Priča o vodenim staništima. Ekološke karakteristike vodenog staništa
Opće karakteristike. Hidrosfera kao vodena životna sredina zauzima oko 71% površine i 1/800 zapremine zemaljske kugle. Glavna količina vode, više od 94%, koncentrirana je u morima i okeanima (slika 5.2).
Rice. 5.2. Svjetski okeani u poređenju sa kopnom (prema N. F. Reimers, 1990.)
U slatkim vodama rijeka i jezera količina vode ne prelazi 0,016% ukupne zapremine slatke vode.
U okeanu sa svojim konstitutivnim morima prvenstveno se razlikuju dva ekološka područja: vodeni stub - pelagic a dno - benthal. Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralna zona - područje postepenog opadanja zemljišta do dubine od 200 m, batijal - područje strmih padina i ponorska zona - okeansko dno sa prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublje bentoske regije, koje odgovaraju depresijama okeanskog dna (6-10 km), nazivaju se ultraabyssal. Ivica obale koja je poplavljena za vrijeme plime naziva se primorje Dio obale iznad nivoa plime, navlažen prskanjem valova, naziva se supralitoral.
Otvorene vode Svjetskog okeana također su podijeljene u vertikalne zone koje odgovaraju bentoskim zonama: epipelagični, batipelagični, abesopelagični(Sl. 5.3).
Rice. 5.3. Vertikalna ekološka zonalnost okeana
(prema N.F. Reimersu, 1990.)
IN vodena sredina Postoji oko 150.000 životinjskih vrsta, ili oko 7% od ukupnog broja (slika 5.4) i 10.000 biljnih vrsta (8%).
Također treba napomenuti da su predstavnici većine grupa biljaka i životinja ostali u vodenom okolišu (njihova "kolijevka"), ali je broj njihovih vrsta mnogo manji od kopnenih. Otuda zaključak - evolucija na kopnu odvijala se mnogo brže.
Mora i okeani ekvatorijalnih i tropskih regija, prvenstveno Pacifika i Atlantskog oceana, odlikuju se raznolikošću i bogatstvom flore i faune. Sjeverno i južno od ovih pojaseva visokokvalitetna kompozicija postepeno iscrpljuje. Na primjer, na području istočnoindijskog arhipelaga postoji najmanje 40.000 vrsta životinja, dok ih u Laptevskom moru ima samo 400. Većina organizama Svjetskog okeana koncentrirana je na relativno malom području. morske obale umjerena zona i među mangrovima tropskih zemalja.
Udio rijeka, jezera i močvara, kao što je ranije navedeno, je beznačajan u odnosu na mora i okeane. Međutim, oni stvaraju zalihe svježe vode neophodne za biljke, životinje i ljude.
Rice. 5.4. Distribucija glavnih klasa životinja prema okolini
stanište (prema G.V. Voitkevichu i V.A. Vronskom, 1989.)
Bilješkaživotinje smještene ispod valovite linije žive u moru, iznad nje - u kopno-vazdušnom okruženju
Poznato je da nije samo vodena sredina jak uticaj na njene stanovnike, ali i živu materiju hidrosfere, utičući na stanište, prerađuje ga i uključuje u kruženje supstanci. Utvrđeno je da se voda okeana, mora, rijeka i jezera razlaže i obnavlja u biotičkom ciklusu tokom 2 miliona godina, odnosno sva je prošla kroz živu materiju na Zemlji više od hiljadu puta.
Posljedično, moderna hidrosfera je proizvod vitalne aktivnosti žive tvari ne samo modernih, već i prošlih geoloških era.
Karakteristična karakteristika vodene sredine je njena mobilnost, posebno u tekućim, brzim potocima i rijekama. Mora i okeani doživljavaju oseke i oseke, snažne struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod uticajem temperature i vjetra.
Ekološke grupe hidrobionata. Debljina vode, ili pelagic(pelage - more), naseljeno pelagijskim organizmima koji imaju sposobnost plivanja ili zadržavanja u određenim slojevima (sl. 5.5).
Rice. 5.5. Profil okeana i njegovih stanovnika (prema N. N. Moiseevu, 1983.)
U tom smislu, ovi organizmi se dijele u dvije grupe: nekton I plankton. Treća ekološka grupa - bentos - formiraju stanovnike dna.
Nekton(nektos - plutajući) je skup pelagičnih aktivno pokretnih životinja koje nemaju direktnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje koje su u stanju savladati velike udaljenosti i jake vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe kretanja. Tipični nektonski organizmi uključuju ribe, lignje, kitove i peronošce. Osim ribe, nekton u slatkim vodama uključuje vodozemce i insekte koji se aktivno kreću. Mnogi morske ribe može se kretati u vodenom stupcu ogromnom brzinom: do 45-50 km/h - lignje (Oegophside), 100-150 km/h - jedrenjak (Jstiopharidae) i 130 km/h - sabljarka (Xiphias glabius).
Plankton(planktos - luta, lebdi) je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost brzih aktivnih kretanja. U pravilu su to male životinje - zooplankton i biljke - fitoplankton, koji ne mogu da odole strujama. Plankton također uključuje larve mnogih životinja koje „plutaju“ u vodenom stupcu. Planktonski organizmi se nalaze i na površini vode, na dubini i u donjem sloju.
Organizmi koji se nalaze na površini vode čine posebna grupa - Neuston. Sastav neustona također ovisi o razvojnoj fazi određenog broja organizama. Prolazeći kroz stadij larve i odrastajući, napuštaju površinski sloj koji im je služio kao utočište i sele se da žive na dnu ili u donjim i dubljim slojevima. Tu spadaju ličinke desetonožaca, školjkaša, kopepoda, puževa i školjkaša, bodljokožaca, poliheta, riba itd.
Isti organizmi, čiji je dio tijela iznad površine vode, a drugi u vodi, nazivaju se plaiston. Tu spadaju patkica (Lemma), sifonofora (Siphonophora) itd.
Fitoplankton igra važnu ulogu u životu vodnih tijela, jer je glavni proizvođač organske tvari. Fitoplankton prvenstveno uključuje dijatomeje (Diatomeae) i zelene alge (Chlorophyta), biljne flagellate (Phytomastigina), peridinee (Peridineae) i kokolitofore (Coccolitophoridae). U slatkim vodama rasprostranjene su ne samo zelene alge, već i modrozelene alge (Cyanophyta).
Zooplankton i bakterije mogu se naći na različitim dubinama. U slatkim vodama, uglavnom slabo plivaju, česti su relativno veliki rakovi (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), mnogi rotiferi (Rotatoria) i protozoe.
U morskim zooplanktonom dominiraju mali rakovi (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) i protozoe (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Veliki predstavnici uključuju mekušce s krilnim nogama (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) i plivajuću ctenophora (Ctenophora), salpe (Salpae) i neke crve (Aleiopidae, Tomopteridae).
Planktonski organizmi služe kao važna komponenta hrane za mnoge vodene životinje, uključujući divove kao što su kitovi usati (Mystacoceti), sl. 5.6.
Slika 5.6. Šema glavnih pravaca razmene energije i materije u okeanu
Bentos(bentos - dubina) je skup organizama koji žive na dnu (na tlu i u tlu) rezervoara. Podijeljen je na zoobenthos I fitobentos. Uglavnom su predstavljene zakačenim životinjama ili životinjama koje se polako kreću ili koplje. U plitkoj vodi se sastoji od organizama koji sintetiziraju organsku materiju (proizvođači), troše je (potrošači) i uništavaju (razlagači). Na dubinama gdje nema svjetla, fitobentos (proizvođači) je odsutan. U morskom zoobentosu dominiraju foraminifori, spužve, koelenterati, crvi, brahiopodi, mekušci, ascidije, ribe itd. Bentoski oblici su brojniji u plitkim vodama. Njihova ukupna biomasa ovdje može doseći desetine kilograma po 1 m2.
Fitobentos mora uglavnom uključuje alge (dijatomeje, zelene, smeđe, crvene) i bakterije. Duž obala su cvjetnice - Zostera, Ruppia, Phyllospadix. Stjenoviti i kameniti dijelovi dna su najbogatiji fitobentosom.
U jezerima, kao iu morima, ima ih plankton, nekton I bentos.
Međutim, u jezerima i drugim slatkovodnim tijelima ima manje zoobentosa nego u morima i okeanima, a sastav vrsta mu je ujednačen. To su uglavnom protozoe, spužve, trepljasti i oligoheti crvi, pijavice, mekušci, larve insekata itd.
Slatkovodni fitobentos predstavljaju bakterije, dijatomeje i zelene alge. Obalne biljke se nalaze od obale u unutrašnjosti u jasno definisanim pojasevima. Prvi pojas - polupotopljene biljke (trska, rogoza, šaš i trska); drugi pojas - potopljene biljke sa plutajućim listovima (lokvanja, jajne kapsule, lokvanja, leća). IN treći pojas dominiraju biljke - ribnjak, elodea itd. (Slika 5.7).
