantago-aguatica) terméseit és magjait a víz hordja. Sok sás (Carex) termése levegővel egyfajta zsákokba záródik, és vízáramlatok szállítják. Ugyanígy a Humai gyomnövény (Sorgnum halepense) elterjedt a Vakht folyó mentén csatornákon keresztül.

Az állatok vízi környezethez való alkalmazkodásának jellemzői. A vízi környezetben élő állatoknál a növényekhez képest változatosabbak az adaptív tulajdonságok, ezek közé tartozik pl anatómiai-morfológiai, viselkedési satöbbi.

A vízoszlopban élő állatoknak mindenekelőtt olyan adaptációi vannak, amelyek növelik felhajtóképességüket, és lehetővé teszik számukra, hogy ellenálljanak a víz mozgásának, az áramlatoknak. Ezek az élőlények olyan adaptációkat fejlesztenek ki, amelyek megakadályozzák, hogy a vízoszlopba emelkedjenek, vagy csökkentik felhajtóképességüket, ami lehetővé teszi számukra, hogy a fenéken maradjanak, beleértve a gyors folyású vizeket is.

A vízoszlopban élő kis formákban a vázképződmények csökkenése figyelhető meg. Tehát a protozoonokban (Radiolaria, Rhizopoda) a héjak porózusak, a csontváz kovakő tűi üregesek. A ctenoforok (Ctenophora), a medúza (Scyphozoa) fajlagos sűrűsége csökken a szövetekben lévő víz miatt. A zsírcseppek felhalmozódása a szervezetben (Noctiluca, radiolarians - Radiolaria) hozzájárul a felhajtóerő növekedéséhez. Egyes rákfélékben (Cladocera, Copepoda), halakban és cetfélékben jelentős zsírfelhalmozódás figyelhető meg. A test fajsúlyát csökkenti, és ezáltal növeli a felhajtóerőt a gázzal töltött úszóhólyagok, amelyek sok halnak vannak. A szifonoforok (Physalia, Velella) erős légüregekkel rendelkeznek.

A vízoszlopban passzívan lebegő állatokra nemcsak a tömeg csökkenése jellemző, hanem a test fajlagos felületének növekedése is. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy minél nagyobb a közeg viszkozitása és minél nagyobb a szervezet testének fajlagos felülete, annál lassabban süllyed a vízbe. Az állatok teste lapított, tüskék, kinövések, függelékek képződnek rajta, például a flagellákban (Leptodiscus, Craspeditella), a radiolariákban (Aulacantha, Chalengeridae) stb.

Az édesvízben élő állatok nagy csoportja a víz felületi feszültségét (felszíni filmréteget) használja mozgás közben. A víz felszínén szabadon szaladgálnak a vízi lépegető poloskák (Gyronidae, Veliidae), bogarak (Gerridae) stb. Az ízeltlábú, amely víztaszító szőrszálakkal borított végével érinti a vizet, felülete deformálódását okozza a homorú meniszkusz kialakulása. Ha a felfelé irányuló emelőerő (F) nagyobb, mint az állat tömege, az utóbbi a felületi feszültség miatt a vízen marad.

Így viszonylag kisméretű állatok számára lehetséges az élet a víz felszínén, mivel a tömeg a kocka méretével növekszik, a felületi feszültség pedig lineáris mennyiségben nő.

Az állatok aktív úszása csillók, flagellák segítségével, a test hajlításával, sugárhajtással történik a kilökött vízsugár energiája miatt. A sugárhajtású mozgásmód legnagyobb tökéletességét a lábasfejűek fogják elérni. Így egyes tintahalak sebességét fejlesztik, amikor akár 40-50 km/h-ra dobják a vizet (5.12. ábra).

Rizs. 5.12. Tintahal

A nagytestű állatoknak gyakran speciális végtagjaik vannak (uszonyok, uszonyok), testük áramvonalas és nyálka borítja.

Csak a vízi környezetben mozdulatlanok, kötődő életmódot folytató állatok. Ilyenek a hidroidok (Hydroidea) és a korallpolipok (Anthozoo), a tengeri liliomok (Crinoidea), a kagylók (Br / aMa) és mások. Sajátos testforma, enyhe felhajtóerő (a testsűrűség nagyobb, mint a víz sűrűsége) és speciális eszközök az aljzathoz való rögzítéshez.

A vízi állatok többnyire poikilotermikusak. Homoi-termikus például az emlősök (cetek, úszólábúak) jelentős bőr alatti zsírréteget képeznek, amely hőszigetelő funkciót lát el.

A mélytengeri állatokat sajátos szervezeti jellemzők különböztetik meg: a meszes csontváz eltűnése vagy gyenge fejlődése, a testméret növekedése, gyakran a látószervek csökkenése, a tapintási receptorok fejlődésének növekedése stb.

Az állatok testében az oldatok ozmotikus nyomását és ionos állapotát a víz-só anyagcsere komplex mechanizmusai biztosítják. Az állandó ozmotikus nyomás fenntartásának legáltalánosabb módja a beáramló víz rendszeres eltávolítása pulzáló vakuolák és kiválasztó szervek segítségével. Tehát az édesvízi halak a kiválasztó rendszer fokozott munkájával eltávolítják a felesleges vizet, és a kopoltyúszálakon keresztül felszívják a sókat. A tengeri halak viszont kénytelenek pótolni a vízkészletet, ezért tengervizet isznak, a vízzel érkező felesleges sók pedig a kopoltyúszálakon keresztül távoznak a szervezetből (5.13. ábra).

Rizs. 5.13. Kiválasztás és ozmoreguláció édesvízi teleosztákban

hal (A), laminabranchialis (B) és tengeri csontos hal (C)

A hipo-, izo- és hiper- rövidítések a belső környezet tónusát jelzik a külsőhöz viszonyítva (N. Green et al., 1993)

Számos vízi szervezet sajátos táplálkozási természetű - ez a vízben szuszpendált szerves eredetű részecskék, számos kis szervezet szitálása vagy ülepedése. Ez a takarmányozási mód nem igényel sok energiát a zsákmánykereséshez, és jellemző a lapos ágú puhatestűekre, ülő tüskésbőrűekre, aszcidiákra, planktonrákokra stb. A víztestek biológiai tisztításában fontos szerepet töltenek be a szűrőn táplálkozó állatok.

Az édesvízi daphnia, a küklopsz, valamint az óceán legnagyobb tömegű rákja, a Calanus finmarchicus egyedenként naponta akár 1,5 liter vizet is kiszűr. Az 1 m 2 területen élő kagylók naponta 150-280 m 3 vizet tudnak áthajtani a köpenyüregen, ülepítve a lebegő részecskéket.

A vízben a fénysugarak gyors gyengülése miatt az állandó szürkületben vagy sötétben való élet nagyban korlátozza a vízi élőlények vizuális tájékozódási lehetőségeit. A hang gyorsabban terjed a vízben, mint a levegőben, és a hidrobionok hangtájolása jobb, mint a vizuális orientáció. Egyes fajok még az infrahangokat is felfogják. A hangjelzés leginkább a fajon belüli kapcsolatokra szolgál: tájékozódás egy nyájban, ellenkező nemű egyedek vonzása stb. A cetfélék például táplálékot keresnek és echolocation - a visszavert hanghullámok érzékelése - segítségével navigálnak. A delfinlokátor elve az, hogy hanghullámokat bocsát ki, amelyek az úszó állat előtt terjednek. Ha egy akadállyal, például hallal találkozik, a hanghullámok visszaverődnek, és visszatérnek a delfinhez, amely meghallja a felbukkanó visszhangot, és így érzékeli a hangot visszaverődő tárgyat.

Körülbelül 300 halfajról ismert, hogy képes elektromos áramot termelni és azt tájékozódásra és jelzésre használni. Számos hal (elektromos rája, elektromos angolna stb.) védekezésre és támadásra használ elektromos mezőt.

A vízi élőlényekre az ősi tájékozódási mód – a környezet kémiájának érzékelése – jellemző. Számos vízi szervezet (lazac, angolna stb.) kemoreceptorai rendkívül érzékenyek. Több ezer kilométeres vándorlás során elképesztő pontossággal találnak ívó- és táplálkozóhelyeket.

A vízi környezet változó feltételei az élőlények bizonyos viselkedési reakcióit is előidézik. A megvilágítás, a hőmérséklet, a sótartalom, a gázviszonyok és más tényezők változása az állatok vertikális (mélységbe ereszkedés, felszínre emelkedés) és vízszintes (ívás, teleltetés és táplálkozás) vándorlásával függ össze. A tengerekben és óceánokban több millió tonna vízi élőlény vesz részt vertikális vándorlásban, a vízszintes vándorlás során a víziállatok száz és ezer kilométert tehetnek meg.

A Földön számos átmeneti, sekély víztest található, amelyek folyók áradásai, heves esőzések, hóolvadás stb. után keletkeznek. A kiszáradó víztestek lakóinak közös jellemzője, hogy rövid időn belül számos utódot képesek hozni, és hosszú ideig kibírják anélkül víz, csökkent létfontosságú állapotba kerülve - hipobiózis.

Előző

Szövetségi Halászati ​​Ügynökség

FSEI VPO Kamcsatkai Állami Műszaki Egyetem

Ökológiai és Természetgazdálkodási Tanszék

tudományág ökológia

Absztrakt a témában

„Vízi életkörnyezet és az élőlények alkalmazkodása hozzá”

Végrehajtott Ellenőrizve

11. csoport PZhb hallgató egyetemi docens

Sazonov P.A. Stupnikova N.A.

