بيئة الأرض والجو (الشكل 7.2).يشهد اسم هذه الوسيلة على عدم تجانسها. يتكيف بعض سكانها فقط مع الحركة الأرضية - يزحفون ، يركضون ، يقفزون ، يتسلقون ، يتكئون على سطح الأرض أو على النباتات. يمكن للحيوانات الأخرى أيضًا أن تتحرك في الهواء. لذلك ، فإن أجهزة حركة سكان البيئة الأرضية والجوية متنوعة. يتحرك بالفعل على الأرض بفضل عمل عضلات الجسم ، ويستخدم النمر والحصان والقرد جميع الأطراف الأربعة لهذا الغرض ، وعنكبوت - ثمانية ، وحمامة ونسر - اثنان فقط من الخلف. لديهم مقدمة - أجنحة - مهيأة للطيران.

الحيوانات الأرضية محمية من الجفاف بسبب تكامل الجسم الكثيف: الغطاء الكيتيني في الحشرات ، والمقاييس في السحالي ، والأصداف في الرخويات الأرضية ، والجلد في الثدييات. يتم إخفاء أعضاء الجهاز التنفسي للحيوانات البرية داخل الجسم ، مما يمنع الماء من التبخر عبر أسطحها الرقيقة. مواد من الموقع

تُجبر الحيوانات الأرضية ذات خطوط العرض المعتدلة على التكيف مع التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة. يهربون من الحرارة في الجحور ، في ظلال الأشجار. تبرد الثدييات أجسامها عن طريق تبخير الماء من خلال ظهارة الفم (الكلب) أو التعرق (الإنسان). مع اقتراب الطقس البارد ، يثخن فراء الحيوانات ، وتتراكم احتياطيات من الدهون تحت الجلد. في فصل الشتاء ، يدخل البعض منهم ، مثل الغرير والقنافذ ، في السبات ، مما يساعدهم على النجاة من نقص الغذاء. هربًا من جوع الشتاء ، تطير بعض الطيور (الرافعات ، الزرزور) بعيدًا إلى المناخ الأكثر دفئًا.

في هذه الصفحة ، مادة حول الموضوعات:

• موائل الهواء الأرضي مجردة

• الحيوانات الأرضية الجوية ، الوصف

• صور

• سكان تانكي على الإنترنت الجوية والأرضية

• حيوانات موطن الأرض والجو في أودمورتيا

أسئلة حول هذا العنصر:

مقارنة بين العوامل البيئية الرئيسية التي تلعب دورًا مقيدًا في بيئات الأرض والهواء والماء

بقلم: مرسوم ستيبانوفسكيخ أس. مرجع سابق ص 176.

أدت التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة في الزمان والمكان ، وكذلك الإمداد الجيد بالأكسجين ، إلى ظهور كائنات ذات درجة حرارة ثابتة للجسم (ذوات الدم الحار). للحفاظ على الاستقرار البيئة الداخليةالكائنات الحية ذوات الدم الحار التي تعيش في بيئة الأرض والجو ( الكائنات الأرضية) ، مطلوب ارتفاع تكاليف الطاقة.

يعيش في بيئة الأرضلا يمكن تحقيقه إلا بمستوى عالٍ من التنظيم للنباتات والحيوانات التي تتكيف مع التأثيرات المحددة لأهم العوامل البيئية في هذه البيئة.

في الأرض- بيئة الهواءحاضِر العوامل البيئيةلديك رقم السمات المميزة: شدة إضاءة أعلى مقارنة بالبيئات الأخرى ، تقلبات كبيرة في درجة الحرارة والرطوبة حسب موقع جغرافيوالموسم والوقت من اليوم.

ضع في اعتبارك الخصائص العامة للموئل الأرضي-الجوي.

ل الموائل الغازيةتتميز بقيم منخفضة من الرطوبة والكثافة والضغط ومحتوى الأكسجين العالي الذي يحدد خصائص التنفس وتبادل المياه والحركة وأسلوب حياة الكائنات الحية. تؤثر خصائص بيئة الهواء على بنية أجسام الحيوانات والنباتات الأرضية وخصائصها الفسيولوجية والسلوكية ، كما تعزز أو تُضعف تأثير العوامل البيئية الأخرى.

تكوين الغاز في الهواء ثابت نسبيًا (الأكسجين - 21٪ ، النيتروجين - 78٪ ، ثاني أكسيد الكربون - 0.03٪) على مدار اليوم وفي فترات مختلفة من العام. هذا بسبب الاختلاط المكثف لطبقات الغلاف الجوي.

يحدث امتصاص الأكسجين من قبل الكائنات الحية من البيئة الخارجية عن طريق سطح الجسم بالكامل (في البروتوزوا والديدان) أو بواسطة أعضاء الجهاز التنفسي الخاصة - القصبة الهوائية (في الحشرات) والرئتين (في الفقاريات). الكائنات الحية التي تعيش في نقص مستمر في الأكسجين لديها التكيفات المناسبة: زيادة سعة الأكسجين في الدم ، حركات تنفسية أكثر تواترًا وعمقًا ، سعة رئوية كبيرة (في سكان المرتفعات ، الطيور).

يعد ثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون) أحد أهم وأشهر أشكال الكربون الأساسي المنشأ في الطبيعة. عادة ما تكون طبقات الغلاف الجوي الباطنية أكثر ثراءً في ثاني أكسيد الكربون من طبقاتها على مستوى تيجان الأشجار ، وهذا إلى حد ما يعوض عن قلة الضوء للنباتات الصغيرة التي تعيش تحت مظلة الغابة.

يدخل ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي بشكل أساسي نتيجة العمليات الطبيعية(تنفس الحيوانات والنباتات. عمليات الاحتراق ، الانفجارات البركانية ، نشاط الكائنات الدقيقة والفطريات في التربة) والنشاط الاقتصادي البشري (حرق المواد القابلة للاحتراق في مجال هندسة الطاقة الحرارية ، المنشآت الصناعية والنقل). تختلف كمية ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على مدار اليوم والفصول. ترتبط التغييرات اليومية بإيقاع عملية التمثيل الضوئي للنبات ، كما ترتبط التغيرات الموسمية بكثافة تنفس الكائنات الحية ، وخاصة الكائنات الحية الدقيقة في التربة.

كثافة هواء منخفضةيسبب قوة رفع صغيرة ، فيما يتعلق بالكائنات الأرضية ذات الأحجام والكتل المحدودة ولها أحجامها الخاصة نظام الدعمدعم الجسم. في النباتات ، هذه عبارة عن أنسجة ميكانيكية مختلفة ، وفي الحيوانات ، هيكل عظمي صلب أو (نادرًا) هيكل عظمي هيدروستاتيكي. تكيفت أنواع كثيرة من الكائنات الأرضية (الحشرات والطيور) مع الطيران. ومع ذلك ، بالنسبة للغالبية العظمى من الكائنات الحية (باستثناء الكائنات الحية الدقيقة) ، فإن البقاء في الهواء يرتبط فقط بالاستقرار أو البحث عن الطعام.

يرتبط الضغط المنخفض نسبيًا على الأرض أيضًا بكثافة الهواء. البيئة الأرضية والجوية منخفضة الضغط الجويوانخفاض كثافة الهواء ، وبالتالي ، فإن الحشرات والطيور الطائرة الأكثر نشاطًا تحتل المنطقة السفلية - 0 ... 1000 م. ومع ذلك ، يمكن للأفراد المقيمين في بيئة الهواء العيش بشكل دائم على ارتفاعات 4000 ... 5000 م (النسور ، الكندور) .

إمكانية التنقل الكتل الهوائيةيساهم في الاختلاط السريع للغلاف الجوي والتوزيع المنتظم للغازات المختلفة ، مثل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، على طول سطح الأرض. في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي ، عموديًا (تصاعديًا وتنازليًا) وأفقيًا حركة الكتل الهوائيةقوى واتجاهات مختلفة. بفضل حركة الهواء هذه ، يمكن لعدد من الكائنات الحية الطيران بشكل سلبي: الجراثيم ، وحبوب اللقاح ، وبذور وفواكه النباتات ، والحشرات الصغيرة ، والعناكب ، إلخ.

وضع الضوءالمتولدة من إجمالي وصول الإشعاع الشمسي سطح الأرض. تعتمد السمات المورفولوجية والفسيولوجية وغيرها للكائنات الأرضية على ظروف الإضاءة في موطن معين.