Rice. 5.7. Biljke s donjim korijenom (A):
1 - cattail; 2- rogoz; 3 - vrh strelice; 4 - lokvanj; 5, 6 - ribnjak; 7 - hara. Slobodno plutajuće alge (B): 8, 9 - nitasto zeleno; 10-13 - zelena; 14-17 - dijatomeje; 18-20 - plavo-zelena
Na osnovu načina života, vodene biljke se dijele u dvije glavne ekološke grupe: hidrofiti - biljke koje su samo donjim dijelom uronjene u vodu i obično ukorijenjene u zemlju, i hidatofiti - biljke koje su potpuno uronjene u vodu i ponekad plutaju na površini ili imaju plutajuće listove.
U životu vodenih organizama važnu ulogu imaju vertikalno kretanje vode, gustina, temperaturni, svjetlosni, solni, plinoviti (sadržaj kisika i ugljičnog dioksida) režimi i koncentracija vodikovih iona (pH).
Temperaturni režim. Razlikuje se u vodi, prvo, manjim prilivom topline, a drugo, većom stabilnošću nego na kopnu. Dio toplotne energije koja stiže na površinu vode se reflektuje, dok se dio troši na isparavanje. Isparavanje vode sa površine rezervoara, koje troši oko 2263x8 J/g, sprečava pregrijavanje donjih slojeva, a stvaranje leda koji oslobađa toplotu fuzije (333,48 J/g) usporava njihovo hlađenje.
Promjene temperature u tekućim vodama prate njene promjene u okolnom zraku, koje se razlikuju u manjoj amplitudi.
U jezerima i ribnjacima umjerenih geografskih širina termički režim je određen dobro poznatim fizičkim fenomenom - voda ima najveću gustinu na 4°C. Voda u njima je jasno podijeljena u tri sloja: gornji - epilimnion,čija temperatura doživljava oštre sezonske fluktuacije; prelazni sloj sa temperaturnim skokom, -metalimnion, gde se slavi oštar pad temperature; duboko more (dno) - hipolimnion sežu do samog dna, gdje je temperatura tokom cijele godine promjene beznačajan.
Ljeti se najtopliji slojevi vode nalaze na površini, a najhladniji na dnu. Ovaj tip Raspodjela temperatura u rezervoaru sloj po sloj naziva se direktna stratifikacija Zimi, kako temperatura pada, reverzna stratifikacija. Površinski sloj vode ima temperaturu blizu 0°C. Na dnu je temperatura oko 4°C, što odgovara njegovoj maksimalnoj gustini. Dakle, temperatura raste sa dubinom. Ovaj fenomen se zove temperaturna dihotomija. Zapaža se u većini naših jezera ljeti i zimi. Kao rezultat toga, vertikalna cirkulacija je poremećena, formira se slojevitost vode i počinje period privremene stagnacije - stagnacija(Sl. 5.8).
Daljnjim povećanjem temperature gornji slojevi vode postaju sve manje gusti i više ne tonu - nastupa ljetna stagnacija. "
U jesen se površinske vode ponovo ohlade na 4°C i potonu na dno, uzrokujući drugo miješanje masa u godini uz izjednačavanje temperature, odnosno početak jesenje homotermije.
U morskom okruženju postoji i termička stratifikacija određena dubinom. Okeani imaju sljedeće slojeve Površina- vode su izložene dejstvu vetra, a po analogiji sa atmosferom ovaj sloj se naziva troposfera ili more termosfera. Ovdje se uočavaju dnevne fluktuacije temperature vode do otprilike 50 metara dubine, a sezonske fluktuacije još dublje. Debljina termosfere dostiže 400 m. srednji - predstavlja stalna termoklina. Temperatura u njemu je različita mora a okeani padnu na 1-3°C. Prostire se do dubine od oko 1500 m. duboko more - karakterizira ujednačena temperatura od oko 1-3°C, sa izuzetkom polarnih područja, gdje je temperatura blizu 0°C.
IN Općenito, treba napomenuti da amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija u gornjim slojevima okeana nije veća od 10-15 °C; u kontinentalnim vodama je 30-35 °C.
Rice. 5.8. Stratifikacija i miješanje vode u jezeru
(nakon E. Gunter et al., 1982)
Duboke slojeve vode karakteriše konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječne godišnje temperature U površinskim slojevima je 26-27°C, u polarnim slojevima oko 0°C i niže. Izuzetak su termalni izvori, gdje temperatura površinskog sloja dostiže 85-93°C.
U vodi kao životnoj sredini, s jedne strane, postoji prilično značajna raznolikost temperaturnih uslova, as druge strane, termodinamičke karakteristike vodene sredine, kao što su visok specifični toplotni kapacitet, visoka toplotna provodljivost i ekspanzija tokom smrzavanje (u ovom slučaju led se formira samo na vrhu, a glavni stupac vode se ne smrzava), stvaraju povoljne uvjete za žive organizme.
Stoga je za zimovanje višegodišnjih hidrofita u rijekama i jezerima od velike važnosti vertikalna raspodjela temperatura ispod leda. Najgušća i najmanje hladna voda sa temperaturom od 4°C nalazi se u donjem sloju, gde tonu prezimljujući pupoljci (turioni) rogoza, bešike, vodenice i dr. (sl. 5.9), kao i cele lisnate biljke, kao što su patka i elodea.
Rice. 5.9. Akvarel (Hydrocharias morsus ranae) u jesen.
Vidljivi su pupoljci koji prezimljuju, koji tonu na dno
(od T.K. Goryshinoya, 1979)
Utvrđeno je mišljenje da je uranjanje povezano sa nakupljanjem škroba i težinom biljaka. Do proljeća škrob se pretvara u rastvorljive šećere i masti, što pupoljke čini lakšim i omogućava im da plutaju.
Organizmi u vodnim tijelima umjerenih geografskih širina dobro su prilagođeni sezonskim vertikalnim kretanjima vodenih slojeva, proljetnoj i jesenskoj homotermiji, ljetnoj i zimskoj stagnaciji. Budući da se temperaturni režim vodnih tijela odlikuje velikom stabilnošću, stenotermija je uobičajena među vodenim organizmima u većoj mjeri nego među kopnenim organizmima.
Euritermalne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim rezervoarima iu priobalju mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije značajne.
Gustina vode. Voda se od vazduha razlikuje po tome što je gušća. U tom pogledu, 800 puta je bolji od vazduha. Gustina destilovane vode na temperaturi od 4 °C je 1 g/cm3. Gustina prirodne vode koji sadrže otopljene soli mogu biti i više: do 1,35 g/cm3. U prosjeku, u vodenom stupcu, na svakih 10 m dubine, pritisak se povećava za 1 atmosferu. Velika gustina vode odražava se na strukturu tijela hidrofita. Dakle, ako su u kopnenim biljkama dobro razvijena mehanička tkiva koja osiguravaju čvrstoću stabala i stabljike, raspored mehaničkih i provodnih tkiva duž periferije stabljike stvara strukturu „cijevi“ koja je dobro otporna na savijanje i savijanje, onda u hidrofita mehanička tkiva su znatno smanjena, budući da se biljke same izdržavaju. Mehanički elementi i provodni snopovi su često koncentrirani u središtu stabljike ili lisne peteljke, što mu daje mogućnost savijanja pri pokretima vode.
Potopljeni hidrofiti imaju dobru plovnost koju stvaraju posebni uređaji (zračne vrećice, otekline). Tako listovi žaba leže na površini vode i ispod svakog lista imaju plutajući mjehur ispunjen zrakom. Poput malog prsluka za spašavanje, mjehurić omogućava listu da pluta na površini vode. Vazdušne komore u stabljici drže biljku uspravnom i isporučuju kiseonik do korena.
Uzgona se takođe povećava sa povećanjem površine tela. Ovo je jasno vidljivo u mikroskopskim planktonskim algama. Različiti izrasline na tijelu pomažu im da slobodno "plutaju" u vodenom stupcu.
Organizmi u vodenom okruženju raspoređeni su po cijeloj njegovoj debljini. Na primjer, u okeanskim depresijama, životinje se nalaze na dubinama od preko 10.000 m i podnose pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Tako slatkovodni stanovnici (ronioci, papuče, suvojke itd.) mogu u eksperimentima izdržati do 600 atmosfera. Holoturijci iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus žive od obalnog pojasa do ultra-abisalne zone. Istovremeno, treba napomenuti da su mnogi stanovnici mora i okeana relativno stenobatski i ograničeni na određene dubine. Ovo se prvenstveno odnosi na plitke i dubokomorske vrste. Žive samo u primorskoj zoni ringworm pješčana glista Arenicola, mekušci - limpets (Patella). On velike dubine pri pritisku od najmanje 400-500 atmosfera, riba iz grupe pecaroša, glavonožaca, rakova, morske zvijezde, pogonophora i dr.
Gustoća vode omogućava životinjskim organizmima da se oslone na nju, što je posebno važno za neskeletne oblike. Podloga medijuma služi kao uslov za plutanje u vodi. Mnogi vodeni organizmi su prilagođeni ovakvom načinu života.
Lagani način rada. On vodenih organizama Veliki utjecaj imaju svjetlosni režim i prozirnost vode. Intenzitet svjetlosti u vodi je znatno oslabljen (slika 5.10), jer se dio upadnog zračenja odbija od površine vode, dok se drugi apsorbira svojom debljinom. Slabljenje svjetlosti povezano je s prozirnošću vode. U okeanima, na primjer, sa velikom prozirnošću, oko 1% zračenja i dalje pada na dubinu od 140 m, a u malim jezerima s donekle zatvorenom vodom, već na dubini od 2 m, samo desetinke procenta.