Petropavlovszk-Kamcsatszkij

Bevezetés…………………………………….3

Általános jellemzők………………………3-4

Az óceánok ökológiai övezetei………….4

A vízi környezet főbb tulajdonságai…………………….5

· Sűrűség……………………………………….5-6

Oxigén üzemmód……………………………6-7

Sórendszer………………………………….7-8

Hőmérsékleti feltételek…………………………8

Fény mód……………………………………………………………………………..8-9

A vízi élőlények sajátos alkalmazkodása………..10-11

A növények vízi környezethez való alkalmazkodásának jellemzői………11-12

Az állatok vízi környezethez való alkalmazkodásának jellemzői……..12-14

Hivatkozások……………………………………………15

Bevezetés

Bolygónkon az élő szervezetek négy fő környezetet uraltak

egy élőhely. A vízi környezet volt az első, amelyben felmerült és

terjedt az élet. Csak ezután vették át a hatalmat az élőlények

talaj-levegő létrehozta és benépesítette a talajt, és önmaguk lettek a negyedikek

sajátos lakókörnyezet.

A víznek mint élőhelynek számos sajátos tulajdonsága van, mint pl

nagy sűrűség, erős nyomásesés, alacsony tartalom

oxigén, erős napfény elnyelése. Ezen kívül tározók ill

az egyes szakaszaik különböznek a sórendszerben, az áram sebességében,

a talaj tulajdonságait, a szerves maradványok bomlási módját stb.

Ezért a vízi környezet általános tulajdonságaihoz való alkalmazkodással együtt annak

a lakosokat is alkalmazkodni kell a különféle magán

körülmények.

A vízi környezet minden lakója közös nevet kapott az ökológiában

hidrobiontok.

A hidrobionok a Világóceánt, a kontinentális vizeket és a

A talajvíz.

Általános tulajdonságok

A hidroszféra mint vízi életkörnyezet a földgömb területének körülbelül 71%-át és térfogatának 1/800-át foglalja el. A víz fő mennyisége, több mint 94%-a a tengerekben és óceánokban koncentrálódik. A folyók és tavak édesvizében a víz mennyisége nem haladja meg az édesvíz teljes térfogatának 0,016%-át.

Az óceánt alkotó tengerekben elsősorban két ökológiai régió különböztethető meg: a vízoszlop - a pelagiális és a fenék - a benthal. A mélységtől függően a benthal fel van osztva a szublitorális zónára - a szárazföld 200 méteres mélységig történő zökkenőmentes csökkenésének területére, a batyálra - a meredek lejtő régiójára és a mélységi zónára - az óceán fenekére. átlagosan 3-6 km mélységgel. Az óceáni meder mélyedéseinek megfelelő mélyebb bentális régiókat (6-10 km) ultramélyedésnek nevezzük. A dagály idején elöntött part szélét tengerpartnak nevezik. A partnak az árapály szintje feletti részét, amelyet a hullámok fröccsenése nedvesít meg, szuperlitorálnak nevezzük.

Az óceánok nyílt vizei szintén a bentális zónáknak megfelelő függőleges zónákra oszlanak: epipeligiális, batypeligiális, abyssopegiális.

Körülbelül 150 000 állatfaj, összlétszámuk mintegy 7%-a, és 10 000 növényfaj (8%) él a vízi környezetben.

A folyók, tavak és mocsarak részesedése, amint azt korábban megjegyeztük, elenyésző a tengerekhez és óceánokhoz képest. Ugyanakkor a növények, állatok és emberek számára szükséges édesvíz utánpótlást hoznak létre.

A vízi környezet jellegzetessége a mobilitása, különösen a folyású, sebes folyású patakokban és folyókban. A tengerekben és óceánokban apályok és áramlások, erős áramlatok és viharok figyelhetők meg. A tavakban a víz a hőmérséklet és a szél hatására mozog.

A Világóceán ökológiai övezetei

Bármely tározóban a zónák megkülönböztethetők a körülményektől függően. Az óceánban

a benne foglalt tengerekkel együtt mindenekelőtt kettőt különböztetnek meg

ökológiai területek: nyílt tengeri - vízoszlop és benthal -

A mélységtől függően a benthal a szublitorális zónára oszlik - a szárazföld fokozatos csökkenésének területére.

körülbelül 200 m, batyal - meredek lejtő és mélység régiója

zóna - az óceáni meder, amelynek átlagos mélysége 3-6 km. Még több

a benthal mély területei, amelyek megfelelnek az óceán fenekének mélyedéseinek,

ultrabenthalnak nevezik. Az árapály idején elöntött part széle,

a part menti. A part dagályszint feletti része, nedves

permetet supralitorálisnak nevezik.

Természetes, hogy például a szublitorális lakói körülmények között élnek

viszonylag alacsony nyomás, nappali napfény, gyakran

jelentős hőmérsékletváltozások. lakosok

mélységben és ultramélységben léteznek a sötétben, együtt

állandó hőmérséklet és nyomás több száz, és néha kb

több ezer atmoszféra. Ezért csak egy jelzés, hogy melyik zónában

bentali egyik vagy másik típusú organizmusok lakják, már beszél arról, hogyan

általános ökológiai tulajdonságokkal kell rendelkeznie.

Az óceán fenekének teljes populációját bentosznak nevezik. organizmusok,

a vízoszlopban élők, vagy a pelagiák a pelagokhoz tartoznak.

A pelagiális mélységnek megfelelő függőleges zónákra is fel van osztva

Bentali zónák: epipelagialis, batypelagialis, abyssopelagialis. Alsó

az epipelágikus zóna határát (legfeljebb 200 m) a behatolás határozza meg

elegendő napfény a fotoszintézishez. Zöldek

ezeknél a zónáknál mélyebb növények nem létezhetnek. Az alkonyatban

batyális és sötét mélységben laknak csak

mikroorganizmusok és állatok. Különböző ökológiai övezeteket különböztetnek meg

minden más típusú víztest: tavak, mocsarak, tavak, folyók stb.

A vízi élőlények sokfélesége, amelyek mindezen élőhelyeket létrehozták, igen nagy

A vízi környezet alapvető tulajdonságai

1. A víz sűrűsége

olyan tényező, amely meghatározza a vízi élőlények mozgásának feltételeit és

nyomás különböző mélységekben. Desztillált víz esetében a sűrűség

1 g / cm 3 +4 0 C-on. Az oldottot tartalmazó természetes vizek sűrűsége

só, talán több, legfeljebb 1,35 g / cm3. A nyomás azzal növekszik

10 m-enként körülbelül 1 atmoszféra mély.

A víztestekben tapasztalható éles nyomásgradiens miatt általában a hidrobionok

sokkal eurybatikusabb a szárazföldi élőlényekhez képest.

Egyes, különböző mélységben elterjedt fajok tolerálják

nyomás több száz atmoszféráig.

A tengerek és óceánok sok lakója azonban viszonylag faltól falig és

bizonyos mélységekre korlátozódik. A stenobatnost általában jellemző

sekély és mélyvízi fajok.

A víz sűrűsége lehetővé teszi a rátámaszkodást, ami

különösen fontos a nem csontvázas formák esetében. Feltételül a környezet támogatása szolgál

lebeg a vízben, és sok vízi szervezet pontosan ehhez alkalmazkodott

életmód. A felfüggesztett, vízben lebegő élőlényeket egy különlegessé egyesítik

a hidrobiont plankton ökológiai csoportja.

A plankton egysejtű algákból, protozoákból, medúzából,

szifonoforok, ctenoforok, szárnyas és nyelvű puhatestűek, különféle

kis rákfélék, fenékállatok lárvái, kaviár és halivadék és sok

Egyéb. A plankton élőlények sok hasonló adaptációval rendelkeznek,

felhajtóerejük növelése és a fenékre való letelepedés megakadályozása. Az ilyenekre

adaptációk közé tartozik: 1) a test felületének általános növekedése azért

méretcsökkenés, ellaposodás, megnyúlás, fejlődés miatt

számos kinövés és sörte, ami növeli a vízzel szembeni súrlódást; 2)

sűrűségcsökkenés a csontváz csökkenése miatt, felhalmozódás a szervezetben

zsírok, gázbuborékok stb.

Az egysejtű algák fitoplanktonjai passzívan lebegnek a vízben,

a legtöbb plankton állat képes aktív úszásra, de

korlátozott keretek között. A plankton organizmusok nem tudnak legyőzni

áramlatokat, és nagy távolságokra elviszi azokat. sokféle

A zooplankton azonban képes függőleges vándorlásra a vastagságban

több tíz és száz méteres víz, mind az aktív mozgás miatt, mind

és teste felhajtóerejének szabályozásával. különleges fajta

A plankton a neustoni lakosok ökológiai csoportja

felszíni vízréteg a levegő határán.

A víz sűrűsége és viszkozitása nagyban befolyásolja az aktív hatás lehetőségét

úszás. Gyors úszásra és erő leküzdésére képes állatok

áramlatok egyesülnek a nekton ökológiai csoportjába. képviselői

nekton hal, tintahal, delfinek. Gyors mozgás a vízoszlopban

csak áramvonalas testforma és magasan fejlett

izmok. A torpedó alakja jól kidolgozott

úszók, függetlenül szisztematikus hovatartozásuktól és módszerüktől

mozgás vízben: reaktív, testhajlítás miatt, használ

végtagok.

