Na našoj planeti, živi organizmi su tokom dugog istorijskog razvoja ovladali četiri životne sredine, koje su raspoređene prema mineralnim školjkama: hidrosfera, litosfera, atmosfera (sl. 1).

Rice. jedan.

stanište vodeni vazduh tlo organizam život

Vodena sredina bila je prva u kojoj je nastao i širio se život. Kasnije, tokom istorijskog razvoja, organizmi su počeli da se naseljavaju zemlja-vazdušna sredina. Pojavile su se kopnene biljke i životinje koje su se brzo razvijale, prilagođavale se novim životnim uslovima. Funkcioniranje žive tvari na kopnu dovelo je do postupne transformacije površinskog sloja litosfere u tlo, prema V. I. Vernadskyju (1978), u svojevrsno bio-inertno tijelo planete. Tlo je bilo naseljeno i vodom i kopnenih organizama, stvarajući specifičan kompleks svojih stanovnika.

Vodena životna sredina

opšte karakteristike. Hidrosfera kao vodena životna sredina zauzima oko 71% površine i 1/800 zapremine globus. Glavna količina vode, više od 94%, koncentrirana je u morima i okeanima (slika 2).

Rice. 2.

U slatkim vodama rijeka i jezera količina vode ne prelazi 0,016% ukupne zapremine slatke vode.

U okeanu sa svojim konstitutivnim morima prvenstveno se izdvajaju dva ekološka područja: vodeni stub - pelagijalni i dno benthal. Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralna zona - područje glatkog spuštanja zemljišta do dubine od 200 m, batyal -- područje strme padine i ponorska zona - okeansko korito sa prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublje regije bentala, koje odgovaraju depresijama okeanskog dna (6-10 km), nazivaju se ultraabyssal. Rub obale koji je poplavljen u vrijeme plime naziva se primorje. Dio obale iznad nivoa plime i oseke, navlažen prskanjem daska, naziva se supralitoral.

Otvorene vode okeana se također dijele na vertikalne zone prema bentalnim zonama: epipelagijalni, batipelagijalni, abisopelagijalni(Sl. 3).

Rice. 3.

U vodenoj sredini živi oko 150.000 vrsta životinja ili oko 7% njihovog ukupnog broja (Sl. 4) i 10.000 vrsta biljaka (8%).

Također treba obratiti pažnju na činjenicu da su predstavnici većine grupa biljaka i životinja ostali u vodenom okruženju (njihova "kolijevka"), ali broj njihovih vrsta je mnogo manji od kopnenih. Otuda zaključak - evolucija na kopnu odvijala se mnogo brže.

Raznolikost i bogatstvo flore i faune odlikuju se mora i okeana ekvatorijalnih i tropskih regija, prvenstveno Pacifika i Atlantic Oceans. Sjeverno i južno od ovih pojaseva kvalitativni sastav postepeno iscrpljuje. Na primjer, na području arhipelaga Istočne Indije rasprostranjeno je najmanje 40.000 vrsta životinja, dok ih je u Laptevskom moru samo 400.

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. četiri.

Bilješkaživotinje smještene ispod valovite linije žive u moru, iznad nje - u zemno-zračnom okruženju

Poznato je da ne samo vodeni okoliš ima snažan utjecaj na svoje stanovnike, već i živa tvar hidrosfere, koja utiče na stanište, prerađuje ga i uključuje u cirkulaciju tvari. Utvrđeno je da se voda okeana, mora, rijeka i jezera razgrađuje i obnavlja u biotičkom ciklusu za 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 epoha.

Karakteristična karakteristika vodene sredine je njena mobilnost, posebno u tekućim, brzim potocima i rijekama. U morima i okeanima uočavaju se oseke i oseke, snažne struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod uticajem temperature i vjetra.

Ekološke grupe hidrobionata. vodeni stupac, ili pelagijalni(pelage - more), naseljeno pelagijskim organizmima koji imaju sposobnost plivanja ili zadržavanja u određenim slojevima (sl. 5).

Rice.

U tom smislu, ovi organizmi se dijele u dvije grupe: nekton i plankton. treći ekološka grupa -- bentos -- formiraju stanovnike dna.