Rice. 5.10. Osvetljenje u vodi tokom dana.
Cimljansko jezero (prema A. A. Potapovu,
Dubina: 1 - na površini; 2-0,5m; 3- 1,5 m; 4-2m
Zbog činjenice da voda različito apsorbuje zrake različitih delova sunčevog spektra, spektralni sastav svetlosti se takođe menja sa dubinom, a crveni zraci su oslabljeni. Plavo-zeleni zraci prodiru na znatne dubine. Sumrak u okeanu, koji se s dubinom zgušnjava, prvo je zelen, zatim plavi, indigo, plavo-ljubičasti, a kasnije ustupa mjesto stalnoj tami. U skladu s tim, živi organizmi zamjenjuju jedni druge dubinom.
Tako biljke koje žive na površini vode ne osjećaju nedostatak svjetlosti, dok se potopljene, a posebno dubokomorske biljke svrstavaju u „sjenčanu floru“. Moraju se prilagoditi ne samo nedostatku svjetla, već i promjenama u njegovom sastavu stvaranjem dodatnih pigmenata. To se može vidjeti u poznatom uzorku obojenosti algi koje žive na različitim dubinama. U zonama plitkih voda, gdje biljke još uvijek imaju pristup crvenim zracima, koji se u najvećoj mjeri apsorbiraju hlorofilom, prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama nalaze se smeđe alge, koje pored hlorofila sadrže smeđe pigmente fikafein, fukoksantin itd. Crvene alge koje sadrže pigment fikoeritrin žive još dublje. Ovdje je jasno vidljiva sposobnost snimanja. sunčeve zrake With različite dužine talasi. Ovaj fenomen se zove hromatska adaptacija.
Dubokomorske vrste imaju niz fizičkih osobina karakterističnih za biljke u sjeni. Među njima je vrijedno napomenuti nisku tačku kompenzacije za fotosintezu (30-100 luksa), "prirodu sjene" krivulje svjetlosti fotosinteze s niskim platoom zasićenja; alge, na primjer, imaju velike kromatofore. Dok su za površinske i plutajuće forme ove krive „lakšeg” tipa.
Za korištenje slabog svjetla u procesu fotosinteze potrebna je povećana površina organa za asimilaciju. Dakle, vrh strelice (Sagittaria sagittifolia) formira listove različitih oblika kada se razvija na kopnu i u vodi.
Nasljedni program kodira mogućnost razvoja u oba smjera. “Okidač” za razvoj “vodenih” oblika lišća je sjenčanje, a ne direktno djelovanje vode.
Često su listovi vodenih biljaka, uronjeni u vodu, snažno raščlanjeni na uske niti nalik na režnjeve, kao što je, na primjer, kod rogoza, urutija, bešike, ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodni listovi jajnih kapsula, lokvanja, listovi potopljenih barskih korova.
Ove karakteristike su također karakteristične za alge, kao što su nitaste alge, raščlanjeni tali Characeae i tanki prozirni tali mnogih dubokomorskih vrsta. Ovo omogućava hidrofitima da povećaju omjer površine tijela i zapremine, i stoga da razviju veću površinu uz relativno nisku cijenu organske mase.
U biljkama koje su djelomično potopljene u vodu, heterofilija, tj. razlika u strukturi nadvodnih i podvodnih listova iste biljke: To je jasno vidljivo na vodenom ljutiku (slika 5.11) Nadvodni imaju karakteristike zajedničke listovima nadzemnih biljaka (dorsoventralni struktura, dobro razvijeno pokrovno tkivo i stomatalni aparat), podvodno - vrlo tanke ili raščlanjene listove. Heterofilija je također zabilježena kod lokvanja i kapsula za jaja, vrhova strela i drugih vrsta.
Rice. 5.11. Heterofilija u vodenom ljutiku
Ranunculus diversifolius (iz T, G. Goryshina, 1979)
Listovi: 1 - nadvodni; 2 - pod vodom
Ilustrativan primjer je lišćar (Simn latifolium), na čijoj stabljici se može vidjeti nekoliko oblika listova, koji odražavaju sve prijelaze od tipično kopnenog do tipično vodenog.
Dubina vodenog okoliša također utiče na životinje, njihovu boju, sastav vrsta itd. Na primjer, u jezerskom ekosistemu glavni život je koncentrisan u sloju vode u koji prodire količina svjetlosti dovoljna za fotosintezu. Donja granica ovog sloja naziva se nivo kompenzacije. Iznad ove dubine, biljke oslobađaju više kisika nego što troše, a višak kisika mogu iskoristiti drugi organizmi. Ispod ove dubine fotosinteza ne može osigurati disanje, stoga je organizmima dostupan samo kisik koji dolazi s vodom iz više površinskih slojeva jezera.
Životinje jarkih i raznolikih boja žive u svijetlim, površinskim slojevima vode, dok su dubokomorske vrste obično lišene pigmenata. U zoni sumraka oceana žive životinje koje su obojene crvenkastom nijansom, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja, jer se crvena boja u plavo-ljubičastim zrakama percipira kao crna. Crvena boja je karakteristična za životinje iz zone sumraka kao što su brancin, crveni koralji, razni rakovi itd.
Apsorpcija svjetlosti u vodi je jača što je njena prozirnost manja, što je posljedica prisustva mineralnih čestica (glina, mulj) u njoj. Prozirnost vode također se smanjuje s brzim rastom vodene vegetacije ljetni period ili tokom masovne reprodukcije malih organizama suspendovanih u površinskim slojevima. Transparentnost se odlikuje izuzetnom dubinom, gdje je još uvijek vidljiv posebno spušten Secchi disk (bijeli disk prečnika 20 cm). U Sargaskom moru (najbistrije vode), Sekijev disk je vidljiv do dubine od 66,5 m, u pacifik- do 59, na indijskom - do 50, in plitka mora- do 5-15 m. Prozirnost rijeka ne prelazi 1-1,5 m, au srednjoazijskim rijekama Amu Darya i Syr Darya - nekoliko centimetara. Stoga se granice zona fotosinteze uvelike razlikuju u različitim vodenim tijelima. U najčistijim vodama fotosintetička zona, ili eufotička zona, doseže dubinu ne veću od 200 m, sumračna (disfotična) zona se proteže do 1000-1500 m, a dublje u afotičnu zonu sunčeva svjetlost uopće ne prodire.
Dnevno vrijeme u vodi je mnogo kraće (posebno u dubokim slojevima) nego na kopnu. Količina svjetlosti u gornjim slojevima rezervoara varira u zavisnosti od geografske širine područja i doba godine. Dakle, duge polarne noći uvelike ograničavaju vrijeme pogodno za fotosintezu u arktičkom i antarktičkom bazenu, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti pristup svim zaleđenim vodenim tijelima zimi.
Režim soli. Salinitet vode ili režim soli igra važnu ulogu u životu vodenih organizama. Hemijski sastav voda formiran je pod uticajem prirodnih istorijskih i geoloških uslova, kao i antropogenog uticaja. Sadržaj hemijskih jedinjenja (soli) u vodi određuje njen salinitet i izražava se u gramima po litru ili u po milji(°/od). Prema opštoj mineralizaciji vode se mogu podijeliti na slatke sa udjelom soli do 1 g/l, bočate (1-25 g/l), morske slanosti (26-50 g/l) i slane vode (više od 50). g/l). Najvažnije otopljene tvari u vodi su karbonati, sulfati i hloridi (tabela 5.1).
Tabela 5.1
Sastav bazičnih soli u različitim rezervoarima (prema R. Dazho, 1975)
Među slatkim vodama ima mnogo skoro čistih, ali ima i onih koje sadrže i do 0,5 g rastvorenih materija po litru. Kationi prema sadržaju u slatkoj vodi raspoređeni su na sledeći način: kalcijum - 64%, magnezijum - 17%, natrijum - 16%, kalijum - 3%. Ovo su prosječne vrijednosti, au svakom konkretnom slučaju moguće su fluktuacije, ponekad značajne.
Važan element u slatkoj vodi je sadržaj kalcijuma. Kalcijum može delovati kao ograničavajući faktor. Postoje „meke“ vode sa malo kalcijuma (manje od 9 mg po 1 litri) i „tvrde“ vode koje sadrže velike količine kalcijuma (više od 25 mg po 1 litri).
U morskoj vodi prosječan sadržaj otopljenih soli je 35 g/l, au rubnim morima znatno niži. U morskoj vodi pronađeno je 13 metaloida i najmanje 40 metala. Po važnosti, kuhinjska so je na prvom mestu, zatim barijum hlorid, magnezijum sulfat i kalijum hlorid.
Većina vodeni život poikilosmotic. Osmotski pritisak u njihovom telu zavisi od saliniteta okruženje. Slatkovodne životinje i biljke žive u sredinama gdje je koncentracija otopljenih tvari niža nego u tjelesnim tekućinama i tkivima. Zbog razlike osmotskog tlaka izvan i unutar tijela, voda stalno prodire u tijelo, zbog čega su slatkovodni vodeni organizmi prisiljeni da je intenzivno uklanjaju. Imaju dobro izražene procese osmoregulacije. Kod protozoa se to postiže radom vakuola za izlučivanje, kod višećelijskih organizama - uklanjanjem vode kroz ekskretorni sistem. Neke cilijate luče količinu vode jednaku zapremini njihovog tijela svakih 2-2,5 minuta.