2. Oxigén üzemmód

Az oxigén diffúziós együtthatója a vízben körülbelül 320 ezerszer alacsonyabb,

mint a levegőben, és össztartalma nem haladja meg a 10 ml-t 1 literben

vízben, ez 21-szer alacsonyabb, mint a légkörben. Ezért légzési feltételek

a hidrobionok sokkal bonyolultabbak. Az oxigén a vízbe kerül

elsősorban az algák fotoszintetikus aktivitása és diffúziója miatt

a levegőből. Ezért a vízoszlop felső sói általában gazdagabbak

oxigén, mint az alacsonyabbak. A víz hőmérsékletének és sótartalmának növekedésével

oxigénkoncentrációja csökken. Sűrűn lakott rétegekben

baktériumok és állatok, súlyos oxigénhiány léphet fel

a megnövekedett fogyasztás miatt.

A vízi lakosok között sok olyan faj található, amely szélesen tolerálja

hiánya (euryoxybionts). Ugyanakkor számos faj stenoxibiont

csak akkor létezhetnek, ha a víztelítettség elég magas

oxigén. Sok faj oxigénhiányban képes beleesni

az anoxibiózis inaktív állapota és ezáltal a tapasztalat

rossz időszak.

A hidrobionok légzése vagy a test felületén keresztül történik,

vagy speciális szerveken keresztül kopoltyú, tüdő, légcső.

Ebben az esetben a burkolatok további légzőszervként szolgálhatnak. Ha egy

gázcsere a test belső részein keresztül megy végbe, ezek nagyon vékonyak. Lehelet

a felület növekedése is elősegíti. Ez alatt érhető el

a fajok evolúciója különféle kinövések képződésével, ellaposodásával,

megnyúlás, a testméret általános csökkenése. Egyes típusok

az oxigénhiány aktívan megváltoztatja a légzőfelület méretét.

Sok ülő és inaktív állat megújítja körülötte a vizet,

akár irányított áramának létrehozásával, akár oszcilláló mozgásokkal

segít összekeverni.

Egyes fajokban víz és levegő kombinációja van

lélegző. A másodlagos vízi állatok általában megtartják a légköri légzést

mint energetikailag kedvezőbb, ezért kapcsolatra van szükségük

levegő környezet.

A víz oxigénhiánya néha katasztrofális következményekkel jár

a halál jelenségeire, amelyeket számos vízi élőlény halála kísér.

A téli fagyokat gyakran a víztestek felszínén kialakuló képződés okozza

jég és a levegővel való érintkezés megszűnése; nyári hőmérséklet-emelkedés

víz és ennek következtében az oxigén oldhatóságának csökkenése. Zamora

gyakrabban fordulnak elő gyakrabban fordulnak elő tavakban, tavakban, folyókban. Ritkábban lefagy

a tengerekben zajlanak. Az oxigénhiány mellett halálesetek is előfordulhatnak

a mérgező metángázok koncentrációjának növekedése a vízben,

hidrogén-szulfid és mások, amelyek a bomlásból származnak

szerves anyagok a víztestek alján.

3. Só üzemmód

A hidrobionok vízháztartásának fenntartása megvan a maga sajátossága. Ha egy

a szárazföldi állatok és növények számára a legfontosabb a test biztosítása

víz hiánya esetén, akkor a hidrobionok számára nem kevésbé fontos

bizonyos mennyiségű víz fenntartása a szervezetben annak feleslegével

környezet. Túl sok víz a sejtekben vezet

az ozmotikus nyomás változásai bennük és a legfontosabb létfontosságú zavarok

A legtöbb vízi élőlény poikilozmotikus: ozmotikus nyomás

szervezetükben a környező víz sótartalmától függ. Ezért a

A hidrobionok fő módja a sóegyensúly fenntartásának

kerülje a nem megfelelő sótartalmú élőhelyeket. édesvízi formák

nem létezhetnek a tengerekben, a tengeriek nem tűrik a sótalanítást. Ha egy

A sótartalom változhat, az állatok keresve mozognak

kedvező környezet. Gerincesek, magasabb rendű rákok, rovarok és azok

a vízben élő lárvák homoiozmotikus fajok,

állandó ozmotikus nyomás fenntartása a szervezetben, függetlenül attól

sókoncentráció a vízben.

Az édesvízi fajoknál a testnedvek hipertóniás viszonyban

környezet. Ha nem, túlzott öntözés fenyegeti őket

akadályozzák vagy elmulasztják a felesleges víz eltávolítását a szervezetből. Nál nél

a legegyszerűbben ezt a kiválasztó vakuolák munkájával érik el, in

többsejtű élőlények eltávolításával a vizet a kiválasztó rendszeren keresztül. Néhány

a csillók 2-2,5 percenként térfogatának megfelelő mennyiségű vizet választanak ki

test. A sejt sokat költ a felesleges víz "kiszivattyúzására".

energia. A sótartalom növekedésével a vakuolák munkája lelassul.

Ha a víz a hidrobiontok testnedvéhez képest hipertóniás, akkor azok

az ozmotikus veszteségek következtében kiszáradással fenyeget. Védekezés tőle

a kiszáradás a sók koncentrációjának növelésével érhető el a szervezetben is

hidrobiontok. A kiszáradást a víz át nem eresztő képessége akadályozza meg

emlősök, halak, magasabb rendű rákok homoizomatikus szervezeteinek borítói,

vízi rovarok és lárváik. Sok poikilosmotikus faj

vízhiány következtében inaktív anabiózis állapotba kerül

a szervezetben növekvő sótartalommal. Ez jellemző a benne élő fajokra

tengervíz-tócsák és a partvidéken: forgószárnyasok, flagellák, csillók,

egyes rákfélék stb. A sós hibernáció a túlélés egyik eszköze

kedvezőtlen időszakok változó vízsótartalmú körülmények között.

Valódi eurihalin faj, amely képes aktív állapotban élni

édes és sós vízben egyaránt, a vízi lakosok körében nem így van

sok. Ezek főleg a folyótorkolatokban, torkolatokban és egyéb területeken élő fajok

sós víztestek.

4. A tározók hőmérsékleti rendje

stabilabb, mint a szárazföldön. Ez a fizikai tulajdonságokhoz kapcsolódik.

víz, különösen nagy fajlagos hőkapacitás, melynek köszönhetően

jelentős mennyiségű hő átvétele vagy leadása nem okoz

túl hirtelen hőmérséklet-változások. Az éves ingadozások amplitúdója

az óceán felső rétegeiben a hőmérséklet nem haladja meg a 10-15 0 C-ot, in

kontinentális víztestek 30-35 0 C. A mély vízrétegek különböznek egymástól

hőmérsékleti állandóság. Egyenlítői vizekben az évi átlagos

felületi rétegek hőmérséklete +26...+27 0 С, poláris rétegekben kb 0 0 С

és alatta. Így a tározókban meglehetősen jelentős

különféle hőmérsékleti viszonyok. a felső vízrétegek között

kifejezve bennük a hőmérséklet szezonális ingadozása és alacsonyabb, ahol

a termikus rezsim állandó, van hőmérsékletugrászóna, ill

termoklin. A termoklin hangsúlyosabb a meleg tengerekben, ahol

hőmérséklet különbség a külső és a mély vizek között.

A víz stabilabb hőmérsékleti rendszere miatt

sokkal nagyobb mértékben hidrobionok, mint a szárazföld lakossága körében,

gyakori a stenotermia. Főleg az euritermikus fajok találhatók

sekély kontinentális víztestekben és a magas és a tengerek partvidékén

mérsékelt övi szélesség, ahol a napi és szezonális ingadozások jelentősek

hőfok.

5. A tározók fényviszonya

A vízben sokkal kevesebb fény van, mint a levegőben. A ráesés része

A sugarak tározójának felülete visszaverődik a levegőben. Reflexiós témák

annál erősebb, minél alacsonyabban áll a Nap, így a víz alatti nap rövidebb, mint

a földön. A fény mennyiségének gyors csökkenése a mélységgel annak köszönhető

vízzel felszívva. Különböző hullámhosszú sugarak nyelődnek el

egyenlőtlenül: a vörösek már a felszín közelében eltűnnek, míg

kék-zöldek sokkal mélyebbre hatolnak. Egyre mélyülő alkonyat

először zöld, majd kék, kék és kék-lila,

végre utat engedve az állandó sötétségnek. Ennek megfelelően helyettesítik egymást.

mélységi zöld, barna és vörös algákkal specializálódott

különböző hullámhosszú fény rögzítése. Az állatok színe ugyanúgy változik a mélységgel.

A partvidék lakói és

szubapály zónák. Sok mély élőlény, mint például a barlangi élőlények, nem

pigmentjeik vannak. A vörös elterjedt az alkonyi zónában.

olyan színezés, amely kiegészíti a kék-ibolya fényt

ezek a mélységek. A komplementer színsugarak abszorbeálódnak a legteljesebben

test. Ez lehetővé teszi az állatoknak, hogy elrejtőzzenek az ellenségek elől, mint a vörösük

a kék-lila fényt vizuálisan feketének érzékelik.

A fényelnyelés annál erősebb, annál kisebb a víz átlátszósága, ami

a benne szuszpendált részecskék mennyiségétől függ. Átláthatóság

az a maximális mélység jellemzi, amelynél még szándékosan látható

körülbelül 20 cm átmérőjű leszálló fehér korong (Secchi korong).

A hidrobionok specifikus adaptációi

Az állatok tájékozódási módjai a vízi környezetben

Az állandó szürkületben vagy sötétben való élet súlyosan korlátozza

a hidrobionok vizuális tájékozódási lehetőségei. A böjt miatt

csillapítása fénysugarak vízben, még a tulajdonosok is jól fejlett

a látószerveket csak közelről irányítják segítségükkel.

