În cadrul biosferei putem distinge patru habitate principale. Acestea sunt mediul acvatic, mediul aerian terestru, solul și mediul format de organismele vii înseși.

Mediul de apă

Apa servește ca habitat pentru multe organisme. Din apă obțin toate substanțele necesare vieții: alimente, apă, gaze. Prin urmare, indiferent cât de diverse sunt organismele acvatice, toate trebuie adaptate la principalele caracteristici ale vieții din mediul acvatic. Aceste caracteristici sunt determinate de proprietățile fizice și chimice ale apei.

Hidrobioții (locuitori ai mediului acvatic) trăiesc atât în ​​apă dulce, cât și în apă sărată și sunt împărțiți în \(3\) grupuri în funcție de habitatul lor:

• plancton - organisme care trăiesc la suprafața corpurilor de apă și se deplasează pasiv datorită mișcării apei;
• nekton - se mișcă activ în coloana de apă;
• bentos - organisme care trăiesc în fundul rezervoarelor sau care se înfundă în nămol.

Multe plante și animale mici plutesc constant în coloana de apă, trăind în stare suspendată. Capacitatea de a se avânta este oferită nu numai proprietăți fizice apa, care are o forță de plutire, dar și adaptări speciale ale organismelor în sine, de exemplu, numeroase excrescențe și anexe care măresc semnificativ suprafața corpului lor și, prin urmare, cresc frecarea cu lichidul din jur.

Densitatea corporală a animalelor precum meduzele este foarte apropiată de cea a apei.

Mai mult, forma lor caracteristică a corpului, care amintește de o parașută, îi ajută să rămână în coloana de apă.

Înotătorii activi (pești, delfini, foci etc.) au corpul în formă de fus și membrele sub formă de naboare.

Mișcarea acestora în mediul acvatic este facilitată, în plus, datorită structurii speciale a învelișurilor exterioare, care secretă un lubrifiant special - mucus, care reduce frecarea cu apa.

Apa are o capacitate termică foarte mare, adică capacitatea de a acumula și reține căldura. Din acest motiv, nu există fluctuații bruște de temperatură în apă, care apar adesea pe uscat. Apele foarte adânci pot fi foarte reci, dar datorită temperaturii constante, animalele au reușit să dezvolte o serie de adaptări care asigură viața chiar și în aceste condiții.

Animalele pot trăi cu uriașe adâncimile oceanelor. Plantele supraviețuiesc doar în stratul superior de apă, unde intră energia radiantă necesară fotosintezei. Acest strat se numește zona fotica .

Deoarece suprafața apei reflectă cea mai mare parte a luminii, chiar și în cele mai transparente ape oceanice grosimea zonei fotice nu depășește \(100\) m. Animalele de mare adâncime se hrănesc fie cu organisme vii, fie cu rămășițe de animale și plante care cad constant din stratul superior.

La fel ca organismele terestre, animalele și plantele acvatice respiră și au nevoie de oxigen. Cantitatea de oxigen dizolvată în apă scade odată cu creșterea temperaturii. În plus, oxigenul se dizolvă mai puțin bine în apa de mare decât în ​​apa dulce. Din acest motiv, apele mării deschise zona tropicala săracă în organismele vii. Și, invers, apele polare sunt bogate în plancton - mici crustacee cu care se hrănesc peștii și cetaceele mari.

Compoziția de sare a apei este foarte importantă pentru viață. Ionii \(Ca2+\) au o importanță deosebită pentru organisme. Scoicile și crustaceele au nevoie de calciu pentru a-și construi cojile sau cojile. Concentrația de săruri în apă poate varia foarte mult. Apa este considerată proaspătă dacă un litru conține mai puțin de \(0,5\) g de săruri dizolvate. Apa de mare are o salinitate constantă și conține în medie \(35\) g de săruri pe litru.

Mediul aer sol

Mediul aerian terestru, stăpânit în cursul evoluției mai târziu decât mediul acvatic, este mai complex și mai divers și este locuit de organisme vii mai bine organizate.

Cel mai important factor în viața organismelor care trăiesc aici sunt proprietățile și compoziția mediului înconjurător masele de aer. Densitatea aerului este mult mai mică decât densitatea apei, astfel încât organismele terestre au țesuturi de susținere foarte dezvoltate - scheletul intern și extern. Formele de mișcare sunt foarte diverse: alergare, sărituri, târâșuri, zbor etc. Păsările și unele tipuri de insecte zboară în aer. Curenții de aer transportă semințe de plante, spori și microorganisme.

Masele de aer sunt în continuă mișcare. Temperatura aerului se poate schimba foarte repede și pe suprafețe mari, astfel încât organismele care trăiesc pe uscat au numeroase adaptări pentru a rezista sau a evita schimbările bruște de temperatură.

Cea mai remarcabilă dintre ele este dezvoltarea sângelui cald, care a apărut tocmai în mediul aerian terestru.
Important pentru viața plantelor și animalelor compoziție chimică aer (\(78%\) azot, \(21%\) oxigen și \(0,03%\) dioxid de carbon). Dioxidul de carbon, de exemplu, este cea mai importantă materie primă pentru fotosinteză. Azotul aerului este necesar pentru sinteza proteinelor și acizilor nucleici.

Cantitatea de vapori de apă din aer ( umiditate relativă) determină intensitatea proceselor de transpirație la plante și evaporarea din pielea unor animale. Organismele care trăiesc în condiții de umiditate scăzută au numeroase adaptări pentru a preveni pierderile severe de apă. De exemplu, plantele din deșert au un sistem puternic de rădăcină care poate pompa apă în plantă de la adâncimi mari. Cactusii stochează apa în țesuturile lor și o folosesc cu moderație. La multe plante, pentru a reduce evaporarea, lamele frunzelor sunt transformate în spini. Multe animale din deșert hibernează în perioada cea mai fierbinte, care poate dura câteva luni.

Pamantul - acesta este stratul superior al pământului, transformat ca urmare a activității vitale a ființelor vii. Aceasta este o componentă importantă și foarte complexă a biosferei, strâns legată de celelalte părți ale acesteia. Viața solului este neobișnuit de bogată. Unele organisme își petrec întreaga viață în sol, altele își petrec o parte din viață. Între particulele de sol există numeroase cavități care pot fi umplute cu apă sau aer. Prin urmare, solul este locuit atât de organisme acvatice, cât și de organisme care respiră aer. Solul joacă un rol important în viața plantelor.

Condițiile de viață din sol sunt în mare măsură determinate de factori climatici, dintre care cel mai important este temperatura. Cu toate acestea, pe măsură ce se pătrunde mai adânc în sol, fluctuațiile de temperatură devin din ce în ce mai puțin vizibile: schimbările zilnice de temperatură se estompează rapid și, pe măsură ce adâncimea crește, schimbările de temperatură sezoniere dispar și ele.

Chiar și la adâncimi mici, în sol domnește întuneric complet. În plus, pe măsură ce te scufundi în sol, conținutul de oxigen scade și conținutul de dioxid de carbon crește. Prin urmare, numai bacteriile anaerobe pot trăi la o adâncime considerabilă, în timp ce în straturile superioare ale solului, pe lângă bacterii, ciuperci, protozoare, viermi rotunzi, artropode și chiar animale relativ mari care fac pasaje și construiesc adăposturi, de exemplu alunițe, scorpie, șobolani cârtiță.

Mediul format de organismele vii înseși

Este evident că condițiile de viață din interiorul altui organism se caracterizează printr-o mai mare constanță față de condițiile mediului extern.

Prin urmare, organismele care își găsesc un loc în corpul plantelor sau animalelor pierd adesea complet organele și sistemele necesare speciilor care trăiesc liber. Nu au organe senzoriale sau organe de mișcare dezvoltate, dar dezvoltă adaptări (adesea foarte sofisticate) pentru reținerea în corpul gazdei și reproducerea eficientă.

Surse:

Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologie. Clasa a IX-a // Butarda
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologie. Biologie generală (nivel de bază) clasele 10-11 // Butarda

Locuitorii mediului acvatic au primit un nume comun în ecologie hidrobionti. Ei locuiesc în Oceanul Mondial, în rezervoarele continentale și în apele subterane. În orice corp de apă, pot fi distinse zone cu condiții diferite.

În ocean și mările sale, există în primul rând două zone ecologice: coloana de apă - pelagic iar partea de jos - benthal. Locuitorii din adâncurile abisale și ultra-abisale există în întuneric, la temperatură constantă și presiune enormă. Întreaga populație de pe fundul oceanului a fost numită bentos.

Proprietățile de bază ale mediului acvatic.

Densitatea apei este un factor care determină condițiile de mișcare a organismelor acvatice și presiunea la diferite adâncimi. Pentru apa distilată, densitatea este de 1 g/cm3 la 4 °C. Densitate ape naturale care conțin săruri dizolvate poate fi mai mare, până la 1,35 g/cm3. Presiunea crește odată cu adâncimea cu o medie de 1 × 10 5 Pa (1 atm) la fiecare 10 m. Densitatea apei face posibilă baza pe ea, ceea ce este deosebit de important pentru formele non-scheletice. Densitatea mediului servește drept condiție pentru plutirea în apă, iar multe organisme acvatice sunt adaptate special acestui mod de viață. Organismele suspendate care plutesc în apă sunt combinate într-un grup ecologic special de organisme acvatice - plancton(„planctos” – înălțare). Planctonul este dominat de alge unicelulare și coloniale, protozoare, meduze, sifonofore, ctenofore, pteropode și moluște de chilie, diferite crustacee mici, larve de animale de fund, ouă de pește și alevin și multe altele. Alge (fitoplancton) plutește în apă pasiv, în timp ce majoritatea animalelor planctonice sunt capabile să înoate activ, dar în limite limitate.. Un tip special de plancton este un grup ecologic Neuston(„nein” - înot) - locuitori ai peliculei de suprafață a apei la granița cu aerul. Densitatea și vâscozitatea apei influențează foarte mult posibilitatea înotului activ. Animalele capabile să înoate rapid și să depășească forța curenților sunt unite într-un grup ecologic necton(„nektos” – plutitor).