Sa povećanjem saliniteta, rad vakuola se usporava, a pri koncentraciji soli od 17,5% prestaje da radi, jer je razlika u osmotskom pritisku između ćelija i spoljašnje okruženje nestaje.
Koncentracija soli u tjelesnim tekućinama i tkivima mnogih morski organizmi izotoničan prema koncentraciji otopljenih soli u okolnoj vodi. U tom smislu, njihove osmoregulacijske funkcije su manje razvijene nego kod slatkovodnih životinja. Osmoregulacija je jedan od razloga što mnoge morske biljke i životinje nisu uspjele da nasele slatkovodna tijela te su se ispostavile kao tipični morski stanovnici: coelenterata (Coelenterata), bodljikaši (Echinodermata), spužve (Spongia), plaštače (Tunicata), pogonophora (Pogonophora ) . S druge strane, insekti praktički ne žive u morima i oceanima, dok su slatkovodni bazeni obilno naseljeni njima. Tipično morski i tipično slatkovodni organizmi ne podnose značajne promjene u salinitetu i to jesu stenohaline. Euryhaline Nema toliko organizama, posebno životinja, slatkovodnog i morskog porijekla. Nalaze se, često u velikim količinama, u bočatim vodama. To su deverika (Abramis brama), slatkovodni smuđ (Stizostedion lucioperca), štuka (Ezox lucios), a iz mora - porodica cipala (Mugilidae).
Stanište biljaka u vodenoj sredini, pored gore navedenih karakteristika, ostavlja pečat i na druge aspekte života, posebno na vodni režim u biljkama koje su doslovno okružene vodom. Takve biljke nemaju transpiraciju, pa stoga ne postoji „gornji motor“ koji održava protok vode u biljci. A istovremeno postoji struja koja isporučuje hranljive materije u tkiva (iako mnogo slabija nego u kopnenim biljkama), sa jasno definisanom dnevnom frekvencijom: više tokom dana, odsutna noću. Aktivnu ulogu u njegovom održavanju ima korijenski tlak (kod vezanih vrsta) i djelovanje posebnih stanica koje luče vodu - vodenih stomata ili hidatoda.
U slatkim vodama česte su biljke fiksirane na dnu rezervoara. Često se njihova fotosintetička površina nalazi iznad vode. To uključuje trsku (Scirpus), lokvanje (Nymphaea), jajne kapsule (Nyphar), rogove (Typha), vrh strijele (Sagittaria). Kod drugih, fotosintetski organi su uronjeni u vodu. To su ribnjak (Potamogeton), urut (Myriophyllum), elodea (Elodea). Odabrane vrste više slatkovodne biljke su bez korijena i slobodno plutaju ili prerastaju podvodne objekte, alge, koje su vezane za tlo.
Gas mod. Glavni plinovi u vodenoj sredini su kisik i ugljični dioksid. Ostatak, kao što je sumporovodik ili metan, su od sekundarnog značaja.
Kiseonik za vodenu sredinu – najvažnije faktor životne sredine. U vodu ulazi iz zraka, a biljke ga oslobađaju tokom fotosinteze. Koeficijent difuzije kiseonika u vodi je približno 320 hiljada puta manji nego u vazduhu, a njegov ukupan sadržaj u gornjim slojevima vode je 6-8 ml/l, odnosno 21 puta manji nego u atmosferi. Sadržaj kiseonika u vodi obrnuto je proporcionalan temperaturi. Kako temperatura i salinitet vode rastu, koncentracija kisika u njoj opada. U slojevima koji su jako naseljeni životinjama i bakterijama, može doći do nedostatka kisika zbog povećane potrošnje kisika. Dakle, u Svjetskom okeanu, dubine bogate životom od 50 do 1000 m karakterizira naglo pogoršanje aeracije. Ona je 7-10 puta niža nego u površinskim vodama naseljenim fitoplanktonom. Uslovi u blizini dna rezervoara mogu biti bliski anaerobnim.
Sa stagnacijom u malim vodenim tijelima, voda je također naglo osiromašena kisikom. Njegov nedostatak može nastati i zimi pod ledom. Pri koncentraciji ispod 0,3-3,5 ml/l život aeroba u vodi je nemoguć. Ispostavlja se da je sadržaj kiseonika u uslovima rezervoara ograničavajući faktor (tabela 5.2).
Tabela 5.2
Potrebe za kiseonikom za različite vrste slatkovodnih riba
Među vodenim stanovnicima postoji značajan broj vrsta koje mogu tolerirati velike fluktuacije sadržaja kisika u vodi, bliske njegovom odsustvu. To su tzv eurioksibiontima. To uključuje slatkovodne oligohete (Tubifex tubifex), puževe (Viviparus viviparus). Šaran, linjak i karas mogu izdržati vrlo nisku zasićenost ribe kisikom iz ribe. Međutim, mnoge vrste jesu stenoksibiont, odnosno mogu postojati samo uz dovoljno visoku zasićenost vode kisikom, na primjer, kalifornijska pastrmka, potočna pastrmka, gavčica itd. Mnoge vrste živih organizama sposobne su pasti u neaktivno stanje, tzv. anoksibioza, i samim tim doživeti nepovoljan period.
Disanje vodenih organizama odvija se kako preko površine tijela tako i kroz specijalizirane organe - škrge, pluća, dušnik. Često integument tijela može poslužiti kao dodatni respiratorni organ. Kod nekih vrsta dolazi do kombinacije vodenog i zračnog disanja, na primjer kod plućnjaka, sifonofora, diskofanti, mnogih plućnih mekušaca, rakova Yammarus lacustris, itd. Sekundarne vodene životinje obično zadržavaju atmosferski tip disanja kao energetski povoljnijeg, te stoga zahtijeva kontakt sa vazdušnim okruženjem. To uključuje peronošce, kitove, vodene bube, larve komaraca itd.
Ugljen-dioksid. U vodenom okruženju, živim organizmima, osim nedostatka svjetlosti i kisika, može nedostajati raspoloživog CO 2, na primjer, biljke za fotosintezu. Ugljični dioksid ulazi u vodu kao rezultat rastvaranja CO 2 sadržanog u zraku, disanja vodenih organizama, razgradnje organskih ostataka i oslobađanja iz karbonata. Sadržaj ugljičnog dioksida u vodi kreće se od 0,2-0,5 ml/l, odnosno 700 puta više nego u atmosferi. CO2 se otapa u vodi 35 puta bolje od kiseonika. Morska voda je glavni rezervoar ugljičnog dioksida, jer sadrži od 40 do 50 cm 3 plina po litri u slobodnom ili vezanom obliku, što je 150 puta više od njegove koncentracije u atmosferi.
Ugljični dioksid koji se nalazi u vodi učestvuje u formiranju vapnenačkih skeletnih formacija beskičmenjaka i osigurava fotosintezu vodenih biljaka. Intenzivnom fotosintezom biljaka dolazi do povećane potrošnje ugljičnog dioksida (0,2-0,3 ml/l na sat), što dovodi do njegovog nedostatka. Hidrofiti reaguju na povećanje sadržaja CO 2 u vodi povećanjem fotosinteze.
Dodatni izvor CO za fotosintezu vodenih biljaka je i ugljični dioksid koji se oslobađa prilikom razgradnje bikarbonatnih soli i njihove transformacije u ugljični dioksid:
Ca(HCO 3) 2 -> CaCO 3 + CO, + H 2 O
Slabo topljivi karbonati koji nastaju u ovom slučaju talože se na površini listova u obliku kamenca ili kore, što je jasno vidljivo kada se mnoge vodene biljke osuše.
Koncentracija vodikovih jona(pH) često utiče na distribuciju vodenih organizama. Slatkovodni bazeni sa pH od 3,7-4,7 smatraju se kiselim, 6,95-7,3 neutralnim, a sa pH većim od 7,8 - alkalnim. U slatkovodnim tijelima pH ima značajne fluktuacije, često tokom dana. Morska voda je alkalnija i njen pH se manje menja od slatke vode. pH se smanjuje sa dubinom.
Od biljaka s pH manjim od 7,5 rastu skakavac (Jsoetes) i svinjac (Sparganium). U alkalnoj sredini (pH 7,7-8,8) česte su mnoge vrste ribnjaka i elodeja; pri pH 8,4-9 Typha angustifolia dostiže snažan razvoj. Kisele vode tresetišta podstiču razvoj sfagnumskih mahovina.
Većina slatkovodnih riba može podnijeti pH između 5 i 9. Ako je pH manji od 5, dolazi do masovne smrti riba, a iznad 10, sve ribe i druge životinje umiru.
U jezerima sa kiselom sredinom često se nalaze larve dvokrilaca roda Chaoborus, a u kiselim vodama močvara česti su rizomi školjki (Testaceae), lamelarno-škržni mekušci iz roda Unio su odsutni, a ostali mekušci su rijetki. pronađeno.