ظروف الإضاءة في كل مكان تقريبًا في بيئة الأرض والجو مواتية للكائنات الحية. دور أساسيليست الإضاءة نفسها هي التي تلعب الدور ، ولكن الكمية الإجمالية للإشعاع الشمسي. في المنطقة الاستوائية ، يكون إجمالي الإشعاع على مدار العام ثابتًا ، ولكن في خطوط العرض المعتدلة ، يعتمد طول ساعات النهار وشدة الإشعاع الشمسي على الوقت من العام. كما أن شفافية الغلاف الجوي وزاوية سقوط أشعة الشمس لهما أهمية كبيرة. من الإشعاع النشط الضوئي الوارد ، ينعكس 6-10٪ من سطح المزارع المختلفة (الشكل 9.1). تشير الأرقام الواردة في الشكل إلى القيمة النسبية للإشعاع الشمسي كنسبة مئوية من القيمة الإجمالية عند الحد الأعلى لمجتمع النبات. مع مختلف احوال الطقسيصل 40 ... 70٪ من الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الحد الأعلى للغلاف الجوي إلى سطح الأرض. الأشجار والشجيرات والمحاصيل النباتية تظلل المنطقة وتخلق مناخًا خاصًا يضعف الإشعاع الشمسي.

أرز. 9.1. توهين الإشعاع الشمسي (٪):

أ - في حالات نادرة غابة الصنوبر؛ ب - في محاصيل الذرة

في النباتات ، هناك اعتماد مباشر على الشدة نظام خفيف: تنمو حيثما تسمح الظروف المناخية والتربة بالتكيف مع ظروف الإضاءة في موطن معين. تنقسم جميع النباتات فيما يتعلق بمستوى الإضاءة إلى ثلاث مجموعات: محبة للضوء ومحبة للظل ومتسامحة للظل. تختلف النباتات المحبة للضوء والمحبة للظل في قيمة الإضاءة البيئية المثلى (الشكل 9.2).

نباتات محبة للضوء- نباتات الموائل المفتوحة والمضاءة باستمرار ، والتي يتم ملاحظتها على النحو الأمثل في ظروف ضوء الشمس الكامل (أعشاب السهوب والمرج ، ونباتات التندرا والجبال العالية ، والنباتات الساحلية ، ومعظم النباتات المزروعة ارض مفتوحة، العديد من الحشائش).

أرز. 9.2. الأمثل البيئي للعلاقة مع ضوء النباتات من ثلاثة أنواع: 1 - الظل المحبة. 2 - محبة للضوء. 3 - متحملة للظل

نباتات الظل- النباتات التي تنمو فقط في ظروف التظليل القوي ، والتي لا تنمو في ظروف الإضاءة القوية. في عملية التطور ، تكيفت هذه المجموعة من النباتات مع الظروف المميزة للطبقات المظللة السفلية للمجتمعات النباتية المعقدة - الغابات الصنوبرية الداكنة وذات الأوراق العريضة ، والغابات الرطبة غابه استوائيهوما إلى ذلك وهلم جرا. عادة ما يتم الجمع بين محبة الظل لهذه النباتات مع الحاجة العالية للمياه.

النباتات التي تتحمل الظلتنمو وتتطور بشكل أفضل في الإضاءة الكاملة ، ولكنها قادرة على التكيف مع ظروف مستويات مختلفة من التعتيم.

لا يعتمد ممثلو عالم الحيوان بشكل مباشر على عامل الضوء الذي يتم ملاحظته في النباتات. ومع ذلك ، يلعب الضوء في حياة الحيوانات دورًا مهمًا في التوجيه البصري في الفضاء.

عامل قويينظم دورة الحياةعدد الحيوانات هو طول ساعات النهار (فترة الضوء). التفاعل مع الفترة الضوئية يزامن نشاط الكائنات الحية مع الفصول. على سبيل المثال ، تبدأ العديد من الثدييات في الاستعداد لها السبات الشتويقبل وقت طويل من بداية الطقس البارد ، و طيور مهاجرةتطير جنوبًا بالفعل في نهاية الصيف.

نظام درجة الحرارةيلعب دورًا أكبر بكثير في حياة سكان الأرض منه في حياة سكان الغلاف المائي ، منذ ذلك الحين السمة المميزةالبيئة الأرضية والجوية هي مجموعة كبيرة من تقلبات درجات الحرارة. يتميز نظام درجة الحرارة بتقلبات كبيرة في الزمان والمكان ويحدد نشاط تدفق العمليات البيوكيميائية. تم تصميم التكيفات البيوكيميائية والفيزيولوجية الشكلية للنباتات والحيوانات لحماية الكائنات الحية من الآثار الضارة لتقلبات درجات الحرارة.

كل نوع له نطاق درجات الحرارة الأكثر ملاءمة له ، وهو ما يسمى درجة الحرارة. الأنواع الأمثل.الفرق في درجات الحرارة المفضلة لـ أنواع مختلفةكبير جدا. تعيش الكائنات الأرضية في نطاق درجات حرارة أوسع من سكان الغلاف المائي. في كثير من الأحيان مناطق دائم الحرارةتمتد الأنواع من الجنوب إلى الشمال عبر عدة مناطق مناخية. على سبيل المثال ، يسكن الضفدع الشائع المساحة من شمال إفريقيا إلى شمال أوروبا. تشمل حيوانات Eurythermal العديد من الحشرات والبرمائيات والثدييات - الثعلب والذئب والكوغار وما إلى ذلك.

يستريح لفترة طويلة ( كامن) أشكال الكائنات الحية ، مثل أبواغ بعض البكتيريا والجراثيم وبذور النباتات ، قادرة على تحمل درجات حرارة شديدة الانحراف. بمجرد أن تصبح هذه الخلايا في ظروف مواتية ووسط غذائي كافٍ ، يمكن أن تصبح نشطة مرة أخرى وتبدأ في التكاثر. يسمى تعليق جميع العمليات الحيوية في الجسم الرسوم المتحركة المعلقة. من حالة anabiosis ، يمكن أن تعود الكائنات الحية إلى النشاط الطبيعي إذا لم يتم إزعاج بنية الجزيئات الكبيرة في خلاياها.

تؤثر درجة الحرارة بشكل مباشر على نمو وتطور النباتات. كونها كائنات غير متحركة ، يجب أن توجد النباتات في ظل نظام درجة الحرارة الذي يتم إنشاؤه في أماكن نموها. وفقًا لدرجة التكيف مع ظروف درجات الحرارة ، يمكن تقسيم جميع أنواع النباتات إلى المجموعات التالية:

- مقاومة الصقيع- تنمو النباتات في المناطق ذات مناخ موسميمع فصول الشتاء الباردة. خلال صقيع شديدتتجمد الأجزاء الموجودة فوق سطح الأرض من الأشجار والشجيرات ، ولكنها تظل قابلة للحياة ، وتتراكم في خلاياها وأنسجتها المواد التي تربط الماء (السكريات المختلفة ، والكحوليات ، وبعض الأحماض الأمينية) ؛

- مقاومة الصقيع- نباتات تتسامح درجات الحرارة المنخفضة، ولكن تموت بمجرد أن يبدأ الجليد في التكون في الأنسجة (بعض الأنواع شبه الاستوائية دائمة الخضرة) ؛

- غير مقاوم للبرد- النباتات التي تضررت بشدة أو تموت عند درجات حرارة أعلى من نقطة تجمد الماء (نباتات الغابات المطيرة الاستوائية) ؛

- محبة للحرارة- نباتات الموائل الجافة ذات التشمس القوي (الإشعاع الشمسي) ، والتي تتحمل تسخين لمدة نصف ساعة حتى +60 درجة مئوية (نباتات السهوب والسافانا والمناطق شبه الاستوائية الجافة) ؛

- بيروفيت- نباتات تقاوم الحرائق عندما ترتفع درجة حرارتها لفترة وجيزة لمئات درجات مئوية. هذه نباتات السافانا والغابات الجافة الصلبة. لديهم لحاء سميك مشبع بمواد مقاومة للحرارة ، مما يحمي الأنسجة الداخلية بشكل موثوق. تحتوي ثمار النباتات البيروفيتية وبذورها على غلاف سميك سميك يتشقق في النار ، مما يساعد البذور على الوصول إلى التربة.

مقارنة بالنباتات ، تتمتع الحيوانات بإمكانيات أكثر تنوعًا لتنظيم درجة الحرارة (بشكل دائم أو مؤقت). جسده. أحد أهم تكيفات الحيوانات (الثدييات والطيور) مع تقلبات درجات الحرارة هو قدرتها على تنظيم حرارة الجسم ، ودفء الدم ، مما يجعل الحيوانات الأعلى مستقلة نسبيًا عن ظروف درجة حرارة البيئة.

في عالم الحيوان ، هناك علاقة بين حجم ونسبة جسم الكائنات الحية والظروف المناخية لموائلها. داخل نوع أو مجموعة متجانسة من الأنواع وثيقة الصلة ، تكون الحيوانات ذات أحجام الجسم الأكبر شائعة في المناطق الباردة. كلما زاد حجم الحيوان ، كان من الأسهل له الحفاظ على درجة حرارة ثابتة. لذلك ، من بين ممثلي طيور البطريق ، يعيش البطريق الأصغر - بطريق غالاباغوس - في المناطق الاستوائية ، والأكبر - البطريق الإمبراطور - في منطقة البر الرئيسي للقارة القطبية الجنوبية.