Regimul de oxigen.În apa saturată cu oxigen, conținutul său nu depășește 10 ml la 1 litru, ceea ce este de 21 de ori mai mic decât în ​​atmosferă. Prin urmare, condițiile de respirație ale organismelor acvatice sunt semnificativ complicate. Oxigenul intră în apă în principal prin activitatea fotosintetică a algelor și prin difuzia din aer. Prin urmare, straturile superioare ale coloanei de apă sunt, de regulă, mai bogate în acest gaz decât cele inferioare. Pe măsură ce temperatura și salinitatea apei cresc, concentrația de oxigen din aceasta scade. În straturile puternic populate de animale și bacterii, se poate crea o deficiență accentuată de O 2 datorită consumului crescut al acestuia. Condițiile din apropierea fundului rezervoarelor pot fi apropiate de anaerobe.

Printre locuitorii acvatici există multe specii care pot tolera fluctuații mari ale conținutului de oxigen din apă, până la absența sa aproape completă. (euroxibionts – „oxy” – oxigen, „biont” – locuitor). Acestea includ, de exemplu, gasteropodele. Printre pești, crapul, tancul și carasul pot rezista la o saturație foarte scăzută de oxigen a apei. Cu toate acestea, o serie de tipuri stenoxibiont– pot exista doar cu o saturație suficient de mare în oxigen a apei (păstrăv curcubeu, păstrăv brun, piscăresc).

Regimul de sare. Menținerea echilibrului hidric al organismelor acvatice are propriile sale specificități. Dacă pentru animalele și plantele terestre este cel mai important să se asigure organismului apă în condițiile deficienței sale, atunci pentru hidrobionți nu este mai puțin important să se mențină o anumită cantitate de apă în organism atunci când există un exces de apă în mediu. . Cantitățile excesive de apă din celule duce la modificări ale presiunii osmotice și la perturbarea celor mai importante funcții vitale. Cea mai mare parte a vieții acvatice poikilosmotic: presiunea osmotică din corpul lor depinde de salinitatea apei din jur. Prin urmare, principala modalitate prin care organismele acvatice își mențin echilibrul de sare este evitarea habitatelor cu salinitate necorespunzătoare. Formele de apă dulce nu pot exista în mări, iar formele marine nu pot tolera desalinizarea. De care aparțin vertebratele, crustaceele superioare, insectele și larvele lor care trăiesc în apă homoiosmotic specii, menținând constantă presiunea osmotică în organism indiferent de concentrația de săruri din apă.

Modul de lumină. Există mult mai puțină lumină în apă decât în ​​aer. Unele dintre razele incidente pe suprafața unui rezervor sunt reflectate în aer. Cu cât poziția Soarelui este mai mică, cu atât reflexia este mai puternică, așa că ziua sub apă este mai scurtă decât pe uscat. În adâncurile întunecate ale oceanului, organismele folosesc lumina emisă de ființe vii ca sursă de informații vizuale. Se numește strălucirea unui organism viu bioluminescență. Reacțiile folosite pentru generarea luminii sunt variate. Dar, în toate cazurile, aceasta este oxidarea compușilor organici complecși (luciferine) folosind catalizatori proteici (luciferaza).

Metode de orientare a animalelor în mediul acvatic. A trăi în amurg sau întuneric constant îți limitează foarte mult opțiunile orientare vizuală hidrobionti. Datorită atenuării rapide a razelor de lumină în apă, chiar și cei cu organe vizuale bine dezvoltate le pot folosi doar pentru a naviga la distanță apropiată.

Sunetul circulă mai repede în apă decât în ​​aer. Orientarea sunetului este în general mai bine dezvoltată la organismele acvatice decât orientarea vizuală. Un număr de specii detectează chiar și vibrații de frecvență foarte joasă (infrasunete) , apar atunci când ritmul valurilor se schimbă și coboară din straturile de suprafață către cele mai adânci înaintea furtunii (de exemplu, meduze). Mulți locuitori ai corpurilor de apă - mamifere, pești, moluște, crustacee - emit ei înșiși sunete. O serie de hidrobionți găsesc hrană și navighează folosind ecolocatie– perceperea undelor sonore reflectate (cetacee). Mulți percep impulsurile electrice reflectate , producând descărcări de frecvențe diferite în timpul înotului. O serie de pești folosesc, de asemenea, câmpuri electrice pentru apărare și atac (rază electrică, anghilă electrică etc.).

Pentru orientarea in profunzime se foloseste perceperea presiunii hidrostatice. Se efectuează folosind statociste, camere de gaz și alte organe.

Filtrarea ca tip de nutriție. Mulți hidrobionți au un model de hrănire special - acesta este filtrarea sau sedimentarea particulelor de origine organică suspendate în apă și a numeroase organisme mici.

Forma corpului. Majoritatea hidrobionților au o formă a corpului raționalizată.

Densitatea apei- acesta este un factor care determină condițiile de mișcare a organismelor acvatice și presiunea la diferite adâncimi. Pentru apa distilată, densitatea este de 1 g/cm3 la 4 °C. Densitatea apelor naturale care conțin săruri dizolvate poate fi mai mare, până la 1,35 g/cm 3 . Presiunea crește odată cu adâncimea cu o medie de 1 × 10 5 Pa (1 atm) la fiecare 10 m.

Datorită gradientului de presiune ascuțit în corpurile de apă, organismele acvatice sunt în general mult mai euribatice în comparație cu organismele terestre. Unele specii, distribuite la adâncimi diferite, tolerează presiunea de la câteva până la sute de atmosfere. De exemplu, holoturii din genul Elpidia și viermii Priapulus caudatus trăiesc din zona de coastă până în zona ultra-abisală. Chiar și locuitorii de apă dulce, cum ar fi ciliați, ciliați de papuci, gândaci înotători etc., pot rezista până la 6 × 10 7 Pa (600 atm) în experimente.

Cu toate acestea, mulți locuitori ai mărilor și oceanelor sunt relativ stenobatici și limitați la anumite adâncimi. Stenobacia este cel mai adesea caracteristică speciilor de mică adâncime și de adâncime. Ei trăiesc doar în zona litoralului pecingine vierme de nisip Arenicola, moluște lapă (Patella). Mulţi peşti, de exemplu din grupa pescarilor, cefalopode, crustacee, pogonofore, stele de mare etc., se găsesc doar la adâncimi mari la o presiune de cel puţin 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400-500 atm).

Densitatea apei oferă capacitatea de a se sprijini pe ea, ceea ce este deosebit de important pentru formele non-scheletice. Densitatea mediului servește drept condiție pentru plutirea în apă, iar multe organisme acvatice sunt adaptate special acestui mod de viață. Organismele suspendate, plutitoare în apă sunt combinate într-un mod special grup de Mediu hidrobionti - plancton („planctos” - înălțare).

Orez. 39. Creșterea suprafeței corporale relative a organismelor planctonice (după S. A. Zernov, 1949):

A - în formă de tijă:

1 - diatomee Synedra;

2 - cianobacteria Aphanizomenon;

3 - alga peridina Amphisolenia;

4 - Euglena acus;

5 - cefalopod Doratopsis vermicularis;

6 - copepodul Setella;

7 - Larva de porcellana (Decapoda)

B - forme disecate:

1 - molusca Glaucus atlanticus;

2 - vierme Tomopetris euchaeta;

3 - larva de raci Palinurus;

4 - larva de pește de moc Lophius;

5 - copepodul Calocalanus pavo

Planctonul include alge unicelulare și coloniale, protozoare, meduze, sifonofore, ctenofore, pteropode și moluște de chilie, diverse crustacee mici, larve de animale de fund, ouă de pește și alevin și multe altele (Fig. 39). Organismele planctonice au multe adaptări similare care le măresc flotabilitatea și le împiedică să se scufunde în fund. Astfel de adaptări includ: 1) o creștere generală a suprafeței relative a corpului datorită reducerii dimensiunii, aplatizării, alungirii, dezvoltării numeroaselor proeminențe sau peri, ceea ce crește frecarea cu apa; 2) o scădere a densității datorită reducerii scheletului, acumulării de grăsimi, bule de gaz etc. în organism. diatomee substanțele de rezervă se depun nu sub formă de amidon greu, ci sub formă de picături de grăsime. Lumina de noapte Noctiluca se distinge printr-o asemenea abundență de vacuole de gaz și picături de grăsime în celulă, încât citoplasma din ea are aspectul unor fire care se contopesc numai în jurul nucleului. Sifonoforele, o serie de meduze, gasteropodele planctonice etc. au si ele camere de aer.