Ekološka plastičnost organizama u vodenoj sredini. Voda je stabilniji medij i abiotički faktori prolaze kroz relativno male fluktuacije, pa stoga vodeni organizmi imaju manju ekološku plastičnost u odnosu na kopnene. Slatkovodne biljke i životinje su više plastične od morskih, jer je slatkovodna kao životna sredina promjenjivija. Širina ekološke plastičnosti vodenih organizama ocjenjuje se ne samo u cjelini na kompleks faktora (euri- i stenobiotičnost), već i pojedinačno.
Tako je utvrđeno da su primorske biljke i životinje, za razliku od stanovnika otvorenih zona, uglavnom euritermni i eurihalni organizmi, zbog činjenice da su temperaturni uvjeti i slani režim u blizini obale prilično varijabilni - zagrijavanje od sunca i relativno intenzivno hlađenje, desalinizacija prilivom vode iz potoka i rijeka, posebno tokom kišne sezone, itd. Primjer je lotos, koji je tipična stenotermna vrsta i raste samo u plitkim, dobro zagrijanim akumulacijama. Stanovnici površinskih slojeva, u odnosu na dubokomorske forme, iz navedenih razloga, ispadaju euritermičniji i eurihaliniji.
Ekološka plastičnost je važan regulator širenja organizama. Dokazano je da su vodeni organizmi visoke ekološke plastičnosti široko rasprostranjeni, na primjer, Elodea. Suprotan primjer je škamp (Artemia solina), koji živi u malim rezervoarima sa vrlo slanom vodom i tipičan je stenohalinski predstavnik uske ekološke plastičnosti. U odnosu na druge faktore, ima značajnu plastičnost i prilično se često nalazi u tijelima slanih voda.
Ekološka plastičnost zavisi od starosti i razvojne faze organizma. Na primjer, morski gastropod Littorina, kao odrasla osoba, ostaje bez vode svaki dan tokom oseke, ali njegove ličinke vode planktonski način života i ne podnose isušivanje.
Osobine adaptacije biljaka na vodenu sredinu. Vodeni raj| Stenije imaju značajne razlike od kopnenih biljnih organizama. Dakle, sposobnost vodenih biljaka da apsorbuju vlagu i mineralne soli direktno iz okoline ogleda se u njihovoj morfološkoj i fiziološkoj organizaciji. Karakteristika vodenih biljaka je slab razvoj provodnog tkiva i korijenskog sistema. Korijenski sistem služi uglavnom za pričvršćivanje na podvodni supstrat i ne obavlja funkcije mineralne prehrane i vodoopskrbe, kao u kopnenim biljkama. Vodene biljke hrane se cijelom površinom svog tijela.
Značajna gustina vode omogućava biljkama da nastanjuju čitavu njegovu debljinu. Niže biljke koje naseljavaju različite slojeve i vode plutajući način života imaju posebne dodatke za tu svrhu koji povećavaju njihovu plovnost i omogućavaju im da ostanu visi. Viši hidrofiti imaju slabo razvijeno mehaničko tkivo. Kako yni Kao što je gore navedeno, u njihovim listovima, stabljikama i korijenima nalaze se međućelijske šupljine koje nose zrak koje povećavaju lakoću i plovnost organa koji lebde u vodi i plutaju na površini, što također doprinosi ispiranju unutrašnjih ćelija vodom sa soli i gasovi otopljeni u njemu. Hidrofiti se razlikuju| Imaju veliku lisnu površinu uz malu ukupnu zapreminu biljke, što im omogućava intenzivnu izmjenu plinova uz nedostatak kisika i drugih plinova otopljenih u vodi.
Brojni vodeni organizmi imaju razvijenu raznolikost listova, odn heterofilija. Tako kod Salvinije potopljeni listovi obezbeđuju mineralnu ishranu, dok plutajući listovi obezbeđuju organsku ishranu.
Važna karakteristika adaptacije biljaka na život u vodi | Ovo okruženje je takođe zbog činjenice da su listovi uronjeni u vodu obično veoma tanki. Često se hlorofil u njima nalazi u epidermalnim ćelijama, što pomaže da se poveća intenzitet fotosinteze pri slabom osvjetljenju. Ovakve anatomske i morfološke osobine najjasnije su izražene kod vodenih mahovina (Riccia, Fontinalis), Vallisneria spiralis i ribnjaka (Potamageton).
Zaštita od ispiranja ili ispiranja mineralnih soli iz stanica vodenih biljaka je lučenje sluzi posebnim stanicama i stvaranje endoderme iz stanica debljih stijenki u obliku prstena.
Relativno niska temperatura vodenog okoliša uzrokuje odumiranje vegetativnih dijelova biljaka potopljenih u vodu nakon formiranja zimskih pupoljaka i zamjene tankih, nježnih ljetnih listova čvršćim i kraćim zimskim listovima. Niska temperatura vode negativno utiče na generativne organe vodenih biljaka, a njena velika gustina otežava prenošenje polena. S tim u vezi, vodene biljke se intenzivno razmnožavaju vegetativnim putem. Većina plutajućih i potopljenih biljaka nose cvjetne stabljike u zrak i razmnožavaju se spolno. Polen se prenosi vjetrom i površinskim strujama. Plodovi i sjemenke koje se proizvode također se distribuiraju površinskim strujama. Ovaj fenomen se zove hidrohorija. Hidrohorne biljke ne uključuju samo vodene biljke, već i mnoge primorske biljke. Plodovi su im veoma plutajući, dugo ostaju u vodi i ne gube klijavost. Na primjer, voda prenosi plodove i sjemenke vrha strijele (Sagittaria sagittofolia), običnog korova (Butomus umbellatus) i čestukhe (Alisma plantago-aguatica). Plodovi mnogih šaša (Carex) su zatvoreni u posebne zračne vrećice i nose ih vodene struje. Na isti način, humai korov (Sorgnum halepense) širio se duž rijeke Vakht duž kanala.
Osobine adaptacije životinja na vodenu sredinu. Kod životinja koje žive u vodenom okruženju, u odnosu na biljke, adaptivne karakteristike su raznovrsnije, a tu spadaju npr anatomsko-morfološki, bihevioralni i sl.
Životinje koje žive u vodenom stupcu prvenstveno imaju adaptacije koje povećavaju njihovu plovnost i omogućavaju im da izdrže kretanje vode i strujanja. Ovi organizmi razvijaju prilagodbe koje ih sprečavaju da se uzdignu u vodeni stupac ili smanjuju njihovu uzgonu, što im omogućava da ostanu na dnu, uključujući vode s brzim protokom.
Kod malih oblika koji žive u vodenom stupcu bilježi se smanjenje skeletnih formacija. Tako su kod protozoa (Radiolaria, Rhizopoda) školjke porozne, a kremene bodlje skeleta su iznutra šuplje. Specifična gustina ctenofora i meduza (Scyphozoa) se smanjuje zbog prisustva vode u tkivima. Akumulacija masnih kapljica u tijelu (noćne svjetiljke - Noctiluca, radiolarije - Radiolaria) pomaže povećanju uzgona. Velike nakupine masti uočene su kod nekih rakova (Cladocera, Copepoda), riba i kitova. Specifična gustina tijela je smanjena, a time i povećana uzgona zbog plivačkih mjehura ispunjenih plinom, koje imaju mnoge ribe. Sifonofori (Physalia, Velella) imaju snažne zračne šupljine.
Životinje koje pasivno plivaju u vodenom stupcu karakteriziraju se ne samo smanjenjem mase, već i povećanjem specifične površine tijela. To je zbog činjenice da što je veća viskoznost medija i što je veća specifična površina tijela organizma, to sporije tone u vodu. Kod životinja je tijelo spljošteno, na njemu se formiraju bodlje, izrasline i dodaci, na primjer, kod flagelata (Leptodiscus, Craspeditella), radiolarijaca (Aulacantha, Chalengeridae) itd.
Velika grupa životinja koje žive u slatkoj vodi koristi površinski napon vode (površinski film) prilikom kretanja. Vodoskoci (Gyronidae, Veliidae), kovitlaci (Gerridae) itd. slobodno trče po površini vode. Člankonošci koji dodiruju vodu sa krajevima privjesaka prekrivenim vodoodbojnim dlačicama uzrokuju deformaciju njene površine formiranjem konkavnog meniskusa. Kada je sila dizanja (F) usmjerena prema gore veća od mase životinje, potonja će se zadržati na vodi zbog površinske napetosti.
Dakle, život na površini vode moguć je za relativno male životinje, jer se masa povećava proporcionalno veličini kocke, a površinska napetost raste kao linearna vrijednost.
Aktivno plivanje kod životinja izvodi se uz pomoć cilija, bičaka, savijanja tijela, a na reaktivan način zahvaljujući energiji izbačenog toka vode. Najveće savršenstvo ću postići u mlaznom načinu prevoza. glavonošci. Tako neke lignje pri izbacivanju vode razvijaju brzinu i do 40-50 km/h (slika 5.12).
Rice. 5.12. Lignje
Velike životinje često imaju specijalizirane udove (peraje, peraje), tijelo im je aerodinamično i prekriveno sluzom.
Samo u vodenom okruženju nalaze se nepokretne životinje koje vode privržen način života. To su hidroidi (Hydroidea) i koralni polipi (Anthozoo), morski ljiljani (Crinoidea), školjke (Br/aMa) itd. Odlikuju se osebujnim oblikom tijela, blagom plovnošću (gustina tijela je veća od gustine vode) i specijalni uređaji za pričvršćivanje na podlogu.
