قصة عن الموائل المائية. الخصائص البيئية للموائل المائية

الخصائص العامة.يحتل الغلاف المائي كبيئة معيشية مائية حوالي 71٪ من المساحة و1/800 من حجم الكرة الأرضية. وتتركز الكمية الرئيسية من المياه، أكثر من 94٪، في البحار والمحيطات (الشكل 5.2).

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

وفي المياه العذبة للأنهار والبحيرات لا تتجاوز كمية المياه 0.016% من إجمالي حجم المياه العذبة.

في المحيط مع البحار المكونة له، يتم التمييز في المقام الأول بين منطقتين بيئيتين: العمود المائي - سطحيةوالقاع - benthal.اعتمادا على العمق، يتم تقسيم Benthal إلى المنطقة تحت الساحلية -مساحة الانخفاض التدريجي للأرض إلى عمق 200 م، باثيال -منطقة منحدر حاد و منطقة سحيقة -قاع المحيط بمتوسط ​​عمق 3-6 كم. وتسمى المناطق القاعية العميقة المقابلة لمنخفضات قاع المحيط (6-10 كم). السحيقة للغاية.تسمى حافة الشاطئ التي تغمرها المياه أثناء المد العالي ساحلييُطلق على جزء الساحل فوق مستوى المد والمبلل برذاذ الأمواج اسم فوق الساحلي.

تنقسم المياه المفتوحة للمحيط العالمي أيضًا إلى مناطق رأسية تتوافق مع المناطق القاعية: فوق سطح البحر، تحت سطح البحر، عميق في أعماق البحار(الشكل 5.3).

أرز. 5.3. التقسيم البيئي العمودي للمحيط

(وفقًا لـ إن إف رايمرز، 1990)

في البيئة المائيةيوجد ما يقرب من 150000 نوع حيواني، أو حوالي 7% من المجموع (الشكل 5.4) و10000 نوع نباتي (8%).

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن ممثلي معظم مجموعات النباتات والحيوانات ظلوا في البيئة المائية ("مهدهم")، لكن عدد أنواعهم أقل بكثير من الأنواع الأرضية. ومن هنا الاستنتاج - لقد حدث التطور على الأرض بشكل أسرع بكثير.

تتميز البحار والمحيطات في المناطق الاستوائية والاستوائية، وفي المقام الأول المحيط الهادئ والمحيط الأطلسي، بتنوع وثراء النباتات والحيوانات. إلى الشمال والجنوب من هذه الأحزمة تركيبة عالية الجودةينضب تدريجيا. على سبيل المثال، يوجد في منطقة أرخبيل شرق الهند ما لا يقل عن 40 ألف نوع من الحيوانات، بينما يوجد في بحر لابتيف 400 نوع فقط. وتتركز الجزء الأكبر من الكائنات الحية في المحيط العالمي في منطقة صغيرة نسبيا سواحل البحر المنطقة المعتدلةوبين أشجار المانغروف في البلدان الاستوائية.

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

أرز. 5.4. توزيع الفئات الرئيسية للحيوانات حسب البيئة

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

ملحوظةتعيش الحيوانات الموضوعة تحت الخط المتموج في البحر وفوقه في البيئة الأرضية الجوية

ومن المعروف أنه ليس فقط البيئة المائية تأثير قويعلى سكانها، ولكن أيضًا على المادة الحية للغلاف المائي، التي تؤثر على الموائل، وتعالجها وتشركها في دورة المواد. وقد ثبت أن مياه المحيطات والبحار والأنهار والبحيرات تتحلل ويتم استعادتها في الدورة الحيوية على مدى 2 مليون سنة، أي أنها كلها مرت بالمادة الحية على الأرض أكثر من ألف مرة.

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

السمة المميزة للبيئة المائية هي إمكانية التنقل،خاصة في الجداول والأنهار المتدفقة والسريعة التدفق. تشهد البحار والمحيطات مدًا وجزرًا وتيارات قوية وعواصف. في البحيرات تتحرك المياه تحت تأثير درجة الحرارة والرياح.

المجموعات البيئية من hydrobionts.سمك الماء، أو سطحية(أعالي البحار – البحر) تسكنها كائنات سطحية لها القدرة على السباحة أو البقاء في طبقات معينة (شكل 5.5).

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

وفي هذا الصدد تنقسم هذه الكائنات إلى مجموعتين: السوابحو العوالق.المجموعة البيئية الثالثة - القاعيات -تشكل سكان القاع.

السوابح(nektos - العائمة) عبارة عن مجموعة من الحيوانات السطحية التي تتحرك بنشاط والتي ليس لها اتصال مباشر بالقاع. هذه حيوانات كبيرة بشكل أساسي قادرة على التغلب على المسافات الطويلة والتيارات المائية القوية. لديهم شكل جسم انسيابي وأعضاء حركة متطورة. تشمل الكائنات الحية النموذجية الأسماك والحبار والحيتان وذوات الأقدام. بالإضافة إلى الأسماك، يشمل Nekton في المياه العذبة البرمائيات والحشرات المتحركة بنشاط. كثير أسماك البحريمكن أن يتحرك في العمود المائي بسرعة هائلة: تصل إلى 45-50 كم/ساعة - الحبار (Oegophside)، 100-150 كم/ساعة - سمكة أبو شراع (Jstiopharidae)، و130 كم/ساعة - سمك أبو سيف (Xiphias glabius).

العوالق(العوالق - المتجولة والمرتفعة) هي مجموعة من الكائنات البحرية التي ليس لديها القدرة على الحركات النشطة السريعة. كقاعدة عامة، هذه حيوانات صغيرة - العوالق الحيوانيةوالنباتات - العوالق النباتية,الذي لا يستطيع مقاومة التيارات. وتشمل العوالق أيضًا يرقات العديد من الحيوانات "العائمة" في عمود الماء. توجد الكائنات العوالق على سطح الماء وفي العمق وفي الطبقة السفلية.

الكائنات الحية الموجودة على سطح الماء تشكل مجموعة خاصة - نيوستون.يعتمد تكوين نيوستون أيضًا على مرحلة نمو عدد من الكائنات الحية. بعد مرورها بمرحلة اليرقات والنمو، تترك الطبقة السطحية التي كانت بمثابة ملجأ لها وتنتقل للعيش في القاع أو في الطبقات الأساسية والأعمق. وتشمل هذه يرقات عشاري الأرجل، والبرنقيل، ومجدافيات الأرجل، وبطنيات الأقدام، وذوات الصدفتين، وشوكيات الجلد، وعديدات الأشواك، والأسماك، وما إلى ذلك.

تسمى نفس الكائنات الحية التي يكون جزء من جسمها فوق سطح الماء والآخر في الماء بلايستون.وتشمل هذه الطحلب البطي (Lemma)، والسيفونوفور (Siphonophora)، وما إلى ذلك.

تلعب العوالق النباتية دورًا مهمًا في حياة المسطحات المائية، فهي المنتج الرئيسي للمواد العضوية. تشتمل العوالق النباتية في المقام الأول على الدياتومات (Diatomeae) والطحالب الخضراء (Chlorophyta)، وسوطيات النباتات (Phytomastigina)، وperidineae (Peridineae)، وcoccolithophorids (Coccolitophoridae). ليس فقط الطحالب الخضراء منتشرة على نطاق واسع في المياه العذبة، ولكن أيضًا الطحالب الخضراء المزرقة (Cyanophyta).

يمكن العثور على العوالق الحيوانية والبكتيريا في أعماق مختلفة. في المياه العذبة، تسبح بشكل سيء في الغالب، والقشريات الكبيرة نسبيًا (Daphnia، Cyclopoidea، Ostrocoda)، والعديد من الدوارات (Rotatoria) والطفيليات شائعة.

تهيمن القشريات الصغيرة على العوالق الحيوانية البحرية (مجدافيات الأرجل، ومزدوجات الأرجل، ويوفاوسياسيا) والطفيليات (المنخربات، والراديولاريا، والتينتينويديا). وتشمل الممثلين الكبار الرخويات ذات الأقدام المجنحة (Pteropoda)، وقنديل البحر (Scyphozoa)، ومشطيات السباحة (Ctenophora)، والملح (Salpae)، وبعض الديدان (Aleiopidae، Tomopteridae).

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

الشكل 5.6. مخطط الاتجاهات الرئيسية لتبادل الطاقة والمادة في المحيط

بينثوس(benthos - العمق) هي مجموعة من الكائنات الحية التي تعيش في قاع (على الأرض وفي باطن الأرض) من الخزانات. وهي مقسمة الى Zoobenthosو فيتوبينثوس.يتم تمثيلها في الغالب بحيوانات ملتصقة أو تتحرك ببطء أو تختبئ. وتتكون في المياه الضحلة من كائنات حية تقوم بتركيب المادة العضوية (المنتجة)، وتستهلكها (المستهلكة)، وتدمرها (المتحللة). في الأعماق حيث لا يوجد ضوء، لا يوجد فيتوبينثوس (المنتجون). تهيمن المنخربات، والإسفنج، والتجويفات المعوية، والديدان، وذراعيات الأرجل، والرخويات، والأسيديون، والأسماك، وما إلى ذلك على حيوانات القاع البحرية. أما الأشكال القاعية فهي أكثر عددًا في المياه الضحلة. يمكن أن يصل إجمالي الكتلة الحيوية هنا إلى عشرات الكيلوجرامات لكل متر مربع.

تشتمل الكائنات القاعية النباتية في البحار بشكل أساسي على الطحالب (الدياتومات والأخضر والبني والأحمر) والبكتيريا. على طول السواحل توجد نباتات مزهرة - Zostera، Ruppia، Phyllospadix. المناطق الصخرية والصخرية في القاع هي الأكثر ثراءً بالنباتات النباتية.

في البحيرات، كما في البحار، هناك العوالق، نيكتونو القاعيات.

ومع ذلك، في البحيرات وغيرها من المسطحات المائية العذبة، يوجد عدد أقل من حيوانات القاع مقارنة بالبحار والمحيطات، وتكوين الأنواع موحد. هذه هي بشكل رئيسي البروتوزوا والإسفنج والديدان الهدبية والديدان قليلة الأشواك والعلق والرخويات ويرقات الحشرات وما إلى ذلك.

وتمثل فيتوبينثوس المياه العذبة البكتيريا والدياتومات والطحالب الخضراء. وتقع النباتات الساحلية من الشاطئ إلى الداخل في أحزمة محددة بوضوح. الحزام الأول -النباتات شبه المغمورة (القصب، الكاتيل، البردي والقصب)؛ الحزام الثاني -نباتات مغمورة ذات أوراق عائمة (زنابق الماء، كبسولات البيض، زنابق الماء، طحالب البط). في الحزام الثالثتسود النباتات - الأعشاب البحرية، Elodea، وما إلى ذلك (الشكل 5.7).

أرز. 5.7. نباتات الجذور السفلية (أ):

1 - الكاتيل. 2- نبتة الاندفاع. 3 - رأس السهم. 4 - زنبق الماء. 5، 6 - البركة. 7 - هارا. الطحالب الحرة العائمة (ب): 8، 9 - خيطية خضراء؛ 10-13 - أخضر؛ 14-17 - الدياتومات. 18-20 - الأزرق والأخضر

تنقسم النباتات المائية حسب نمط حياتها إلى مجموعتين بيئيتين رئيسيتين: النباتات المائية -النباتات المغمورة في الماء فقط مع الجزء السفلي منها وعادة ما تكون جذرها في الأرض، و الفطريات المائية -نباتات مغمورة بالكامل في الماء وأحياناً تطفو على السطح أو لها أوراق عائمة.