Alge (fitoplancton) Ele plutesc în apă pasiv, dar majoritatea animalelor planctonice sunt capabile să înoate activ, dar într-o măsură limitată. Organismele planctonice nu pot depăși curenții și sunt transportate de aceștia pe distanțe lungi. Multe tipuri zooplancton Cu toate acestea, sunt capabili de migrații verticale în coloana de apă pe zeci și sute de metri, atât datorită mișcării active, cât și prin reglarea flotabilității corpului lor. Un tip special de plancton este un grup ecologic Neuston („nein” - înot) - locuitori ai peliculei de suprafață a apei la granița cu aerul.

Densitatea și vâscozitatea apei influențează foarte mult posibilitatea înotului activ. Animalele capabile să înoate rapid și să depășească forța curenților sunt unite într-un grup ecologic necton („nektos” - plutitor). Reprezentanții nectonului sunt peștii, calmarii și delfinii. Mișcarea rapidă în coloana de apă este posibilă numai dacă aveți o formă a corpului raționalizată și mușchi foarte dezvoltați. Forma în formă de torpilă este dezvoltată la toți înotătorii buni, indiferent de apartenența lor sistematică și metoda de mișcare în apă: reactivă, datorită îndoirii corpului, cu ajutorul membrelor.

Regimul de oxigen.În apa saturată cu oxigen, conținutul său nu depășește 10 ml la 1 litru, ceea ce este de 21 de ori mai mic decât în ​​atmosferă. Prin urmare, condițiile de respirație ale organismelor acvatice sunt semnificativ complicate. Oxigenul intră în apă în principal prin activitatea fotosintetică a algelor și prin difuzia din aer. Prin urmare, straturile superioare ale coloanei de apă sunt, de regulă, mai bogate în acest gaz decât cele inferioare. Pe măsură ce temperatura și salinitatea apei cresc, concentrația de oxigen din aceasta scade. În straturile puternic populate de animale și bacterii, se poate crea o deficiență accentuată de O 2 datorită consumului crescut al acestuia. De exemplu, în Oceanul Mondial, adâncimile bogate în viață de la 50 la 1000 m se caracterizează printr-o deteriorare bruscă a aerării - este de 7-10 ori mai mică decât în ​​apele de suprafață locuite de fitoplancton. Condițiile din apropierea fundului rezervoarelor pot fi apropiate de anaerobe.

Printre locuitorii acvatici există multe specii care pot tolera fluctuații mari ale conținutului de oxigen din apă, până la absența sa aproape completă. (euroxibionti - „oxy” - oxigen, „biont” - locuitor). Acestea includ, de exemplu, oligochetul de apă dulce Tubifex tubifex și gasteropodul Viviparus viviparus. Printre pești, crapul, tancul și carasul pot rezista la o saturație foarte scăzută de oxigen a apei. Cu toate acestea, o serie de tipuri stenoxibiont - pot exista numai cu o saturație suficient de mare în oxigen a apei (păstrăv curcubeu, păstrăv brun, vierme, vierme de gene Planaria alpina, larve de efee, muștele de piatră etc.). Multe specii sunt capabile să cadă într-o stare inactivă atunci când există o lipsă de oxigen - anoxibioza - și astfel să experimenteze o perioadă nefavorabilă.

Respirația organismelor acvatice are loc fie prin suprafața corpului, fie prin organe specializate - branhii, plămâni, trahee. În acest caz, tegumentul poate servi ca un organ respirator suplimentar. De exemplu, peștele loach consumă în medie 63% din oxigen prin piele. Dacă schimbul de gaze are loc prin tegumentele corpului, acestea sunt foarte subțiri. Respirația este ușoară și prin creșterea suprafeței. Acest lucru se realizează în timpul evoluției speciilor prin formarea diferitelor excrescențe, aplatizare, alungire și o scădere generală a dimensiunii corpului. Unele specii, atunci când există o lipsă de oxigen, modifică în mod activ dimensiunea suprafeței respiratorii. Viermii Tubifex tubifex își alungesc foarte mult corpul; hidra și anemonă de mare - tentacule; echinoderme – picioare ambulacrale. Multe animale sesile și sedentare reînnoiesc apa din jurul lor, fie prin crearea unui curent direcționat, fie prin mișcări oscilante, favorizând amestecarea acesteia. Bivalve Cilii care căptușesc pereții cavității mantalei servesc acestui scop; crustacee - munca picioarelor abdominale sau toracice. Lipitorile, larvele de țânțari clopot (viermi de sânge) și multe oligohete își leagănă trupurile, ieșind din pământ.

La unele specii, apare o combinație de respirație a apei și a aerului. Acestea includ peștii pulmonari, sifonofori discofanți, multe moluște pulmonare, crustacee Gammarus lacustris etc. Animalele acvatice secundare păstrează de obicei tipul atmosferic de respirație deoarece este mai avantajoasă din punct de vedere energetic și, prin urmare, necesită contact cu aerul, de exemplu, pinipede, cetacee, gândaci de apă. , larve de tantari etc.

Lipsa oxigenului în apă duce uneori la fenomene catastrofale - Mor, însoţită de moartea multor organisme acvatice. Iarna îngheață adesea cauzate de formarea gheții pe suprafața corpurilor de apă și de încetarea contactului cu aerul; vară- o creștere a temperaturii apei și o scădere rezultată a solubilității oxigenului.

Moartea frecventă a peștilor și a multor nevertebrate în timpul iernii este caracteristică, de exemplu, părții inferioare a bazinului râului Ob, ale cărei ape, curgând din zonele umede din zona joasă a Siberiei de Vest, sunt extrem de sărace în oxigen dizolvat. Uneori moartea are loc în mări.

Pe lângă lipsa de oxigen, moartea poate fi cauzată de o creștere a concentrației de gaze toxice în apă - metan, hidrogen sulfurat, CO 2 etc., formate ca urmare a descompunerii materialelor organice la fundul rezervoarelor. .

Regimul de sare. Menținerea echilibrului hidric al organismelor acvatice are propriile sale specificități. Dacă pentru animalele și plantele terestre este cel mai important să se asigure organismului apă în condițiile deficienței sale, atunci pentru hidrobionți nu este mai puțin important să se mențină o anumită cantitate de apă în organism atunci când există un exces de apă în mediu. . Cantitățile excesive de apă din celule duce la modificări ale presiunii osmotice și la perturbarea celor mai importante funcții vitale.

Cea mai mare parte a vieții acvatice poikilosmotic: presiunea osmotică din corpul lor depinde de salinitatea apei din jur. Prin urmare, principala modalitate prin care organismele acvatice își mențin echilibrul de sare este evitarea habitatelor cu salinitate necorespunzătoare. Formele de apă dulce nu pot exista în mări, iar formele marine nu pot tolera desalinizarea. Dacă salinitatea apei este supusă modificărilor, animalele se deplasează în căutarea unui mediu favorabil. De exemplu, atunci când straturile de suprafață ale mării sunt desalinizate după ploi abundente, radiolarii, crustaceele marine Calanus și altele coboară până la o adâncime de 100 m. Vertebratele, crustaceele superioare, insectele și larvele lor care trăiesc în apă aparțin homoiosmotic specii, menținând constantă presiunea osmotică în organism indiferent de concentrația de săruri din apă.

U specii de apă dulce sucurile corpului sunt hipertonice în raport cu apa din jur. Sunt expuși riscului de udare excesivă dacă nu se împiedică curgerea apei sau nu este îndepărtat excesul de apă din corp. La protozoare, acest lucru se realizează prin activitatea vacuolelor excretoare, în organismele multicelulare - prin eliminarea apei prin sistemul excretor. Unii ciliați secretă o cantitate de apă egală cu volumul lor corporal la fiecare 2-2,5 minute. Celula cheltuiește multă energie pentru a „pompa” excesul de apă. Odată cu creșterea salinității, activitatea vacuolelor încetinește. Astfel, la papucii Paramecium, la o salinitate a apei de 2,5%o, vacuola pulsa la intervale de 9 s, la 5%o - 18 s, la 7,5%o - 25 s. La o concentrație de sare de 17,5% o, vacuola încetează să funcționeze, deoarece diferența de presiune osmotică dintre celulă și mediul extern dispare.

Dacă apa este hipertonică în raport cu fluidele corporale ale organismelor acvatice, acestea sunt expuse riscului de deshidratare ca urmare a pierderilor osmotice. Protecția împotriva deshidratării se realizează prin creșterea concentrației de săruri și în organismul organismelor acvatice. Deshidratarea este prevenită prin tegumente impermeabile la apă ale organismelor homoiosmotice - mamifere, pești, raci superiori, insecte acvatice și larvele acestora.

Multe specii poikilosmotice trec la o stare inactivă - animație suspendată ca urmare a lipsei de apă în organism cu salinitate în creștere. Aceasta este caracteristică speciilor care trăiesc în bazine de apă de mare și în zona litorală: rotifere, flagelate, ciliați, unele crustacee, polihetul de la Marea Neagră Nereis divesicolor etc. Animație suspendată de sare- un mijloc de a supraviețui perioadelor nefavorabile în condiții de salinitate variabilă a apei.

Cu adevărat eurihalină Nu există multe specii printre locuitorii acvatici care pot trăi în stare activă atât în ​​apă dulce, cât și în apă sărată. Acestea sunt în principal specii care locuiesc în estuare, estuare și alte corpuri de apă salmastre.