Vodene životinje su uglavnom poikilotermne. Kod homootermnih sisara (kitova, peronožaca), na primjer, formira se značajan sloj potkožne masti, koji obavlja funkciju toplinske izolacije.
Dubokomorske životinje odlikuju se specifičnim organizacijskim karakteristikama: nestanak ili slab razvoj vapnenačkog skeleta, povećanje veličine tijela, često smanjenje organa vida, povećan razvoj taktilnih receptora itd.
Osmotski pritisak i jonsko stanje rastvora u organizmu životinja obezbeđuju se složenim mehanizmima metabolizma vode i soli. Najčešći način održavanja konstantnog osmotskog pritiska je redovno uklanjanje vode koja ulazi u tijelo pomoću pulsirajućih vakuola i organa za izlučivanje. dakle, slatkovodne ribe višak vode se uklanja pojačanim radom ekskretornog sistema, a soli se apsorbuju kroz škržne niti. Morske ribe su prisiljene nadopunjavati svoje rezerve vode i stoga piju morsku vodu, a višak soli opskrbljenih vodom uklanja se iz tijela kroz škržne niti (slika 5.13).
Rice. 5.13. Izlučivanje i osmoregulacija u slatkovodnim košticama
ribe (A), lamele (B) i morske koštane ribe (C)
Skraćenice hipo-, izo- i hiper- ukazuju na toničnost unutrašnje okruženje u odnosu na eksterno (od N. Green et al., 1993.)
Brojni hidrobiont ima poseban obrazac hranjenja - to je filtriranje ili sedimentacija čestica organskog porijekla suspendiranih u vodi, brojnih malih organizama. Ovaj način ishrane ne zahteva velike količine energije za traženje plena i tipičan je za mekušce elasmobrani, bodljokošce, ascidijance, planktonske rakove itd. Životinje koje se hrane filterom igraju važnu ulogu u biološkom prečišćavanju vodenih površina.
Slatkovodna dafnija, kiklop, kao i najrasprostranjeniji rak u okeanu, Calanus finmarchicus, filtriraju do 1,5 litara vode po jedinki dnevno. Dagnje koje žive na površini od 1 m 2 mogu dnevno provući 150-280 m 3 vode kroz šupljinu plašta, taloži suspendovane čestice.
Zbog brzog slabljenja svjetlosnih zraka u vodi, život u stalnom sumraku ili mraku uvelike ograničava mogućnosti vizualne orijentacije vodenih organizama. Zvuk putuje brže u vodi nego u zraku, a vodeni organizmi imaju bolje razvijenu vizualnu orijentaciju prema zvuku. Neke vrste čak otkrivaju infrazvuke. Zvučna signalizacija najviše služi za intraspecifične odnose: orijentaciju u jatu, privlačenje jedinki suprotnog spola itd. Kitovi, na primjer, traže hranu i orijentišu se pomoću eholokacije - percepcije reflektiranih zvučnih valova. Princip lokatora delfina je da emituje zvučne talase koji putuju ispred životinje koja pliva. Kada naiđete na prepreku, kao što je riba, zvučni valovi se reflektiraju i vraćaju do dupina, koji čuje nastali eho i tako detektira objekt koji uzrokuje refleksiju zvuka.
Poznato je oko 300 vrsta riba koje su sposobne proizvoditi električnu energiju i koristiti je za orijentaciju i signalizaciju. Određeni broj riba (električna raža, električna jegulja itd.) koristi električna polja za odbranu i napad.
Vodene organizme karakterizira drevna metoda orijentacije - percepcija kemije okoliša. Hemoreceptori mnogih hidrobionta (lososa, jegulje, itd.) izuzetno su osjetljivi. U migracijama dugim hiljadama kilometara, sa neverovatnom preciznošću pronalaze mrijest i hranilište.
Promjene uvjeta u vodenoj sredini također izazivaju određene bihevioralne reakcije organizama. Promjene u osvjetljenosti, temperaturi, salinitetu, plinskom režimu i drugim faktorima povezane su s vertikalnim (spuštanje u dubinu, izdizanje na površinu) i horizontalnim (mriještenje, zimovanje i hranjenje) migracijama životinja. U morima i okeanima milioni tona vodenih organizama učestvuju u vertikalnim migracijama, a tokom horizontalnih migracija vodene životinje mogu putovati stotine i hiljade kilometara.
Na Zemlji postoje mnoge privremene, plitke vodene površine koje se pojavljuju nakon poplava rijeka, jakih kiša, topljenja snijega itd. Opće karakteristike stanovnici presušnih akumulacija je sposobnost da u kratkom vremenu rađaju brojne potomke i izdrže duge periode bez vode, prelazeći u stanje smanjene vitalne aktivnosti - hipobioza.
| Prethodno |
Vodeno stanište. Specifična adaptacija hidrobionta. Osnovna svojstva vodene sredine. Neka posebna oprema.
Voda kao stanište ima niz specifična svojstva, kao što su velika gustina, jaki padovi pritiska, relativno nizak sadržaj kiseonika, jaka apsorpcija sunčeve svetlosti itd. Rezervoari i njihove pojedinačne sekcije razlikuju se i po režimu soli, brzini horizontalnih kretanja (struja) i sadržaju suspendovanih čestica. Za život bentoskih organizama važna su svojstva tla, način razgradnje organskih ostataka itd. U okeanu i morima koji su u njega uključeni prvenstveno se razlikuju dva: oblasti životne sredine: vodeni stub - pelagic a dno - benthal . Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralnu zonu - područje glatkog opadanja kopna do dubine od oko 200 m, batijalnu zonu - područje strmih padina i zonu abisa - područje okeansko dno sa prosječnom dubinom od 3-6 km.
Ekološke grupe hidrobiontima. Vodeni stupac je naseljen organizmima koji imaju sposobnost plivanja ili zadržavanja u određenim slojevima. U tom smislu, vodeni organizmi su podijeljeni u grupe.
Nekton - ovo je zbirka pelagičnih živih bića koja se aktivno kreću i nemaju veze s dnom. To su uglavnom velika živa bića koja su u stanju savladati velike udaljenosti i jake vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe kretanja. To uključuje ribe, lignje, kitove i peronošce.
Plankton - ovo je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost brzih aktivnih kretanja. U pravilu su to male životinje - zooplankton i biljke - fitoplankton, koji ne mogu da odole strujama.
Plaiston - nazivaju se organizmi koji pasivno plutaju na površini vode ili vode polupotopljeni način života. Tipične pleistonske životinje su sifonofori, neki mekušci itd.
Bentos - ovo je grupa organizama koji žive na dnu (na tlu i u tlu) rezervoara. -Uglavnom su predstavljeni vezanim, ili polako pokretnim, ili zakopanim živim bićima u zemlju-
Neuston - zajednica organizama koji žive u blizini površinskog filma vode. Organizmi koji žive na vrhu površinskog filma - epineuston, ispod - hiponeuston. Neuston se sastoji od nekih protozoa, malih plućnih mekušaca, vodoskoka, vrtloga i larvi komaraca.
Periphyton - kuglica organizama koji se talože na podvodnim objektima ili biljkama i na taj način stvaraju obraštaj na prirodnim ili umjetnim tvrdim površinama - kamenje, stijene, podvodni dijelovi brodova, hrpe (alge, školjke, mekušci, mahunarke, spužve itd.).
Osnovna svojstva vodene sredine.
Gustina vode - ovo je faktor koji određuje uslove za kretanje vodenih organizama i pritisak na različitim dubinama. Za destilovanu vodu, gustina je 1 g/cm3 na 4 °C. Gustina prirodnih voda koje sadrže otopljene soli može biti veća, do 1,35 g/cm3. Pritisak raste sa dubinom u prosjeku za 1 × 105 Pa (1 atm) na svakih 10 m.
Zbog oštrog gradijenta pritiska u vodenim tijelima, vodeni organizmi su općenito mnogo euribatniji u odnosu na kopnene organizme. Neke vrste, raspoređene na različitim dubinama, tolerišu pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Na primjer, holoturije iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus žive od obalnog područja do ultra-abisalne zone. Čak i slatkovodni stanovnici, na primjer, cilijati, papučari, plivači itd., mogu u eksperimentima izdržati do 6 × 10 7 Pa (600 atm).
Režim kiseonika. Kiseonik ulazi u vodu uglavnom zahvaljujući fotosintetskoj aktivnosti algi i difuziji iz zraka. Stoga su gornji slojevi vodenog stupca po pravilu bogatiji ovim plinom od donjih. Kako temperatura i salinitet vode rastu, koncentracija kisika u njoj opada. Među vodenim stanovnicima postoje mnoge vrste koje mogu tolerirati velike fluktuacije u sadržaju kisika u vodi, sve do njegovog gotovo potpunog odsustva (eurioksibionti - "oksi" - kiseonik, "biont" - stanovnik). Međutim, nekoliko vrsta stenoxybiont - mogu postojati samo uz dovoljno visoku zasićenost vode kiseonikom (dužičasta pastrmka, potočna pastrmka, gavčica, trepavica Planaria alpina, larve majušice, kamena muha i dr.). Disanje vodenih organizama odvija se ili preko površine tijela ili kroz specijalizirane organe - škrge, pluća, dušnik.