رطوبةيصبح عاملاً مقيدًا مهمًا على الأرض ، نظرًا لأن نقص الرطوبة هو أحد أهم سمات بيئة الهواء الجوي. تواجه الكائنات الأرضية مشكلة فقدان الماء باستمرار وتحتاج إلى إمدادها الدوري. في عملية تطور الكائنات الأرضية ، تم تطوير تكيفات مميزة للحصول على الرطوبة والحفاظ عليها.

يتميز نظام الرطوبة بهطول الأمطار ورطوبة التربة والهواء. يعد نقص الرطوبة أحد أهم سمات بيئة الحياة الأرضية والجوية. من وجهة نظر بيئية ، تعمل المياه كعامل مقيد في الموائل الأرضية ، حيث تخضع كميتها لتقلبات قوية. تتنوع أنماط الرطوبة البيئية على الأرض: من التشبع الكامل والثابت للهواء ببخار الماء (المنطقة الاستوائية) إلى الغياب شبه الكامل للرطوبة في الهواء الجاف للصحاري.

التربة هي المصدر الرئيسي للمياه للنباتات.

بالإضافة إلى امتصاص الجذور لرطوبة التربة ، تستطيع النباتات أيضًا امتصاص الماء الذي يسقط على شكل أمطار خفيفة وضباب ورطوبة هواء بخارية.

تفقد الكائنات الحية النباتية معظم الماء الممتص نتيجة النتح ، أي تبخر الماء من سطح النباتات. تحمي النباتات نفسها من الجفاف إما عن طريق تخزين الماء ومنع التبخر (الصبار) ، أو عن طريق زيادة نسبة الأجزاء الموجودة تحت الأرض (أنظمة الجذر) في الحجم الكلي للكائن النباتي. وفقًا لدرجة التكيف مع ظروف رطوبة معينة ، يتم تقسيم جميع النباتات إلى مجموعات:

- النباتات المائية- النباتات البرية والمائية التي تنمو وتسبح بحرية البيئة المائية(القصب على طول ضفاف المسطحات المائية ، القطيفة ونباتات أخرى في المستنقعات) ؛

- نباتات رطبة- نباتات الأرض في المناطق ذات الرطوبة العالية باستمرار (سكان الغابات الاستوائية - سرخس نباتي ، بساتين الفاكهة ، إلخ)

- xerophytes- نباتات الأرض التي تكيفت مع التقلبات الموسمية الكبيرة في محتوى الرطوبة في التربة والهواء (سكان السهوب وشبه الصحاري والصحاري - الساكسول ، شوكة الجمال) ؛

- الخلايا المتوسطة- النباتات التي تحتل موقعًا وسيطًا بين النباتات الرطبة والجاف. Mesophytes هي الأكثر شيوعًا في المتوسط مناطق رطبة(خشب البتولا ، رماد الجبل ، العديد من أعشاب المروج والغابات ، إلخ).

الطقس والسمات المناخيةتتميز بالتقلبات اليومية والموسمية وطويلة المدى في درجات الحرارة ، ورطوبة الهواء ، والغيوم ، والأمطار ، وقوة الرياح واتجاهها ، إلخ. الذي يحدد تنوع الظروف المعيشية لسكان البيئة الأرضية. الميزات المناخيةتعتمد على الظروف الجغرافية للمنطقة ، ولكن غالبًا ما يكون المناخ المحلي للموئل المباشر للكائنات الحية أكثر أهمية.

في بيئة الأرض والجو ، تكون الظروف المعيشية معقدة بسبب الوجود التغيرات المناخية. الطقس هو حالة متغيرة باستمرار للطبقات السفلى من الغلاف الجوي حتى حوالي 20 كم (حدود طبقة التروبوسفير). تقلبات الطقس هي تغير مستمر في العوامل البيئية مثل درجة حرارة الهواء والرطوبة ، والغيوم ، وهطول الأمطار ، وقوة الرياح واتجاهها ، وما إلى ذلك.

يتميز نظام الطقس على المدى الطويل المناخ المحلي. لا يشمل مفهوم المناخ فقط متوسط ​​القيم الشهرية والمتوسطة السنوية لمعلمات الأرصاد الجوية (درجة حرارة الهواء ، والرطوبة ، والإشعاع الشمسي الكلي ، وما إلى ذلك) ، بل يشمل أيضًا أنماط تغيراتها اليومية والشهرية والسنوية ، فضلاً عن تواترها. . العوامل المناخية الرئيسية هي درجة الحرارة والرطوبة. وتجدر الإشارة إلى أن الغطاء النباتي له تأثير كبير على مستوى قيم العوامل المناخية. لذلك ، تحت مظلة الغابة ، تكون رطوبة الهواء أعلى دائمًا ، وتقلبات درجات الحرارة أقل من المناطق المفتوحة. يختلف النظام الخفيف لهذه الأماكن أيضًا.

التربةبمثابة دعم قوي للكائنات التي لا يستطيع الهواء توفيرها. بجانب، نظام الجذريزود النباتات بالمحاليل المائية للمركبات المعدنية الأساسية من التربة. مهم للكائنات الكيميائية و الخصائص الفيزيائيةتربة.

تضاريسيخلق مجموعة متنوعة من الظروف المعيشية للكائنات الأرضية ، ويحدد المناخ المحلي ويحد من حرية حركة الكائنات الحية.

تأثير التربة الظروف المناخيةعلى الكائنات الحية أدى إلى تكوين خاصية مناطق طبيعية - المناطق الأحيائية. هذا هو اسم أكبر النظم البيئية الأرضية المطابقة للنظام الرئيسي المناطق المناخيةأرض. يتم تحديد ميزات المناطق الأحيائية الكبيرة بشكل أساسي من خلال تجميع الكائنات النباتية الموجودة فيها. لكل منطقة جغرافية طبيعية نسب معينة من الحرارة والرطوبة ، ونظام الماء والضوء ، ونوع التربة ، ومجموعات الحيوانات (الحيوانات) والنباتات (النباتات). التوزيع الجغرافي للمناطق الأحيائية هو عرضي ويرتبط بالتغيرات في العوامل المناخية (درجة الحرارة والرطوبة) من خط الاستواء إلى القطبين. في الوقت نفسه ، لوحظ بعض التناظر في توزيع المناطق الأحيائية المختلفة في نصفي الكرة الأرضية. المناطق الأحيائية الرئيسية للأرض: غابة استوائية، السافانا الاستوائية ، الصحراء ، السهوب المعتدلة ، الغابات النفضية المعتدلة ، غابة صنوبرية(التايغا) ، التندرا ، صحراء القطب الشمالي.

بيئة حياة التربة. من بين البيئات المعيشية الأربع التي ندرسها ، تتميز التربة بعلاقة وثيقة بين المكونات الحية وغير الحية للمحيط الحيوي. التربة ليست فقط موطنًا للكائنات الحية ، ولكنها أيضًا نتاج نشاطها الحيوي. يمكننا أن نفترض أن التربة نشأت نتيجة للعمل المشترك للعوامل المناخية والكائنات الحية ، وخاصة النباتات ، على الصخور الأم ، أي على المواد المعدنية للطبقة العليا من قشرة الأرض (الرمل ، الطين ، الحجارة ، إلخ.).

لذلك ، تسمى التربة طبقة المادة الموجودة فوقها الصخور، تتكون من مادة المصدر - الركيزة المعدنية الأساسية - ومضافات عضوية يتم فيها خلط الكائنات الحية ومنتجاتها الأيضية بجزيئات صغيرة من مادة المصدر المعدلة. يحدد هيكل ومسامية التربة مدى التوافر إلى حد كبير العناصر الغذائيةالنباتات وحيوانات التربة.

يتضمن تكوين التربة أربعة مكونات هيكلية مهمة:

قاعدة معدنية (50 ... 60٪ التكوين العامتربة)؛

المواد العضوية (حتى 10٪) ؛

الهواء (15 ... 25٪) ؛

الماء (25 ... 35٪).

تسمى المادة العضوية في التربة ، التي تتشكل أثناء تحلل الكائنات الحية الميتة أو أجزائها (على سبيل المثال ، فضلات الأوراق) الدبال، والتي تشكل الطبقة العليا من التربة الخصبة. أهم خصائص التربة - الخصوبة - تعتمد على سمك طبقة الدبال.

كل نوع من أنواع التربة يتوافق مع معين عالم الحيوانوبعض النباتات. يوفر مجموع كائنات التربة تداولًا مستمرًا للمواد في التربة ، بما في ذلك تكوين الدبال.

موطن التربة له خصائص تجعله أقرب إلى البيئات المائية والأرضية الجوية. كما هو الحال في البيئة المائية ، تكون تقلبات درجات الحرارة صغيرة في التربة. اتساع قيمها تتلاشى بسرعة مع زيادة العمق. مع زيادة الرطوبة أو ثاني أكسيد الكربون ، تزداد احتمالية نقص الأكسجين. يتجلى التشابه مع الموائل الأرضية والجوية من خلال وجود مسام مليئة بالهواء. ل خصائص محددة، المتأصلة فقط في التربة ، هي كثافة عالية. تلعب الكائنات الحية ومنتجاتها الأيضية دورًا مهمًا في تكوين التربة. التربة هي الجزء الأكثر تشبعًا بالكائنات الحية في المحيط الحيوي.