Temperatura rezervoarele sunt mai stabile decât pe uscat. Acest lucru se datorează proprietăților fizice ale apei, în primul rând ridicate capacitatea termică specifică, datorită căruia primirea sau eliberarea unei cantități semnificative de căldură nu provoacă schimbări prea bruște de temperatură. Evaporarea apei de la suprafața rezervoarelor, care consumă aproximativ 2263,8 J/g, previne supraîncălzirea straturilor inferioare, iar formarea gheții, care eliberează căldura de fuziune (333,48 J/g), încetinește răcirea acestora.

Amplitudinea fluctuațiilor anuale de temperatură în straturile superioare ale oceanului nu depășește 10-15 °C, în apele continentale - 30-35 °C. Straturile adânci de apă sunt caracterizate de o temperatură constantă. În apele ecuatoriale, temperatura medie anuală a straturilor de suprafață este de +(26-27) °C, în apele polare este de aproximativ 0 °C și mai jos. În izvoarele calde de pe uscat, temperatura apei se poate apropia de +100 °C, iar în gheizerele subacvatice la tensiune arterială crescută s-a înregistrat o temperatură de +380 °C pe fundul oceanului.

Astfel, există o varietate destul de semnificativă de condiții de temperatură în rezervoare. Între straturile superioare de apă cu fluctuații sezoniere de temperatură exprimate în ele și cele inferioare, unde regimul termic este constant, există o zonă de salt de temperatură, sau termoclină. Termoclinul este mai pronunțat în mările calde, unde diferența de temperatură între apele externe și cele adânci este mai mare.

Datorită mai durabil conditii de temperaturaÎn apă, stenotermia este comună în rândul hidrobionților într-o măsură mult mai mare decât în ​​rândul populației terestre. Speciile euritermale se găsesc în principal în mici rezervoare continentale și în zona litorală a mării libere și libere. latitudini temperate, unde fluctuațiile zilnice și sezoniere ale temperaturii sunt semnificative.

Modul de lumină. Există mult mai puțină lumină în apă decât în ​​aer. Unele dintre razele incidente pe suprafața unui rezervor sunt reflectate în aer. Cu cât poziția Soarelui este mai mică, cu atât reflexia este mai puternică, așa că ziua sub apă este mai scurtă decât pe uscat. De exemplu, o zi de vară lângă insula Madeira la o adâncime de 30 m - 5 ore, iar la o adâncime de 40 m doar 15 minute. Scăderea rapidă a cantității de lumină cu adâncimea este asociată cu absorbția acesteia de către apă. Razele de lungimi de undă diferite sunt absorbite diferit: cele roșii dispar aproape de suprafață, în timp ce cele albastre-verde pătrund mult mai adânc. Amurgul oceanului care se adâncește cu adâncimea este mai întâi verde, apoi albastru, indigo și albastru-violet, făcând în cele din urmă loc întunericului constant. În consecință, algele verzi, maro și roșii, specializate în captarea luminii cu lungimi de undă diferite, se înlocuiesc între ele cu adâncime.

Culoarea animalelor se schimbă odată cu adâncimea la fel de natural. Locuitorii zonelor litorale și sublitorale sunt cel mai viu și mai variat colorați. Multe organisme profunde, cum ar fi organismele din peșteră, nu au pigmenți. În zona crepusculară, colorarea roșie este larg răspândită, care este complementară cu lumina albastru-violet la aceste adâncimi. Razele de culoare suplimentară sunt cel mai complet absorbite de organism. Acest lucru permite animalelor să se ascundă de inamici, deoarece culoarea lor roșie în raze albastru-violet este percepută vizual ca neagră. Culoarea roșie este caracteristică animalelor din zona crepusculară, cum ar fi bibanul de mare, coralul roșu, diverse crustacee etc.

La unele specii care trăiesc lângă suprafața corpurilor de apă, ochii sunt împărțiți în două părți cu abilități diferite de a refracta razele. O jumătate din ochi vede în aer, cealaltă în apă. O astfel de „patru ochi” este caracteristică gândacilor care se învârt, peștele american Anableps tetraphthalmus și una dintre speciile tropicale de blenny Dialommus fuscus. În timpul mareelor ​​joase, acest pește stă în adâncituri, expunând o parte a capului său din apă (vezi Fig. 26).

Absorbția luminii este mai puternică, cu atât transparența apei este mai mică, care depinde de numărul de particule suspendate în ea.

Transparența se caracterizează prin adâncimea maximă la care este încă vizibil un disc alb special coborât, cu un diametru de aproximativ 20 cm (discul Secchi). Cel mai ape limpezi- în Marea Sargasilor: discul este vizibil la o adâncime de 66,5 m. B Oceanul Pacific discul Secchi este vizibil până la 59 m, în Marea Indiei - până la 50, în mările de mică adâncime - până la 5-15 m. Transparența râurilor este în medie de 1-1,5 m, iar în cele mai noroioase râuri, pt. exemplu în Asia Centrală Amu Darya și Syr Darya, la doar câțiva centimetri . Prin urmare, limita zonei fotosintetice variază foarte mult în diferite corpuri de apă. În cele mai multe ape curate eufotic zona sau zona de fotosinteză se extinde până la adâncimi care nu depășesc 200 m, crepusculară sau disfotic, zona ocupă adâncimi de până la 1000-1500 m, iar mai adânc, în afotic zona, lumina soarelui nu pătrunde deloc.

Cantitatea de lumină din straturile superioare ale rezervoarelor variază foarte mult în funcție de latitudinea zonei și de perioada anului. Nopțile polare lungi limitează sever timpul disponibil pentru fotosinteză în bazinele arctice și antarctice, iar stratul de gheață face dificilă atingerea luminii la toate corpurile de apă înghețate în timpul iernii.

În adâncurile întunecate ale oceanului, organismele folosesc lumina emisă de ființe vii ca sursă de informații vizuale. Se numește strălucirea unui organism viu bioluminescență. Speciile luminoase se găsesc în aproape toate clasele de animale acvatice, de la protozoare la pești, precum și printre bacterii, plante inferioare și ciuperci. Bioluminiscența pare să fi avut loc de multe ori în grupuri diferiteîn diferite stadii de evoluţie.

Chimia bioluminiscenței este acum destul de bine înțeleasă. Reacțiile folosite pentru generarea luminii sunt variate. Dar în toate cazurile aceasta este oxidarea complexului compusi organici (luciferine) folosind catalizatori proteici (luciferaza). Luciferinele și luciferazele au structuri diferite în diferite organisme. În timpul reacției, excesul de energie al moleculei de luciferină excitată este eliberat sub formă de cuante de lumină. Organismele vii emit lumină în impulsuri, de obicei ca răspuns la stimulii proveniți din mediul extern.

S-ar putea ca strălucirea să nu se joace prea mult rol ecologicîn viața unei specii, ci să fie un produs secundar al activității vitale a celulelor, ca, de exemplu, în bacterii sau plante inferioare. Dobândește semnificație ecologică numai la animalele care au un sistem nervos și organe vizuale suficient de dezvoltate. La multe specii, organele luminiscente dobândesc foarte structura complexa cu un sistem de reflectoare și lentile care sporesc radiația (Fig. 40). Rând de pește și cefalopode, neputând genera lumină, folosesc bacterii simbiotice care se înmulțesc în organele speciale ale acestor animale.

Orez. 40. Organele de luminescență ale animalelor acvatice (după S. A. Zernov, 1949):

1 - pește de mare adâncime cu o lanternă peste gura cu dinți;

2 - distributia organelor luminoase la pestii familiei. Mystophidae;

3 - organul luminos al peștelui Argyropelecus affinis:

a - pigment, b - reflector, c - corp luminos, d - lentilă

Bioluminiscența are în principal o valoare de semnalizare în viața animalelor. Semnalele luminoase pot servi pentru orientare într-un stol, atrăgând indivizi de sex opus, ademenind victimele, pentru camuflare sau distragere a atenției. Un fulger de lumină poate acționa ca o apărare împotriva unui prădător, orbindu-l sau dezorientându-l. De exemplu, sepie de adâncime, fugind de inamic, ei eliberează un nor de secreție luminoasă, în timp ce speciile care trăiesc în ape luminate folosesc lichid întunecat în acest scop. La unii viermi de fund - polihete - organele luminoase se dezvoltă în timpul perioadei de maturare a produselor de reproducere, iar femelele strălucesc mai strălucitoare, iar ochii sunt mai bine dezvoltați la bărbați. La peștii prădători de adâncime din ordinul peștilor de mare, prima rază a aripioarei dorsale este deplasată spre maxilarul superior și transformată într-o „tijă” flexibilă care poartă la sfârșit o „momeală” în formă de vierme - o glandă plină cu mucus. cu bacterii luminoase. Reglând fluxul de sânge către glandă și, prin urmare, aportul de oxigen către bacterie, peștele poate provoca voluntar „momeala” să strălucească, imitând mișcările viermelui și ademenind prada.

Agenție federală pe pescuit

Instituția de învățământ de stat federală de învățământ profesional superior Universitatea tehnică de stat din Kamchatka

Departamentul de Ecologie și Management de Mediu

Ecologia disciplinei

Rezumat pe subiect

„Mediul acvatic al vieții și adaptarea organismelor la acesta”

Finalizat Verificat

Student din grupa 11PZhb Profesor asociat

Sazonov P.A. Stupnikova N.A.