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

نظام درجة الحرارة.وهو يختلف في الماء، أولاً، بتدفق أقل للحرارة، وثانياً، باستقرار أكبر منه على الأرض. ينعكس جزء من الطاقة الحرارية التي تصل إلى سطح الماء، بينما ينفق جزء منها على التبخر. إن تبخر الماء من سطح الخزانات، والذي يستهلك حوالي 2263×8 جول/جم، يمنع ارتفاع درجة حرارة الطبقات السفلية، كما أن تكوين الجليد، الذي يطلق حرارة الانصهار (333.48 جول/جم)، يبطئ تبريدها.

التغيرات في درجات الحرارة في المياه المتدفقة تتبع تغيراتها في الهواء المحيط، والتي تختلف في السعة الأصغر.

في البحيرات والبرك ذات خطوط العرض المعتدلة، يتم تحديد النظام الحراري من خلال ظاهرة فيزيائية معروفة - كثافة الماء القصوى عند 4 درجات مئوية. وينقسم الماء فيها بشكل واضح إلى ثلاث طبقات: العلوي - إبيليمنيون,التي تعاني درجة حرارتها من تقلبات موسمية حادة؛ طبقة انتقالية لدرجة الحرارة، -الميتاليمنيون،حيث يتم الاحتفال انخفاض حاددرجات الحرارة؛ أعماق البحار (القاع) - Hypolimnionوصولاً إلى القاع حيث تكون درجة الحرارة طوال العام التغييراتتافهة.

في الصيف، توجد طبقات المياه الأكثر دفئًا على السطح، بينما تقع أبردها في الأسفل. هذا النوعيسمى توزيع درجات الحرارة طبقة تلو الأخرى في الخزان التقسيم الطبقي المباشروفي الشتاء، مع انخفاض درجات الحرارة، التقسيم الطبقي العكسي.تبلغ درجة حرارة الطبقة السطحية من الماء حوالي 0 درجة مئوية. تبلغ درجة الحرارة في الأسفل حوالي 4 درجات مئوية، وهو ما يتوافق مع كثافته القصوى. وهكذا ترتفع درجة الحرارة مع العمق. وتسمى هذه الظاهرة انقسام درجة الحرارة.يتم ملاحظته في معظم بحيراتنا في الصيف والشتاء. ونتيجة لذلك، ينتهك الدوران العمودي، ويتشكل التقسيم الطبقي لكثافة المياه، وتبدأ فترة من الركود المؤقت - ركود(الشكل 5.8).

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

في الخريف، تبرد المياه السطحية مرة أخرى إلى 4 درجات مئوية وتغوص إلى القاع، مما يسبب اختلاطًا ثانيًا للكتل خلال العام مع معادلة درجة الحرارة، أي بداية تجانس الحرارة في الخريف.

يوجد في البيئة البحرية أيضًا طبقات حرارية يحددها العمق. تحتوي المحيطات على الطبقات التالية سطح- تتعرض المياه لتأثير الرياح، وقياساً على الغلاف الجوي تسمى هذه الطبقة التروبوسفيرأو البحر الغلاف الحراري.لوحظت هنا تقلبات يومية في درجة حرارة الماء حتى عمق 50 مترًا تقريبًا، كما لوحظت تقلبات موسمية أعمق. يصل سمك الغلاف الحراري إلى 400 متر. متوسط ​​-يمثل خط حراري ثابت.درجة الحرارة فيه بحار مختلفةوتنخفض درجة حرارة المحيطات إلى 1-3 درجات مئوية. يمتد إلى عمق حوالي 1500 م. بحر عميق -وتتميز بدرجة حرارة موحدة تبلغ حوالي 1-3 درجات مئوية، باستثناء المناطق القطبية حيث تقترب درجة الحرارة من 0 درجة مئوية.

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

أرز. 5.8. التقسيم الطبقي واختلاط المياه في البحيرة

(بعد إي. غونتر وآخرون، 1982)

تتميز الطبقات العميقة من الماء بثبات درجة الحرارة. في المياه الاستوائية متوسط ​​درجة الحرارة السنويةتبلغ درجة الحرارة في الطبقات السطحية 26-27 درجة مئوية، وفي الطبقات القطبية حوالي 0 درجة مئوية وأدناه. الاستثناء هو الينابيع الحرارية، حيث تصل درجة حرارة الطبقة السطحية إلى 85-93 درجة مئوية.

في الماء كبيئة معيشية، من ناحية، هناك تنوع كبير إلى حد ما في ظروف درجة الحرارة، ومن ناحية أخرى، هناك سمات ديناميكية حرارية للبيئة المائية، مثل السعة الحرارية العالية النوعية، والتوصيل الحراري العالي والتمدد أثناء التجميد (في هذه الحالة، يتشكل الجليد فقط في الأعلى، والأهم من ذلك أن عمود الماء لا يتجمد)، مما يخلق ظروفًا مواتية للكائنات الحية.

وبالتالي، بالنسبة لفصل الشتاء من النباتات المائية المعمرة في الأنهار والبحيرات، فإن التوزيع الرأسي لدرجات الحرارة تحت الجليد له أهمية كبيرة. يقع الماء الأكثر كثافة والأقل برودة مع درجة حرارة 4 درجات مئوية في الطبقة السفلية، حيث تغرق براعم الشتاء (turions) من نباتات الزهقرنة، ونبات المثانة، والنبتة المائية، وما إلى ذلك (الشكل 5.9)، وكذلك النباتات الورقية الكاملة، مثل الطحلب البطي وelodea.

أرز. 5.9. ألوان مائية (Hydrocharias morsus ranae) في الخريف.

تظهر براعم الشتاء، وتغرق في القاع

(من تي كيه جورشينويا، 1979)

وقد ثبت أن الغمر يرتبط بتراكم النشا ووزن النباتات. بحلول الربيع، يتحول النشا إلى سكريات ودهون قابلة للذوبان، مما يجعل البراعم أخف وزنا ويسمح لها بالطفو.

تتكيف الكائنات الحية الموجودة في المسطحات المائية ذات خطوط العرض المعتدلة بشكل جيد مع الحركات العمودية الموسمية لطبقات المياه، وتجانس الحرارة في الربيع والخريف، والركود في الصيف والشتاء. نظرًا لأن نظام درجة حرارة المسطحات المائية يتميز باستقرار كبير، فإن تضيق الحرارة شائع بين الكائنات المائية إلى حد أكبر منه بين الكائنات الأرضية.

توجد الأنواع الحرارية بشكل رئيسي في الخزانات القارية الضحلة وفي المنطقة الساحلية للبحار ذات خطوط العرض العالية والمعتدلة، حيث تكون التقلبات اليومية والموسمية كبيرة.

كثافة الماء.يختلف الماء عن الهواء بكونه أكثر كثافة. وفي هذا الصدد، فهو أعلى من الهواء بـ 800 مرة. كثافة الماء المقطر عند درجة حرارة 4 درجات مئوية هي 1 جم/سم3. كثافة المياه الطبيعيةقد تحتوي على أملاح مذابة أكثر: حتى 1.35 جم/سم3. في المتوسط، في عمود الماء، لكل 10 أمتار من العمق، يزداد الضغط بمقدار جو واحد. تنعكس الكثافة العالية للمياه في بنية جسم النباتات المائية. وبالتالي، إذا كانت الأنسجة الميكانيكية في النباتات الأرضية متطورة بشكل جيد، مما يضمن قوة الجذوع والسيقان، فإن ترتيب الأنسجة الميكانيكية والموصلة على طول محيط الجذع يخلق بنية "أنبوبية" مقاومة جيدًا للالتواءات والانحناءات، ثم في يتم تقليل الأنسجة الميكانيكية بشكل كبير، حيث أن النباتات مدعومة بنفسها بالماء. غالبًا ما تتركز العناصر الميكانيكية والحزم الموصلة في وسط الساق أو سويقات الأوراق، مما يمنحها القدرة على الانحناء بحركات الماء.

تتمتع النباتات المائية المغمورة بقابلية طفو جيدة يتم إنشاؤها بواسطة أجهزة خاصة (الأكياس الهوائية والتورمات). وهكذا فإن أوراق الضفدع تقع على سطح الماء وتحت كل ورقة توجد فقاعة عائمة مملوءة بالهواء. مثل سترة النجاة الصغيرة، تسمح الفقاعة للورقة بالطفو على سطح الماء. تعمل غرف الهواء الموجودة في الجذع على إبقاء النبات في وضع مستقيم وتوصيل الأكسجين إلى الجذور.

ويزداد الطفو أيضًا مع زيادة مساحة سطح الجسم. وهذا واضح للعيان في الطحالب العوالق المجهرية. تساعدهم النواتج المختلفة للجسم على "الطفو" بحرية في عمود الماء.

يتم توزيع الكائنات الحية في البيئة المائية في جميع أنحاء سمكها. على سبيل المثال، في المنخفضات المحيطية، توجد الحيوانات على أعماق تزيد عن 10000 متر وتتحمل الضغط من عدة إلى مئات من الأجواء. وبالتالي، فإن سكان المياه العذبة (خنافس الغوص، النعال، Suvoikas، إلخ) يمكنهم تحمل ما يصل إلى 600 أجواء في التجارب. تعيش Holothurians من جنس Elpidia والديدان Priapulus caudatus من المنطقة الساحلية إلى المنطقة السحيقة للغاية. وفي الوقت نفسه، تجدر الإشارة إلى أن العديد من سكان البحار والمحيطات هم ضيقو الأفق نسبيا ويقتصرون على أعماق معينة. وهذا ينطبق في المقام الأول على الأنواع الضحلة والعميقة. إنهم يعيشون فقط في المنطقة الساحلية سعفةالدودة الرملية الأرينيكولا والرخويات - البطلينوس (الرضفة). على أعماق كبيرةعند ضغط لا يقل عن 400-500 ضغط جوي، يتم صيد الأسماك من مجموعة الصيادين ورأسيات الأرجل والقشريات، نجوم البحر، بوجونوفورا وآخرون.

تسمح كثافة الماء للكائنات الحيوانية بالاعتماد عليه، وهو أمر مهم بشكل خاص للأشكال غير الهيكلية. دعم الوسط بمثابة شرط للطفو في الماء. إن العديد من الكائنات المائية تتكيف مع طريقة الحياة هذه.

وضع الضوء.على الكائنات المائيةنظام الضوء وشفافية المياه لهما تأثير كبير. تضعف شدة الضوء في الماء إلى حد كبير (الشكل 5.10)، حيث ينعكس جزء من الإشعاع الساقط من سطح الماء، بينما يتم امتصاص الجزء الآخر بسمكه. ويرتبط توهين الضوء بشفافية الماء. في المحيطات، على سبيل المثال، مع شفافية كبيرة، لا يزال حوالي 1٪ من الإشعاع يسقط على عمق 140 مترًا، وفي البحيرات الصغيرة ذات المياه المغلقة إلى حد ما، بالفعل على عمق 2 متر، لا يتجاوز أعشار النسبة المئوية.