A hang gyorsabban terjed a vízben, mint a levegőben. Koncentrálj rá

A hang általában jobban fejlett a hidrobionokban, mint a vizuális. Számos faj

még nagyon alacsony frekvenciájú rezgéseket is felvesz (infrahang),

a hullámok ritmusának változásából ered, és előre leereszkedik

vihar előtt a felszíni rétegekből a mélyebbekbe. Sok

víztestek lakói emlősök, halak, puhatestűek, maguk a rákfélék

hangokat bocsát ki. A rákfélék ezt úgy teszik, hogy egymáshoz dörzsölődnek.

a test különböző részei; halat úszóhólyag, garat segítségével

fogak, állkapcsok, a mellúszók sugarai és más módon. Hang

a jeladást leggyakrabban intraspecifikus kapcsolatokra használják

például a falkában való tájékozódásra, az ellenkező nemű egyedek vonzására, ill

különösen a sáros vizek és a nagy mélységek lakói körében fejlődött ki

Számos hidrobiont keres táplálékot és navigál a segítségével

Az echolocation a visszavert hanghullámok érzékelése. Sokan érzékelik

visszavert elektromos impulzusok, amelyek úszás közben kisüléseket okoznak

eltérő frekvencia. Körülbelül 300 halfajról ismert, hogy képes generálni

áramot, és tájékozódásra és jelzésre használja. Sor

A halak védekezésre és támadásra is használnak elektromos mezőt.

A mélységben való tájékozódáshoz a hidrosztatikus nyomás érzékelését használjuk. Statociszták, gázkamrák és

egyéb szervek.

A legősibb módszer, amely minden vízi állatra jellemző,

a környezet kémiájának észlelése. Számos hidrobion kemoreceptora rendelkezik

rendkívüli érzékenység. Ezer kilométeres vándorlásokban

amelyek számos halfajra jellemzőek, főként tájékozottak

szagok alapján, elképesztő pontossággal ívóhelyek megtalálása ill

A szűrés, mint ételfajta

Egyes vízi élőlények táplálkozása különleges.

vízben szuszpendált szerves anyag részecskék feszítése vagy ülepedése

eredete és számos kis szervezet. Ily módon

élelmiszer, amely nem igényel nagy energiaköltséget a zsákmány keresése során,

a lamellás kopoltyús puhatestűekre, ülő tüskésbőrűekre jellemző,

polichaéták, bryozoák, ascidiák, planktoni rákfélék és mások. Állatok

A szűrőbetétek fontos szerepet játszanak a víztestek biológiai kezelésében.

Az óceán part menti övezete, különösen gazdag szűrőfelhalmozódásokban

szervezetek, hatékony tisztító rendszerként működik.

A kiszáradó tározókban való élethez való alkalmazkodás sajátosságai

Sok ideiglenes, sekély víztest van a Földön,

folyók áradása, heves esőzések, hóolvadás stb. NÁL NÉL

ezek a tározók létezésük rövidsége ellenére megtelepednek

különféle hidrobionok. A lakók közös jellemzői

szárító medencék képesek rövid időn belül adni

számos utódot, és hosszú ideig víz nélkül is kibírják.

Ugyanakkor számos faj képviselői befurakodnak az iszapba, és átalakulnak

a hipobiózis csökkent életaktivitási állapota. Sok kis faj

szárazságtűrő cisztákat képeznek. Mások átmennek

kedvezőtlen időszak a rendkívül ellenálló peték stádiumában. Néhány faj

kiszáradó víztestek egyedülálló kiszáradási képességgel rendelkeznek

a film állapotát, és ha megnedvesítjük, újraindul a növekedés és fejlődés.

Ökológiai plaszticitás az élőlények eloszlásának fontos szabályozója. A nagy ökológiai plaszticitással rendelkező hidrobionok széles körben elterjedtek, például az elodea. Ezzel ellentétes példa, a kis, nagyon sós vizű tározókban élő sós garnélarák tipikus szűk ökológiai plaszticitással rendelkező stenohalin képviselője. Más tényezőkhöz képest jelentős plaszticitással rendelkezik, és meglehetősen gyakori a sós víztestekben.

Az ökológiai plaszticitás a szervezet életkorától és fejlődési szakaszától függ. Például a Littorina kifejlett tengeri haslábú puhatestű apály idején hosszú ideig víz nélkül van, de lárvái plankton életmódot folytatnak, és nem tolerálják a kiszáradást.

A növények vízi környezethez való alkalmazkodásának jellemzői

A vízi növények jelentős különbségeket mutatnak a szárazföldi növényektől. Így a vízi növények azon képessége, hogy a környezetből közvetlenül felvegyék a nedvességet és az ásványi sókat, tükröződik morfológiai és élettani szerveződésükben. A vízi növényekre jellemző a vezető szövet és a gyökérrendszer gyenge fejlettsége. A gyökérrendszer elsősorban a víz alatti szubsztrátumhoz való rögzítésre szolgál, és nem látja el az ásványi táplálkozás és a vízellátás funkcióit, mint a szárazföldi növényeknél. A vízinövények táplálkozását testük teljes felülete végzi. A víz jelentős sűrűsége lehetővé teszi, hogy a növények teljes vastagságában éljenek. A különböző rétegekben élő, lebegő életmódot folytató alsóbb növényeknek erre speciális függelékei vannak, amelyek növelik felhajtóképességüket és lehetővé teszik a felfüggesztésben maradást. A magasabb hidrofiták gyengén fejlett mechanikai szövettel rendelkeznek. Leveleikben, száraikban, gyökereikben levegőt hordozó sejtközi üregek találhatók, amelyek növelik a vízben lebegő és a felszínen lebegő szervek könnyedségét és felhajtóképességét, ami szintén hozzájárul a belső sejtek vízzel való mosásához, a benne oldott sók és gázok segítségével. . A hidrofitákat nagy levélfelület jellemzi, kis teljes növénytérfogattal, ami intenzív gázcserét biztosít számukra oxigénhiány és vízben oldott egyéb gázok hiányában.

Számos vízi organizmusban alakult ki diverzitás vagy heterofília. Tehát a salvinia esetében a víz alá süllyesztett levelek ásványi táplálékot, a lebegő levelek pedig szerves táplálékot biztosítanak.

A növények vízi környezetben való élethez való alkalmazkodásának fontos jellemzője, hogy a vízbe merített levelek általában nagyon vékonyak. A bennük lévő klorofill gyakran az epidermisz sejtjeiben található, ami hozzájárul a fotoszintézis intenzitásának növekedéséhez gyenge fényviszonyok mellett. Az ilyen anatómiai és morfológiai sajátosságok a legvilágosabban a vízi mohákban, a Valisneria-ban és a tótfűben fejeződnek ki.

A vízinövényekben a kimosódás vagy az ásványi sósejtekből való kimosódás elleni védelem a speciális sejtek nyálkakiválasztása és a vastagabb falú sejtekből gyűrű formájában endoderma képződése.

A vízi környezet viszonylag alacsony hőmérséklete a téli rügyek képződése és a nyári vékony alsó levelek merevebb és rövidebb télire cserélődése után a vízbe merített növények vegetatív részeinek pusztulását okozza. Az alacsony vízhőmérséklet hátrányosan érinti a vízinövények generatív szerveit, nagy sűrűsége pedig gátolja a pollen átjutását. Ebben a tekintetben a vízi növények vegetatív úton intenzíven szaporodnak. A legtöbb lebegő és elmerült növény virágzó szárát a levegőbe viszi, és ivarosan szaporodik. A virágport a szél és a felszíni áramlatok szállítják. A kialakuló terméseket és magvakat a felszíni áramlatok is szétszórják. Ezt a jelenséget hidrokóriának nevezik. A Hydrochorus nemcsak vízi, hanem számos tengerparti növényt is magában foglal. Terméseik nagy felhajtóerővel rendelkeznek, sokáig vízben maradnak, nem veszítenek csírázóképességükből. Például a nyílhegy, a susak és a chastukha gyümölcseit és magjait a víz szállítja. Sok sás termése sajátos légzsákokba záródik, és a vízáramlatok szállítják.

Az állatok vízi környezethez való alkalmazkodásának jellemzői

A vízi környezetben élő állatoknál a növényekhez képest változatosabbak az adaptív jellemzők, többek között anatómiai, morfológiai, viselkedési stb.

A vízoszlopban élő állatoknak mindenekelőtt olyan adaptációi vannak, amelyek növelik felhajtóképességüket, és lehetővé teszik számukra, hogy ellenálljanak a víz mozgásának, az áramlatoknak. Ezek az élőlények olyan adaptációkat fejlesztenek ki, amelyek megakadályozzák, hogy a vízoszlopba emelkedjenek, vagy csökkentik felhajtóképességüket, ami lehetővé teszi számukra, hogy a fenéken maradjanak, beleértve a gyors folyású vizeket is.

A vízoszlopban élő kis formákban a vázképződmények csökkenése figyelhető meg. Tehát a protozoonokban (radiolaria) a héjak porózusak, a csontváz kovakő tűi belül üregesek. A ctenoforok és a medúzák fajlagos sűrűsége csökken a szövetekben lévő víz miatt. A zsírcseppek felhalmozódása a szervezetben hozzájárul a felhajtóerő növekedéséhez. Egyes rákfélékben, halakban és cetekben nagymértékű zsírfelhalmozódás figyelhető meg. A test fajsúlyát csökkenti, és ezáltal növeli a felhajtóerőt a gázzal töltött úszóhólyagok, amelyek sok halnak vannak. A szifonoforok erős légüregekkel rendelkeznek.