Petropavlovsk-Kamchatsky

Introducere………………………………………….3

Caracteristici generale………………………………….3-4

Zonele ecologice ale Oceanului Mondial………….4

Proprietățile de bază ale mediului acvatic………………….5

· Densitatea…………………………………………….5- 6

· Regimul oxigenului…………………………6-7

· Regimul de sare……………………………….7-8

· Temperatura………………………………8

· Modul de lumină…………………………..8-9

Adaptări specifice ale hidrobionților………..10-11

Caracteristici ale adaptării plantelor la mediul acvatic………11-12

Caracteristici ale adaptării animalelor la mediul acvatic……..12-14

Referințe……………………………………………………15

Introducere

Pe planeta noastră, organismele vii au stăpânit patru medii principale

un habitat. Mediul acvatic a fost primul în care a apărut și

viata s-a raspandit. Abia atunci organismele au preluat controlul

sol-aer, au creat și populat solul și ei înșiși au devenit al patrulea

mediu de viaţă specific.

Apa ca habitat are o serie de proprietăți specifice, cum ar fi

densitate mare, căderi puternice de presiune, conținut scăzut

oxigen, absorbție puternică a razelor solare. În plus, corpurile de apă și

zonele lor individuale diferă în regim de sare, viteza curenta,

de asemenea, proprietățile solului, modul de descompunere a reziduurilor organice etc.

Prin urmare, împreună cu adaptările la proprietăți generale mediul său acvatic

locuitorii trebuie să fie, de asemenea, adaptați la o varietate de privat

conditii.

Toți locuitorii mediului acvatic au primit un nume comun în ecologie

hidrobionti.

Hidrobioții locuiesc în Oceanul Mondial, în rezervoarele continentale și

Apele subterane.

caracteristici generale

Hidrosfera ca mediu de viață acvatic ocupă aproximativ 71% din suprafață și 1/800 din volumul globului. Cantitatea principală de apă, mai mult de 94%, este concentrată în mări și oceane. În apele dulci ale râurilor și lacurilor, cantitatea de apă nu depășește 0,016% din volumul total de apă dulce.

În oceanul cu mările sale constitutive se disting în primul rând două regiuni ecologice: coloana de apă - pelagică și fundul - bentonic. În funcție de adâncime, benthalul este împărțit într-o zonă sublitorală - o zonă de declin lină a terenului până la o adâncime de 200 m, o zonă batială - o zonă cu o pantă abruptă și o zonă abisală - albia oceanică. cu o adâncime medie de 3-6 km. Regiunile bentonice mai adânci corespunzătoare depresiunilor fundului oceanic (6-10 km) sunt numite ultra-abisale. Marginea coastei care este inundată în timpul mareelor ​​înalte se numește zonă litorală. Porțiunea de coastă de deasupra nivelului mareei, umezită de stropii surfului, se numește superlitoral.

Apele deschise ale Oceanului Mondial sunt, de asemenea, împărțite în zone corespunzătoare zonelor bentonice: epipeligal, batipeligal, abisopeligal.

Mediul acvatic găzduiește aproximativ 150.000 de specii de animale, sau aproximativ 7% din total, și 10.000 de specii de plante (8%).

Ponderea râurilor, lacurilor și mlaștinilor, așa cum sa menționat mai devreme, este nesemnificativă în comparație cu mările și oceanele. Cu toate acestea, ele creează aprovizionarea cu apă dulce necesară plantelor, animalelor și oamenilor.

Trăsătură caracteristică Mediul acvatic este mobilitatea acestuia, în special în cursele de apă și râuri cu curgere rapidă. Există fluxuri și reflux în mări și oceane, curenți puternici, furtuni. În lacuri, apa se mișcă sub influența temperaturii și a vântului.

Zonele ecologice ale Oceanului Mondial

În orice corp de apă, pot fi distinse zone cu condiții diferite. In ocean

împreună cu mările care intră în el sunt, în primul rând, două

zone ecologice: pelagice - coloana de apa si bentonice -

În funcție de adâncime, zona bentoană este împărțită în zona sublitorală - o zonă de declin gradual a terenului până la adâncime.

aproximativ 200 m, batială - zonă de pantă abruptă și abisală

zona - fundul oceanului cu o adâncime medie de 3-6 km. Chiar mai mult

regiuni bentonice profunde corespunzătoare depresiunilor fundului oceanic,

numit ultrabenthal. Marginea coastei, inundată în timpul mareelor ​​înalte,

numită zonă litorală. O parte a coastei deasupra nivelului mareei, umedă

stropi, numite supralitorale.

Desigur, de exemplu, locuitorii zonei sublitorale trăiesc în condiții

presiune relativ scăzută, lumina soarelui în timpul zilei, adesea

schimbări destul de semnificative de temperatură. Locuitori

adâncimi abisale și ultra-abisale există în întuneric, cu

temperatura constantași presiune de câteva sute și uneori aproximativ

mii de atmosfere. Prin urmare, doar o indicație a zonei

benthal locuit de una sau alta specie de organisme indică deja ce

trebuie să aibă proprietăți generale de mediu.

Întreaga populație de pe fundul oceanului se numește bentos. organisme,

cei care trăiesc în coloana de apă, sau zona pelagică, aparțin pelagosului.

Zona pelagică este, de asemenea, împărțită în zone verticale corespunzătoare în adâncime

Zone bentonice: epipelagice, batipelagice, abisopelagice. Inferior

limita epipelagică (nu mai mult de 200 m) este determinată de pătrundere

suficientă lumină solară pentru fotosinteză. Verdeaţă

plantele nu pot exista mai adânc decât aceste zone. În amurg

trăiesc numai adâncimile batiale și abisale întunecate

microorganisme și animale. Se disting diferite zone ecologice în

toate celelalte tipuri de rezervoare: lacuri, mlaștini, iazuri, râuri etc.

Diversitatea organismelor acvatice care au colonizat toate aceste habitate este foarte

Proprietățile de bază ale mediului acvatic

1. Densitatea apei

Acesta este un factor care determină condițiile de mișcare a organismelor acvatice și

presiune la diferite adâncimi. Pentru apa distilată densitatea este

1 g/cm 3 la +4 0 C. Densitatea apelor naturale care conțin dizolvate

sare, poate mai mult, până la 1,35 g/cm3. Presiunea creste cu

aproximativ 1 atmosferă adâncime la fiecare 10 m.

Datorită gradientului de presiune ascuțit în corpurile de apă, organismele acvatice în general

semnificativ mai euribatous comparativ cu organismele terestre.

Unele specii, distribuite la diferite adâncimi, poartă

presiune de la câteva până la sute de atmosfere.

Cu toate acestea, mulți locuitori ai mărilor și oceanelor sunt relativ stenobatici și

limitată la anumite adâncimi. Stenoticitatea este de obicei caracteristică

specii de apă mică și adâncă.

Densitatea apei face posibil să se bazeze pe ea, ceea ce

deosebit de important pentru formele non-scheletice. Sprijinul mediului servește drept condiție

plutește în apă și multe organisme acvatice sunt adaptate la aceasta

mod de viață. Organismele suspendate, plutitoare în apă sunt combinate într-un mod special

grup ecologic de hidrobionți plancton.

Planctonul este format din alge unicelulare, protozoare, meduze,

sifonofore, ctenofore, pteropode și moluște de chilie, diverse

crustacee mici, larve ale animalelor de fund, ouă și prăjiți de pește și multe

alte. Organismele planctonice au multe adaptări similare,

crescându-le flotabilitatea şi împiedicându-le să se aseze pe fund. La asa ceva

adaptările includ: 1) o creștere generală a suprafeței corpului peste

datorită reducerii dimensiunii, aplatizării, alungirii, dezvoltării

numeroase excrescențe și peri, ceea ce crește frecarea cu apa; 2)

scăderea densității datorită reducerii scheletului, acumulării în organism

grăsimi, bule de gaz etc.

Algele unicelulare, fitoplanctonul, plutesc pasiv în apă.

Majoritatea animalelor planctonice sunt capabile să înoate activ, dar

în limite limitate. Organismele planctonice nu pot depăși

curenti si sunt transportati pe distante mari. Multe tipuri

zooplanctonul este capabil, totuși, de migrații verticale în grosime

apă pe zeci şi sute de metri datorită atât mişcării active cât şi

si prin reglarea flotabilitatii corpului sau. O varietate deosebită

planctonul constituie grupul ecologic al locuitorilor neustonului

pelicula de suprafață de apă la limita cu aerul.

Densitatea și vâscozitatea apei influențează foarte mult posibilitatea activării

înot. Animale capabile să înoate rapid și să învingă forța

curenții, sunt combinați în grupul ecologic nekton. Reprezentanți

pește necton, calmar, delfini. Mișcare rapidă în coloana de apă

poate numai dacă există o formă a corpului raționalizată și o formă foarte dezvoltată

muşchii. Forma torpilă este dezvoltată în toate bunele

înotători, indiferent de apartenența și metoda lor sistematică

mișcarea în apă: reactivă, datorită îndoirii corpului, cu ajutorul

membrelor.