Nekton(nektos - plutajući) - ovo je zbirka pelagičnih aktivno pokretnih životinja koje nemaju direktnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje koje mogu putovati na velike udaljenosti i jake vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe kretanja. Tipični nektonski organizmi uključuju ribe, lignje, kitove i peronošce. Nekton u slatkim vodama, osim ribe, uključuje vodozemce i insekte koji se aktivno kreću. Mnoge morske ribe mogu se kretati u vodenom stupcu velikom brzinom: do 45-50 km/h - lignje (Oegophside), 100--150 km/h - jedrilice (Jstiopharidae) i 130 km/h - sabljarke (Xiphias glabius) .

Plankton(planktos - luta, lebdi) je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost brzog kretanja. U pravilu su to male životinje - zooplankton i biljke - fitoplankton, koji ne mogu da odole strujama. Sastav planktona uključuje i larve mnogih životinja koje "plutaju" u vodenom stupcu. Planktonski organizmi se nalaze i na površini vode, na dubini i u donjem sloju.

Organizmi koji žive na površini vode su posebna grupa -- neuston. Sastav neustona također ovisi o stupnju razvoja određenog broja organizama. Prolazeći kroz stadij larve, odrastajući, napuštaju površinski sloj koji im je služio kao utočište, sele se da žive na dnu ili u donjim i dubokim slojevima. To uključuje ličinke desetonožaca, školjkaša, kopepoda, puževa i školjkaša, bodljokožaca, poliheta, riba itd.

Zovu se isti organizmi čiji je dio tijela iznad površine vode, a drugi u vodi playstone. 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, već i plavo-zelene (Cyanophyta) alge.

Zooplankton i bakterije mogu se naći na različitim dubinama. U slatkim vodama uglavnom slabo plivaju relativno veliki rakovi (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), mnogi rotiferi (Rotatoria) i protozoe.

U morskim zooplanktonom dominiraju mali rakovi (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae), protozoe (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Od velikih predstavnika to su pteropodi (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) i plutajući ctenofori (Ctenophora), salpe (Salpae), neki crvi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktonski organizmi su važni prehrambena komponenta za mnoge vodene životinje, uključujući divove kao što su kitovi usati (Mystacoceti), sl. 6.

Slika 6.

Bentos(bentos - dubina) je skup organizama koji žive na dnu (na tlu i u tlu) vodenih tijela. Podijeljen je na zoobenthos i fitobentos. Uglavnom je predstavljena životinjama koje su pričvršćene, ili se polako kreću, ili zakopane u zemlju. U plitkoj vodi se sastoji od organizama koji sintetiziraju organsku materiju (proizvođači), troše je (potrošači) i uništavaju (razlagači). Na dubinama gdje nema svjetlosti nema fitobentosa (proizvođača). U morskom zoobentosu dominiraju foraminifore, 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. Uz obale se nalaze cvjetnice - Zostera (Zostera), Ruppia (Ruppia), Phyllospodix (Phyllospadix). Stjenoviti i kameniti dijelovi dna su najbogatiji fitobentosom.

U jezerima, kao iu morima, razlikuju se 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, cilijarni i oligoheti, pijavice, mekušci, larve insekata itd.

Fitobentos slatkih voda predstavljaju bakterije, dijatomeje i zelene alge. Obalni pogoni su smješteni od obale duboko u jasno definirane pojaseve. Prvi pojas - polupotopljene biljke (trska, rogoza, šaš i trska); drugi pojas - potopljene biljke sa plutajućim listovima (vodokras, čahura, lokvanj, leća). AT treći pojas preovlađuju biljke - ribnjak, elodea itd. (Sl. 7).

Rice. 7. Biljke koje se ukorjenjuju na dnu (A): 1 - cattail; 2- nalet; 3 - vrh strelice; 4 - lokvanj; 5, 6 - jezerce; 7 - hara. Slobodno plutajuće alge (B): 8, 9 - nitasto zeleno; 10-13 - zelena; 14-17 - dijatomeje; 18-20 -- plavo-zelena

Prema načinu života, vodene biljke se dijele u dvije glavne ekološke grupe: hidrofiti -- biljke potopljene samo na dno vode i obično ukorijenjene u tlu, i hidatofiti -- biljke koje su potpuno uronjene u vodu, a ponekad plutaju na površini ili imaju plutajuće lišće.

U životu vodenih organizama važnu ulogu imaju vertikalno kretanje vode, gustina, temperatura, svjetlo, sol, plin (sadržaj kisika i ugljičnog dioksida) i koncentracija vodikovih jona (pH).