Režim soli. Ako je za kopnene životinje i biljke najvažnije osigurati tijelo vodom u uvjetima njenog manjka, onda za hidrobionte nije manje važno održavati određenu količinu vode u tijelu kada je u okolini ima viška. . Prekomjerne količine vode u stanicama dovode do promjena osmotskog tlaka i poremećaja najvažnijih vitalnih funkcija. Većina vodenih životinja poikilosmotički: osmotski pritisak u njihovom tijelu zavisi od saliniteta okolne vode. Stoga je glavni način da vodeni organizmi održavaju ravnotežu soli izbjegavanje staništa s neodgovarajućim salinitetom. Pripadaju kralježnjaci, viši rakovi, insekti i njihove ličinke koje žive u vodi homoiosmotički vrste, održavajući konstantan osmotski tlak u tijelu bez obzira na koncentraciju soli u vodi.
Temperatura rezervoari su stabilniji nego na kopnu. Amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija u gornjim slojevima okeana nije veća od 10-15 °C, u kontinentalnim vodama - 30-35 °C. Duboke slojeve vode karakteriše konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura površinskih slojeva iznosi +(26-27) °C, u polarnim vodama oko 0 °C i niže. U toplim kopnenim izvorima temperatura vode može se približiti +100 °C, a u podvodnim gejzirima na visok krvni pritisak zabilježena je temperatura od +380 °C na dnu okeana. Zbog održivije temperaturni uslovi U vodi, stenotermija je uobičajena među hidrobiontima u mnogo većoj mjeri nego među kopnenom populacijom. Euritermalne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim akumulacijama iu litoralnoj zoni mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije temperature značajne.
Lagani način rada. U vodi ima mnogo manje svjetlosti nego u zraku. Što je Sunce niže, to je jača refleksija, pa je dan pod vodom kraći nego na kopnu. Na primjer, ljetni dan u blizini ostrva Madeira na dubini od 30 m - 5 sati, a na dubini od 40 m samo 15 minuta. Brzo smanjenje količine svjetlosti s dubinom povezano je s njenom apsorpcijom vodom. Zraci različitih talasnih dužina apsorbuju se različito: crvene nestaju blizu površine, dok plavo-zelene prodiru mnogo dublje. Sumrak u okeanu koji se produbljuje s dubinom prvo je zelen, zatim plavi, indigo i plavo-ljubičasti, da bi konačno ustupio mjesto stalnoj tami. U skladu s tim, zelene, smeđe i crvene alge, specijalizirane za hvatanje svjetlosti različitih valnih dužina, zamjenjuju jedna drugu dubinom. Boja životinja se mijenja sa dubinom jednako prirodno. Najsjajnije i najraznovrsnije su obojeni stanovnici primorskih i sublitoralnih zona. Mnogi duboki organizmi, poput pećinskih organizama, nemaju pigmente. U zoni sumraka rasprostranjena je crvena boja koja je komplementarna plavo-ljubičastom svjetlu na ovim dubinama.
U mračnim dubinama okeana, organizmi koriste svjetlost koju emituju živa bića kao izvor vizualnih informacija. WITH
| Naziv parametra | Značenje |
| Tema članka: | Vodeno okruženje. |
| Rubrika (tematska kategorija) | Ekologija |
Voda je prvi medij života: u njoj je nastao život i nastala je većina grupa organizama. Zovu se svi stanovnici vodene sredine hidrobiontima. Karakteristična karakteristika vodeni medij je kretanje vode, koje se manifestira u obliku struje(transfer vode u jednom smjeru) i nemir(izbjegavanje čestica vode iz početna pozicija nakon čega slijedi povratak na to). Golfska struja nosi 2,5 miliona m^3 vode godišnje, što je 25 puta više od svih rijeka na Zemlji zajedno. Osim toga, plimne fluktuacije u nivou mora nastaju pod utjecajem privlačenja Mjeseca i Sunca.
Pored kretanja vode na broj važna svojstva vodene sredine uključuju gustinu i viskoznost, spektralnost, rastvoreni kiseonik i sadržaj minerala.
Gustina i viskozitet određuju, prije svega, uslove za kretanje vodenih organizama. Što je veća gustina vode, to je veća podrška, lakše je ostati u njoj. Drugo značenje gustine je njen pritisak na tijelo. Sa dubinom od 10,3 m u slatku vodu i 9,986 m u morsku vodu, pritisak raste za 1 atm. Kako se viskozitet povećava, povećava se otpor aktivnom kretanju organizama. Gustoća živih tkiva veća je od gustine slatke i morske vode; stoga su vodeni organizmi u procesu evolucije razvili različite strukture koje povećavaju njihovu plovnost - općenito povećanje relativne površine tijela zbog smanjenja veličina; izravnavanje; razvoj raznih izraslina (čekinje); smanjenje tjelesne gustoće zbog smanjenja skeleta; nakupljanje masti i prisustvo plivačke bešike. Voda, za razliku od zraka, ima veću silu uzgona, pa je stoga maksimalna veličina vodenih organizama manje ograničena.
Termička svojstva voda se značajno razlikuje od termičkih svojstava zraka. Visok specifični toplotni kapacitet vode (500 puta veći) i toplotna provodljivost (30 puta veća) određuju konstantnu i relativno ujednačenu distribuciju temperature u vodenoj sredini. Temperaturne fluktuacije u vodi nisu tako oštre kao u zraku. Temperatura utiče na brzinu različitih procesa.
Svetlo i svetlosni režim. Sunce obasjava površine kopna i okeana jednakim intenzitetom, ali sposobnost vode da apsorbuje i raspršuje je prilično visoka, što ograničava dubinu prodiranja svjetlosti u okean. Štaviše, zraci različitih talasnih dužina ne apsorbuju se podjednako: crvene se raspršuju skoro odmah, dok plave i zelene idu dublje. Obično se naziva zona u kojoj brzina fotosinteze premašuje brzinu disanja eufotičan zona. Obično se naziva donja granica na kojoj je fotosinteza uravnotežena disanjem tačka kompenzacije.
Transparentnost voda zavisi od sadržaja suspendovanih čestica u njoj. Transparentnost karakteriše najveća dubina na kojoj je još uvek vidljiv posebno spušten beli disk prečnika 30 cm Najprozirnije vode su u Sargaškom moru (disk je vidljiv na dubini od 66 m), u Tihom okeanu (60 m), i Indijski okean (50 m). U plitkom moru providnost je 2-15 m, u rijekama 1-1,5 m.
Kiseonik- neophodno za disanje. U vodi je distribucija otopljenog kisika podložna oštrim fluktuacijama. Noću je sadržaj kiseonika u vodi manji. Disanje vodenih organizama odvija se ili preko površine tijela ili preko posebnih organa (pluća, škrge, dušnik).
Minerali. Morska voda uglavnom sadrži jone natrijuma, magnezijuma, hlora i sulfata. Sveži joni kalcijuma i karbonatni joni.
Ekološka klasifikacija vodenih organizama. U vodi živi više od 150 hiljada vrsta životinja i oko 10 hiljada vrsta biljaka. Glavni biotopi vodenih organizama su: vodeni stub ( pelagic) i dno rezervoara ( benthal). Postoje pelagični i bentoški organizmi. Pelagijska zona je podijeljena u grupe: plankton(skup organizama koji nisu sposobni za aktivno kretanje i kretanje s tokovima vode) i nekton(velike životinje čija je motorna aktivnost dovoljna da savladaju vodene struje). Bentos- skup organizama koji naseljavaju dno.
Vodeno okruženje. - koncept i vrste. Klasifikacija i karakteristike kategorije "Vodena sredina". 2017, 2018.
Stanište, uslovi i način života Praktična primena paleontologije u geologiji § U stratigrafiji (osnova upotrebe je zakon ireverzibilnosti evolucije). § U paleogeografiji, trofičke ili prehrambene veze (grč. trofe - hrana, ishrana) su glavne u... .
Bežično okruženje ne znači potpuno bezžičnu mrežu. Obično bežične komponente komuniciraju s mrežom koja koristi kabel kao medij za prijenos. Takve mreže se nazivaju hibridne. Postoje sljedeće vrste bežičnih mreža: LAN,...
-
Ekološki sistem(ekosistem) je prostorno definisan skup koji se sastoji od zajednice živih organizama (biocenoza), njihovog staništa (biotopa) i sistema veza koji razmjenjuje materiju i energiju između njih. Postoje vodeni i kopneni prirodni... .
Stanište organizama je stalno izloženo raznim promjenjivim faktorima. Organizmi su sposobni da odražavaju parametre životne sredine. U toku istorijskog razvoja, živi organizmi su razvili tri staništa. Voda je prva od njih. Život je nastao u njemu i razvijao se milionima godina. Prizemni zrak je druga sredina u kojoj su životinje i biljke nastale i prilagodile se. Postepeno transformišući litosferu, koja je gornji sloj zemlje, stvorili su tlo koje je postalo treće stanište.
Svaki tip jedinke koji živi u određenoj sredini karakterizira svoj tip energije i metabolizma, čije je očuvanje važno za njegov normalan razvoj. Kada stanje životne sredine zapreti organizmu neravnotežom u metabolizmu energije i supstanci, telo ili menja svoj položaj u prostoru, ili se prebacuje u povoljnije uslove, ili menja metaboličku aktivnost.