أرز. 5.10. الإضاءة في الماء خلال النهار.

خزان تسيمليانسك (بحسب أ. أ. بوتابوف،

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

نظرًا لأن أشعة أجزاء مختلفة من الطيف الشمسي يتم امتصاصها بشكل مختلف عن طريق الماء، فإن التركيب الطيفي للضوء يتغير أيضًا مع العمق، وتضعف الأشعة الحمراء. تخترق الأشعة الزرقاء والخضراء أعماقًا كبيرة. الشفق في المحيط، الذي يتكاثف بعمق، يكون أولًا باللون الأخضر، ثم الأزرق، والنيلي، والأزرق البنفسجي، ثم يفسح المجال لاحقًا للظلام المستمر. وبناء على ذلك فإن الكائنات الحية تحل محل بعضها البعض بالعمق.

وبالتالي، فإن النباتات التي تعيش على سطح الماء لا تعاني من نقص الضوء، في حين تصنف النباتات المغمورة وخاصة في أعماق البحار على أنها "نباتات الظل". عليهم أن يتكيفوا ليس فقط مع قلة الضوء، ولكن أيضًا مع التغيرات في تركيبته عن طريق إنتاج أصباغ إضافية. ويمكن ملاحظة ذلك في نمط التلوين المعروف في الطحالب التي تعيش على أعماق مختلفة. في مناطق المياه الضحلة، حيث لا تزال النباتات قادرة على الوصول إلى الأشعة الحمراء، والتي يمتصها الكلوروفيل إلى أقصى حد، تميل الطحالب الخضراء إلى الهيمنة. في المناطق العميقة توجد طحالب بنية تحتوي، بالإضافة إلى الكلوروفيل، على أصباغ بنية من فيكافيين وفوكوكسانثين وما إلى ذلك. وتعيش الطحالب الحمراء التي تحتوي على صبغة فيكوإيريترين بشكل أعمق. القدرة على الالتقاط واضحة هنا. أشعة الشمسمع أطوال مختلفةأمواج. وتسمى هذه الظاهرة التكيف اللوني.

تتمتع الأنواع التي تعيش في أعماق البحار بعدد من السمات الفيزيائية المميزة لنباتات الظل. من بينها، تجدر الإشارة إلى انخفاض نقطة التعويض عن عملية التمثيل الضوئي (30-100 لوكس)، "طبيعة الظل" لمنحنى ضوء عملية التمثيل الضوئي مع هضبة منخفضة التشبع؛ الطحالب، على سبيل المثال، لديها كروماتوفورز كبيرة. أما بالنسبة للأشكال السطحية والعائمة فإن هذه المنحنيات تكون من النوع "الأخف".

لاستخدام الضوء الضعيف في عملية التمثيل الضوئي، مطلوب زيادة مساحة الأعضاء الاستيعابية. وهكذا، يشكل رأس السهم (Sagittaria sagittifolia) أوراقًا ذات أشكال مختلفة عند نموه على الأرض وفي الماء.

يرمز البرنامج الوراثي إلى إمكانية التطور في كلا الاتجاهين. إن "آلية الزناد" لتطور الأشكال "المائية" من الأوراق هي التظليل، وليس التأثير المباشر للماء.

في كثير من الأحيان، يتم تشريح أوراق النباتات المائية، المغمورة في الماء، بقوة إلى فصوص ضيقة تشبه الخيوط، كما هو الحال، على سبيل المثال، في البوق، أوروتي، المثانة، أو تحتوي على لوحة شفافة رقيقة - أوراق تحت الماء من كبسولات البيض، زنابق الماء، الأوراق من الطحالب المغمورة.

تعتبر هذه السمات أيضًا من سمات الطحالب، مثل الطحالب الخيطية، والثالي المشرحة من Characeae، والثالي الرقيقة الشفافة للعديد من الأنواع التي تعيش في أعماق البحار. وهذا يجعل من الممكن للنباتات المائية زيادة نسبة مساحة الجسم إلى الحجم، وبالتالي تطوير مساحة سطح أكبر بتكلفة منخفضة نسبيًا من الكتلة العضوية.

في النباتات المغمورة جزئيا في الماء حب مغاير,أي الفرق في بنية الأوراق الموجودة فوق الماء وتحت الماء لنفس النبات: وهذا واضح للعيان في الحوذان المائي (الشكل 5.11). تتميز الأوراق الموجودة فوق الماء بسمات مشتركة مع أوراق النباتات الموجودة فوق الأرض (ظهرانية مركزية) الهيكل والأنسجة الغشائية المتطورة وأجهزة الثغور) تحت الماء - شفرات الأوراق الرفيعة جدًا أو المشرحة. ولوحظ أيضًا التغاير في زنابق الماء وكبسولات البيض ورؤوس الأسهم والأنواع الأخرى.

أرز. 5.11. متغاير في الحوذان المائية

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

الأوراق: 1 - فوق الماء. 2- تحت الماء

مثال توضيحي هو ذبابة القمص (Simn latifolium)، حيث يمكنك رؤية عدة أشكال من الأوراق على جذعها، مما يعكس جميع التحولات من الأرضية النموذجية إلى المائية النموذجية.

يؤثر عمق البيئة المائية أيضًا على الحيوانات ولونها وتكوين الأنواع وما إلى ذلك. على سبيل المثال، في النظام البيئي للبحيرة، تتركز الحياة الرئيسية في طبقة الماء، حيث تخترق كمية الضوء الكافية لعملية التمثيل الضوئي. ويسمى الحد الأدنى لهذه الطبقة بمستوى التعويض. وفوق هذا العمق، تطلق النباتات كمية من الأكسجين أكثر مما تستهلك، ويمكن للكائنات الحية الأخرى استخدام الأكسجين الزائد. تحت هذا العمق، لا يمكن لعملية التمثيل الضوئي أن توفر التنفس؛ لذلك، يتوفر الأكسجين فقط للكائنات الحية، والذي يأتي مع الماء من الطبقات السطحية للبحيرة.

تعيش الحيوانات ذات الألوان الزاهية والمتنوعة في طبقات سطحية فاتحة من الماء، في حين أن الأنواع التي تعيش في أعماق البحار عادة ما تكون خالية من الأصباغ. في منطقة الشفق بالمحيط، تعيش الحيوانات الملونة بظل محمر، مما يساعدها على الاختباء من الأعداء، حيث ينظر إلى اللون الأحمر في الأشعة الزرقاء البنفسجية على أنه أسود. اللون الأحمر هو سمة من سمات حيوانات منطقة الشفق مثل القاروص والمرجان الأحمر والقشريات المختلفة وما إلى ذلك.

يكون امتصاص الضوء في الماء أقوى، وكلما قلت شفافيته، وذلك بسبب وجود الجزيئات المعدنية (الطين، الطمي) فيه. تتناقص شفافية المياه أيضًا مع النمو السريع للنباتات المائية فترة الصيفأو أثناء التكاثر الجماعي للكائنات الصغيرة العالقة في الطبقات السطحية. تتميز الشفافية بالعمق الشديد، حيث لا يزال قرص Secchi منخفضًا بشكل خاص (قرص أبيض يبلغ قطره 20 سم) مرئيًا. وفي بحر سارجاسو (أصفى المياه)، يمكن رؤية قرص سيتشي على عمق 66.5 مترًا، في المحيط الهادي- ما يصل إلى 59، باللغة الهندية - ما يصل إلى 50، في البحار الضحلة- ما يصل إلى 5-15 م ولا تتجاوز شفافية الأنهار 1-1.5 م وفي نهري آسيا الوسطى أمو داريا وسير داريا - عدة سنتيمترات. ومن ثم فإن حدود مناطق التمثيل الضوئي تختلف اختلافا كبيرا في المسطحات المائية المختلفة. في المياه النظيفة، تصل منطقة التمثيل الضوئي، أو المنطقة الضوئية، إلى عمق لا يزيد عن 200 متر، وتمتد منطقة الشفق (ديسفوتيك) إلى 1000-1500 متر، وأعمق في المنطقة الضوئية، ولا يخترق ضوء الشمس على الإطلاق.

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

نظام الملح.تلعب ملوحة الماء أو النظام الملحي دورًا مهمًا في حياة الكائنات المائية. يتشكل التركيب الكيميائي للمياه تحت تأثير الظروف التاريخية والجيولوجية الطبيعية، فضلاً عن التأثير البشري. يحدد محتوى المركبات الكيميائية (الأملاح) في الماء نسبة ملوحته ويتم التعبير عنها بالجرام لكل لتر أو بالجرام. لكل ميل(درجة / التطوير التنظيمي). وفقًا للتمعدن العام، يمكن تقسيم المياه إلى عذبة بمحتوى مالح يصل إلى 1 جم/لتر، وملوحة (1-25 جم/لتر)، وملوحة بحرية (26-50 جم/لتر)، ومياه مالحة (أكثر من 50 جم). جم / لتر). وأهم المواد المذابة في الماء هي الكربونات والكبريتات والكلوريدات (الجدول 5.1).

الجدول 5.1

تكوين الأملاح الأساسية في الخزانات المختلفة (وفقًا لـ R. Dazho، 1975)

من بين المياه العذبة، هناك العديد من المياه النقية تقريبًا، ولكن هناك أيضًا العديد منها تحتوي على ما يصل إلى 0.5 جرام من المواد الذائبة لكل لتر. يتم ترتيب الكاتيونات حسب محتواها في المياه العذبة على النحو التالي: الكالسيوم - 64٪، المغنيسيوم - 17٪، الصوديوم - 16٪، البوتاسيوم - 3٪. هذه هي القيم المتوسطة، وفي كل حالة محددة، من الممكن حدوث تقلبات كبيرة في بعض الأحيان.

عنصر مهم في المياه العذبة هو محتوى الكالسيوم. قد يكون الكالسيوم بمثابة عامل مقيد. هناك المياه "العذبة" قليلة الكالسيوم (أقل من 9 ملجم لكل 1 لتر)، والمياه "العسرة" التي تحتوي على كميات كبيرة من الكالسيوم (أكثر من 25 ملجم لكل 1 لتر).

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

غالبية الحياة المائية poikilosmotic.يعتمد الضغط الأسموزي في أجسامهم على الملوحة بيئة. تعيش حيوانات ونباتات المياه العذبة في بيئات يكون فيها تركيز المواد الذائبة أقل منه في سوائل الجسم وأنسجته. نظرا للاختلاف في الضغط الأسموزي خارج وداخل الجسم، يخترق الماء باستمرار الجسم، ونتيجة لذلك تضطر الكائنات المائية في المياه العذبة إلى إزالته بشكل مكثف. لديهم عمليات تنظيم التناضح معبر عنها بشكل جيد. يتم تحقيق ذلك في الأوليات من خلال عمل فجوات الإخراج، في الكائنات متعددة الخلايا - عن طريق إزالة الماء من خلال نظام الإخراج. تفرز بعض الشركات العملاقة كمية من الماء تساوي حجم جسمها كل 2-2.5 دقيقة.

مع زيادة الملوحة يتباطأ عمل الفجوات، وعند تركيز ملح 17.5% يتوقف عن العمل، لأن اختلاف الضغط الاسموزي بين الخلايا والخلايا. بيئة خارجيةيختفي.