A vízoszlopban passzívan lebegő állatokra nemcsak a tömeg csökkenése jellemző, hanem a test fajlagos felületének növekedése is. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy minél nagyobb a közeg viszkozitása és minél nagyobb a szervezet testének fajlagos felülete, annál lassabban süllyed a vízbe. Az állatokban a test lapított, tüskék, kinövések, függelékek képződnek rajta, például flagellákban, radiolariákban.

Az édesvízben élő állatok nagy csoportja mozgás közben használja a víz felületi feszültségét. A víz felszínén szabadon szaladgálnak a vízibotos poloskák, örvénybogarak stb.. A vizet érintõ ízeltlábú vízlepergetõ szõrrel borított végével felülete deformálódását okozza, homorú meniszkusz képzõdésével. Ha a felfelé irányuló emelőerő nagyobb, mint az állat tömege, az utóbbi a felületi feszültség miatt a vízen marad.

Így viszonylag kisméretű állatok számára lehetséges az élet a víz felszínén, mivel a tömeg a kocka méretével növekszik, a felületi feszültség pedig lineáris mennyiségben nő.

Az állatok aktív úszása csillók, flagellák segítségével, a test hajlításával, sugárhajtással történik a kilökött vízsugár energiája miatt. A sugárhajtású mozgásmód a lábasfejűeknél érte el legnagyobb tökéletességét.

A nagytestű állatoknak gyakran speciális végtagjaik vannak (uszonyok, uszonyok), testük áramvonalas és nyálka borítja.

Csak a vízi környezetben mozdulatlanok, kötődő életmódot folytató állatok. Ilyenek a hidroidok és korallpolipok, tengeri liliomok, kagylók stb. Sajátos testforma, enyhe felhajtóerő (a test sűrűsége nagyobb, mint a víz sűrűsége) és speciális eszközök az aljzathoz való rögzítéshez.

A vízi állatok többnyire poikilotermikusak. A homoiotermiákban (cetek, úszólábúak) jelentős bőr alatti zsírréteg képződik, amely hőszigetelő funkciót lát el.

A mélytengeri állatokat sajátos szervezeti jellemzők különböztetik meg: a meszes csontváz eltűnése vagy gyenge fejlődése, a testméret növekedése, gyakran a látószervek csökkenése, a tapintási receptorok fejlődésének növekedése stb.

Az állatok testében az oldatok ozmotikus nyomását és ionos állapotát a víz-só anyagcsere komplex mechanizmusai biztosítják. Az állandó ozmotikus nyomás fenntartásának legáltalánosabb módja a beáramló víz rendszeres eltávolítása pulzáló vakuolák és kiválasztó szervek segítségével. Tehát az édesvízi halak a kiválasztó rendszer fokozott munkájával eltávolítják a felesleges vizet, és a kopoltyúszálakon keresztül felszívják a sókat. A tengeri halak kénytelenek pótolni a vízkészletet, ezért tengervizet isznak, a vízzel érkező felesleges sók pedig a kopoltyúszálakon keresztül távoznak a szervezetből.

Számos vízi szervezet sajátos táplálkozási természetű - ez a vízben szuszpendált szerves eredetű részecskék, számos kis szervezet szitálása vagy ülepedése. Ez a takarmányozási mód nem igényel sok energiát a zsákmánykereséshez, és jellemző a lapos ágú puhatestűekre, ülő tüskésbőrűekre, aszcidiákra, planktonrákokra stb. A víztestek biológiai tisztításában fontos szerepet töltenek be a szűrőn táplálkozó állatok.

A vízben a fénysugarak gyors gyengülése miatt az állandó szürkületben vagy sötétben való élet nagyban korlátozza a vízi élőlények vizuális tájékozódási lehetőségeit. A hang gyorsabban terjed a vízben, mint a levegőben, és a hidrobionok hangtájolása jobb, mint a vizuális orientáció. Egyes fajok még az ultrahangot is felveszik. A hangjelzés leginkább a fajon belüli kapcsolatokra szolgál: tájékozódás a nyájban, ellenkező nemű egyedek vonzása stb. A cetfélék például táplálékot keresnek, és az echolocation segítségével navigálnak – ez a visszavert hanghullámok érzékelése. A delfinlokátor elve az, hogy hanghullámokat bocsát ki, amelyek az úszó állat előtt terjednek. Ha egy akadállyal, például hallal találkozik, a hanghullámok visszaverődnek, és visszatérnek a delfinhez, amely meghallja a felbukkanó visszhangot, és így érzékeli a hangot visszaverődő tárgyat.

Körülbelül 300 halfajról ismert, hogy képes elektromos áramot termelni és azt tájékozódásra és jelzésre használni. Számos hal (elektromos rája, elektromos angolna) elektromos mezőt használ védekezésre és támadásra.

A vízi élőlényekre az ősi tájékozódási mód – a környezet kémiájának érzékelése – jellemző. Számos vízi élőlény (lazac, angolna) kemoreceptorai rendkívül érzékenyek. Több ezer kilométeres vándorlás során elképesztő pontossággal találnak ívó- és táplálkozóhelyeket.

Bibliográfia

1. Akimova T.A. Ökológia / T.A. Akimova, V.V. Haskin M.: UNITI, 1998

2. Odum Yu. Általános ökológia / Yu. Odum M.: Mir. 1986

3. Stepanovskikh A.S. Ökológia / A.S. Stepanovskikh M.: UNITI - 2001

4. Ökológiai enciklopédikus szótár. M.: "Noosphere", 1999

Minszki Oktatási Intézmény „Gymnasium No. 14”

Kivonat a biológiáról a témában:

“ VÍZ – ÉLŐHELY ”

11 "B" osztályos tanuló készítette

Maszlovszkaja Jevgenyija

Tanár:

Bulva Ivan Vasziljevics

1. Vízi élőhely - hidroszféra.

2. A víz egyedülálló környezet.

3. A hidrobionok ökológiai csoportjai.

4. Módok.

5. A hidrobionok specifikus adaptációi.

6. A szűrés, mint ételfajta.

7. Alkalmazkodás a kiszáradó tározókban való élethez.

8. Következtetés.

1. Vízi környezet - hidroszféra

A történelmi fejlődés során az élő szervezetek négy élőhelyet sajátítottak el. Az első a víz. Az élet a vízben keletkezett és fejlődött sok millió éven át. Víz borítja a földgömb 71%-át, és a szárazföld térfogatának 1/800-át vagy 1370 m3-ét teszi ki. A víz nagy része a tengerekben és óceánokban koncentrálódik - 94-98%, a sarki jég körülbelül 1,2% -ot tartalmaz, és nagyon kis hányadát - kevesebb, mint 0,5%, a folyók, tavak és mocsarak édesvizeiben. Ezek az arányok állandóak, bár a természetben megállás nélkül van egy víz körforgása (1. ábra).

A vízi környezetben mintegy 150 000 állatfaj és 10 000 növény él, ami a Föld összes fajszámának mindössze 7, illetve 8%-a. Ennek alapján arra a következtetésre jutottak, hogy az evolúció sokkal intenzívebb a szárazföldön, mint a vízben.

A tengerekben-óceánokban, akárcsak a hegyekben, a vertikális zónaság fejeződik ki. A pelagiális - a teljes vízoszlop - és a benthal - fenék ökológiailag különösen erősen különbözik egymástól.

A vízoszlop pelagiális, függőlegesen több zónára oszlik: epipeligiális, batypeligiális, abyssopeligiális és ultraabyssopeligiális (2. ábra).

Az ereszkedés meredekségétől és az alsó mélységtől függően több zóna is megkülönböztethető, amelyeknek a pelagiális jelzett zónái megfelelnek:

Tengermellék - a part széle, dagály idején elöntött.

Szupralitorális - a part felső dagályvonal feletti része, ahová a szörfcseppek elérik.

Sublittoral - a föld fokozatos csökkenése 200 m-re.

Batial - meredek zuhanás a szárazföldön (kontinentális lejtő),

Abyssal - az óceán fenekének sima süllyesztése; mindkét zóna mélysége együtt eléri a 3-6 km-t.

Ultra-mélyedés - mélyvízi mélyedések 6-10 km-ig.

2. A víz egyedülálló közeg.

A víz sok szempontból teljesen egyedi közeg, a két hidrogénatomból és egy oxigénatomból álló vízmolekula rendkívül stabil. A víz az egyetlen ilyen vegyület, amely egyszerre létezik gáz, folyékony és szilárd halmazállapotban.

A víz nemcsak éltető forrás a Földön élő összes állat és növény számára, hanem sokuk élőhelye is. Köztük például számos halfaj, köztük a régió folyóiban és tavaiban élő kárászok, valamint az otthonainkban élő akváriumi halak. Mint látható, remekül érzik magukat a vízinövények között. A halak kopoltyúkkal lélegeznek, oxigént vonnak ki a vízből. Egyes halfajok, mint például a makropodák, légköri levegőt lélegeznek be, így időszakosan felemelkednek a felszínre.

A víz számos vízi növény és állat élőhelye. Egyesek egész életüket vízben töltik, míg mások csak életük elején tartózkodnak a vízi környezetben. Ez látható egy kis tó vagy mocsár meglátogatásával. A víz elemben megtalálhatók a legkisebb képviselők - egysejtűek, amelyekhez mikroszkóp szükséges. Ezek közé tartozik számos alga és baktérium. Számukat vízköbmilliméterenként milliókban mérik.