2. Regimul oxigenului

Coeficientul de difuzie al oxigenului în apă este de aproximativ 320 de mii de ori mai mic,

decât în ​​aer, iar conținutul său total nu depășește 10 ml la 1 litru

apă, aceasta este de 21 de ori mai mică decât în ​​atmosferă. Prin urmare, condițiile de respirație

hidrobiontii sunt semnificativ mai complicati. Oxigenul intră în apă la

în principal datorită activităţii fotosintetice a algelor şi difuziei

din aer. Prin urmare, sărurile superioare ale coloanei de apă sunt, de regulă, mai bogate

oxigen decât cele inferioare. Odată cu creșterea temperaturii și a salinității apei

concentrația de oxigen din acesta scade. În straturi puternic populate

bacterii și animale, se poate crea o deficiență severă de oxigen

datorită consumului său crescut.

Printre locuitorii acvatici există multe specii care pot tolera larg

absenta (euroxibionti). În același timp, o serie de specii sunt stenoxibionte

ele pot exista doar dacă saturaţia apei este suficient de mare

oxigen. Multe specii sunt capabile să intre într-o stare în care există o lipsă de oxigen.

stare inactivă de anoxibioză și astfel experiență

perioadă nefavorabilă.

Respirația hidrobionților are loc fie prin suprafața corpului,

sau prin organe specializate - branhii, plămâni, trahee.

În acest caz, tegumentul poate servi ca un organ respirator suplimentar. Dacă

schimbul de gaze are loc prin tegumentele corpului, acestea sunt foarte subțiri. Suflare

De asemenea, este ușurată prin creșterea suprafeței. Acest lucru se realizează în timpul

evoluția speciilor prin formarea diferitelor excrescențe, aplatizare,

alungire, o scădere generală a dimensiunii corpului. Unele tipuri de

lipsa oxigenului modifică în mod activ dimensiunea suprafeței respiratorii.

Multe animale sesile și sedentare reînnoiesc apa din jurul lor,

fie prin crearea curentului său direcționat, fie prin mișcări oscilatorii

promovând amestecarea acestuia.

La unele specii există o combinație de apă și aer

respiraţie. Animalele acvatice secundare păstrează de obicei respirația atmosferică

ca mai favorabil din punct de vedere energetic si deci au nevoie de contacte cu

mediul aerian.

Lipsa de oxigen în apă duce uneori la catastrofale

fenomenele morții, însoțite de moartea multor organisme acvatice.

Moartea de iarnă este adesea cauzată de formarea de iazuri la suprafața corpurilor de apă.

gheață și încetarea contactului cu aerul; cresterea temperaturii de vara

apă și, ca urmare, o scădere a solubilității oxigenului. Zamora

mai des apar mai des apar în iazuri, lacuri, râuri. Decese mai puțin frecvente

apar în mări. Pe lângă lipsa de oxigen, poate apărea moartea

cauzată de creșterea concentrației de gaz metan toxic în apă,

hidrogen sulfurat și altele formate ca urmare a descompunerii

materiale organice din fundul rezervoarelor.

3. Regimul de sare

Menținerea echilibrului hidric al organismelor acvatice are propriile sale specificități. Dacă

pentru animalele și plantele terestre, cel mai important lucru este asigurarea corpului

apă în condițiile deficienței sale, atunci pentru hidrobionți nu este mai puțin importantă

menținerea unei anumite cantități de apă în organism atunci când există un exces de ea în

mediu inconjurator. Cantitatea excesivă de apă în celule duce la

modificări ale presiunii osmotice în ele și perturbarea celui mai important vital

Majoritatea locuitorilor acvatici sunt poikilosmotici: presiune osmotică

în corpul lor depinde de salinitatea apei din jur. Prin urmare pentru

Principala modalitate de a-și menține echilibrul de sare este hidrobionții

Evitați habitatele cu salinitate necorespunzătoare. Forme de apă dulce

nu poate exista în mări, mările nu tolerează desalinizarea. Dacă

salinitatea apei este supusă modificării, animalele se deplasează în căutarea

mediu favorabil. Vertebrate, crustacee superioare, insecte și lor

larvele care trăiesc în apă aparțin speciilor homoiosmotice,

menţinerea constantă a presiunii osmotice în organism indiferent de

concentrația de săruri în apă.

La speciile de apă dulce, sucurile corpului sunt hipertonice în raport cu

mediu inconjurator. Sunt amenințați de udarea excesivă, dacă nu

împiedicând pătrunderea sau eliminarea excesului de apă din organism. U

la protozoare aceasta se realizează prin munca vacuolelor excretoare, în

organisme pluricelulare prin eliminarea apei prin sistemul excretor. niste

ciliatii elibereaza o cantitate de apa egala cu volumul la fiecare 2-2,5 minute

corpuri. Celula cheltuiește mulți bani „pompând” excesul de apă.

energie. Odată cu creșterea salinității, activitatea vacuolelor încetinește.

Dacă apa este hipertonică în raport cu sucurile organismului de hidrobionți, acestea

risc de deshidratare ca urmare a pierderilor osmotice. Apărare din

deshidratarea se realizeaza prin cresterea concentratiei de saruri si in organism

hidrobionti. Sigiliile impermeabile previn deshidratarea

tegumente ale organismelor homoyosmatice ale mamiferelor, peștilor, racilor superiori,

insecte acvatice și larvele acestora. Multe specii poikilosmotice

trecerea la o stare inactivă de animație suspendată ca urmare a deficienței de apă

în organism cu creşterea salinităţii. Acest lucru este tipic pentru speciile care trăiesc în

bălți de apă de mare și în zona litoralului: rotifere, flagelate, ciliate,

unele crustacee etc. Animația cu sare suspendată este un mijloc de supraviețuire

perioade nefavorabile în condiţii de salinitate variabilă a apei.

Specii cu adevărat eurihaline capabile să trăiască în stare activă

atât în ​​apă dulce cât și în apă sărată, printre locuitorii acvatici nu sunt atât de mulți

mult. Acestea sunt în principal specii care locuiesc în estuare, estuare și altele

corpuri de apa salmastra.

4. Condițiile de temperatură ale rezervoarelor

mai stabil decât pe uscat. Acest lucru se datorează proprietăților fizice

apă, în special capacitatea sa ridicată de căldură specifică, datorită căreia

primirea sau eliberarea unei cantităţi semnificative de căldură nu provoacă

schimbări prea bruște de temperatură. Amplitudinea fluctuațiilor anuale

temperaturile din straturile superioare ale oceanului nu sunt mai mari de 10-15 0 C, in

rezervoare continentale 30-35 0 C. Straturile adânci de apă diferă

temperatura constanta. În apele ecuatoriale media anuală

temperatura straturilor de suprafață +26...+27 0 C, în straturile polare aproximativ 0 0 C

si sub. Astfel, în rezervoare există destul de semnificativ

varietate de condiții de temperatură. Între straturile superioare de apă cu

fluctuaţiile sezoniere de temperatură exprimate în ele şi cele mai joase, unde

regimul termic este constant, există o zonă de salt de temperatură, sau

termoclină. Termoclinul este mai pronunțat în mările calde, unde este mai puternic

diferența de temperatură între apele externe și cele de adâncime.

Datorită regimului de temperatură mai stabil al apei între

hidrobionții într-o măsură mult mai mare decât în ​​rândul populației terestre,

Stenotermia este frecventă. Speciile euritermale se găsesc în principal

în mici rezervoare continentale şi în zona litorală de înaltă şi

latitudinile temperate, unde variațiile zilnice și sezoniere sunt semnificative

temperatura.

5. Regimul de lumină al rezervoarelor

Există mult mai puțină lumină în apă decât în ​​aer. Unii dintre cei care cad

suprafața rezervorului de raze este reflectată în aer. Reflecția temelor

mai puternic, cu atât poziția Soarelui este mai scăzută, așa că ziua sub apă este mai scurtă decât

Pe pamant. Scăderea rapidă a cantității de lumină cu adâncimea este asociată cu

absorbtia acestuia de catre apa. Sunt absorbite razele de diferite lungimi de undă

nu la fel: cele roșii dispar nu departe de suprafață, în timp ce

cele albastre-verde pătrund mult mai adânc. Amurgul adâncindu-se cu adâncimea

sunt mai întâi verzi, apoi albastru, indigo și violet,

cedând în cele din urmă loc întunericului constant. Se înlocuiesc unul pe altul în consecință

cu alge de profunzime verde, maro si rosu specializate pentru

captarea luminii de diferite lungimi de undă. Culoarea animalelor se schimbă odată cu adâncimea la fel de natural.

Locuitorii litoralului şi

zonele sublitorale. Multe organisme profunde, cum ar fi organismele din peșteră, nu

au pigmenți. Roșul este răspândit în zona crepusculară

colorație care este complementară cu lumina violet albastru aprinsă

aceste adâncimi. Razele de culoare suplimentare sunt cel mai complet absorbite

corp. Acest lucru permite animalelor să se ascundă de inamici, deoarece sunt roșii

Culoarea în razele albastru-violete este percepută vizual ca neagră.

Absorbția luminii este mai puternică, cu atât transparența apei este mai mică, ceea ce

depinde de numărul de particule suspendate în el. Transparenţă

caracterizat prin adâncimea maximă la care este încă vizibil în mod specific

un disc alb coborât cu un diametru de aproximativ 20 cm (disc Secchi).

Adaptări specifice ale organismelor acvatice

Metode de orientare a animalelor în mediul acvatic

A trăi în amurg sau întuneric constant este foarte limitativ

posibilităţile de orientare vizuală a organismelor acvatice. Datorita postului

datorita atenuarii razelor de lumina in apa, chiar si cele cu bine dezvoltate

organele de vedere sunt orientate cu ajutorul lor doar la distanță apropiată.