في بيئة التربة ، عادة ما تكون العوامل المقيدة هي نقص الحرارة ونقص الرطوبة أو زيادتها. يمكن أن تكون العوامل المحددة أيضًا نقص الأكسجين أو زيادة ثاني أكسيد الكربون. ترتبط حياة العديد من كائنات التربة ارتباطًا وثيقًا بحجمها. يتحرك البعض بحرية في التربة ، ويحتاج البعض الآخر إلى فكها للتحرك والبحث عن الطعام.

أسئلة التحكموالمهام

1. ما هي خصوصية البيئة الأرضية والجوية كمساحة بيئية؟

2. ما هي تكيفات الكائنات الحية على الحياة على الأرض؟

3. قم بتسمية العوامل البيئية الأكثر أهمية بالنسبة لها

الكائنات الأرضية.

4. وصف الميزات بيئة التربةمقيم.

من سمات بيئة الأرض - الهواء أن الكائنات الحية التي تعيش هنا محاطة بالهواء ، وهو خليط من الغازات ، وليس مركباتها. يتميز الهواء كعامل بيئي بتركيبة ثابتة - فهو يحتوي على 78.08٪ نيتروجين وحوالي 20.9٪ أكسجين وحوالي 1٪ أرجون و 0.03٪ ثاني أكسيد كربون. تم تصنيعه من ثاني أكسيد الكربون والماء المواد العضويةويتم إطلاق الأكسجين. أثناء التنفس ، يحدث رد الفعل المعاكس لعملية التمثيل الضوئي - استهلاك الأكسجين. ظهر الأكسجين على الأرض منذ حوالي ملياري سنة ، عندما كان سطح كوكبنا يتشكل أثناء نشاط بركاني نشط. حدثت زيادة تدريجية في محتوى الأكسجين خلال العشرين مليون سنة الماضية. لعبت التنمية دورًا رئيسيًا في هذا. النباتيةالأرض والمحيط. بدون هواء ، لا يمكن أن توجد نباتات ولا حيوانات ولا الكائنات الحية الدقيقة الهوائية. تتحرك معظم الحيوانات في هذه البيئة على ركيزة صلبة - التربة. يتميز الهواء كوسيط حي غازي بانخفاض الرطوبة والكثافة والضغط ، فضلًا عن احتوائه على نسبة عالية من الأكسجين. تختلف العوامل البيئية التي تعمل في بيئة الأرض والجو في عدد من الميزات المحددة: الضوء هنا أكثر كثافة مقارنة بالبيئات الأخرى ، وتخضع درجة الحرارة لتقلبات أقوى ، وتتنوع الرطوبة بشكل كبير اعتمادًا على الموقع الجغرافي وموسم ووقت يوم.

التكيف مع بيئة الهواء.

الأكثر تحديدًا بين سكان بيئة الهواء هي ، بالطبع ، الأشكال الطائرة. إن ميزات مظهر الكائن الحي تجعل من الممكن بالفعل ملاحظة تكيفاته مع الطيران. بادئ ذي بدء ، يتضح هذا من خلال شكل جسده.

شكل الجسم:

• تبسيط الجسم (الطيور) ،
• وجود طائرات للاعتماد على الهواء (أجنحة ، مظلة) ،
• بناء خفيف الوزن (عظام مجوفة) ،
• وجود أجنحة وأجهزة أخرى للطيران (الأغشية الطائرة ، على سبيل المثال) ،
• إراحة الأطراف (تقصير ، تقليل كتلة العضلات).

تشغيل الحيوانات لديها أيضا السمات المميزة، حيث يسهل التعرف على العداء الجيد ، وإذا تحرك بالقفز ، فإن الوثب:

• أطراف قوية لكن خفيفة (حصان) ،
• تصغير أصابع القدم (الحصان ، الظباء) ،
• أطراف خلفية قوية جدًا وأطراف أمامية قصيرة (أرنبة ، كنغر) ،
• حوافر قرنية واقية على الأصابع (ذوات الحوافر والذرة).

الكائنات المتسلقة لديها مجموعة متنوعة من التكيفات. قد تكون مشتركة بين النباتات والحيوانات ، أو قد تختلف. للتسلق ، يمكن أيضًا استخدام شكل جسم غريب:

• جسم طويل رقيق ، يمكن أن تكون حلقاته بمثابة دعم عند التسلق (ثعبان ، ليانا) ،
• أطراف طويلة مرنة أو متشبثة ، وربما نفس الذيل (القرود) ؛
• نواتج الجسم - الهوائيات ، الخطافات ، الجذور (البازلاء ، العليق ، اللبلاب) ؛
• مخالب حادة على الأطراف أو مخالب طويلة ، أصابع معقوفة أو قوية الإمساك (السنجاب ، الكسل ، القرد) ؛
• عضلات الأطراف القوية ، مما يسمح لك بشد الجسم ورميها من فرع إلى فرع (إنسان الغاب ، جيبون).

اكتسبت بعض الكائنات الحية نوعًا من عالمية التكيف مع اثنين في وقت واحد. في أشكال التسلق ، من الممكن أيضًا الجمع بين علامات التسلق والطيران. يمكن للكثير منهم ، من خلال التسلق شجرة طويلةقم بقفزات طويلة. هذه تكيفات مماثلة في سكان نفس الموطن. غالبًا ما توجد حيوانات قادرة على الجري السريع والطيران ، وتحمل في نفس الوقت كلا المجموعتين من هذه التكيفات.

هناك مجموعات من السمات التكيفية في الكائن الحي للحياة في بيئات مختلفة. هذه المجموعات المتوازية من التكيفات تحملها جميع الحيوانات البرمائية. بعض الكائنات المائية البحتة لديها أيضًا تكيفات للطيران. ضع في اعتبارك السمك الطائر أو حتى الحبار. يمكن استخدام تكيفات مختلفة لحل مشكلة بيئية واحدة. لذلك ، فإن وسيلة العزل الحراري في الدببة ، الثعالب القطبية هي الفراء الكثيف ، والتلوين الواقي. بفضل التلوين الوقائي ، يصعب تمييز الكائن الحي وبالتالي حمايته من الحيوانات المفترسة. يتحول بيض الطيور الموضوعة على الرمال أو على الأرض إلى اللون الرمادي والبني مع وجود بقع تشبه لون التربة المحيطة. في الحالات التي لا يتوفر فيها البيض للحيوانات المفترسة ، فإنها عادة ما تكون خالية من التلوين. غالبًا ما تكون اليرقات الفراشة خضراء ، أو ذات لون الأوراق ، أو داكنة ، لون اللحاء أو الأرض. الحيوانات الصحراوية ، كقاعدة عامة ، لها لون أصفر بني أو أصفر رملي. يعتبر التلوين الواقي أحادي اللون سمة مميزة لكل من الحشرات (الجراد) والسحالي الصغيرة ، وكذلك ذوات الحوافر الكبيرة (الظباء) والحيوانات المفترسة (الأسد). تشريح التلوين الواقي بالتناوب على شكل خطوط وبقع فاتحة وداكنة على الجسم. يصعب رؤية الحمر الوحشية والنمور بالفعل على مسافة 50-40 مترًا بسبب تزامن الخطوط على الجسم مع تناوب الضوء والظل في المنطقة المحيطة. تشريح التلوين ينتهك مفهوم ملامح الجسم ، والتلوين المخيف (التحذيري) يوفر أيضًا الحماية للكائنات الحية من الأعداء. عادة ما يكون التلوين الساطع سمة مميزة للحيوانات السامة ويحذر الحيوانات المفترسة من عدم صلاحية هدف هجومهم. كانت فعالية التلوين التحذيري سبب ظاهرة مثيرة للاهتمام للغاية - التقليد - التقليد. التكوينات على شكل غطاء كيتيني صلب في المفصليات (خنافس ، سرطان البحر) ، قذائف في الرخويات ، حراشف في التماسيح ، قذائف في المدرع والسلاحف تحميهم جيدًا من العديد من الأعداء. تخدم ريشات القنفذ والنيص نفس الشيء. تحسين جهاز الحركة ، الجهاز العصبي، الحواس ، تطوير وسائل الهجوم في المفترس. الأعضاء الكيميائية للحشرات حساسة بشكل مثير للدهشة. تنجذب ذكور عث الغجر برائحة غدة رائحة الأنثى من مسافة 3 كم. في بعض الفراشات ، تكون حساسية مستقبلات التذوق أكبر 1000 مرة من حساسية مستقبلات اللسان البشري. الحيوانات المفترسة الليلية ، مثل البوم ، ترى تمامًا في الظلام. تتمتع بعض الثعابين بقدرة متطورة على تحديد الموقع بالحرارة. يميزون الأشياء عن بعد إذا كان الاختلاف في درجة حرارتها 0.2 درجة مئوية فقط.