تركيز الأملاح في سوائل وأنسجة الجسم الكثيرة الكائنات البحريةمتساوي التوتر لتركيز الأملاح الذائبة في المياه المحيطة. وفي هذا الصدد، فإن وظائفها التنظيمية التناضحية أقل تطوراً مما هي عليه في حيوانات المياه العذبة. يعد التنظيم التناضحي أحد الأسباب وراء فشل العديد من النباتات والحيوانات البحرية في ملء المسطحات المائية العذبة وتبين أنها من الكائنات البحرية النموذجية: الجوفيات (Coelenterata)، شوكيات الجلد (Echinodermata)، الإسفنج (Spongia)، الغلالات (Tunicata)، pogonophora (Pogonophora). ) . ومن ناحية أخرى، لا تعيش الحشرات عمليا في البحار والمحيطات، في حين أن أحواض المياه العذبة مأهولة بكثرة بها. عادةً لا تتحمل الكائنات البحرية وكائنات المياه العذبة عادةً تغيرات كبيرة في الملوحة وهي كذلك ستينوهالين. يوريهالينلا يوجد الكثير من الكائنات الحية، وخاصة الحيوانات، من المياه العذبة والأصل البحري. وهي توجد، غالبا بكميات كبيرة، في المياه قليلة الملوحة. وهي مثل الدنيس (Abramis brama)، وسمك الكراكي في المياه العذبة (Stizostedion lucioperca)، والبايك (Ezox lucios)، ومن البحر - عائلة البوري (Mugilidae).

موطن النباتات في البيئة المائية، بالإضافة إلى الميزات المذكورة أعلاه، يترك بصمة على جوانب الحياة الأخرى، وخاصة على نظام المياهفي النباتات المحاطة بالمياه فعليًا. مثل هذه النباتات لا تحتوي على نتح، وبالتالي لا يوجد "محرك علوي" يحافظ على تدفق المياه في النبات. وفي الوقت نفسه، يوجد التيار الذي يوصل العناصر الغذائية إلى الأنسجة (على الرغم من أنه أضعف بكثير من النباتات البرية)، مع تردد يومي محدد بوضوح: أكثر خلال النهار، غائب في الليل. يعود الدور النشط في صيانته إلى ضغط الجذر (في الأنواع المرتبطة) ونشاط الخلايا الخاصة التي تفرز الماء - ثغور الماء أو الهيداثودات.

في المياه العذبة، تكون النباتات المثبتة في قاع الخزان شائعة. غالبًا ما يقع سطح التمثيل الضوئي فوق الماء. وتشمل هذه القصب (Scirpus)، وزنابق الماء (Nymphaea)، وكبسولات البيض (Nyphar)، والكاتيل (Typha)، ورأس السهم (Sagittaria). وفي حالات أخرى، تكون أعضاء التمثيل الضوئي مغمورة في الماء. هذه هي البركة (Potamogeton)، Urut (Myriophyllum)، Elodea (Elodea). الأنواع المختارةنباتات المياه العذبة الأعلى لا جذور لها وتطفو بحرية أو تنمو فوق أجسام تحت الماء مثل الطحالب الملتصقة بالأرض.

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

الأكسجينللبيئة المائية - الأهم العامل البيئي. يدخل الماء من الهواء ويتم إطلاقه بواسطة النباتات أثناء عملية التمثيل الضوئي. إن معامل انتشار الأكسجين في الماء أقل بنحو 320 ألف مرة من الهواء، ويبلغ محتواه الإجمالي في الطبقات العليا من الماء 6-8 مل / لتر، أو أقل 21 مرة من الغلاف الجوي. يتناسب محتوى الأكسجين في الماء عكسيا مع درجة الحرارة. مع زيادة درجة حرارة الماء وملوحته، ينخفض ​​تركيز الأكسجين فيه. في الطبقات المكتظة بالحيوانات والبكتيريا، قد يحدث نقص الأكسجين بسبب زيادة استهلاك الأكسجين. وهكذا، في المحيط العالمي، تتميز الأعماق الغنية بالحياة من 50 إلى 1000 متر بتدهور حاد في التهوية. وهو أقل بـ 7-10 مرات من المياه السطحية التي تسكنها العوالق النباتية. يمكن أن تكون الظروف القريبة من قاع الخزانات قريبة من اللاهوائية.

مع الركود في المسطحات المائية الصغيرة، يتم استنفاد الماء بشكل حاد من الأكسجين. يمكن أن يحدث نقصه أيضًا في الشتاء تحت الجليد. عند تركيز أقل من 0.3-3.5 مل/لتر، تصبح حياة الكائنات الهوائية في الماء مستحيلة. تبين أن محتوى الأكسجين في ظل ظروف الخزان هو عامل محدد (الجدول 5.2).

الجدول 5.2

متطلبات الأكسجين لأنواع مختلفة من أسماك المياه العذبة

يوجد بين الكائنات المائية عدد كبير من الأنواع التي يمكنها تحمل التقلبات الواسعة في محتوى الأكسجين في الماء، بالقرب من غيابه. هذه هي ما يسمى com.euryoxybionts.وتشمل هذه الكائنات قليلة الأشواك الموجودة في المياه العذبة (Tubifex tubifex)، وبطنيات الأقدام (Viviparus viviparus). يمكن أن يتحمل الكارب والتنش والكارب الكروشي تشبع الأكسجين المنخفض جدًا للأسماك من الأسماك. ومع ذلك، هناك العديد من الأنواع ستينوكسيبيونت,أي أنها لا يمكن أن توجد إلا بتشبع عالٍ بدرجة كافية من الماء بالأكسجين، على سبيل المثال، تراوت قوس قزح، وتراوت بني، وأسماك، وما إلى ذلك. العديد من أنواع الكائنات الحية قادرة على الوقوع في حالة غير نشطة، ما يسمى نقص الأكسجين,وبالتالي تجربة فترة غير مواتية.

يحدث تنفس الكائنات المائية من خلال سطح الجسم ومن خلال الأعضاء المتخصصة - الخياشيم والرئتين والقصبة الهوائية. في كثير من الأحيان يمكن أن يكون غلاف الجسم بمثابة عضو تنفسي إضافي. في بعض الأنواع، يحدث مزيج من التنفس المائي والهواء، على سبيل المثال، الأسماك الرئوية، والسيفونوفور، والديسكوفانتس، والعديد من الرخويات الرئوية، والقشريات ياماروس لاكوستريس، وما إلى ذلك. عادة ما تحتفظ الحيوانات المائية الثانوية بنوع التنفس الجوي باعتباره أكثر ملاءمة للطاقة، وبالتالي تتطلب الاتصال مع البيئة الجوية. وتشمل هذه الزعانف، والحيتانيات، وخنافس الماء، ويرقات البعوض، وما إلى ذلك.

ثاني أكسيد الكربون.في البيئة المائية، قد تفتقر الكائنات الحية، بالإضافة إلى نقص الضوء والأكسجين، إلى ثاني أكسيد الكربون المتوفر، على سبيل المثال، النباتات اللازمة لعملية التمثيل الضوئي. يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الماء نتيجة لتحلل ثاني أكسيد الكربون الموجود في الهواء، وتنفس الكائنات المائية، وتحلل المخلفات العضوية، وإطلاق الكربونات. ويتراوح محتوى ثاني أكسيد الكربون في الماء بين 0.2-0.5 مل/لتر، أي أكثر بـ 700 مرة مما هو عليه في الغلاف الجوي. يذوب ثاني أكسيد الكربون في الماء أفضل 35 مرة من الأكسجين. تعتبر مياه البحر الخزان الرئيسي لثاني أكسيد الكربون، إذ تحتوي على من 40 إلى 50 سم3 من الغاز في اللتر الواحد بشكل حر أو مقيد، وهو أعلى بـ 150 مرة من تركيزه في الغلاف الجوي.

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

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

Ca(HCO 3) 2 -> CaCO 3 + CO، + H 2 O

تستقر الكربونات ضعيفة الذوبان التي تتشكل في هذه الحالة على سطح الأوراق على شكل قشرة كلسية أو قشرة، وهو ما يمكن رؤيته بوضوح عندما تجف العديد من النباتات المائية.

تركيز أيون الهيدروجين(pH) غالبا ما يؤثر على توزيع الكائنات المائية. تعتبر حمامات المياه العذبة ذات الرقم الهيدروجيني 3.7-4.7 حمضية، و6.95-7.3 محايدة، ودرجة حموضة أعلى من 7.8 - قلوية. في المسطحات المائية العذبة، يتعرض الرقم الهيدروجيني لتقلبات كبيرة، غالبًا خلال النهار. مياه البحر أكثر قلوية ويتغير الرقم الهيدروجيني لها بشكل أقل من المياه العذبة. يتناقص الرقم الهيدروجيني مع العمق.

من النباتات ذات الرقم الهيدروجيني أقل من 7.5، ينمو الجندب (Jsoetes) وعشب الخنزير (Sparganium). في بيئة قلوية (الرقم الهيدروجيني 7.7-8.8)، تكون العديد من أنواع الأعشاب البحرية وelodea شائعة؛ عند الرقم الهيدروجيني 8.4-9، تصل Typha angustifolia إلى تطور قوي. تعمل المياه الحمضية لمستنقعات الخث على تعزيز نمو طحالب الإسفاجنوم.

يمكن لمعظم أسماك المياه العذبة أن تتحمل درجة حموضة تتراوح بين 5 و9. وإذا كانت درجة الحموضة أقل من 5، يحدث موت جماعي للأسماك، وإذا تجاوزت 10، تموت جميع الأسماك والحيوانات الأخرى.

في البحيرات ذات البيئة الحمضية، غالبًا ما توجد يرقات ديبتيران من جنس Chaoborus، وفي المياه الحمضية للمستنقعات، تكون جذور الصدفة (Testaceae) شائعة، والرخويات الخيشومية الصفائحية من جنس Unio غائبة، ونادرًا ما توجد الرخويات الأخرى وجد.

اللدونة البيئية للكائنات الحية في البيئة المائية.الماء هو وسيلة أكثر استقرارا و العوامل غير الحيويةتخضع لتقلبات طفيفة نسبيًا، وبالتالي تتمتع الكائنات المائية بمرونة بيئية أقل مقارنة بالكائنات الأرضية. تعتبر نباتات وحيوانات المياه العذبة أكثر بلاستيكًا من تلك البحرية، نظرًا لأن المياه العذبة كبيئة معيشية أكثر تنوعًا. يتم تقييم اتساع اللدونة البيئية للكائنات المائية ليس فقط ككل من خلال مجموعة معقدة من العوامل (يورو و stenobionticity)، ولكن أيضًا بشكل فردي.

وبالتالي، فقد ثبت أن النباتات والحيوانات الساحلية، على النقيض من سكان المناطق المفتوحة، هي في الأساس كائنات مغذية للحرارة ومشبعة بالحيوية، وذلك بسبب حقيقة أن ظروف درجة الحرارة ونظام الملح بالقرب من الشاطئ متغيرة تمامًا - ارتفاع درجة حرارة الشمس والتبريد المكثف نسبيًا، وتحلية المياه عن طريق تدفق المياه من الجداول والأنهار، خاصة خلال موسم الأمطار، وما إلى ذلك. ومن الأمثلة على ذلك زهرة اللوتس، وهي نوع نموذجي من الأنواع التي تعاني من ضيق الحرارة ولا تنمو إلا في الخزانات الضحلة الدافئة جيدًا. إن سكان الطبقات السطحية، مقارنة بأشكال أعماق البحار، للأسباب المذكورة أعلاه، أكثر متجانسة الحرارة ويوريهالين.