Sunetul circulă mai repede în apă decât în ​​aer. Se concentreze pe

Sunetul este în general mai dezvoltat în organismele acvatice decât vizual. O serie de specii

captează chiar și vibrațiile de frecvență foarte joasă (infrasunete),

apar atunci când ritmul valurilor se schimbă și coboară în avans

înaintea unei furtuni de la straturile de suprafaţă spre cele mai adânci. Mulți

locuitori din rezervoare: mamifere, pești, moluște, crustacee înșiși

scoate sunete. Crustaceele fac acest lucru frecându-se unul de celălalt

diferite părți ale corpului; pește folosind o vezică natatoare, faringian

dinți, maxilare, raze ale înotătoarelor pectorale și alte mijloace. Sunet

semnalizarea servește cel mai adesea pentru relații intraspecifice

de exemplu, pentru orientarea în haita, atragerea de indivizi de celălalt sex și

dezvoltate mai ales în rândul locuitorilor ape tulburiși adâncimi mari trăind în

O serie de hidrobionți caută hrană și navighează folosind

percepția ecolocației undelor sonore reflectate. Mulți percep

impulsurile electrice reflectate, producând descărcări în timpul înotului

frecvente diferite. Se cunosc aproximativ 300 de specii de pești care pot genera

electricitate și folosiți-o pentru orientare și semnalizare. Rând

peștele folosește, de asemenea, câmpuri electrice pentru apărare și atac.

Pentru orientarea in profunzime se foloseste perceptia presiunii hidrostatice. Se realizează folosind statocisturi, camere de gaz și

alte organe.

Cea mai veche metodă, caracteristică tuturor animalelor acvatice,

perceperea chimiei mediului ambiant. Chemoreceptorii multor organisme acvatice au

sensibilitate extremă. În migrațiile de o mie de kilometri,

care sunt caracteristice multor specii de pești, ei sunt orientați în principal

prin miros, cu o acuratețe uimitoare găsind locuri de reproducere sau

Filtrarea ca sursă de alimentare

Unii hidrobionți au un model de hrănire special:

strecurarea sau sedimentarea particulelor organice suspendate în apă

origine și numeroase organisme mici. Pe aici

hrană care nu necesită cantități mari de energie pentru a căuta prada,

caracteristice moluștelor elasmobrancate, echinodermelor sesile,

polihete, briozoare, ascidie, crustacee planctonice și altele. Animale

Filtrele joacă un rol vital în tratarea biologică a corpurilor de apă.

Zona litorală a oceanului, deosebit de bogată în acumulări de filtrare

organismelor, funcționează ca un sistem eficient de curățare.

Specificul adaptărilor la viață în corpurile de apă uscate

Există multe corpuri de apă temporare, puțin adânci, pe Pământ,

care apar după inundațiile râurilor, ploile abundente, topirea zăpezii etc. ÎN

aceste rezervoare, în ciuda conciziei existenței lor, sunt așezate

diverși hidrobionți. Caracteristici generale locuitori

bazinele de uscare sunt capabile să dea într-un timp scurt

numeroși descendenți și suportă perioade lungi fără apă.

Reprezentanții multor specii se îngroapă în mâl, transformându-se în

stare de activitate vitală scăzută a hipobiozei. Multe specii mici

formează chisturi care pot rezista la secetă. Alții sunt îngrijorați

perioadă nefavorabilă în stadiul de ouă foarte rezistente. Unele specii

rezervoarele de uscare au o capacitate unică de a se usca

starea filmului și, atunci când este umezită, reluați creșterea și dezvoltarea.

Plasticitate ecologică este un regulator important al distribuției organismelor. Hidrobioții cu plasticitate ecologică ridicată sunt răspândiți, de exemplu, Elodea. Ca exemplu opus, crustaceul Artemia, care trăiește în mici rezervoare cu apă foarte sărată, este un reprezentant tipic stenohalin cu plasticitate ecologică îngustă. În raport cu alți factori, are plasticitate semnificativă și se găsește destul de des în corpurile de apă sărată.

Plasticitatea ecologică depinde de vârsta și faza de dezvoltare a organismului. De exemplu, marea gasteropod Littorina în starea sa adultă în timpul mareelor ​​joase este zilnic fără apă pentru o lungă perioadă de timp, dar larvele sale duc un stil de viață planctonic și nu pot tolera uscarea.

Caracteristici ale adaptării plantelor la mediul acvatic

Plantele acvatice au diferențe semnificative față de organismele vegetale terestre. Astfel, capacitatea plantelor acvatice de a absorbi umiditatea și sărurile minerale direct din mediu inconjurator se reflectă în organizarea lor morfologică şi fiziologică. Caracteristic plantelor acvatice este dezvoltarea slabă a țesutului conductor și a sistemelor radiculare. Sistemul rădăcină servește în principal pentru atașarea la substratul subacvatic și nu îndeplinește funcțiile de nutriție minerală și de alimentare cu apă, ca la plantele terestre. Plantele acvatice se hrănesc pe întreaga suprafață a corpului lor. Densitatea semnificativă a apei face posibil ca plantele să locuiască în întreaga sa grosime. Plantele inferioare care locuiesc în diverse straturi și duc un stil de viață plutitor au anexe speciale în acest scop, care le măresc flotabilitatea și le permit să rămână suspendate. Hidrofitele superioare au țesut mecanic slab dezvoltat. În frunzele, tulpinile și rădăcinile lor există cavități intercelulare purtătoare de aer care măresc ușurința și flotabilitatea organelor suspendate în apă și plutind la suprafață, ceea ce ajută și la spălarea celulelor interne cu apă cu săruri și gaze dizolvate în ea. Hidrofitele se disting printr-o suprafață mare a frunzelor cu un volum total mic al plantei, care le asigură un schimb intens de gaze cu lipsă de oxigen și alte gaze dizolvate în apă.

Un număr de organisme acvatice au dezvoltat diversitate de frunze sau heterofilie. Astfel, in salvinia, frunzele scufundate ofera hrana minerala, iar frunzele plutitoare ofera hrana organica.

O caracteristică importantă a adaptării plantelor pentru a trăi într-un mediu acvatic este că frunzele scufundate în apă sunt de obicei foarte subțiri. Adesea, clorofila din ele este localizată în celulele epidermice, ceea ce ajută la creșterea intensității fotosintezei în lumină slabă. Astfel de caracteristici anatomice și morfologice sunt cel mai clar exprimate în mușchii acvatici, Valisneria și buruienile de iaz.

Protecția împotriva leșierii sau a leșierii sărurilor minerale din celulele plantelor acvatice este secreția de mucus de către celule speciale și formarea endodermului din celulele cu pereți mai groși sub formă de inel.

Temperatura relativ scăzută a mediului acvatic provoacă moartea părților vegetative ale plantelor scufundate în apă după formarea mugurilor de iarnă și înlocuirea frunzelor subțiri inferioare de vară cu frunze de iarnă mai rigide și mai scurte. Temperatura scazuta apa afectează negativ organele generatoare ale plantelor acvatice, iar densitatea sa mare îngreunează transferul polenului. În acest sens, plantele acvatice se reproduc intensiv prin mijloace vegetative. Majoritatea plantelor plutitoare și scufundate transportă tulpini de flori în aer și se reproduc sexual. Polenul este transportat de vânt și de curenții de suprafață. Fructele și semințele care sunt produse sunt distribuite și prin curenții de suprafață. Acest fenomen se numește hidrocorie. Hidrocorele includ nu numai animale acvatice, ci și multe plante de coastă. Fructele lor sunt foarte plutitoare, rămân în apă mult timp și nu își pierd germinarea. De exemplu, apa poartă fructele și semințele de vârf de săgeată, susak și chastukha. Fructele multor rogozuri sunt închise în saci de aer deosebiti și sunt transportate de curenții de apă.

Caracteristici ale adaptării animalelor la mediul acvatic

La animalele care trăiesc într-un mediu acvatic, în comparație cu plantele, trăsăturile adaptative sunt mai diverse, acestea includ anatomice, morfologice, comportamentale etc.

Animalele care trăiesc în coloana de apă au în primul rând adaptări care le măresc flotabilitatea și le permit să reziste mișcării apei și curenților. Aceste organisme dezvoltă adaptări care le împiedică să se ridice în coloana de apă sau să le reducă flotabilitatea, ceea ce le permite să rămână la fund, inclusiv în apele cu curgere rapidă.

În formele mici care trăiesc în coloana de apă, se observă o reducere a formațiunilor scheletice. Astfel, la protozoare (radiolarie), cochiliile sunt poroase, iar spinii de silex ai scheletului sunt goale în interior. Densitatea specifică a ctenoforilor și a meduzelor scade din cauza prezenței apei în țesuturi. Acumularea de picături de grăsime în organism crește flotabilitatea. La unele crustacee, pești și cetacee se observă acumulări mari de grăsime. Densitatea specifică a corpului este redusă și astfel crește flotabilitatea vezici înotătoare, plin cu gaz, pe care îl au mulți pești. Sifonoforele au cavități puternice de aer.

Animalele care înoată pasiv în coloana de apă se caracterizează nu numai printr-o scădere a masei, ci și printr-o creștere a suprafeței specifice a corpului. Acest lucru se datorează faptului că, cu cât este mai mare vâscozitatea mediului și cu cât este mai mare suprafața specifică a corpului organismului, cu atât mai lent se scufundă în apă. La animale, corpul este aplatizat, pe el se formează spini, excrescențe și anexe, de exemplu, în flagelate și radiolari.