Temperaturni režim. U vodi se razlikuje, prvo, manjim prilivom topline, a drugo, većom stabilnošću nego na kopnu. Dio toplinske energije koja ulazi u površinu vode se reflektira, dio se troši na isparavanje. Isparavanje vode sa površine rezervoara, koje troši oko 2263x8J/g, sprečava pregrijavanje donjih slojeva, a stvaranje leda koji oslobađa toplotu fuzije (333,48 J/g) usporava njihovo hlađenje.

Promjena temperature u tekućim vodama prati njene promjene u okolnom zraku, razlikuju se u manjoj amplitudi.

U jezerima i ribnjacima umjerenih geografskih širina termički režim je određen dobro poznatim fizičkim fenomenom - voda ima najveću gustoću 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, gdje postoji oštar pad temperature; duboko more (dno) -- hipolimnion sežu do samog dna, gdje je temperatura tokom cijele godine promjene blago.

Ljeti se najtopliji slojevi vode nalaze na površini, a hladni na dnu. Ova vrsta slojevite raspodjele temperature u rezervoaru 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, nastupa period privremene stagnacije - stagnacija(Sl. 8).

Daljnjim porastom temperature gornji slojevi vode postaju manje gusti i više ne tonu - nastupa ljetna stagnacija.

U jesen se površinske vode ponovo ohlade na 4°C i potonu na dno, uzrokujući sekundarno miješanje masa u godini uz izjednačavanje temperature, odnosno početak jesenje homotermije.

U morskom okruženju postoji i termička stratifikacija određena dubinom. U okeanima se razlikuju sljedeći slojevi Površina- vode su izložene dejstvu vetra, a po analogiji sa atmosferom ovaj sloj se naziva troposfera ili marinac termosfera. Ovdje se uočavaju dnevne fluktuacije temperature vode do oko 50 metara dubine, a sezonska kolebanja još dublje. Debljina termosfere dostiže 400 m. srednji -- predstavlja stalna termoklina. Temperatura u njemu u različitim morima i okeanima pada na 1--3°C. Prostire se do dubine od oko 1500 m. duboko more -- karakteriše ista temperatura od oko 1--3°C, sa izuzetkom polarnih područja, gde je temperatura blizu 0°C.

AT Općenito, treba napomenuti da amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija u gornjim slojevima okeana nije veća od 10 - 15 "C u kontinentalnim vodama 30--35 ° C.

Rice. osam.

Duboke slojeve vode karakteriše konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama srednja godišnja temperatura površinskih slojeva je 26--27°C, u polarnim - oko 0°C i niže. Izuzetak su termalni izvori kod kojih temperatura površinskog sloja dostiže 85-93°C.

U vodi kao živom mediju, s jedne strane, postoji prilično značajna raznolikost temperaturnih uslova, as druge strane, termodinamičke karakteristike vodene sredine, kao što su visoka specifična toplota, visoka toplotna provodljivost i ekspanzija pri smrzavanju ( u ovom slučaju led se formira samo odozgo, a glavni vodeni stupac se ne smrzava), stvaraju povoljne uvjete za žive organizme.

Stoga je za zimovanje višegodišnjih hidrofita u rijekama i jezerima od velike važnosti vertikalna distribucija temperatura ispod leda. Najgušća i najmanje hladna voda sa temperaturom od 4°C nalazi se u pridonjem sloju, gde se spuštaju prezimljujući pupoljci (turioni) rogoza, pemfigusa, vodene trave i dr. (Sl. 9), kao i cele lisnate biljke. , kao što je patka, elodea.

Rice. 9.

Vjerovalo se da je uranjanje povezano s 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 rezervoarima 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 češća među hidrobiontima nego među kopnenim organizmima.

Euritermalne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim vodnim tijelima i u priobalju mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije značajne.

Gustina vode. Voda je gušća od vazduha. U tom pogledu je 800 puta bolji od vazdušnog okruženja. Gustina destilovane vode na 4 °C je 1 g/cm3. Gustina prirodne vode koji sadrže otopljene soli, može biti i više: do 1,35 g/cm 3 . 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 kod kopnenih biljaka dobro razvijena mehanička tkiva, koja osiguravaju čvrstoću debla i stabljike, položaj mehaničkih i provodnih tkiva duž periferije stabljike stvara strukturu „cijevi“ koja dobro odolijeva savijanju i savijanju, onda kod hidrofita mehanička tkiva su u velikoj mjeri smanjena, budući da se biljke same podržavaju. Mehanički elementi i provodni snopovi često su koncentrirani u središtu stabljike ili peteljke lista, što daje mogućnost savijanja kada se voda kreće.