اللدونة البيئية هي منظم مهم لتشتت الكائنات الحية. لقد ثبت أن الكائنات المائية ذات اللدونة البيئية العالية منتشرة على نطاق واسع، على سبيل المثال، Elodea. والمثال المعاكس هو الجمبري المالح (Artemia solina)، الذي يعيش في خزانات صغيرة بمياه مالحة جدًا وهو ممثل نموذجي للستينوهالين ذو مرونة بيئية ضيقة. بالنسبة للعوامل الأخرى، فهي تتمتع بمرونة كبيرة وتوجد في كثير من الأحيان في المسطحات المائية المالحة.

تعتمد اللدونة البيئية على عمر الكائن الحي ومرحلة نموه. على سبيل المثال، فإن بطنيات الأقدام البحرية Littorina، كشخص بالغ، تبقى بدون ماء لفترة طويلة كل يوم أثناء انخفاض المد، لكن يرقاتها تعيش أسلوب حياة العوالق ولا يمكنها تحمل الجفاف.

ملامح تكيف النبات مع البيئة المائية.جنة الماء| لدى Sthenias اختلافات كبيرة عن الكائنات النباتية الأرضية. وهكذا فإن قدرة النباتات المائية على امتصاص الرطوبة والأملاح المعدنية مباشرة من البيئة المحيطة تنعكس على تنظيمها المورفولوجي والفسيولوجي. من سمات النباتات المائية ضعف تطور الأنسجة الموصلة ونظام الجذر. نظام الجذريعمل بشكل أساسي على الارتباط بالطبقة التحتية تحت الماء ولا يؤدي وظائف التغذية المعدنية وإمدادات المياه، كما هو الحال في النباتات الأرضية. تتغذى النباتات المائية على كامل سطح جسمها.

تتيح كثافة الماء الكبيرة للنباتات أن تسكن سمكها بالكامل. النباتات السفلية التي تعيش في طبقات مختلفة وتعيش نمط حياة عائم لها ملحقات خاصة لهذا الغرض تزيد من طفوها وتسمح لها بالبقاء معلقة. تحتوي النباتات المائية العليا على أنسجة ميكانيكية ضعيفة التطور. كيف ينيكما ذكرنا أعلاه، يوجد في أوراقها وسيقانها وجذورها تجاويف بين الخلايا حاملة للهواء تزيد من خفة وطفو الأعضاء المعلقة في الماء وتطفو على السطح، مما يساهم أيضًا في غسل الخلايا الداخلية بالماء مع الأملاح والغازات الذائبة فيه. تتميز النباتات المائية | لديهم سطح ورقي كبير مع حجم إجمالي صغير للنبات، مما يوفر لهم تبادلًا مكثفًا للغازات مع نقص الأكسجين والغازات الأخرى المذابة في الماء.

طور عدد من الكائنات المائية تنوعًا في الأوراق، أو مغاير.وهكذا، في سالفينيا، توفر الأوراق المغمورة التغذية المعدنية، بينما توفر الأوراق العائمة التغذية العضوية.

من السمات المهمة لتكيف النبات مع العيش في الماء | ترجع هذه البيئة أيضًا إلى حقيقة أن الأوراق المغمورة في الماء عادة ما تكون رقيقة جدًا. في كثير من الأحيان، يوجد الكلوروفيل الموجود فيها في خلايا البشرة، مما يساعد على زيادة كثافة عملية التمثيل الضوئي في الإضاءة المنخفضة. يتم التعبير عن هذه السمات التشريحية والمورفولوجية بشكل واضح في الطحالب المائية (Riccia، Fontinalis)، Vallisneria Spiralis، والأعشاب البركية (Potamageton).

الحماية من ترشيح أو ترشيح الأملاح المعدنية من خلايا النباتات المائية هي إفراز المخاط بواسطة خلايا خاصة وتكوين الأديم الباطن من خلايا ذات جدران سميكة على شكل حلقة.

يتسبب انخفاض درجة حرارة البيئة المائية نسبياً في موت الأجزاء الخضرية من النباتات المغمورة في الماء بعد تكوين البراعم الشتوية واستبدال الأوراق الصيفية الرقيقة والطرية بأوراق شتوية أكثر صلابة وأقصر. يؤثر انخفاض درجة حرارة الماء سلبًا على الأعضاء التوليدية للنباتات المائية، كما أن كثافته العالية تجعل من الصعب نقل حبوب اللقاح. وفي هذا الصدد، تتكاثر النباتات المائية بشكل مكثف بالوسائل الخضرية. تحمل معظم النباتات العائمة والمغمورة سيقانًا مزهرة في الهواء وتتكاثر جنسيًا. يتم حمل حبوب اللقاح بواسطة الرياح والتيارات السطحية. يتم أيضًا توزيع الثمار والبذور التي يتم إنتاجها عن طريق التيارات السطحية. وتسمى هذه الظاهرة هيدروكوريا.لا تشمل النباتات المائية النباتات المائية فحسب، بل تشمل أيضًا العديد من النباتات الساحلية. ثمارها قابلة للطفو للغاية وتبقى في الماء لفترة طويلة ولا تفقد إنباتها. على سبيل المثال، ينقل الماء ثمار وبذور رأس السهم (Sagittaria sagittofolia)، والأعشاب الشائعة (Butomus umbellatus)، والتشستوخا (Alisma plantago-aguatica). ثمار العديد من نباتات البردي (Carex) محاطة بأكياس هوائية غريبة وتحملها التيارات المائية. وبنفس الطريقة انتشرت أعشاب الهوماي (Sorgnum halepense) على طول نهر فاخت على طول القنوات.

ملامح تكيف الحيوان مع البيئة المائية.في الحيوانات التي تعيش في بيئة مائية، مقارنة بالنباتات، تكون الميزات التكيفية أكثر تنوعًا، وتشمل هذه مثل التشريحية المورفولوجية والسلوكيةوإلخ.

تمتلك الحيوانات التي تعيش في عمود الماء في المقام الأول تكيفات تزيد من قدرتها على الطفو وتسمح لها بمقاومة حركة الماء والتيارات. تطور هذه الكائنات تكيفات تمنعها من الارتفاع إلى عمود الماء أو تقلل من قدرتها على الطفو، مما يسمح لها بالبقاء في القاع، بما في ذلك المياه سريعة التدفق.

في الأشكال الصغيرة التي تعيش في عمود الماء، لوحظ انخفاض في تكوينات الهيكل العظمي. وهكذا، في الأوليات (Radiolaria، Rhizopoda) تكون الأصداف مسامية، والأشواك الصوانية للهيكل العظمي مجوفة من الداخل. تتناقص الكثافة النوعية للمشطيات وقنديل البحر (Scyphozoa) بسبب وجود الماء في الأنسجة. تراكم القطرات الدهنية في الجسم (الليلات - Noctiluca، Radiolarians - Radiolaria) يساعد على زيادة الطفو. وقد لوحظت تراكمات كبيرة من الدهون في بعض القشريات (Cladocera، Copepoda)، والأسماك والحيتانيات. يتم تقليل الكثافة النوعية للجسم وبالتالي زيادة الطفو بواسطة مثانات السباحة المملوءة بالغاز، والتي تمتلكها العديد من الأسماك. تمتلك السيفونوفور (Physalia، Velella) تجاويف هوائية قوية.

تتميز الحيوانات التي تسبح بشكل سلبي في عمود الماء ليس فقط بانخفاض الكتلة، ولكن أيضًا بزيادة المساحة السطحية المحددة للجسم. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه كلما زادت لزوجة الوسط وكلما زادت المساحة السطحية المحددة لجسم الكائن الحي، كلما كان غرقه في الماء أبطأ. في الحيوانات ، يتم تسطيح الجسم ، وتتشكل عليه أشواك ، ونموات ، وزوائد ، على سبيل المثال ، في السوطيات (Leptodiscus ، Craspeditella) ، والأشعة (Aulacantha ، Chalengeridae) ، إلخ.

تستخدم مجموعة كبيرة من الحيوانات التي تعيش في المياه العذبة التوتر السطحي للماء (الفيلم السطحي) عند التحرك. حشرات متزلج الماء (Gyronidae، Veliidae) والخنافس الدوامية (Gerridae) وغيرها، تجري بحرية عبر سطح الماء، وتلامس المفصليات الماء بأطراف زوائدها المغطاة بشعيرات طاردة للماء تسبب تشوه سطحها مع تكوينها. من الغضروف المفصلي المقعر. عندما تكون قوة الرفع (F) الموجهة لأعلى أكبر من كتلة الحيوان، فإن الأخير سيظل معلقًا على الماء بسبب التوتر السطحي.

وبالتالي فإن الحياة على سطح الماء ممكنة للحيوانات الصغيرة نسبيًا، حيث تزداد الكتلة بما يتناسب مع حجم المكعب، ويزداد التوتر السطحي كقيمة خطية.

تتم السباحة النشطة في الحيوانات بمساعدة الأهداب والسوط وثني الجسم وبطريقة تفاعلية بفضل طاقة تيار الماء المنبعث. سأحقق أكبر قدر من الكمال في وضع النقل النفاث. رأسيات الأرجل. وبالتالي، تصل سرعة بعض الحبار إلى 40-50 كم/ساعة عند التخلص من الماء (الشكل 5.12).

أرز. 5.12. حبار

غالبًا ما تحتوي الحيوانات الكبيرة على أطراف متخصصة (زعانف وزعانف) وجسمها انسيابي ومغطى بالمخاط.

فقط في البيئة المائية توجد حيوانات ثابتة تعيش نمط حياة مرتبطًا. هذه هي الهيدرويدات (Hydroidea) والأورام الحميدة المرجانية (Anthozoo)، وزنابق البحر (Crinoidea)، وذوات الصدفتين (Br/aMa)، وما إلى ذلك. وتتميز بشكل جسم غريب، وطفو طفيف (كثافة الجسم أكبر من كثافة الماء) وأجهزة خاصة للربط بالركيزة.

الحيوانات المائية هي في الغالب متفاعلة للحرارة. في الثدييات متجانسة الحرارة (الحيتانيات، Pinnipeds)، على سبيل المثال، يتم تشكيل طبقة كبيرة من الدهون تحت الجلد، والتي تؤدي وظيفة العزل الحراري.

تتميز حيوانات أعماق البحار بسمات تنظيمية محددة: اختفاء أو ضعف نمو الهيكل العظمي الجيري، وزيادة حجم الجسم، وغالبًا ما يؤدي ذلك إلى انخفاض في أعضاء الرؤية، وزيادة تطوير المستقبلات اللمسية، وما إلى ذلك.