تتطلب الحياة على الأرض مثل هذه التعديلات التي كانت ممكنة فقط في الكائنات الحية عالية التنظيم. تعد بيئة الأرض والهواء أكثر صعوبة للحياة ، فهي تتميز بمحتوى عالي من الأكسجين ، وكمية صغيرة من بخار الماء ، وكثافة منخفضة ، إلخ. أدى هذا إلى تغيير كبير في ظروف التنفس وتبادل المياه وحركة الكائنات الحية.

تحدد كثافة الهواء المنخفضة قوة الرفع المنخفضة وقدرة التحمل الضئيلة. يجب أن يكون للكائنات الهوائية نظام دعم خاص بها يدعم الجسم: النباتات - مجموعة متنوعة من الأنسجة الميكانيكية ، والحيوانات - هيكل عظمي صلب أو هيدروستاتيكي. بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط جميع سكان بيئة الهواء ارتباطًا وثيقًا بسطح الأرض ، مما يخدمهم في التعلق والدعم.

توفر كثافة الهواء المنخفضة مقاومة منخفضة للحركة. لذلك ، اكتسبت العديد من الحيوانات البرية القدرة على الطيران. تكيفت 75٪ من جميع الكائنات الأرضية ، خاصة الحشرات والطيور ، على الطيران النشط.

نظرًا لحركة الهواء ، والتدفقات الرأسية والأفقية للكتل الهوائية الموجودة في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي ، فإن الطيران السلبي ممكن للكائنات الحية. في هذا الصدد ، طورت العديد من الأنواع anemochory - إعادة التوطين بمساعدة التيارات الهوائية. Anemochory هي سمة من سمات الأبواغ ، بذور وفواكه النباتات ، الخراجات الأولية ، الحشرات الصغيرة ، العناكب ، إلخ. تسمى الكائنات الحية التي يتم نقلها بشكل سلبي بواسطة التيارات الهوائية بشكل جماعي العوالق الهوائية.

توجد الكائنات الأرضية في ظروف ضغط منخفض نسبيًا بسبب كثافة الهواء المنخفضة. عادة ما يساوي 760 ملم زئبق. مع زيادة الارتفاع ، ينخفض ​​الضغط. الضغط المنخفض قد يحد من توزيع الأنواع في الجبال. بالنسبة للفقاريات ، يبلغ الحد الأعلى للحياة حوالي 60 ملم. يؤدي انخفاض الضغط إلى انخفاض في إمداد الأكسجين وجفاف الحيوانات بسبب زيادة معدل التنفس. تقريبا نفس حدود التقدم في الجبال لديها نباتات أعلى. أقوى إلى حد ما هي المفصليات التي يمكن العثور عليها على الأنهار الجليدية فوق خط الغطاء النباتي.

تكوين الغاز في الهواء. بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية لبيئة الهواء ، فإن وجودها مهم جدًا لوجود الكائنات الأرضية. الخواص الكيميائية. تكوين الغاز في الهواء طبقة سطحيةالغلاف الجوي متجانس تمامًا من حيث محتوى المكونات الرئيسية (النيتروجين - 78.1٪ ، الأكسجين - 21.0٪ ، الأرجون - 0.9٪ ، ثاني أكسيد الكربون - 0.003٪ من حيث الحجم).

ساهم محتوى الأكسجين العالي في زيادة التمثيل الغذائي للكائنات الأرضية مقارنة بالكائنات المائية الأولية. في البيئة الأرضية ، على أساس الكفاءة العالية لعمليات الأكسدة في الجسم ، نشأت الحرارة المثلية للحيوان. الأكسجين ، بسبب محتواه العالي المستمر في الهواء ، ليس عاملاً مقيدًا للحياة في البيئة الأرضية.

يمكن أن يختلف محتوى ثاني أكسيد الكربون في مناطق معينة من الطبقة السطحية للهواء ضمن حدود كبيرة إلى حد ما. زيادة تشبع الهواء بأول أكسيد الكربون؟ يحدث في مناطق النشاط البركاني ، بالقرب من الينابيع الحرارية والمنافذ الأخرى لهذا الغاز تحت الأرض. في التركيزات العالية ، يكون ثاني أكسيد الكربون سامًا. في الطبيعة ، مثل هذه التركيزات نادرة. يمنع المحتوى المنخفض من ثاني أكسيد الكربون عملية التمثيل الضوئي. في ظل الظروف الداخلية ، يمكنك زيادة معدل التمثيل الضوئي عن طريق زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون. يستخدم هذا في ممارسة البيوت البلاستيكية والدفيئات.

نيتروجين الهواء بالنسبة لمعظم سكان البيئة الأرضية هو غاز خامل ، لكن الكائنات الحية الدقيقة الفردية (بكتيريا العقيدات ، بكتيريا النيتروجين ، الطحالب الخضراء المزرقة ، إلخ) لديها القدرة على ربطها وإشراكها في الدورة البيولوجية للمواد.

يعد نقص الرطوبة أحد السمات الأساسية لبيئة الحياة الأرضية والجوية. كان التطور الكامل للكائنات الأرضية تحت علامة التكيف مع استخراج الرطوبة والحفاظ عليها. إن أنماط الرطوبة البيئية على الأرض متنوعة للغاية - من التشبع الكامل والثابت للهواء ببخار الماء في بعض مناطق المناطق المدارية إلى غيابها شبه الكامل في الهواء الجاف للصحاري. كما أن التباين اليومي والموسمي لمحتوى بخار الماء في الغلاف الجوي مهم أيضًا. يعتمد الإمداد المائي للكائنات الأرضية أيضًا على طريقة هطول الأمطار ، ووجود الخزانات ، واحتياطيات رطوبة التربة ، وقرب المياه الجوفية ، وما إلى ذلك.

أدى ذلك إلى تطوير التكيفات في الكائنات الأرضية لأنظمة إمدادات المياه المختلفة.

نظام درجة الحرارة. السمة المميزة التالية بيئة جو - أرضهناك تقلبات كبيرة في درجات الحرارة. في معظم مناطق اليابسة ، تبلغ اتساع درجات الحرارة اليومية والسنوية عشرات الدرجات. تختلف مقاومة تغيرات درجات الحرارة في بيئة سكان الأرض اختلافًا كبيرًا ، اعتمادًا على الموطن المعين الذي يعيشون فيه. ومع ذلك ، بشكل عام ، الكائنات الحية الأرضية أكثر حرارة من الكائنات المائية.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن ظروف الحياة في بيئة الأرض والجو معقدة بسبب وجود تغيرات الطقس. الطقس - تتغير حالات الغلاف الجوي باستمرار بالقرب من السطح المستعير ، حتى ارتفاع حوالي 20 كم (حدود طبقة التروبوسفير). تتجلى تقلبات الطقس في التباين المستمر لمزيج من العوامل البيئية مثل درجة الحرارة ، ورطوبة الهواء ، والغيوم ، وهطول الأمطار ، وقوة الرياح واتجاهها ، إلخ. نظام الطقس طويل المدى يميز مناخ المنطقة. لا يشمل مفهوم "المناخ" متوسط ​​قيم الظواهر الجوية فحسب ، بل يشمل أيضًا مسارها السنوي واليومي وانحرافها عنها وتواترها. يتم تحديد المناخ من خلال الظروف الجغرافية للمنطقة. تُقاس العوامل المناخية الرئيسية - درجة الحرارة والرطوبة - بكمية هطول الأمطار وتشبع الهواء ببخار الماء.

بالنسبة لمعظم الكائنات الأرضية ، وخاصة الصغيرة منها ، فإن مناخ المنطقة ليس مهمًا بقدر أهمية ظروف موطنها المباشر. في كثير من الأحيان ، تغير العناصر المحلية للبيئة (التضاريس ، والتعرض ، والغطاء النباتي ، وما إلى ذلك) نظام درجات الحرارة ، والرطوبة ، والضوء ، وحركة الهواء في منطقة معينة بطريقة تختلف اختلافًا كبيرًا عن الظروف المناخية للمنطقة. تسمى هذه التعديلات في المناخ ، والتي تتشكل في الطبقة السطحية من الهواء ، بالمناخ المحلي. في كل منطقة ، يتنوع المناخ المحلي للغاية. يمكن التمييز بين المناخات الصغيرة في المناطق الصغيرة جدًا.

النظام الخفيف للبيئة الأرضية - الجوية له أيضًا بعض الميزات. كثافة وكمية الضوء هنا هي الأكبر وعمليا لا تحد من عمر النباتات الخضراء ، كما هو الحال في الماء أو التربة. على الأرض ، من الممكن وجود أنواع محبة للضوء للغاية. بالنسبة للغالبية العظمى من الحيوانات البرية ذات النشاط النهاري وحتى الليلي ، تعد الرؤية إحدى الطرق الرئيسية للتوجيه. في الحيوانات البرية ، الرؤية ضرورية للعثور على الفريسة ، وحتى أن العديد من الأنواع لديها رؤية الألوان. في هذا الصدد ، يطور الضحايا ميزات تكيفية مثل رد الفعل الدفاعي ، والتغطية والتلوين التحذيري ، والتقليد ، وما إلى ذلك. في الحياة المائيةهذه التكيفات هي أقل تطورا بكثير. يرتبط ظهور الزهور ذات الألوان الزاهية للنباتات العليا أيضًا بخصائص جهاز الملقحات ، وفي النهاية بالنظام الخفيف للبيئة.