Potopljeni hidrofiti imaju dobru plovnost koju stvaraju posebni uređaji (zračne vrećice, otekline). Dakle, listovi bazena 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.

Uzgon se takođe povećava sa povećanjem površine tela. Ovo se jasno vidi u mikroskopskim planktonskim algama. Različiti izrasline na tijelu pomažu im da slobodno "plutaju" u vodenom stupcu.

Organizmi u vodenoj sredini raspoređeni su po njenoj debljini. Na primjer, u okeanskim rovovima, životinje su pronađene na dubinama od preko 10.000 m i mogu izdržati pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Tako slatkovodni stanovnici (plutajuće bube, papuče, suvoyi, itd.) u eksperimentima izdrže do 600 atmosfera. Holoturijci iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus nastanjuju od obalnog pojasa do ultraabissala. Istovremeno, treba napomenuti da su mnogi stanovnici mora i okeana relativno na zidu i ograničeni na određene dubine. Ovo se prvenstveno odnosi na plitke i dubokovodne vrste. Samo primorje naseljavaju prstenasti crv Arenicola, mekušci - morski plikovi (Patella). Na velike dubine ah pri pritisku od najmanje 400-500 atmosfera nalaze se ribe iz grupe morskih ugla, glavonožaca, rakova, morskih zvijezda, pogonofora i drugih.

Gustoća vode daje mogućnost da se životinjski organizmi oslone na nju, što je posebno važno za neskeletne oblike. Podloga medijuma služi kao uslov za lebdenje u vodi. Mnogi hidrobionti su prilagođeni ovom načinu života.

Lagani način rada. Na vodene organizme veliki utjecaj ima svjetlosni režim i prozirnost vode. Intenzitet svjetlosti u vodi je jako oslabljen (slika 10), jer se dio upadnog zračenja odbija od površine vode, dok se drugi dio apsorbira svojom debljinom. Slabljenje svjetlosti povezano je sa prozirnošću vode. U okeanima, na primjer, s visokom transparentnošću, oko 1% zračenja i dalje pada na dubinu od 140 m, a u malim jezerima s donekle zatvorenom vodom već do dubine od 2 m - samo desetinke procenta.

Rice. deset.

Dubina: 1 -- na površini; 2--0,5m; 3-- 1,5m; 4--2m

Zbog činjenice da zraci različitih dijelova Sunčevog spektra nisu podjednako apsorbirani od vode, spektralni sastav svjetlosti se također mijenja sa dubinom, crveni zraci su prigušeni. Plavo-zeleni zraci prodiru na znatne dubine. Sumrak koji se produbljuje sa dubinom u okeanu u početku je zelen, zatim plavi, plavi, plavo-ljubičasti, a kasnije se mijenja u stalni mrak. U skladu s tim, živi organizmi zamjenjuju jedni druge dubinom.

Dakle, biljke koje žive na površini vode ne osjećaju nedostatak svjetla, a potopljene, a posebno dubokomorske biljke nazivaju se "sjenovitom florom". Moraju se prilagoditi ne samo nedostatku svjetla, već i promjeni njegovog sastava stvaranjem dodatnih pigmenata. To se može vidjeti u dobro poznatom uzorku boje u algama koje žive na različitim dubinama. U plitkim vodama, gdje biljke još uvijek imaju pristup crvenim zracima, koje u najvećoj mjeri apsorbira hlorofil, obično prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama nalaze se smeđe alge koje pored hlorofila imaju smeđe pigmente fikofein, fukoksantin itd. Crvene alge koje sadrže pigment fikoeritrin žive još dublje. Jasno pokazuje sposobnost hvatanja sunčeve svjetlosti s različitim talasnim dužinama. Ovaj fenomen je imenovan hromatska adaptacija.

Dubokomorske vrste imaju niz fizičkih osobina koje se nalaze u biljkama u sjeni. Među njima je vrijedno napomenuti nisku tačku kompenzacije fotosinteze (30-100 luksa), "karakter sjene" krivulje svjetlosti fotosinteze s niskim platoom zasićenja, u algama, na primjer, velika veličina hromatofora. 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 strijele (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, na primjer, u hornwort, uruti, pemphigus, ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodni listovi mahuna jaja, lokvanja , listovi potopljenih jezerca.