يتم ضمان الضغط الاسموزي والحالة الأيونية للمحاليل في جسم الحيوانات من خلال آليات معقدة لاستقلاب الماء والملح. الطريقة الأكثر شيوعًا للحفاظ على الضغط الأسموزي المستمر هي إزالة الماء الذي يدخل الجسم بانتظام باستخدام الفجوات النابضة وأعضاء الإخراج. لذا، أسماك المياه العذبةتتم إزالة الماء الزائد عن طريق زيادة عمل الجهاز الإخراجي، ويتم امتصاص الأملاح من خلال خيوط الخياشيم. تضطر الأسماك البحرية إلى تجديد احتياطياتها المائية وبالتالي شرب مياه البحر، وتتم إزالة الأملاح الزائدة المزودة بالمياه من الجسم من خلال خيوط الخياشيم (الشكل 5.13).

أرز. 5.13. إفراز وتنظيم التناضح في teleosts المياه العذبة

الأسماك (أ) والأسماك الخيشومية (ب) والأسماك العظمية البحرية (ج)

تشير الاختصارات Hypo- وiso- وHyper- إلى النغمة البيئة الداخليةفيما يتعلق بالخارج (من N. Green et al.، 1993)

يحتوي عدد من Hydrobionts على نمط تغذية خاص - وهو ترشيح أو ترسيب الجزيئات ذات الأصل العضوي المعلقة في الماء، والعديد من الكائنات الحية الصغيرة. لا تتطلب طريقة التغذية هذه كميات كبيرة من الطاقة للبحث عن الفريسة وهي نموذجية للرخويات المرنة وشوكيات الجلد اللاطئة والزهديات والقشريات العوالق وما إلى ذلك. تلعب حيوانات التغذية بالترشيح دورًا مهمًا في التنقية البيولوجية للمسطحات المائية.

برغوث المياه العذبة، والعملاق، وكذلك القشريات الأكثر وفرة في المحيط، Calanus finmarchicus، تقوم بتصفية ما يصل إلى 1.5 لتر من الماء للفرد يوميًا. يستطيع بلح البحر الذي يعيش على مساحة 1 م2 أن يدفع 150-280 م3 من الماء يوميًا عبر تجويف الوشاح، مما يؤدي إلى ترسيب الجزيئات العالقة.

بسبب التوهين السريع لأشعة الضوء في الماء، فإن الحياة في الشفق المستمر أو الظلام تحد بشكل كبير من قدرات التوجيه البصري للكائنات المائية. ينتقل الصوت في الماء بشكل أسرع منه في الهواء، وتمتلك الكائنات المائية توجهًا بصريًا متطورًا للصوت بشكل أفضل. حتى أن بعض الأنواع تكتشف الموجات تحت الصوتية. تخدم الإشارات الصوتية في المقام الأول العلاقات بين الأنواع: التوجه في قطيع، وجذب الأفراد من الجنس الآخر، وما إلى ذلك. على سبيل المثال، تبحث الحيتانيات عن الطعام وتوجيه نفسها باستخدام تحديد الموقع بالصدى - تصور الموجات الصوتية المنعكسة. مبدأ تحديد موقع الدلافين هو إصدار موجات صوتية تنتقل أمام الحيوان الذي يسبح. عند مواجهة عائق ما، مثل السمكة، تنعكس الموجات الصوتية وتعود إلى الدلفين الذي يسمع الصدى الناتج وبالتالي يكتشف الجسم المسبب لانعكاس الصوت.

من المعروف أن حوالي 300 نوع من الأسماك قادرة على توليد الكهرباء واستخدامها للتوجيه والإشارات. يستخدم عدد من الأسماك (الراي اللساع الكهربائي، وثعبان البحر الكهربائي، وما إلى ذلك) المجالات الكهربائية للدفاع والهجوم.

تتميز الكائنات المائية بطريقة التوجيه القديمة - تصور كيمياء البيئة. تعتبر المستقبلات الكيميائية للعديد من الكائنات المائية (سمك السلمون، والثعابين، وما إلى ذلك) حساسة للغاية. وفي هجرات آلاف الكيلومترات، يجدون أماكن للتكاثر والتغذية بدقة مذهلة.

تؤدي الظروف المتغيرة في البيئة المائية أيضًا إلى حدوث تفاعلات سلوكية معينة للكائنات الحية. ترتبط التغيرات في الإضاءة ودرجة الحرارة والملوحة ونظام الغاز وعوامل أخرى بالهجرة الرأسية (النزول إلى الأعماق والصعود إلى السطح) والأفقية (وضع البيض والشتاء والتغذية) للحيوانات. في البحار والمحيطات، تشارك ملايين الأطنان من الكائنات المائية في هجرات عمودية، وخلال الهجرات الأفقية، يمكن للحيوانات المائية أن تسافر مئات وآلاف الكيلومترات.

هناك العديد من المسطحات المائية المؤقتة والضحلة على الأرض والتي تظهر بعد فيضانات الأنهار والأمطار الغزيرة وذوبان الثلوج وما إلى ذلك. الملامح العامةسكان الخزانات الجافة هي القدرة على إنجاب العديد من النسل في وقت قصير وتحمل فترات طويلة بدون ماء، والانتقال إلى حالة انخفاض النشاط الحيوي - قصور حيوي.

سابق

الموائل المائية. التكيف محددة من hydrobionts. الخصائص الأساسية للبيئة المائية. بعض المعدات الخاصة.

الماء كموطن لديه عدد من خصائص محددة، مثل الكثافة العالية، وانخفاض الضغط القوي، ومحتوى الأكسجين المنخفض نسبيًا، والامتصاص القوي لأشعة الشمس، وما إلى ذلك. كما تختلف الخزانات وأقسامها الفردية أيضًا في نظام الملح الخاص بها، وسرعة الحركات الأفقية (التيارات)، ومحتوى الجزيئات العالقة. بالنسبة لحياة الكائنات القاعية، فإن خصائص التربة، وطريقة تحلل المخلفات العضوية، وما إلى ذلك مهمة، وفي المحيطات والبحار المتضمنة فيها، يتم تمييز اثنين في المقام الأول: المجالات البيئية: عمود الماء - سطحية والقاع - benthal . اعتمادا على العمق، تنقسم القاعية إلى المنطقة تحت الساحلية - وهي منطقة انحدار سلس للأرض إلى عمق حوالي 200 متر، ومنطقة الأعماق - منطقة منحدر حاد ومنطقة السحيقة - مساحة قاع المحيط بمتوسط ​​عمق 3-6 كم.

مجموعات بيئيةهيدروبونتس.يسكن عمود الماء كائنات حية لديها القدرة على السباحة أو البقاء في طبقات معينة. وفي هذا الصدد، يتم تقسيم الكائنات المائية إلى مجموعات.

السوابح - هذه مجموعة من الكائنات الحية السطحية التي تتحرك بنشاط وليس لها أي اتصال بالقاع. هذه في الأساس كائنات حية كبيرة قادرة على التغلب على المسافات الطويلة والتيارات المائية القوية. لديهم شكل جسم انسيابي وأعضاء حركة متطورة. وتشمل هذه الأسماك والحبار والحيتان وpinnipeds.

العوالق - هذه مجموعة من الكائنات السطحية التي ليس لديها القدرة على الحركات النشطة السريعة. كقاعدة عامة، هذه حيوانات صغيرة - العوالق الحيوانيةوالنباتات - العوالق النباتية,الذي لا يستطيع مقاومة التيارات.

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

بينثوس - هذه مجموعة من الكائنات الحية التي تعيش في قاع الخزانات (على الأرض وفي الأرض). -في الغالب يتم تمثيلها بكائنات حية ملتصقة أو تتحرك ببطء أو تحفر في الأرض-

نيوستون - مجتمع من الكائنات الحية يعيش بالقرب من الطبقة السطحية للماء. الكائنات الحية التي تعيش فوق الطبقة السطحية - إبينوستون، أقل - com.hyponeuston. يتكون نيوستون من بعض الأوليات، والرخويات الرئوية الصغيرة، وطائرات الماء، والدوامات، ويرقات البعوض.

بيريفيتون - مغرفة من الكائنات الحية التي تستقر على الأشياء أو النباتات تحت الماء وبالتالي تشكل قاذورات على الأسطح الصلبة الطبيعية أو الاصطناعية - الحجارة والصخور وأجزاء السفن تحت الماء والأكوام (الطحالب والبرنقيل والرخويات والبريوزوان والإسفنج وما إلى ذلك).

الخصائص الأساسية للبيئة المائية.

كثافة الماء - وهذا هو العامل الذي يحدد شروط حركة الكائنات المائية والضغط على أعماق مختلفة. بالنسبة للماء المقطر، تبلغ الكثافة 1 جم / سم 3 عند 4 درجات مئوية. ويمكن أن تكون كثافة المياه الطبيعية التي تحتوي على أملاح مذابة أكبر، حيث تصل إلى 1.35 جم/سم3. يزداد الضغط مع العمق بمعدل 1 × 105 باسكال (1 ضغط جوي) لكل 10 أمتار.

بسبب التدرج الحاد في الضغط في المسطحات المائية، تكون الكائنات المائية بشكل عام أكثر يورباثيكًا مقارنة بالكائنات البرية. وتتحمل بعض الأنواع، الموزعة على أعماق مختلفة، الضغط من عدة إلى مئات من الأجواء. على سبيل المثال، يعيش الهولوثوريون من جنس Elpidia والديدان Priapulus caudatus من المنطقة الساحلية إلى المنطقة السحيقة للغاية. حتى سكان المياه العذبة، على سبيل المثال، الهدبيات، والخنافس النعال، والخنافس السباحة، وما إلى ذلك، يمكنهم تحمل ما يصل إلى 6 × 10 7 باسكال (600 ضغط جوي) في التجارب.

نظام الأكسجين. يدخل الأكسجين إلى الماء بشكل رئيسي بسبب نشاط التمثيل الضوئي للطحالب وانتشاره من الهواء. ولذلك، فإن الطبقات العليا من عمود الماء، كقاعدة عامة، أكثر ثراء في هذا الغاز من الطبقات السفلية. مع زيادة درجة حرارة الماء وملوحته، ينخفض ​​تركيز الأكسجين فيه. يوجد بين الكائنات المائية العديد من الأنواع التي يمكنها تحمل التقلبات الكبيرة في محتوى الأكسجين في الماء، حتى غيابه شبه الكامل (يوروكسيبيونتس - "أوكسي" - أكسجين، "بيونت" - ساكن). ومع ذلك، هناك عدد من الأنواع stenoxybiont - يمكن أن توجد فقط مع تشبع الأكسجين العالي بدرجة كافية في الماء (تراوت قوس قزح، سمك السلمون المرقط البني، البلمة، دودة الرموش بلاناريا ألبينا، يرقات ذباب مايو، الذباب الحجري، إلخ). يحدث تنفس الكائنات المائية إما من خلال سطح الجسم أو من خلال الأعضاء المتخصصة - الخياشيم والرئتين والقصبة الهوائية.

نظام الملح. إذا كان من المهم بالنسبة للحيوانات والنباتات الأرضية تزويد الجسم بالمياه في حالات نقصها، فبالنسبة للهيدروبيونات، لا يقل أهمية الحفاظ على كمية معينة من الماء في الجسم عندما يكون هناك فائض منه في البيئة . تؤدي الكميات الزائدة من الماء في الخلايا إلى تغيرات في الضغط الأسموزي وتعطيل أهم الوظائف الحيوية. معظم الحياة المائية متفاعل: يعتمد الضغط الأسموزي في أجسامهم على ملوحة المياه المحيطة. ولذلك، فإن الطريقة الرئيسية للكائنات المائية للحفاظ على توازن الملح لديها هي تجنب الموائل ذات الملوحة غير المناسبة. تنتمي إلى الفقاريات والقشريات العليا والحشرات ويرقاتها التي تعيش في الماء متجانس الأنواع، والحفاظ على الضغط الاسموزي المستمر في الجسم بغض النظر عن تركيز الأملاح في الماء.