A víz másik érdekes tulajdonsága, hogy az édesvíz fagypontja feletti hőmérsékleten nagyon sűrű állapotot ér el, ezek a paraméterek 4 ° C és 0 ° C. Ez kritikus a vízi élőlények túlélése szempontjából télen. Ugyanennek a tulajdonságnak köszönhetően jég lebeg a víz felszínén, védőréteget képezve tavakon, folyókon és tengerparti területeken. Ugyanez a tulajdonság pedig hozzájárul a vízrétegek termikus rétegződéséhez és a víztömegek szezonális forgalmához a hideg éghajlatú területeken lévő tavakban, ami nagyon fontos a vízi élőlények élete szempontjából. A víz sűrűsége lehetővé teszi a rátámaszkodást, ami különösen fontos a nem csontvázas formáknál. A vízben való szárnyalás feltétele a környezet támogatása, és sok hidrobiont pontosan ehhez az életmódhoz igazodik. A vízben lebegő lebegő szervezeteket a vízi élőlények speciális ökológiai csoportjába - planktonba - egyesítik.

Teljesen tisztított víz csak laboratóriumi körülmények között létezik. Minden természetes víz sokféle anyagot tartalmaz. A „nyersvízben” ez főleg az úgynevezett védőrendszer vagy szénsavkomplex, amely szénsavsóból, karbonátból és bikarbonátból áll. Ez a tényező lehetővé teszi a víz savas, semleges vagy bázikus típusának meghatározását - a pH-értéke alapján, ami kémiai szempontból a vízben lévő hidrogénionok arányát jelenti. A semleges víz pH-ja 7, az alacsonyabb értékek savasságra, a magasabb értékek lúgosra utalnak. A mészköves területeken a tavak és folyók vize általában magasabb pH-értékkel rendelkezik, mint azokon a helyeken, ahol a talaj mészkőtartalma elhanyagolható.

Ha a tavak és folyók vizét édesnek tekintjük, akkor a tengervizet sósnak vagy sósnak nevezzük. Sok köztes típus létezik az édes és a sós víz között.

3. A hidrobionok ökológiai csoportjai.

A hidrobionok ökológiai csoportjai. A legmelegebb tengerek és óceánok (40 000 állatfaj) az Egyenlítő és a trópusok vidékén jellemzőek az élet legnagyobb változatosságával, északon és délen a tengerek növény- és állatvilága százszorosára kimerült. Ami az élőlények közvetlenül a tengerben való eloszlását illeti, tömegük a felszíni rétegekben (epipelagiális) és a szublitorális zónában koncentrálódik. A mozgás és az egyes rétegekben való tartózkodás módjától függően a tengeri élőlényeket három ökológiai csoportra osztják: nektonra, planktonra és bentoszra.

Nekton (nektos - úszó) - aktívan mozgó nagy állatok, amelyek képesek leküzdeni a nagy távolságokat és az erős áramlatokat: halak, tintahalak, úszólábúak, bálnák. Az édesvízi testekben a nekton kétéltűeket és sok rovart is tartalmaz.

Plankton (planktos - vándor, szárnyaló) - növények (fitoplankton: kovamoszat, zöld és kékeszöld (csak édesvízi) algák, növényi flagellátumok, peridinea stb.) és kisméretű állati szervezetek (zooplankton: kis rákfélék, nagyobbakból) gyűjteménye egyesek - pteropodák, medúzák, ctenoforok, néhány férgek), különböző mélységekben élnek, de nem képesek aktív mozgásra és az áramlatokkal szembeni ellenállásra. A plankton összetétele állati lárvákat is tartalmaz, amelyek egy speciális csoportot alkotnak - neuston. Ez a víz legfelső rétegének passzívan lebegő "ideiglenes" populációja, amelyet különböző lárvaállapotú állatok (tizedlábúak, barna- és kócsalábúak, tüskésbőrűek, soklevelűek, halak, puhatestűek stb.) képviselnek. A felnövő lárvák a pelagela alsó rétegeibe kerülnek. A neuston felett van a pleuston - ezek olyan szervezetek, amelyekben a test felső része a víz felett, az alsó rész pedig a vízben nő (békalencse - Lemma, szifonoforok stb.). A plankton fontos szerepet játszik a bioszféra trofikus kapcsolataiban, hiszen számos vízi élőlény tápláléka, beleértve a bálnák (Myatcoceti) fő táplálékát.

Bentosz (bentosz - mélység) - a fenék hidrobionjai. Főleg hozzátartozó vagy lassan mozgó állatok (zoobentosz: foraminforák, halak, szivacsok, coelenterátumok, férgek, brachiopodák, aszkídiumok stb.) képviselik, sekély vízben nagyobb számban. A növények (fitobentosz: kovaalgák, zöld, barna, vörös algák, baktériumok) a sekély vízben is bejutnak a bentoszba. Olyan mélységben, ahol nincs fény, a fitobentosz hiányzik. A partok mentén zoster és rúpia virágos növények találhatók. A fenék köves területei a leggazdagabbak fitobentoszban.

A tavakban a zoobentosz kevésbé gazdag és változatosabb, mint a tengerben. Egyesek (csillók, daphniák), piócák, puhatestűek, rovarlárvák stb. alkotják. A tavak fitobentoszát szabadon úszó kovamoszatok, zöld- és kékalgák alkotják; barna és vörös algák hiányoznak.

A tavakban gyökerező tengerparti növények különálló sávokat alkotnak, amelyek fajösszetétele és megjelenése összhangban van a szárazföld-víz határzóna környezeti viszonyaival. A vízben a part közelében nőnek a hidrofiták - a vízben félig elmerült növények (nyílhegy, kalla, nád, gyékény, sás, trichaetes, nádas). Helyüket hidatofiták - vízbe merülő, de lebegő levelű növények (lótusz, békalencse, tojáshüvelyek, chilim, takla) és - tovább - teljesen víz alá süllyedve (gyom, elodea, hara). A hidatofiták közé tartoznak a felszínen lebegő növények is (békalencse).

A vízi környezet nagy sűrűsége meghatározza az életfenntartó tényezők változásának sajátos összetételét és jellegét. Némelyikük ugyanaz, mint a szárazföldön - hő, fény, mások specifikusak: víznyomás (10 m-enként 1 atm-rel nő a mélység), oxigéntartalom, sóösszetétel, savasság. A közeg nagy sűrűsége miatt a hő- és fényértékek sokkal gyorsabban változnak a magassági gradiens hatására, mint a szárazföldön.

4. Módok.

Hőmérséklet rezsim a víztestek stabilabbak, mint a szárazföldön. Ennek oka a víz fizikai tulajdonságai, elsősorban a nagy fajlagos hőkapacitás, melynek köszönhetően jelentős mennyiségű hő befogadása vagy leadása nem okoz túl éles hőmérsékletváltozásokat. Az éves hőmérséklet-ingadozások amplitúdója az óceán felső rétegeiben nem haladja meg a 10-150 ° C-ot, a kontinentális víztestekben - 30-350 ° C. A mély vízrétegeket állandó hőmérséklet jellemzi. Egyenlítői vizekben a felszíni rétegek éves átlaghőmérséklete +26...+270С, a sarki vizekben - körülbelül 00С és alacsonyabb. Így a tározókban a hőmérsékleti viszonyok meglehetősen változatosak. A bennük kifejezett szezonális hőmérséklet-ingadozásokkal járó felső vízrétegek és az alsóbb rétegek között, ahol a termikus rezsim állandó, hőmérsékleti ugrászóna vagy termoklin található. A termoklin kifejezettebb a meleg tengerekben, ahol nagyobb a hőmérsékletkülönbség a külső és a mély vizek között.

A hidrobiontok között a víz stabilabb hőmérsékleti viszonya miatt, sokkal nagyobb mértékben, mint a szárazföld lakossága körében, gyakori a stenotermia. Az euritermikus fajok főként a sekély kontinentális víztestekben, valamint a magas és mérsékelt szélességi tengerek partvidékén találhatók, ahol jelentős a napi és szezonális hőmérséklet-ingadozás.

A vízi környezet a felszíni és a felszín alatti vizeket foglalja magában. A felszíni vizek főként az óceánban koncentrálódnak, 1 milliárd 375 millió km 3 -t tartalmaznak, ami a Föld összes vízének körülbelül 98%-a. Az óceán felszíne (vízterülete) 361 millió km 2. Körülbelül 2,4-szer nagyobb, mint a 149 millió km 2 -t elfoglaló terület szárazföldi területe. Az óceán vize sós, és nagy része (több mint 1 milliárd km 3 ) megtartja a körülbelül 3,5%-os állandó sótartalmat és körülbelül 3,7 °C hőmérsékletet. Szinte kizárólag a felszíni vízrétegben, valamint a perem- és különösen a Földközi-tengerben figyelhető meg észrevehető eltérés a sótartalomban és a hőmérsékletben. A víz oldott oxigén tartalma 50-60 méteres mélységben jelentősen csökken.