إن تضاريس الأرض وخصائصها هي أيضًا شروط حياة الكائنات الأرضية ، وقبل كل شيء ، النباتات. تتحد خصائص سطح الأرض التي لها تأثير بيئي على سكانها بواسطة "عوامل بيئية متآكلة" (من الكلمة اليونانية "edafos" - "التربة").

فيما يتعلق بالخصائص المختلفة للتربة ، يمكن تمييز عدد من المجموعات البيئية للنباتات. لذلك ، وفقًا لرد الفعل على حموضة التربة ، يميزون:

1) الأنواع المحبة للحمض - تنمو في التربة الحمضية برقم هيدروجيني لا يقل عن 6.7 (نباتات مستنقعات الطحالب) ؛

2) محبة للعدلات - تميل إلى النمو في التربة ذات الرقم الهيدروجيني 6.7-7.0 (معظم النباتات المزروعة) ؛

3) Basiphilic - ينمو عند درجة حموضة تزيد عن 7.0 (موردوفنيك ، شقائق النعمان) ؛

4) غير مبال - يمكن أن تنمو في التربة مع معنى مختلفالرقم الهيدروجيني (زنبق الوادي).

تختلف النباتات أيضًا فيما يتعلق برطوبة التربة. تنحصر أنواع معينة في ركائز مختلفة ، على سبيل المثال ، تنمو النباتات الصخرية في التربة الصخرية ، وتعيش نباتات البازموفيت في رمال تتدفق بحرية.

تؤثر التضاريس وطبيعة التربة على خصوصيات حركة الحيوانات: على سبيل المثال ، ذوات الحوافر ، والنعام ، والحبارى الذين يعيشون في مساحات مفتوحة ، وأرض صلبة ، لتعزيز النفور عند الجري. في السحالي التي تعيش في رمال فضفاضة ، تكون الأصابع مهدبة بمقاييس قرنية تزيد من الدعم. بالنسبة لسكان الأرض الذين يحفرون الثقوب ، فإن التربة الكثيفة غير مواتية. تؤثر طبيعة التربة في بعض الحالات على توزيع الحيوانات البرية التي تحفر ثقوبًا أو تحفر في الأرض ، أو تضع بيضًا في التربة ، إلخ.



البيئة الأرضية والجوية هي الأصعب من حيث الظروف البيئية. تتطلب الحياة على الأرض مثل هذه التعديلات التي لم تكن ممكنة إلا بمستوى عالٍ بدرجة كافية من تنظيم النباتات والحيوانات.

4.2.1. الهواء كعامل بيئي للكائنات الأرضية

تحدد الكثافة المنخفضة للهواء قوة الرفع المنخفضة والقابلية التافهة. يجب أن يكون لسكان البيئة الهوائية نظام دعم خاص بهم يدعم الجسم: النباتات - مجموعة متنوعة من الأنسجة الميكانيكية ، والحيوانات - هيكل عظمي صلب ، أو في كثير من الأحيان ، هيكل عظمي هيدروستاتيكي. بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط جميع سكان بيئة الهواء ارتباطًا وثيقًا بسطح الأرض ، مما يخدمهم في التعلق والدعم. الحياة في التعليق في الهواء مستحيلة.

صحيح أن العديد من الكائنات الحية الدقيقة والحيوانات والجراثيم والبذور والفواكه وحبوب اللقاح من النباتات موجودة بانتظام في الهواء وتحملها التيارات الهوائية (الشكل 43) ، العديد من الحيوانات قادرة على الطيران النشط ، ومع ذلك ، في جميع هذه الأنواع ، تتم الوظيفة الرئيسية لدورة حياتها - التكاثر - على سطح الأرض. بالنسبة لمعظمهم ، يرتبط التواجد في الهواء فقط بإعادة التوطين أو البحث عن الفريسة.

أرز. 43. توزيع المرتفعات لمفصليات الأرجل الجوية (وفقًا لـ Dajot ، 1975)

تسبب كثافة الهواء المنخفضة مقاومة منخفضة للحركة. لذلك ، استخدمت العديد من الحيوانات الأرضية في سياق التطور الفوائد البيئية لهذه الخاصية لبيئة الهواء ، واكتسبت القدرة على الطيران. 75٪ من أنواع جميع الحيوانات البرية قادرة على الطيران النشط ، وخاصة الحشرات والطيور ، ولكن توجد أيضًا منشورات بين الثدييات والزواحف. تطير الحيوانات البرية بشكل أساسي بمساعدة المجهود العضلي ، لكن بعضها يمكن أن ينزلق أيضًا بسبب التيارات الهوائية.

نظرًا لحركة الهواء ، والحركات الرأسية والأفقية للكتل الهوائية الموجودة في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي ، فإن الطيران السلبي لعدد من الكائنات الحية ممكن.

الأنيموفيليا هي أقدم طريقة لتلقيح النباتات. يتم تلقيح جميع عاريات البذور عن طريق الرياح ، ومن بين كاسيات البذور ، تشكل النباتات اللاهوائية ما يقرب من 10 ٪ من جميع الأنواع.

لوحظ أنيموفيليا في عائلات الزان ، البتولا ، الجوز ، الدردار ، القنب ، نبات القراص ، الكازوارينا ، الضباب ، البردي ، الحبوب ، النخيل وغيرها الكثير. تحتوي النباتات الملقحة بالرياح على عدد من التعديلات التي تعمل على تحسين الخصائص الديناميكية الهوائية لحبوب اللقاح ، بالإضافة إلى السمات المورفولوجية والبيولوجية التي تضمن كفاءة التلقيح.

تعتمد حياة العديد من النباتات بشكل كامل على الريح ، ويتم إعادة التوطين بمساعدتها. لوحظ مثل هذا الاعتماد المزدوج في شجرة التنوب ، الصنوبر ، الحور ، البتولا ، الدردار ، الرماد ، عشب القطن ، الكاتيل ، الساكسول ، juzgun ، إلخ.

تطورت العديد من الأنواع شذوذ- الاستقرار بمساعدة التيارات الهوائية. Anemochory هي سمة من سمات الأبواغ وبذور وثمار النباتات ، وأكياس البروتوزوان ، والحشرات الصغيرة ، والعناكب ، إلخ. العوالق الهوائية عن طريق القياس مع سكان العوالق للبيئة المائية. التكيفات الخاصة للطيران السلبي هي أحجام جسم صغيرة جدًا ، وزيادة في مساحتها بسبب النتوءات ، والتشريح القوي ، والسطح النسبي الكبير للأجنحة ، واستخدام خيوط العنكبوت ، وما إلى ذلك (الشكل 44). تحتوي بذور وثمار نباتات Anemochore أيضًا إما على أحجام صغيرة جدًا (على سبيل المثال ، بذور الأوركيد) أو ملاحق مختلفة على شكل جناحي ومظلة تزيد من قدرتها على التخطيط (الشكل 45).

أرز. 44. التكيفات للنقل الجوي في الحشرات:

1 - البعوض Cardiocrepis brevirostris ؛

2 - ذبابة المرارة Porrycordila sp .؛

3 - غشائيات الأجنحة Anargus fuscus ؛

4 - هيرميس دريفوسيا nordmannianae ؛

5 - يرقة عثة الغجر Lymantria dispar

أرز. 45. التكيفات لنقل الرياح في ثمار وبذور النباتات:

1 - الزيزفون تيليا وسيطة ؛

2 - أيسر monspessulanum القيقب ؛

3 - البتولا بيتولا بندولا ؛

4 - عشب القطن Eriophorum ؛

5 - الهندباء طرخشقون المخزنية ؛

6 - كاتيل Typha scuttbeworhii

في تسوية الكائنات الحية الدقيقة والحيوانات والنباتات ، يتم لعب الدور الرئيسي بواسطة تيارات الهواء بالحمل العمودي والرياح الضعيفة. للرياح القوية والعواصف والأعاصير أيضًا تأثيرات بيئية كبيرة على الكائنات الأرضية.

تسبب كثافة الهواء المنخفضة ضغطًا منخفضًا نسبيًا على الأرض. عادة ما يساوي 760 ملم زئبق. فن. مع زيادة الارتفاع ، ينخفض ​​الضغط. على ارتفاع 5800 م ، يكون نصف المعدل الطبيعي فقط. الضغط المنخفض قد يحد من توزيع الأنواع في الجبال. بالنسبة لمعظم الفقاريات ، يبلغ الحد الأعلى للحياة حوالي 6000 متر ، وينطوي انخفاض الضغط على انخفاض في إمداد الأكسجين وجفاف الحيوانات بسبب زيادة معدل التنفس. تقريبًا نفس حدود التقدم إلى جبال النباتات العليا. أكثر قوة إلى حد ما هي المفصليات (ذيل الربيع ، العث ، العناكب) التي يمكن العثور عليها على الأنهار الجليدية فوق حدود الغطاء النباتي.