Vodeno stanište
Nemaju svi faktori jednaku ulogu u životu vodenih organizama. Po ovom principu mogu se podijeliti na primarne i sekundarne. Najvažnije od njih su mehaničke i dinamičke karakteristike dna i vode, temperatura, svjetlost, suspendirane i otopljene tvari u vodi i neke druge.
Faktori vodene sredine
Vodena staništa, takozvana hidrosfera, zauzimaju do 71% površine cijele planete. Količina vode je skoro 1,46 milijardi kubnih metara. km. Od toga, 95% je Svjetski okean. sastoji se od glacijalnog (85%) i podzemnog (14%). Jezera, bare, akumulacije, močvare, rijeke i potoci zauzimaju nešto više od 0,6% ukupne količine slatke vode, 0,35% se nalazi u zemljinoj vlazi i atmosferskoj pari.
Vodeno stanište naseljava 150 hiljada vrsta životinja (što je 7% svih živih bića na Zemlji) i 10 hiljada vrsta biljaka (8%).
Blizu ekvatora i tropskim zonama Svijet životinja i biljaka je najraznovrsniji. Kako se udaljavate od ovih pojaseva u sjevernom i južnom smjeru, kvalitativni sastav vodenih organizama postaje lošiji. Organizmi Svjetskog okeana koncentrisani su uglavnom u blizini obale. Život je praktički odsutan u otvorenim vodama udaljenim od obale.
Svojstva vode
Odredite vitalnu aktivnost živih organizama u njemu. Među njima su prvenstveno važna termička svojstva. To uključuje visok toplinski kapacitet, nisku toplinsku provodljivost, visoku latentnu toplinu isparavanja i topljenja i svojstvo ekspanzije prije smrzavanja.
Voda je odličan rastvarač. U rastvorenom stanju, svi potrošači apsorbuju neorganske i organska materija. Vodeno stanište olakšava transport tvari unutar organizama, a proizvodi razgradnje se također oslobađaju s vodom.
Visoka voda drži žive i neživih predmeta i puni kapilare, čime se hrane kopnene biljke.
Bistrina vode potiče fotosintezu na velikim dubinama.
Ekološke grupe organizama u vodenoj sredini
- Bentos su oni organizmi koji su vezani za tlo, leže na njemu ili žive u sedimentu (fitobentos, bakteriobentos i zoobentos).
- Perifiton - životinje i biljke koje su pričvršćene ili držane za stabljike i listove biljaka ili za bilo koju površinu koja se uzdiže iznad dna i pluta uz tok vode.
- Plankton su slobodno plutajući biljni ili životinjski organizmi.
- Nektoni su aktivno plivajući organizmi sa aerodinamičnim oblicima tijela, koji nisu povezani s dnom (lignje, peronožci, itd.).
- Neuston - mikroorganizmi, biljke i životinje koje žive na površini vode između vodenih i vazdušno okruženje. To su bakterije, protozoe, alge, larve.
- Plaiston su vodeni organizmi koji se dijelom nalaze u vodi, a dijelom iznad njene površine. To su lastavice, sifonofori, patkice i člankonošci.
Stanovnici rijeka zovu se potambionti.
Vodena staništa odlikuju se jedinstvenim životnim uslovima. Na distribuciju organizama u velikoj meri utiču temperatura, svetlost, vodene struje, pritisak, rastvoreni gasovi i soli. Uvjeti života u morskim i kontinentalnim vodama oštro se razlikuju. je povoljnija sredina, blizu tome.Kontinentalne vode su manje povoljne za svoje stanovnike.
Šta je potrebno za preživljavanje? Hrana, voda, sklonište? Životinje trebaju iste stvari i žive u staništima koja im mogu pružiti sve što im je potrebno. Svaki organizam ima jedinstveno stanište koje zadovoljava sve njegove potrebe. Životinje i biljke koje žive na određenom području i dijele resurse formiraju različite zajednice unutar kojih organizmi zauzimaju svoju nišu. Postoje tri glavna staništa: vodena, vazdušno-kopnena i zemljišna.
Ekosistem
Ekosistem je područje u kojem svi živi i neživi elementi prirode međusobno djeluju i zavise jedni od drugih. Stanište organizma je mjesto koje je dom živog bića. Ovo okruženje uključuje sve neophodne uslove za opstanak. Za životinju to znači da ovdje može pronaći hranu i partnera za razmnožavanje i razmnožavanje.
Za biljku, dobro stanište mora osigurati pravu kombinaciju svjetla, zraka, vode i tla. Na primjer, kaktus bodljikave kruške, prilagođen pjeskovitom tlu, suhoj klimi i jakoj sunčevoj svjetlosti, dobro raste u pustinjskim područjima. Ne bi mogao da preživi na vlažnim, hladnim mestima sa puno padavina.
Glavne komponente staništa
Glavne komponente staništa su sklonište, voda, hrana i prostor. Stanište, po pravilu, uključuje sve ove elemente, ali u prirodi možete pronaći i odsustvo jedne ili dvije komponente. Na primjer, stanište životinje kao što je puma pruža pravu količinu hrane (jeleni, dikobrazi, zečevi, glodari), vodu (jezero, rijeka) i sklonište (drveće ili jazbine). Međutim, ovom velikom grabežljivcu ponekad nedostaje prostor, prostor za uspostavljanje vlastite teritorije.
Prostor
Količina prostora koji organizam zahtijeva uvelike varira od vrste do vrste. Na primjer, jednostavnom mravu je potrebno samo nekoliko kvadratnih centimetara, ali jednoj velikoj životinji, panteru, potrebna je velika količina prostora, koja može biti oko 455 kvadratnih kilometara, u kojoj će loviti i pronaći partnera. I biljkama je potreban prostor. Neka stabla dostižu i više od 4,5 metara u prečniku i 100 m visine. Takve masivne biljke zahtijevaju više prostora od običnog drveća i grmlja u gradskom parku.
Hrana
Dostupnost hrane najvažniji je dio staništa određenog organizma. premali ili, obrnuto, veliki broj hrana može poremetiti stanište. U određenom smislu, biljkama je lakše pronaći hranu za sebe, budući da su one same u stanju da stvaraju vlastitu hranu fotosintezom. Vodena staništa općenito zahtijevaju prisustvo algi. Hranjivi sastojak kao što je fosfor pomaže im da se šire.
Kada dođe do naglog povećanja fosfora u slatkovodnom staništu, to znači brzu proliferaciju algi, zvanu cvat, koja vodu pretvara u zelenu, crvenu ili smeđu. Cvjetanje algi također može usisati kisik iz vode, uništavajući stanište za organizme kao što su ribe i biljke. Dakle, višak hranljive materije jer alge mogu negativno utjecati na cijeli prehrambeni lanac vodenog života.
Voda
Voda je neophodna za sve oblike života. Gotovo svako stanište mora imati neki oblik vodosnabdijevanja. Nekim organizmima je potrebno mnogo vode, dok je drugima potrebno vrlo malo. Na primjer, dromedary kamila može biti bez vode dosta dugo. Dromedar kamile (Sjeverna Afrika i Arapsko poluostrvo), koje imaju jednu grbu, mogu prepješačiti 161 kilometar, a da ne popiju ni gutljaj vode. Unatoč rijetkom pristupu vodi i toploj i suhoj klimi, ove životinje su prilagođene takvim životnim uvjetima. S druge strane, postoje biljke koje najbolje rastu na vlažnim mjestima kao što su močvare i močvare. Vodena staništa su dom raznih organizama.
Sklonište
Tijelu je potrebno sklonište koje će ga zaštititi od predatora i lošeg vremena. Ova skloništa za životinje mogu primiti najviše različitih oblika. Jedno drvo, na primjer, može pružiti sigurno stanište za mnoge organizme. Gusjenica se može sakriti ispod donja strana listovi. Hladne temperature mogu poslužiti kao sklonište za čagu. vlažna zona blizu korena drveća. Orao ćelav nalazi svoj dom u krošnjama, gdje gradi gnijezdo i pazi na budući plijen.
Vodeno stanište
Životinje koje koriste vodu kao stanište nazivaju se vodenim. Ovisno o tome koji su hranjivi sastojci i kemijski spojevi otopljeni u vodi, određuje se koncentracija određenih vrsta vodenih stanovnika. Na primjer, haringa živi u slanom morske vode, dok tilapija i losos žive u slatkoj vodi.
Biljke trebaju vlagu i sunčevu svjetlost za obavljanje fotosinteze. Vodu dobijaju iz tla kroz svoje korijenje. Voda prenosi hranljive materije u druge delove biljke. Nekim biljkama, poput lokvanja, treba puno vode, dok pustinjski kaktusi mogu mjesecima bez vlage.
I životinjama je potrebna voda. Većina ih treba redovno piti kako bi se izbjegla dehidracija. Za mnoge životinje, vodena staništa su njihov dom. Na primjer, koriste žabe i kornjače izvori vode u cilju polaganja jaja i razmnožavanja. Neke zmije i drugi gmizavci žive u vodi. Slatka voda često nosi mnogo rastvorenih hranljivih materija bez kojih vodeni organizmi ne bi mogli da opstanu.