A talajvíz lehet sós, sós (alacsonyabb sótartalmú) és friss; a meglévő geotermikus vizek hőmérséklete megemelkedett (30°C felett). Az emberiség termelési tevékenységéhez és háztartási szükségleteihez édesvízre van szükség, amelynek mennyisége a Föld teljes vízmennyiségének mindössze 2,7%-a, és ennek igen csekély része (mindössze 0,36%) áll rendelkezésre olyan helyeken, ahol könnyen hozzáférhetők a kitermeléshez. Az édesvíz nagy része a hóban és az édesvízi jéghegyekben található, amelyek elsősorban az Antarktiszi körön találhatók. A világ édesvízi folyók éves lefolyása 37,3 ezer km3. Ezenkívül a talajvíz 13 ezer km 3 -nek megfelelő része hasznosítható. Sajnos Oroszországban az 5000 km 3 -es folyóvíz legnagyobb része a marginális és ritkán lakott északi területekre esik. Édesvíz hiányában sós felszíni vagy felszín alatti vizet használnak, aminek a sótalanítása vagy hiperfiltrációja történik: nagy nyomáseséssel vezetik át a sómolekulákat megfogó mikroszkopikus lyukakkal ellátott polimer membránokon. Mindkét eljárás nagyon energiaigényes, ezért érdekes a javaslat, amely abból áll, hogy édesvízi jéghegyeket (vagy azok egy részét) használják édesvízforrásként, amelyeket ebből a célból a víz mentén olyan partokra vontatnak, amelyek nem friss vizük van, ahol megszervezik az olvadást. A javaslat kidolgozóinak előzetes számításai szerint az édesvíz előállítása mintegy fele olyan energiaigényes lesz, mint a sótalanítás és a hiperszűrés. A vízi környezetben rejlő fontos körülmény, hogy a fertőző betegségek főként ezen keresztül terjednek (az összes megbetegedések körülbelül 80%-a). Azonban ezek egy része, mint a szamárköhögés, a bárányhimlő, a tuberkulózis, a levegőn keresztül terjed. A betegségek vízi környezetben történő terjedésének leküzdése érdekében az Egészségügyi Világszervezet (WHO) a jelenlegi évtizedet az ivóvíz évtizedének nyilvánította.

A Föld vízháztartása

Ahhoz, hogy elképzeljük, mennyi víz vesz részt a körforgásban, jellemezzük a hidroszféra különböző részeit. Több mint 94%-a az óceánok. A másik rész (4%) talajvíz. Ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy ezek nagy része mély sósvízhez tartozik, és az édesvizek a részesedés 1/15-ét teszik ki. A sarki gleccserek jegének térfogata is jelentős: vízben kifejezve eléri a 24 millió km-t, vagyis a hidroszféra térfogatának 1,6%-át. A tó vize 100-szor kevesebb - 230 ezer km, és a folyómedrek csak 1200 m vizet tartalmaznak, vagyis a teljes hidroszféra 0,0001% -át. A kis víztérfogat ellenére azonban a folyóknak nagyon fontos szerepük van: a talajvízhez hasonlóan a lakosság, az ipar és az öntözött mezőgazdaság szükségleteinek jelentős részét elégítik ki. Elég sok víz van a Földön. A hidroszféra bolygónk tömegének körülbelül 1/4180-át teszi ki. Az édesvíz részaránya azonban – a sarki gleccserekben megkötött víz kivételével – valamivel több, mint 2 millió km-t, vagyis a hidroszféra teljes térfogatának csak 0,15%-át teszi ki.

A hidroszféra mint természetes rendszer

A hidroszféra a Föld nem folytonos vízhéja, tengerek, óceánok, kontinentális vizek (beleértve a talajvizet is) és jégtakarók kombinációja. A tengerek és óceánok a Föld felszínének körülbelül 71%-át foglalják el, a hidroszféra teljes térfogatának körülbelül 96,5%-át teszik ki. Az összes szárazföldi víztest összterülete területének kevesebb, mint 3%-a. A gleccserek a hidroszféra vízkészletének 1,6%-át teszik ki, területük pedig a kontinensek területének körülbelül 10%-a.

A hidroszféra legfontosabb tulajdonsága a természetes vizek (Világ-óceán, szárazföldi vizek, légköri vízgőz, talajvíz) egysége, amely a természetben a víz körforgása során megy végbe. Ennek a globális folyamatnak a mozgatórugója a Föld felszínére érkező Nap hőenergiája és a gravitációs erő, amely biztosítja a mindenféle természetes vizek mozgását, megújulását.

A világóceán felszínéről és a szárazföld felszínéről történő párolgás a természetben a víz körforgásának kezdeti láncszeme, amely nemcsak a legértékesebb alkotóelemének - a szárazföldi édesvíznek - megújulását biztosítja, hanem annak kiváló minőségét is. A természetes vízcsere aktivitásának mutatója a megújulásuk magas üteme, bár a különböző természetes vizek eltérő ütemben megújulnak (kicserélődnek). A hidroszféra legmozgékonyabb ágense a folyóvizek, melyek megújulási ideje 10-14 nap.

A hidroszférikus vizek túlnyomó része a Világóceánban összpontosul. A világóceán a természetben a víz körforgásának fő záró láncszeme. A párolgó nedvesség nagy részét a légkörbe engedi. A Világóceán felszíni rétegében élő vízi élőlények biztosítják a bolygó szabad oxigénjének jelentős részének visszajutását a légkörbe.

A Világóceán hatalmas térfogata a bolygó természeti erőforrásainak kimeríthetetlenségéről tanúskodik. Ezenkívül a Világóceán a szárazföldi folyóvizek gyűjtője, évente körülbelül 39 ezer m 3 vizet kap. A Világóceán szennyezése, amely egyes területeken már körvonalazódott, azzal fenyeget, hogy megzavarja a nedvesség keringésének természetes folyamatát annak legkritikusabb láncszemében - az óceán felszínéről való párolgásban.

A víz kémiai szempontból

A víznek az emberi életben és a természetben betöltött óriási szerepe volt az oka annak, hogy ez volt az egyik első olyan vegyület, amely felkeltette a tudósok figyelmét. A víz tanulmányozása azonban még korántsem ért véget.

A víz általános tulajdonságai

A víz molekuláinak népszerűsége miatt hozzájárul a vele érintkező sómolekulák ionokká való bomlásához, de maga a víz stabilabb és a kémiailag tiszta víz nagyon kevés H + és OH - iont tartalmaz.

A víz inert oldószer; kémiailag nem változik a legtöbb nem oldódó technikai vegyület hatására. Ez bolygónk összes élő szervezete számára nagyon fontos, mivel a szövetekhez szükséges tápanyagok viszonylag kis mértékben változott formában, vizes oldatokban érkeznek. Természetes körülmények között a víz mindig tartalmaz ilyen vagy olyan mennyiségű szennyeződést, amelyek nemcsak szilárd és folyékony anyagokkal lépnek kölcsönhatásba, hanem gázokat is feloldanak.

A frissen lehullott esővízből is literenként több tíz milligramm, benne oldott különféle anyag izolálható. Teljesen tiszta vizet még soha senki nem kapott aggregált állapotában; a vegytiszta, nagyrészt oldott anyagoktól mentes vizet laboratóriumokban vagy speciális ipari üzemekben hosszú és gondos tisztítással állítják elő.

Természetes körülmények között a víz nem tudja fenntartani a "kémiai tisztaságát". Folyamatosan érintkezik mindenféle anyaggal, valójában mindig változatos, gyakran nagyon összetett tulajdonságú megoldás. Az édesvízben az oldott anyagok tartalma általában meghaladja az 1 g/l-t. A tengervíz sótartalma literenként néhánytól tíz grammig ingadozik: például a Balti-tengerben csak 5 g / l, a Fekete-tengerben - 18, a Vörös-tengerben - akár 41 g / l. l.

A tengervíz sóösszetétele főként 89%-ban kloridok (főleg nátrium-, kálium-, kalcium-klorid), 10%-a szulfátok (nátrium, kálium, magnézium), 1%-a karbonátok (nátrium, kalcium) és egyéb sók. Az édesvizek általában legfeljebb 80% karbonátot (nátrium, kalcium), 13% szulfátot (nátrium, kálium, magnézium) és 7% kloridot (nátrium és kalcium) tartalmaznak.

A víz jól oldja a gázokat (főleg alacsony hőmérsékleten), főleg oxigént, nitrogént, szén-dioxidot, kénhidrogént. Az oxigén mennyisége néha eléri a 6 mg/l-t. Az olyan ásványvizekben, mint a Narzan, a teljes gáztartalom akár 0,1% is lehet. A természetes víz humuszanyagokat - a növényi és állati szövetek maradványainak nem teljes bomlása következtében keletkező összetett szerves vegyületeket, valamint olyan vegyületeket tartalmaz, mint a fehérjék, cukrok, alkoholok.

A víz rendkívül nagy hőkapacitású. A víz hőkapacitását egységnek vesszük. A homok hőkapacitása például 0,2, míg a vasé csak 0,107 a víz hőkapacitásának. A víz azon képessége, hogy nagy hőenergia-tartalékokat halmozzon fel, lehetővé teszi a Föld part menti területein az év különböző időszakaiban és a nap különböző szakaszaiban tapasztalható éles hőmérséklet-ingadozások kiegyenlítését: a víz hőmérséklet-szabályozóként működik az egész testünkön. bolygó.

Meg kell jegyezni a víz különleges tulajdonságát - nagy felületi feszültségét - 72,7 erg / cm 2 (20 ° C-on). Ebben a tekintetben az összes folyadéktípus közül a víz a második a higany után. A víz hasonló tulajdonsága nagyrészt az egyes H 2 O molekulák közötti hidrogénkötéseknek köszönhető.A felületi feszültség különösen nyilvánvaló a víz számos felülethez való tapadásakor - nedvesedéskor. Megállapítást nyert, hogy a vízzel könnyen nedvesíthető anyagok - agyag, homok, üveg, szövet, papír és sok más - minden bizonnyal oxigénatomokat tartalmaznak. Ez a tény kulcsfontosságúnak bizonyult a nedvesedés természetének magyarázatában: a víz felszíni rétegének energetikailag kiegyensúlyozatlan molekulái lehetőséget kapnak további kötések kialakítására "idegen" oxigénatomokkal.