بشكل عام ، تعتبر جميع الكائنات الأرضية أكثر شدة من الكائنات المائية ، حيث أن التقلبات المعتادة في الضغط في بيئتها هي أجزاء من الغلاف الجوي ، وحتى بالنسبة للطيور التي ترتفع إلى ارتفاعات كبيرة لا تتجاوز ثلث المستوى الطبيعي.

تكوين الغاز في الهواء.بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية لبيئة الهواء ، فإن خصائصها الكيميائية مهمة للغاية لوجود الكائنات الأرضية. إن تركيبة الغاز للهواء في الطبقة السطحية للغلاف الجوي متجانسة تمامًا من حيث محتوى المكونات الرئيسية (النيتروجين - 78.1٪ ، الأكسجين - 21.0 ، الأرجون - 0.9 ، ثاني أكسيد الكربون - 0.035٪ من حيث الحجم) نظرًا لارتفاع القدرة على الانتشار للغازات والخلط المستمر بالحمل الحراري وتيارات الرياح. ومع ذلك ، فإن الخلائط المختلفة للجسيمات الغازية والقطيرة السائلة والصلبة (الغبار) التي تدخل الغلاف الجوي من المصادر المحلية يمكن أن تكون ذات أهمية بيئية كبيرة.

ساهم محتوى الأكسجين العالي في زيادة التمثيل الغذائي للكائنات الأرضية مقارنة بالكائنات المائية الأولية. في البيئة الأرضية ، على أساس الكفاءة العالية لعمليات الأكسدة في الجسم ، نشأت الحرارة المتجانسة للحيوان. الأكسجين ، بسبب محتواه العالي باستمرار في الهواء ، ليس عاملاً يحد من الحياة في البيئة الأرضية. فقط في الأماكن ، في ظل ظروف محددة ، يحدث عجز مؤقت ، على سبيل المثال ، في تراكمات مخلفات النباتات المتحللة ، ومخزونات الحبوب ، والدقيق ، إلخ.

يمكن أن يختلف محتوى ثاني أكسيد الكربون في مناطق معينة من الطبقة السطحية للهواء ضمن حدود كبيرة إلى حد ما. على سبيل المثال ، في حالة عدم وجود الرياح في وسط المدن الكبيرة ، يزيد تركيزها عشرة أضعاف. تغييرات يومية منتظمة في محتوى ثاني أكسيد الكربون في الطبقات السطحية مرتبطة بإيقاع التمثيل الضوئي للنبات. الموسمية ناتجة عن التغيرات في شدة تنفس الكائنات الحية ، وخاصة التجمعات الميكروسكوبية للتربة. يحدث تشبع الهواء المتزايد بثاني أكسيد الكربون في مناطق النشاط البركاني ، بالقرب من الينابيع الحرارية والمنافذ الأخرى لهذا الغاز تحت الأرض. في التركيزات العالية ، يكون ثاني أكسيد الكربون سامًا. في الطبيعة ، مثل هذه التركيزات نادرة.

المصدر الرئيسي لثاني أكسيد الكربون في الطبيعة هو تنفس التربة. الكائنات الحية الدقيقة في التربة والحيوانات تتنفس بشكل مكثف للغاية. ينتشر ثاني أكسيد الكربون من التربة إلى الغلاف الجوي ، وخاصة بقوة أثناء هطول الأمطار. ينبعث الكثير منها عن طريق تربة رطبة إلى حد ما ، ودافئة جيدًا ، وغنية بالمخلفات العضوية. على سبيل المثال ، تنبعث تربة غابة الزان ثاني أكسيد الكربون من 15 إلى 22 كجم / هكتار في الساعة ، بينما تبلغ التربة الرملية غير المخصبة 2 كجم / هكتار فقط.

في الظروف الحديثةكان المصدر القوي للكميات الإضافية من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي هو النشاط البشري لحرق الوقود الأحفوري.

نيتروجين الهواء بالنسبة لمعظم سكان البيئة الأرضية هو غاز خامل ، لكن عددًا من الكائنات بدائية النواة (بكتيريا العقيدات ، Azotobacter ، المطثيات ، الطحالب الخضراء المزرقة ، إلخ) لديها القدرة على ربطها وإشراكها في الدورة البيولوجية.

أرز. 46. سفح الجبل مع النباتات المدمرة بسبب انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت من الصناعات المجاورة

يمكن أن تؤثر الشوائب المحلية التي تدخل الهواء بشكل كبير على الكائنات الحية. ينطبق هذا بشكل خاص على المواد الغازية السامة - الميثان وأكسيد الكبريت وأول أكسيد الكربون وأكسيد النيتروجين وكبريتيد الهيدروجين ومركبات الكلور وكذلك جزيئات الغبار والسخام وما إلى ذلك ، التي تلوث الهواء في المناطق الصناعية. المصدر الحديث الرئيسي للتلوث الكيميائي والفيزيائي للغلاف الجوي هو من صنع الإنسان: عمل مختلف المؤسسات الصناعية والنقل وتآكل التربة وما إلى ذلك. أكسيد الكبريت (SO 2) ، على سبيل المثال ، سام للنباتات حتى في تركيزات من خمسين من الألف إلى المليون من حجم الهواء. حول المراكز الصناعية التي تلوث الغلاف الجوي بهذا الغاز ، تموت جميع النباتات تقريبًا (الشكل 46). بعض الأنواع النباتية حساسة بشكل خاص لثاني أكسيد الكبريت وتعمل كمؤشر حساس لتراكمها في الهواء. على سبيل المثال ، تموت العديد من الأشنات حتى مع وجود آثار أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي المحيط. يشهد وجودهم في الغابات حول المدن الكبيرة على درجة نقاء الهواء العالية. تؤخذ مقاومة النباتات للشوائب في الهواء في الاعتبار عند اختيار الأنواع لمستوطنات المناظر الطبيعية. حساس للدخان ، على سبيل المثال ، شجرة التنوب والصنوبر ، القيقب ، الزيزفون ، البتولا. الأكثر مقاومة هي الثوجا والحور الكندي والقيقب الأمريكي والشيخ وبعض الآخرين.

4.2.2. التربة والإغاثة. الطقس والسمات المناخية للبيئة الأرضية والجوية

العوامل البيئية Edaphic.تؤثر خصائص التربة والتضاريس أيضًا على الظروف المعيشية للكائنات الأرضية ، وخاصة النباتات. يوحد الاسم خصائص سطح الأرض التي لها تأثير بيئي على سكانها العوامل البيئية المؤثرة (من اليونانية "edafos" - الأساس ، التربة).

تعتمد طبيعة نظام جذر النباتات على النظام الحراري المائي والتهوية والتكوين والتكوين وهيكل التربة. على سبيل المثال ، توجد أنظمة الجذر لأنواع الأشجار (البتولا ، الصنوبر) في المناطق ذات التربة الصقيعية على عمق ضحل وتنتشر على نطاق واسع. في حالة عدم وجود التربة الصقيعية ، تكون أنظمة الجذر لهذه النباتات نفسها أقل انتشارًا وتخترق أعمق. في العديد من نباتات السهوب ، يمكن للجذور الحصول على المياه من أعماق كبيرة ، بينما في نفس الوقت لها العديد من الجذور السطحية في أفق تربة الدبال ، حيث تمتص النباتات المغذيات المعدنية. في التربة المشبعة بالمياه وضعيفة التهوية في غابات المانغروف ، يكون للعديد من الأنواع جذور تنفسية خاصة - حوامل هوائية.

يمكن تمييز عدد من المجموعات البيئية للنباتات فيما يتعلق بخصائص التربة المختلفة.

لذلك ، وفقًا لرد الفعل على حموضة التربة ، فإنهم يميزون: 1) حامضالأنواع - تنمو في التربة الحمضية برقم هيدروجيني أقل من 6.7 (نباتات مستنقعات الطحالب ، بيلوس) ؛ 2) محبة للعدلات -الانجذاب نحو التربة ذات الرقم الهيدروجيني 6.7-7.0 (معظم النباتات المزروعة) ؛ 3) بازيفيليك- ينمو عند درجة حموضة تزيد عن 7.0 (موردوفنيك ، شقائق النعمان) ؛ 4) غير مبال -يمكن أن تنمو في التربة ذات قيم الأس الهيدروجيني المختلفة (زنبق الوادي ، عشب الأغنام).

فيما يتعلق بالتركيب الإجمالي للتربة ، هناك: 1) قليل التغذيةمحتوى النباتات بكمية صغيرة من عناصر الرماد (سكوتش الصنوبر) ؛ 2) متخثث ،أولئك الذين يحتاجون إلى عدد كبير من عناصر الرماد (البلوط ، عشب الماعز الشائع ، الصقر الدائم) ؛ 3) متوسط ​​التغذية ،تتطلب كمية معتدلة من عناصر الرماد (شجرة التنوب).