درجة حرارة الخزانات أكثر استقرارًا من الموجودة على الأرض. لا يزيد حجم التقلبات السنوية في درجات الحرارة في الطبقات العليا للمحيط عن 10-15 درجة مئوية، وفي المياه القارية - 30-35 درجة مئوية. تتميز الطبقات العميقة من الماء بثبات درجة الحرارة. في المياه الاستوائية، يبلغ متوسط ​​درجة الحرارة السنوية للطبقات السطحية +(26-27) درجة مئوية، وفي المياه القطبية حوالي 0 درجة مئوية وأقل. في الينابيع الأرضية الساخنة، يمكن أن تقترب درجة حرارة الماء من +100 درجة مئوية، وفي الينابيع الساخنة تحت الماء عند ضغط دم مرتفعتم تسجيل درجة حرارة +380 درجة مئوية في قاع المحيط. بسبب أكثر استدامة ظروف درجة الحرارةفي الماء، يكون التضيق الحراري شائعًا بين الكائنات المائية إلى حد أكبر بكثير منه بين سكان الأرض. توجد الأنواع الحرارية بشكل رئيسي في الخزانات القارية الضحلة وفي المنطقة الساحلية للبحار ذات خطوط العرض العالية والمعتدلة، حيث تكون تقلبات درجات الحرارة اليومية والموسمية كبيرة.

وضع الضوء. يوجد ضوء في الماء أقل بكثير من الهواء. كلما كان موضع الشمس منخفضًا، كان الانعكاس أقوى، وبالتالي يكون اليوم تحت الماء أقصر منه على الأرض. على سبيل المثال، يوم صيفي بالقرب من جزيرة ماديرا على عمق 30 م - 5 ساعات، وعلى عمق 40 م 15 دقيقة فقط. ويرتبط الانخفاض السريع في كمية الضوء مع العمق بامتصاصه بواسطة الماء. يتم امتصاص الأشعة ذات الأطوال الموجية المختلفة بشكل مختلف: تختفي الأشعة الحمراء بالقرب من السطح، بينما تخترق الأشعة الزرقاء والخضراء أعمق بكثير. يكون الشفق في المحيط، الذي يتعمق بعمق، أولًا باللون الأخضر، ثم الأزرق، والنيلي، والأزرق البنفسجي، وأخيرًا يفسح المجال للظلام المستمر. وعليه فإن الطحالب الخضراء والبنية والحمراء، المتخصصة في التقاط الضوء بأطوال موجية مختلفة، تحل محل بعضها البعض بعمق. يتغير لون الحيوانات مع العمق تمامًا بشكل طبيعي. سكان المناطق الساحلية وشبه الساحلية هم الأكثر سطوعًا وتنوعًا في الألوان. العديد من الكائنات الحية العميقة، مثل كائنات الكهف، لا تحتوي على أصباغ. وفي منطقة الشفق ينتشر اللون الأحمر، وهو مكمل للضوء الأزرق البنفسجي في هذه الأعماق.

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

اسم المعلمة	معنى
موضوع المقال:	البيئة المائية.
الموضوع (الفئة الموضوعية)	علم البيئة

الماء هو الوسيلة الأولى للحياة: ففيه نشأت الحياة وتكونت معظم مجموعات الكائنات الحية. يتم استدعاء جميع سكان البيئة المائية هيدروبونتس. ميزة مميزةالوسائط المائية هي حركة الماء التي تتجلى في الشكل التيارات(نقل المياه في اتجاه واحد) و الاضطرابات(التهرب من جزيئات الماء من موقف البدايةومن ثم العودة إليه). يحمل تيار الخليج 2.5 مليون متر مكعب من المياه سنويًا، وهو ما يعادل 25 مرة أكثر من جميع الأنهار الموجودة على الأرض مجتمعة. بالإضافة إلى ذلك، تحدث تقلبات المد والجزر في مستوى سطح البحر تحت تأثير جاذبية القمر والشمس.

بالإضافة إلى حركة الماء للعدد خصائص مهمةتشمل البيئة المائية الكثافة واللزوجة والطيفية والأكسجين المذاب والمحتوى المعدني.

الكثافة واللزوجةتحديد، أولا وقبل كل شيء، شروط حركة الكائنات المائية. كلما زادت كثافة الماء، أصبح أكثر دعمًا، وأصبح من الأسهل البقاء فيه. معنى آخر للكثافة هو ضغطها على الجسم. ومع التعمق بمقدار 10.3 م في المياه العذبة و9.986 م في مياه البحر، يزداد الضغط بمقدار 1 atm. مع زيادة اللزوجة، تزداد مقاومة الحركة النشطة للكائنات الحية. كثافة الأنسجة الحية أعلى من كثافة المياه العذبة ومياه البحر، لذلك طورت الكائنات المائية في عملية التطور هياكل مختلفة تزيد من قدرتها على الطفو - زيادة عامة في السطح النسبي للجسم بسبب انخفاض في مقاس؛ تسطيح؛ تطوير النواتج المختلفة (الشعيرات) ؛ انخفاض في كثافة الجسم بسبب انخفاض الهيكل العظمي. تراكم الدهون ووجود مثانة السباحة. الماء، على عكس الهواء، لديه قوة طفو أكبر، وبالتالي فإن الحد الأقصى لحجم الكائنات المائية أقل محدودية.

الخصائص الحراريةيختلف الماء بشكل كبير عن الخصائص الحرارية للهواء. تحدد السعة الحرارية النوعية العالية للمياه (أعلى بـ 500 مرة) والتوصيل الحراري (أعلى بـ 30 مرة) توزيعًا ثابتًا وموحدًا نسبيًا لدرجة الحرارة في البيئة المائية. تقلبات درجات الحرارة في الماء ليست حادة كما في الهواء. تؤثر درجة الحرارة على سرعة العمليات المختلفة.

وضع الضوء والضوء.تضيء الشمس أسطح اليابسة والمحيطات بنفس الشدة، إلا أن قدرة الماء على الامتصاص والتشتت عالية جدًا، مما يحد من عمق تغلغل الضوء في المحيط. علاوة على ذلك، فإن الأشعة ذات الأطوال الموجية المختلفة لا يتم امتصاصها بالتساوي: فالأشعة الحمراء تتناثر على الفور تقريبًا، بينما تتعمق الأشعة الزرقاء والخضراء. تسمى عادة المنطقة التي يتجاوز فيها معدل التمثيل الضوئي معدل التنفس مبتهجمنطقة. عادة ما يسمى الحد الأدنى الذي يتم عنده موازنة عملية التمثيل الضوئي بالتنفس نقطة التعويض

الشفافيةيعتمد الماء على محتوى الجزيئات العالقة فيه. تتميز الشفافية بأقصى عمق لا يزال مرئيًا فيه قرص أبيض منخفض خصيصًا يبلغ قطره 30 سم، وتقع المياه الأكثر شفافية في بحر سارجاسو (يمكن رؤية القرص على عمق 66 مترًا)، في المحيط الهادئ (60 م)، والمحيط الهندي (50 م). في البحار الضحلة تكون الشفافية 2-15 م وفي الأنهار 1-1.5 م.

الأكسجين- ضروري للتنفس. في الماء، يخضع توزيع الأكسجين المذاب لتقلبات حادة. في الليل، يكون محتوى الأكسجين في الماء أقل. يحدث تنفس الكائنات المائية إما عن طريق سطح الجسم أو عن طريق أعضاء خاصة (الرئتين، الخياشيم، القصبة الهوائية).

المعادن.تحتوي مياه البحر بشكل رئيسي على أيونات الصوديوم والمغنيسيوم والكلور والكبريتات. أيونات الكالسيوم الطازجة وأيونات الكربونات.

التصنيف البيئي للكائنات المائية. يعيش في الماء أكثر من 150 ألف نوع من الحيوانات وحوالي 10 آلاف نوع من النباتات. البيئات الحيوية الرئيسية للكائنات المائية هي: عمود الماء ( سطحية) وقاع الخزانات ( benthal). هناك كائنات سطحية وقاعية. تنقسم منطقة السطح إلى مجموعات: العوالق(مجموعة من الكائنات الحية غير القادرة على الحركة النشطة والتحرك مع تدفقات المياه) و السوابح(الحيوانات الكبيرة التي يكفي نشاطها الحركي للتغلب على التيارات المائية). بينثوس- مجموعة من الكائنات الحية التي تسكن القاع.

البيئة المائية. - المفهوم والأنواع. تصنيف وميزات فئة "البيئة المائية". 2017، 2018.

- الموائل المائية

الموئل والظروف وأسلوب الحياة التطبيق العملي لعلم الحفريات في الجيولوجيا § في علم الطبقات (أساس الاستخدام هو قانون لا رجعة فيه في التطور). § في الجغرافيا القديمة، تعتبر الروابط الغذائية أو الغذائية (الغنيمة اليونانية - الغذاء، التغذية) هي الروابط الرئيسية في... .

- بيئة لاسلكية

لا تعني البيئة اللاسلكية وجود شبكة خالية تمامًا من الأسلاك. عادةً، تتواصل المكونات اللاسلكية مع شبكة تستخدم الكبل كوسيط إرسال. تسمى هذه الشبكات هجينة. توجد الأنواع التالية من الشبكات اللاسلكية: LAN،...

-

النظام البيئي(النظام البيئي) هو مجموعة محددة مكانيًا تتكون من مجتمع من الكائنات الحية (التكاثر الحيوي)، وموطنها (الموضع الحيوي)، ونظام من الروابط التي تتبادل المادة والطاقة فيما بينها. وهناك الطبيعية المائية والبرية... .

يتعرض موطن الكائنات الحية باستمرار لعوامل متغيرة مختلفة. الكائنات الحية قادرة على عكس المعايير البيئية. في سياق التطور التاريخي، تم تطوير ثلاثة موائل من قبل الكائنات الحية. الماء هو أولهم. نشأت الحياة فيه وتطورت على مدى ملايين السنين. الهواء الأرضي هو البيئة الثانية التي نشأت فيها الحيوانات والنباتات وتكيفت. قاموا بتحويل الغلاف الصخري تدريجيًا، وهو الطبقة العليا من الأرض، وخلقوا التربة، التي أصبحت الموطن الثالث.

يتميز كل نوع من الأفراد الذين يعيشون في بيئة معينة بنوع الطاقة والتمثيل الغذائي الخاص بهم، والذي يعد الحفاظ عليه مهمًا لتطوره الطبيعي. عندما تهدد حالة البيئة الجسم بخلل في استقلاب الطاقة والمواد، فإن الجسم إما يغير موقعه في الفضاء، أو ينقل نفسه إلى ظروف أكثر ملاءمة، أو يغير نشاط التمثيل الغذائي.