Un grup mare de animale care trăiesc în apă dulce utilizează tensiunea superficială a apei pentru a se deplasa. Pe suprafața apei se desfășoară în mod liber găngănele de păsări de apă, gândacii vârtej, etc. Artropodele care ating apa cu capetele anexelor acoperite cu fire de păr hidrofuge provoacă deformarea suprafeței acesteia cu formarea unui menisc concav. Când forța de ridicare îndreptată în sus este mai mare decât masa animalului, acesta din urmă va fi ținut pe apă din cauza tensiunii superficiale.

Astfel, viața la suprafața apei este posibilă pentru animalele relativ mici, deoarece masa crește proporțional cu cubul dimensiunii, iar tensiunea superficială crește ca valoare liniară.

Înotul activ la animale se realizează cu ajutorul cililor, flagelilor, îndoirea corpului și într-o manieră reactivă datorită energiei fluxului de apă ejectat. Modul reactiv de locomoție a atins cea mai mare perfecțiune la cefalopode.

Animalele mari au adesea membre specializate (înotatoare, aripi), corpul lor este aerodinamic și acoperit cu mucus.

Numai în mediul acvatic se găsesc animale nemișcate care duc un stil de viață atașat. Acestea sunt precum hidroizii și polipi de corali, crini de mare, bivalve etc. Se caracterizează printr-o formă particulară a corpului, o ușoară flotabilitate (densitatea corpului mai multa densitate apa) si dispozitive speciale pentru fixarea pe substrat.

Animalele acvatice sunt în mare parte poikiloterme. La homeoterme (cetacee, pinipede) se formează un strat semnificativ grăsime subcutanata, care îndeplinește o funcție de izolare termică.

Animalele de adâncime se disting prin caracteristici organizatorice specifice: dispariția sau dezvoltarea slabă a scheletului calcaros, creșterea dimensiunii corpului, adesea o reducere a organelor de vedere, creșterea dezvoltării receptorilor tactili etc.

Presiunea osmotică și starea ionică a soluțiilor din organismul animalelor este asigurată de mecanisme complexe ale metabolismului apă-sare. Cea mai obișnuită modalitate de a menține presiunea osmotică constantă este eliminarea regulată a apei care intră în corp folosind vacuole pulsatorii și organe excretoare. Deci, peștii de apă dulce îndepărtează excesul de apă lucrând din greu sistemul excretor, iar sărurile sunt absorbite prin filamentele branhiale. Peștii marini sunt nevoiți să-și reînnoiască rezervele de apă și, prin urmare, să bea apa de mare, iar sărurile în exces furnizate cu apă sunt îndepărtate din corp prin filamentele branhiale.

O serie de hidrobionți au un model de hrănire special - aceasta este filtrarea sau sedimentarea particulelor de origine organică suspendate în apă, a numeroase organisme mici. Această metodă de hrănire nu necesită cantități mari de energie pentru căutarea prăzii și este tipică pentru moluște elasmobranhice, echinoderme sesile, ascidie, crustacee planctonice etc. Animalele care se hrănesc cu filtrare joacă un rol important în purificarea biologică a corpurilor de apă.

Datorită atenuării rapide a razelor de lumină în apă, viața în amurg sau întuneric constant limitează foarte mult capacitățile de orientare vizuală ale organismelor acvatice. Sunetul se deplasează mai repede în apă decât în ​​aer, iar organismele acvatice au o orientare vizuală mai bine dezvoltată față de sunet. Specii alese Ei preiau chiar și ecografii. Semnalizarea sonoră servește mai ales pentru relațiile intraspecifice: orientarea într-un stol, atragerea indivizilor de sex opus etc. Cetaceele, de exemplu, găsesc hrană și navighează folosind ecolocația - percepția undelor sonore reflectate. Principiul localizatorului delfinilor este de a emite unde sonore care se deplasează în fața animalului care înoată. Când întâlnești un obstacol, cum ar fi un pește, undele sonore sunt reflectate și returnate delfinului, care aude ecoul rezultat și detectează astfel obiectul care provoacă reflectarea sunetului.

Sunt cunoscute aproximativ 300 de specii de pești capabili să genereze electricitate și să o folosească pentru orientare și semnalizare. O serie de pești (raze electrice, anghilă electrică) folosesc câmpuri electrice pentru apărare și atac.

Organisme acvatice caracterizat printr-o metodă străveche de orientare - percepția chimiei mediului. Chemoreceptorii multor organisme acvatice (somon, anghile) sunt extrem de sensibili. În migrații de mii de kilometri, ei găsesc locuri de depunere și hrănire cu o precizie uimitoare.

Bibliografie

1. Akimova T.A. Ecologie / T.A. Akimova, V.V. Haskin M.: UNITATEA, 1998

2. Odum Yu. Ecologie generală / Yu. Odum M.: Mir. 1986

3. Stepanovskikh A.S. Ecologie / A.S. Stepanovskikh M.: UNITATE - 2001

4. Dicţionar enciclopedic ecologic. M.: „Noosfera”, 1999

Caracteristicile și caracteristicile habitatului acvatic, locuitorii săi.

Habitatul este un element al lumii folosit de organismele vii pentru existență.

Are anumite condiții și factori la care organismele care trăiesc în această zonă trebuie să se adapteze.

Există 4 tipuri:

• Sol-aer
• Sol
• Apă
• Organic

Potrivit unei teorii, primele organisme s-au format acum 3,7 miliarde de ani, conform unei alte 4,1 miliarde. Primele forme de viață au apărut în apă. Suprafața Pământului este acoperită în proporție de 71% cu apă, ceea ce este foarte important pentru viața de pe planetă în ansamblu.

Fără apă, plantele și animalele nu pot exista. Acesta este un lichid uimitor care poate exista în trei sejururi. Apa face parte din tot; un anumit procent din ea este conținut în atmosferă, sol și organismele vii, minerale și afectează vreme si clima.

Are capacitatea de a stoca energie termică, ceea ce previne schimbările bruște de temperatură în zonele de coastă.

Caracteristică

Mediul acvatic are resurse limitate atât de lumină, cât și de oxigen. Cantitatea de aer poate fi completată în principal prin fotosinteză. Nivelul de oxigen depinde direct de adâncimea coloanei de apă, deoarece... lumina nu pătrunde sub 270 de metri. Acolo cresc algele roșii, absorbind razele împrăștiate ale soarelui și transformându-le în oxigen. Datorită presiunii la diferite adâncimi, organismele pot trăi la anumite niveluri.

Locuitori și animale

Ce creaturi trăiesc în apă sunt foarte influențate de:

• temperatura apei, aciditatea și densitatea acesteia;
• mobilitate (flux și reflux);
• mineralizare;
• modul de lumină;
• modul de gaz (procent din conținutul de oxigen).

În mediul acvatic trăiesc o mare varietate de reprezentanți ai diferitelor specii de animale și plante. Mamiferele pot trăi atât pe uscat, cât și în apă. Speciile de apă dulce includ hipopotamul, care folosește apa pentru răcire, delfinul amazonian, care trăiește în albiile râului Amazon și lamantinul, care poate trăi atât în ​​apă sărată, cât și în apă dulce.

LA mamifere marine includ balenele, cele mai mari animale de pe planetă, urșii polari, care nu își petrec toată viața în apă, ci o parte semnificativă; leii de mare, mergând la mal pentru recreere.

Dintre amfibienii de apă dulce se pot distinge diverse specii: tritoni; salamandre; broaște; viermi, raci, homari și multe altele. Amfibienii nu trăiesc în apă sărată din cauza faptului că ouăle lor mor chiar și în ape ușor sărate, iar amfibienii trăiesc în același loc în care se reproduc, deși există excepții de la reguli.

De asemenea, broaștele nu pot trăi în apă sărată din cauza faptului că au pielea foarte subțire, iar sărurile atrag umezeala din amfibian, în urma căreia acesta moare. Reptilele locuiesc atât proaspete cât și ape sărate. Unele specii de șopârle, șerpi, crocodili și țestoase trăiesc acolo și s-au adaptat acestui mediu.

foto plante acvatice

Pentru pești, mediul acvatic este casa lor. Ele pot trăi în apă sărată sau dulce. Multe insecte, cum ar fi țânțarii, libelulele, păianjenii de apă, păianjenii de apă și altele asemenea trăiesc în medii acvatice.

Există, de asemenea, un număr mare de plante prezente aici. În corpurile de apă dulce cresc stuf de lac (de-a lungul țărmurilor mlăștinoase), nuferi (mlaștini, iazuri, pâraie) și calamus (în apele puțin adânci). În apa sărată cresc în mare parte algele și ierburile de mare (Posidonia, eelgrass).

Organismele mediului acvatic

Pe lângă animalele pluricelulare, în apă trăiesc și animalele unicelulare simple. Planctonul sau „rătăcirea” nu se poate mișca independent. De aceea este purtat de curenții atât ai corpurilor de apă sărată, cât și a celor dulci. Conceptul de plancton include atât plantele (fitoplancton), care trăiesc la suprafață de dragul luminii solare, cât și animalele (zooplancton), care trăiesc în întreaga coloană de apă. Există și amibe, singuratici unicelulari care trăiesc oriunde există apă.