النتروفيل- النباتات التي تفضل التربة الغنية بالنيتروجين (نبات القراص ثنائي المسكن).

تشكل نباتات التربة المالحة مجموعة نباتات ملحية(soleros ، sarsazan ، kokpek).

تنحصر بعض أنواع النباتات في ركائز مختلفة: نباتاتتنمو في التربة الصخرية ، و psammophytesتسكن الرمال الفضفاضة.

تؤثر التضاريس وطبيعة التربة على خصوصيات حركة الحيوانات. على سبيل المثال ، تحتاج ذوات الحوافر والنعام والحبارى التي تعيش في الأماكن المفتوحة إلى أرضية صلبة لتعزيز التنافر عند الجري بسرعة. في السحالي التي تعيش على رمال فضفاضة ، تحد الأصابع هامش من الحراشف القرنية ، مما يزيد من سطح الدعم (الشكل 47). بالنسبة لسكان الأرض الذين يحفرون الثقوب ، فإن التربة الكثيفة غير مواتية. تؤثر طبيعة التربة في بعض الحالات على توزيع الحيوانات الأرضية التي تحفر ثقوبًا ، أو تحفر في الأرض للهروب من الحرارة أو الحيوانات المفترسة ، أو تضع البيض في التربة ، إلخ.

أرز. 47. أبو بريص ذو أصابع القدم - أحد سكان رمال الصحراء: أ - أبو بريص ذو أصابع القدم ؛ ب- ساق الوزغة

ميزات الطقس.ظروف المعيشة في بيئة الأرض والجو معقدة ، بالإضافة إلى ذلك ، التغيرات المناخية.طقس - هذه حالة الغلاف الجوي المتغيرة باستمرار بالقرب من سطح الأرض حتى ارتفاع حوالي 20 كم (حدود طبقة التروبوسفير). تتجلى تقلبات الطقس في التباين المستمر في مجموعة العوامل البيئية مثل درجة حرارة الهواء والرطوبة ، والغيوم ، والتساقط ، وقوة الرياح واتجاهها ، وما إلى ذلك. الدورة السنويةتعتبر التقلبات غير الدورية خاصية مميزة ، مما يعقد بشكل كبير شروط وجود الكائنات الأرضية. يؤثر الطقس على حياة الأحياء المائية بدرجة أقل بكثير وعلى سكان الطبقات السطحية فقط.

مناخ المنطقة.يتميز نظام الطقس على المدى الطويل مناخ المنطقة. لا يشمل مفهوم المناخ متوسط ​​قيم الظواهر الجوية فحسب ، بل يشمل أيضًا مسارها السنوي واليومي والانحرافات عنها وتواترها. يتم تحديد المناخ من خلال الظروف الجغرافية للمنطقة.

إن التنوع الجغرافي للمناخات معقد بفعل الرياح الموسمية وتوزيع الأعاصير والأعاصير المضادة وتأثير السلاسل الجبلية على حركة الكتل الهوائية ودرجة المسافة من المحيط (القارة) والعديد من العوامل المحلية الأخرى. توجد في الجبال منطقة مناخية ، تشبه في كثير من النواحي تغير المناطق من خطوط العرض المنخفضة إلى خطوط العرض العالية. كل هذا يخلق مجموعة متنوعة غير عادية من الظروف المعيشية على الأرض.

بالنسبة لمعظم الكائنات الأرضية ، وخاصة الصغيرة منها ، ليس مناخ المنطقة هو المهم ، ولكن ظروف موطنها المباشر. في كثير من الأحيان ، تعمل العناصر المحلية للبيئة (التضاريس ، والتعرض ، والغطاء النباتي ، وما إلى ذلك) في منطقة معينة على تغيير نظام درجة الحرارة والرطوبة والضوء وحركة الهواء بطريقة تختلف اختلافًا كبيرًا عن الظروف المناخية للمنطقة. تسمى تعديلات المناخ المحلية التي تتشكل في طبقة الهواء السطحية المناخ المحلي. في كل منطقة ، تتنوع المناخات المحلية بشكل كبير. من الممكن تمييز المناخ المحلي لمناطق صغيرة بشكل تعسفي. على سبيل المثال ، يتم إنشاء وضع خاص في كورولا من الزهور ، والتي تستخدمها الحشرات التي تعيش هناك. تُعرف الاختلافات في درجة الحرارة ورطوبة الهواء وقوة الرياح على نطاق واسع في الأماكن المفتوحة وفي الغابات وفي الأعشاب وفي مناطق التربة العارية وعلى منحدرات التعرض الشمالية والجنوبية وما إلى ذلك. يحدث مناخ محلي مستقر خاص في الجحور والأعشاش والأجواف والكهوف والأماكن المغلقة الأخرى.

تساقط.بالإضافة إلى توفير المياه وإنشاء احتياطيات الرطوبة ، يمكنهم لعب دور بيئي آخر. وبالتالي ، فإن الأمطار الغزيرة أو البَرَد يكون لها أحيانًا تأثير ميكانيكي على النباتات أو الحيوانات.

يتنوع الدور البيئي للغطاء الثلجي بشكل خاص. تتغلغل تقلبات درجات الحرارة اليومية في سمك الثلج حتى 25 سم فقط ؛ وأعمق من ذلك ، لا تتغير درجة الحرارة تقريبًا. في الصقيع -20-30 درجة مئوية ، تحت طبقة من الثلج 30-40 سم ، تكون درجة الحرارة أقل بقليل من الصفر. غطاء ثلجي عميق يحمي براعم التجديد ، ويحمي الأجزاء الخضراء من النباتات من التجمد ؛ العديد من الأنواع تمر تحت الجليد دون تساقط أوراق الشجر ، على سبيل المثال ، حميض مشعر ، فيرونيكا أوفيسيناليس ، حافر ، إلخ.

أرز. 48. مخطط الدراسة عن بعد نظام درجة الحرارةطيهوج عسلي موجود في حفرة ثلجية (وفقًا لـ A.V. Andreev، A.V. Krechmar، 1976)

تعيش الحيوانات الأرضية الصغيرة أيضًا أسلوب حياة نشطًا في فصل الشتاء ، حيث تضع صالات كاملة من الممرات تحت الجليد وفي سمكها. بالنسبة لعدد من الأنواع التي تتغذى على الغطاء النباتي الثلجي ، حتى التكاثر الشتوي هو سمة مميزة ، وهو ما يُلاحظ ، على سبيل المثال ، في القوارض والخشب والفئران ذات الحلق الأصفر وعدد من الفئران والجرذان المائية وما إلى ذلك. طيهوج أسود ، حجل التندرا - اختبأ في الثلج طوال الليل (الشكل 48).

يمنع الغطاء الثلجي الشتوي الحيوانات الكبيرة من البحث عن الطعام. يتغذى العديد من ذوات الحوافر (الرنة ، والخنازير البرية ، وثيران المسك) حصريًا على الغطاء النباتي الثلجي في الشتاء ، والغطاء الثلجي العميق ، وخاصة القشرة الصلبة على سطحه التي تحدث في الجليد ، مما يؤدي إلى الموت جوعاً. أثناء تربية الماشية البدوية في روسيا ما قبل الثورة ، حدثت كارثة كبيرة في المناطق الجنوبية الجوت - فقدان أعداد كبيرة من الماشية نتيجة للصقيع وحرمان الحيوانات من الطعام. الحركة على الثلوج العميقة الفضفاضة صعبة أيضًا على الحيوانات. الثعالب ، على سبيل المثال ، في فصول الشتاء الثلجية تفضل مناطق في الغابة تحت أشجار التنوب الكثيفة ، حيث تكون طبقة الثلج أرق ، وتقريباً لا تخرج إلى الواجهات والحواف المفتوحة. يمكن أن يحد عمق الغطاء الثلجي من التوزيع الجغرافي للأنواع. على سبيل المثال ، لا تخترق الغزلان الحقيقية شمالًا إلى المناطق التي يزيد فيها سمك الثلج في الشتاء عن 40-50 سم.

يكشف بياض الغطاء الثلجي عن الحيوانات الداكنة. يبدو أن اختيار التمويه الذي يتناسب مع لون الخلفية قد لعب دورًا كبيرًا في حدوث تغيرات الألوان الموسمية في الحجل الأبيض والتندرا ، والأرنب الجبلي ، والجزر ، وابن عرس ، والثعلب القطبي. في جزر كوماندر ، إلى جانب الثعالب البيضاء ، هناك العديد من الثعالب الزرقاء. وفقًا لملاحظات علماء الحيوان ، فإن هذا الأخير يحتفظ بشكل أساسي بالقرب من الصخور الداكنة وشريط الأمواج غير المتجمد ، بينما يفضل البيض المناطق ذات الغطاء الثلجي.