الموائل المائية

لا تلعب جميع العوامل دورًا متساويًا في حياة الكائنات المائية. ووفقا لهذا المبدأ، يمكن تقسيمها إلى الابتدائي والثانوي. وأهمها الخصائص الميكانيكية والديناميكية للتربة القاعية والمياه، ودرجة الحرارة، والضوء، والمواد العالقة والذائبة في الماء، وغيرها.

العوامل البيئية المائية

تشغل الموائل المائية، أو ما يسمى بالغلاف المائي، ما يصل إلى 71٪ من مساحة الكوكب بأكمله. ويبلغ حجم المياه ما يقرب من 1.46 مليار متر مكعب. كم. منها 95% هي المحيطات العالمية. يتكون من الجليدية (85٪) وتحت الأرض (14٪). تشغل البحيرات والبرك والخزانات والمستنقعات والأنهار والجداول ما يزيد قليلاً عن 0.6٪ من إجمالي كمية المياه العذبة، و 0.35٪ موجودة في رطوبة التربة وبخار الغلاف الجوي.

يسكن الموطن المائي 150 ألف نوع من الحيوانات (أي 7% من جميع الكائنات الحية على الأرض) و10 آلاف نوع من النباتات (8%).

بالقرب من خط الاستواء و المناطق الاستوائيةعالم الحيوانات والنباتات هو الأكثر تنوعًا. ومع ابتعادك عن هذه الأحزمة في الاتجاهين الشمالي والجنوبي، يصبح التركيب النوعي للكائنات المائية أكثر فقراً. تتركز الكائنات الحية في المحيط العالمي بشكل رئيسي بالقرب من الساحل. الحياة غائبة عمليا في المياه المفتوحة الواقعة بعيدا عن الساحل.

خصائص الماء

تحديد النشاط الحيوي للكائنات الحية فيه. من بينها، الخصائص الحرارية مهمة في المقام الأول. وتشمل هذه السعة الحرارية العالية، والتوصيل الحراري المنخفض، والحرارة الكامنة العالية للتبخر والذوبان، وخاصية التمدد قبل التجميد.

الماء مذيب ممتاز. في الحالة الذائبة، يمتص جميع المستهلكين المواد غير العضوية و المواد العضوية. يسهل الموائل المائية نقل المواد داخل الكائنات الحية، كما يتم إطلاق منتجات التحلل مع الماء.

المياه العالية تحافظ على الحياة و كائنات غير حيةويملأ الشعيرات الدموية التي تتغذى عليها النباتات البرية.

يعزز نقاء الماء عملية التمثيل الضوئي في أعماق كبيرة.

المجموعات البيئية للكائنات الحية في البيئة المائية

• القاعيات هي تلك الكائنات الحية التي تلتصق بالأرض أو تستلقي عليها أو تعيش في الرواسب (الفيتوبنثوس، والبكتيريا، والزوبنثوس).
• Periphyton - الحيوانات والنباتات التي ترتبط أو تمسك بسيقان وأوراق النباتات أو بأي أسطح ترتفع فوق القاع وتطفو مع تدفق الماء.
• العوالق هي كائنات نباتية أو حيوانية تطفو بحرية.
• Nekton عبارة عن كائنات حية نشطة ذات أشكال جسم انسيابية وغير متصلة بالقاع (الحبار وذوات الأقدام وما إلى ذلك).
• نيوستون - الكائنات الحية الدقيقة والنباتات والحيوانات التي تعيش على سطح الماء بين الأحياء المائية و بيئة الهواء. هذه هي البكتيريا والطفيليات والطحالب واليرقات.
• البليستون عبارة عن كائنات مائية توجد جزئيًا في الماء وجزئيًا فوق سطحه. هذه هي الذيل بشق، السيفونوفور، الطحلب البطي والمفصليات.

يُطلق على سكان الأنهار اسم Potambionts.

تتميز الموائل المائية بظروف معيشية فريدة من نوعها. يتأثر توزيع الكائنات الحية بشكل كبير بدرجة الحرارة والضوء تيارات المياهوالضغط والغازات الذائبة والأملاح. تختلف الظروف المعيشية في البحر والمياه القارية بشكل حاد. هي بيئة أكثر ملاءمة، بالقرب من المياه القارية أقل ملاءمة لسكانها.

ما الذي يتطلبه البقاء على قيد الحياة؟ الغذاء والماء والمأوى؟ تحتاج الحيوانات إلى نفس الأشياء وتعيش في بيئات يمكن أن توفر لها كل ما تحتاجه. كل كائن حي لديه موطن فريد يلبي جميع احتياجاته. تشكل الحيوانات والنباتات التي تعيش في منطقة معينة وتتقاسم الموارد مجتمعات مختلفة تحتل الكائنات الحية فيها مكانها المناسب. هناك ثلاثة موائل رئيسية: المائية والجوية والتربة.

النظام البيئي

النظام البيئي هو منطقة تتفاعل فيها جميع عناصر الطبيعة الحية وغير الحية وتعتمد على بعضها البعض. موطن الكائن الحي هو المكان الذي يوجد فيه كائن حي. هذه البيئة تشمل كل شيء الشروط اللازمةمن أجل البقاء. بالنسبة للحيوان، هذا يعني أنه يمكن أن يجد هنا غذاءً وشريكًا للتكاثر والإنجاب.

بالنسبة للنبات، يجب أن يوفر الموطن الجيد المزيج الصحيح من الضوء والهواء والماء والتربة. على سبيل المثال، ينمو صبار التين الشوكي، الذي يتكيف مع التربة الرملية والمناخ الجاف وأشعة الشمس الساطعة، بشكل جيد في المناطق الصحراوية. لن يكون قادرًا على البقاء على قيد الحياة في الأماكن الرطبة والباردة التي تكثر فيها الأمطار.

المكونات الرئيسية للموطن

المكونات الرئيسية للموئل هي المأوى والماء والغذاء والمساحة. يتضمن الموطن، كقاعدة عامة، كل هذه العناصر، ولكن في الطبيعة يمكنك أيضًا العثور على غياب مكون واحد أو مكونين. على سبيل المثال، يوفر موطن حيوان مثل أسد الجبال الكمية المناسبة من الطعام (الغزلان، الشيهم، الأرانب، القوارض)، الماء (البحيرة، النهر) والمأوى (الأشجار أو الجحور). ومع ذلك، فإن هذا المفترس الكبير يفتقر في بعض الأحيان إلى المساحة، مساحة لتأسيس أراضيه الخاصة.

فضاء

يختلف مقدار المساحة التي يحتاجها الكائن الحي بشكل كبير من نوع إلى آخر. على سبيل المثال، تحتاج النملة البسيطة إلى بضعة سنتيمترات مربعة فقط، لكن حيوانًا كبيرًا واحدًا، وهو النمر، يحتاج إلى مساحة كبيرة، يمكن أن تصل إلى حوالي 455 كيلومترًا مربعًا، للصيد والعثور على رفيقة. تحتاج النباتات أيضًا إلى مساحة. يصل قطر بعض الأشجار إلى أكثر من 4.5 متر وارتفاعها 100 متر. تتطلب مثل هذه النباتات الضخمة مساحة أكبر من الأشجار والشجيرات العادية في حديقة المدينة.

طعام

إن توفر الغذاء هو الجزء الأكثر أهمية في موطن كائن حي معين. صغيرة جدًا أو على العكس من ذلك، عدد كبير منالغذاء يمكن أن يزعج الموائل. بمعنى ما، من الأسهل على النباتات أن تجد طعامًا لنفسها، لأنها هي نفسها قادرة على خلق طعامها من خلال عملية التمثيل الضوئي. تتطلب الموائل المائية عمومًا وجود الطحالب. تساعدهم العناصر الغذائية مثل الفوسفور على الانتشار.

عندما تكون هناك زيادة مفاجئة في الفوسفور في موطن المياه العذبة، فهذا يعني تكاثرًا سريعًا للطحالب، والتي تسمى الإزهار، والتي تحول الماء إلى اللون الأخضر أو ​​الأحمر أو البني. كما يمكن لتكاثر الطحالب أن تمتص الأكسجين من الماء، مما يؤدي إلى تدمير موطن الكائنات الحية مثل الأسماك والنباتات. وهكذا الفائض العناصر الغذائيةلأن الطحالب يمكن أن تؤثر سلبًا على السلسلة الغذائية للحياة المائية بأكملها.

ماء

الماء ضروري لجميع أشكال الحياة. يجب أن يكون لكل موطن تقريبًا شكل من أشكال إمدادات المياه. تحتاج بعض الكائنات الحية إلى الكثير من الماء، بينما يحتاج البعض الآخر إلى القليل جدًا. على سبيل المثال، الجمل العربييمكن أن تبقى بدون ماء لفترة طويلة. وتستطيع الإبل العربية (شمال أفريقيا وشبه الجزيرة العربية)، التي لها سنام واحد، أن تمشي مسافة 161 كيلومتراً دون أن تشرب رشفة ماء. على الرغم من ندرة الوصول إلى الماء والمناخ الحار والجاف، فإن هذه الحيوانات تتكيف مع مثل هذه الظروف المعيشية. ومن ناحية أخرى، هناك نباتات تنمو بشكل أفضل في الأماكن الرطبة مثل المستنقعات والمستنقعات. الموائل المائية هي موطن لمجموعة متنوعة من الكائنات الحية.

مَأوىً

يحتاج الجسم إلى مأوى يحميه من الحيوانات المفترسة وسوء الأحوال الجوية. يمكن أن تستوعب ملاجئ الحيوانات هذه أكثر من غيرها أشكال مختلفة. على سبيل المثال، يمكن لشجرة واحدة أن توفر موطنًا آمنًا للعديد من الكائنات الحية. يمكن أن تختبئ اليرقة تحتها الجانب السفليأوراق. يمكن أن تكون درجات الحرارة الباردة بمثابة مأوى لفطر تشاجا. منطقة رطبةبالقرب من جذور الأشجار. يجد النسر الأصلع موطنه في المظلة، حيث يبني عشًا ويبحث عن الفريسة المستقبلية.

الموائل المائية

تسمى الحيوانات التي تستخدم الماء كموطن مائي. اعتمادًا على العناصر الغذائية والمركبات الكيميائية المذابة في الماء، يتم تحديد تركيز أنواع معينة من الكائنات المائية. على سبيل المثال، يعيش الرنجة في المالحة مياه البحربينما يعيش البلطي والسلمون في المياه العذبة.

تحتاج النباتات إلى الرطوبة وأشعة الشمس للقيام بعملية التمثيل الضوئي. يحصلون على الماء من التربة من خلال جذورهم. يحمل الماء العناصر الغذائية إلى أجزاء أخرى من النبات. تحتاج بعض النباتات، مثل زنابق الماء، إلى الكثير من الماء، بينما يمكن أن يبقى الصبار الصحراوي لعدة أشهر دون رطوبة.

تحتاج الحيوانات أيضًا إلى الماء. يجب أن يشرب معظمهم بانتظام لتجنب الجفاف. بالنسبة للعديد من الحيوانات، الموائل المائية هي موطنهم. على سبيل المثال، تستخدم الضفادع والسلاحف مصادر المياهمن أجل وضع البيض والتكاثر. تعيش بعض الثعابين والزواحف الأخرى في الماء. غالبًا ما تحمل المياه العذبة الكثير من العناصر الغذائية الذائبة، والتي بدونها لن تتمكن الكائنات المائية من الاستمرار في الوجود.