A nedvesedés és a felületi feszültség a kapillárisnak nevezett jelenség része: a keskeny csatornákban a víz sokkal nagyobb magasságba képes felemelkedni, mint amennyit a gravitáció egy adott szakasz oszlopa számára "megenged".

A kapillárisokban a víz csodálatos tulajdonságokkal rendelkezik. B. V. Deryagin megállapította, hogy a kapillárisokban a vízgőzből kondenzált víz nem fagy meg 0°C-on és még akkor sem, ha a hőmérséklet több tíz fokkal csökken.



Vízi élőhely. Az adaptív hidrobionok sajátosságai. A vízi környezet alapvető tulajdonságai. Néhány speciális felszerelés.

A víznek, mint élőhelynek számos sajátos tulajdonsága van, mint például nagy sűrűség, erős nyomásesés, viszonylag alacsony oxigéntartalom, erős napfény-elnyelés stb. vízszintes mozgások (áramok) , a lebegő részecskék tartalma. A bentikus élőlények élete szempontjából fontosak a talaj tulajdonságai, a szerves maradványok lebomlási módja stb. Az óceánban és az azt alkotó tengerekben mindenekelőtt két ökológiai területek: vízoszlop - nyílt tengeri és az alsó benthal . A benthal a mélységtől függően a szublitorális zónára - a szárazföld sima csökkenésének területére körülbelül 200 m mélységig -, a batyálisra - a meredek lejtő területére és az abyssal zónára oszlik. - az óceán fenekének területe, átlagosan 3-6 km mélységgel.

A hidrobionok ökológiai csoportjai. A vízoszlopot olyan élőlények lakják, amelyek képesek úszni vagy bizonyos rétegekben tartózkodni. Ebben a tekintetben a vízi szervezeteket csoportokra osztják.

Nekton - ez nyílt tengeri, aktívan mozgó élőlények gyűjteménye, nem pedig kapcsolatuk a fenékkel. Ezek főleg nagyméretű élőlények, amelyek képesek leküzdeni a nagy távolságokat és az erős vízáramlatot. Áramvonalas testalkattal és jól fejlett mozgásszervekkel rendelkeznek. Ide tartoznak a halak, tintahalak, bálnák, úszólábúak.

Plankton - ez a nyílt tengeri élőlények gyűjteménye, amelyek nem képesek a gyors aktív mozgásra. Általában ezek kis állatok - zooplanktonés növények - fitoplankton, aki nem tud ellenállni az áramlatoknak.

Playston - a víz felszínén passzívan lebegő vagy félig elmerült életmódot folytató szervezeteket nevezzük. Tipikus pleisztoni állatok a szifonoforok, néhány puhatestű stb.

Bentosz - ez egy gombóc org-ok, amelyek a tározók alján (a földön és a földben) élnek. - Leginkább a hozzátartozó vagy lassan mozgó, vagy a földbe burkolózó élő-mi-

Neuston - a víz felszíni filmje közelében élő orgok közössége. A felületi film tetején élő élőlények - epineuston, alsó - hyponeuston. A Neuston néhány protozoonból, kis tüdő puhatestűekből, vízi lépegetőkből, forgószelekből és szúnyoglárvákból áll.

Periphyton - egy gombóc olyan élőlények, amelyek víz alatti tárgyakon vagy növényeken telepednek meg, és így szennyeződést képeznek természetes vagy mesterséges kemény felületeken - köveken, sziklákon, hajók víz alatti részein, cölöpökön (algák, barackok, puhatestűek, mohafélék, szivacsok stb.).

A vízi környezet alapvető tulajdonságai.

A víz sűrűsége olyan tényező, amely meghatározza a vízi élőlények mozgásának feltételeit és a nyomást különböző mélységekben. Desztillált víz esetében a sűrűség 1 g/cm3 4 °C-on. Az oldott sókat tartalmazó természetes vizek sűrűsége nagyobb, akár 1,35 g/cm3 is lehet. A nyomás a mélységgel körülbelül 1 105 Pa-val (1 atm) növekszik átlagosan 10 m-enként.

A víztestekben tapasztalható éles nyomásgradiens miatt a hidrobionok általában sokkal euribatikusabbak, mint a szárazföldi élőlények. Egyes, különböző mélységben elterjedt fajok több száz atmoszféra nyomását is elviselik. Például az Elpidia nemzetségbe tartozó holothurok és a Priapulus caudatus férgek a part menti övezettől az ultraabyssalig élnek. Még az édesvízi lakosok is, például csillósok, papucsok, suvoyok, úszóbogarak és mások, akár 6 x 10 7 Pa (600 atm) nyomást is kibírnak a kísérletben.

Oxigén üzemmód. Az oxigén elsősorban az algák fotoszintetikus aktivitása és a levegőből való diffúzió következtében kerül a vízbe. Ezért a vízoszlop felső rétegei általában gazdagabbak ebben a gázban, mint az alsó rétegek. A víz hőmérsékletének és sótartalmának növekedésével az oxigén koncentrációja csökken. A vízi élőlények között számos olyan faj él, amely elviseli a víz oxigéntartalmának nagy ingadozását, annak szinte teljes hiányáig. (eurioxibiontok - "oxi" - oxigén, "biont" - lakó). Azonban számos fajta stenoxibiont - csak kellően magas oxigéntelítettség mellett létezhetnek (szivárványos pisztráng, sebes pisztráng, csücske, Planaria alpina csillóféreg, májusi lárvái, kőlegyek stb.). A hidrobionok légzését vagy a test felületén, vagy speciális szerveken - kopoltyúkon, tüdőn, légcsőn - keresztül hajtják végre.

Só mód. Ha a szárazföldi állatok és növények számára a legfontosabb, hogy a szervezetet vízzel lássák el annak hiánya esetén, akkor a hidrobionták számára nem kevésbé fontos bizonyos mennyiségű víz fenntartása a szervezetben, amikor az a környezetben feleslegben van. A túlzott mennyiségű víz a sejtekben az ozmotikus nyomás megváltozásához és a legfontosabb életfunkciók megsértéséhez vezet. A legtöbb vízi élőlény poikilosmotikus: testük ozmotikus nyomása a környező víz sótartalmától függ. Ezért a vízi élőlények esetében a sóháztartás fenntartásának fő módja a nem megfelelő sótartalmú élőhelyek elkerülése. A gerincesek, a magasabb rendű rákok, a vízben élő rovarok és lárváik tartoznak ide homoizomotikus fajok, állandó ozmotikus nyomás fenntartása a szervezetben, függetlenül a sók koncentrációjától a vízben.

Hőmérséklet rezsim a víztestek stabilabbak, mint a szárazföldön. Az éves hőmérséklet-ingadozások amplitúdója az óceán felső rétegeiben nem haladja meg a 10-15 °C-ot, a kontinentális vizekben - 30-35 °C. A mély vízrétegeket állandó hőmérséklet jellemzi. Egyenlítői vizekben a felszíni rétegek éves átlagos hőmérséklete + (26-27) ° С, a sarki vizekben - körülbelül 0 ° C és alacsonyabb. A forró talajú forrásokban a víz hőmérséklete megközelítheti a +100 °C-ot, az óceán fenekén nagy nyomású víz alatti gejzírekben pedig +380 °C-os hőmérsékletet regisztráltak. A hidrobiontok között a víz stabilabb hőmérsékleti viszonya miatt, sokkal nagyobb mértékben, mint a szárazföld lakossága körében, gyakori a stenotermia. Az euritermikus fajok főként a sekély kontinentális víztestekben, valamint a magas és mérsékelt szélességi tengerek partvidékén találhatók, ahol jelentős a napi és szezonális hőmérséklet-ingadozás.

Fény mód. A vízben sokkal kevesebb fény van, mint a levegőben. A visszaverődés annál erősebb, minél alacsonyabban áll a Nap, így a nap a víz alatt rövidebb, mint a szárazföldön. Például egy nyári nap Madeira szigetének közelében 30 m mélységben - 5 óra, 40 m mélységben pedig csak 15 perc. A fény mennyiségének a mélységgel való gyors csökkenése a víz általi elnyelésének köszönhető. A különböző hullámhosszú sugarak eltérően nyelődnek el: a vörösek a felszín közelében eltűnnek, míg a kékeszöldek sokkal mélyebbre hatolnak. Az óceán mélyülő szürkülete először zöld, majd kék, kék és kék-ibolya, végül átadja helyét az állandó sötétségnek. Ennek megfelelően a zöld, a barna és a vörös algák mélységgel helyettesítik egymást, és a különböző hullámhosszúságú fény megragadására specializálódtak. Az állatok színe ugyanúgy változik a mélységgel. A parti és szublitorális zónák lakói a legélénkebb és legváltozatosabb színűek. Sok mélyen elhelyezkedő élőlény, például a barlangi élőlény, nem rendelkezik pigmentekkel. Az alkonyi zónában elterjedt a vörös elszíneződés, amely ezekben a mélységekben kiegészíti a kék-lila fényt.

Az óceán sötét mélyén az élőlények által kibocsátott fényt vizuális információforrásként használják az élőlények. TÓL TŐL