Ove osobine su karakteristične i za alge, kao što su nitaste alge, raščlanjeni steni characeae, tanki prozirni tali mnogih dubokomorskih vrsta. Ovo omogućava hidrofitima da povećaju omjer površine tijela i zapremine i, posljedično, da razviju veliku površinu uz relativno nisku cijenu organske mase.

Biljke koje su djelomično potopljene u vodu imaju dobro izraženu heterofilija, tj. razlika u strukturi površinskog i podvodnog lišća iste biljke: To je jasno vidljivo u vodenom ranunculusu različitih listova (Sl. 11) Površinski imaju karakteristike zajedničke listovima nadzemnih biljaka (dorzoventralna struktura, dobro- razvijeno pokrovno tkivo i stomatalni aparat), podvodno - vrlo tanke ili secirane listove. Heterofilija je također zabilježena kod lokvanja i kapsula jaja, vrhova strela i drugih vrsta.

Rice. jedanaest.

Listovi: 1 - površina; 2 -- pod vodom

Ilustrativan primjer je bijeli sljez (Simn latifolium), na čijoj se stabljici može vidjeti nekoliko oblika listova koji odražavaju sve prijelaze od tipično kopnenog u tipično vodeni.

Dubina vodenog okoliša također utiče na životinje, njihovu obojenost, sastav vrsta itd. Na primjer, u jezerskom ekosistemu glavni život je koncentrisan u sloju vode, gdje prodire količina svjetlosti koja je dovoljna za fotosintezu. Donja granica ovog sloja naziva se nivo kompenzacije. Iznad ove dubine, biljke oslobađaju više kisika nego što troše, a drugi organizmi mogu koristiti višak kisika. Ispod ove dubine fotosinteza ne može osigurati disanje, s tim u vezi, organizmima je 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, životinje su obojene u boje s crvenkastom nijansom, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja, jer se crvena boja u plavo-ljubičastim zrakama percipira kao crna. Crvena boja je tipična za životinje 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 čestica mineralnih tvari (glina, mulj) u njoj. Prozirnost vode također se smanjuje brzim rastom vodene vegetacije ljeti ili masovnim razmnožavanjem malih organizama koji se nalaze u površinskim slojevima u suspenziji. Transparentnost se odlikuje izuzetnom dubinom, gdje je još uvijek vidljiv posebno spušten Secchi disk (bijeli disk prečnika 20 cm). U Sargaškom 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 vodnim tijelima. U najčistijim vodama zona fotosinteze, ili eufotička zona, doseže dubinu od najviše 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 vodenih tijela varira i od geografske širine područja i od doba godine. Dakle, duge polarne noći ozbiljno ograničavaju vrijeme pogodno za fotosintezu u arktičkom i antarktičkom bazenu, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti da dopre do svih ledenih vodenih tijela zimi.

Salt mode. Salinitet ili režim soli igra važnu ulogu u životu vodenih organizama. Hemijski sastav voda formiran je pod uticajem prirodnih istorijskih i geoloških uslova, kao i pod antropogenim uticajem. Sadržaj hemijskih jedinjenja (soli) u vodi određuje njen salinitet i izražava se u gramima po litru ili u ppm(°/od). Prema opštoj mineralizaciji vode može se podijeliti na slatku vodu sa sadržajem soli do 1 g/l, bočatu (1-25 g/l), morsku slanost (26-50 g/l) i slanu vodu ( više od 50 g/l). Najvažnije otopljene tvari u vodi su karbonati, sulfati i hloridi (tabela 1).

Tabela 1

Sastav glavnih soli u različitim vodenim tijelima (prema R. Dazho, 1975.)

Među slatkim vodama ima mnogo gotovo čistih, ali ima i onih koje sadrže i do 0,5 g otopljenih tvari po litru. Prema sadržaju u slatkoj vodi katjoni su raspoređeni na sledeći način: kalcijum - 64%, magnezijum - 17%, natrijum - 16%, kalijum - 3%. Ovo su prosječne vrijednosti i u svakom slučaju su moguće fluktuacije, ponekad značajne.

Važan element u slatkim vodama je sadržaj kalcijuma. Kalcijum može delovati kao ograničavajući faktor. Postoje „meke“ vode, siromašne kalcijumom (manje od 9 mg na 1 litar), i „tvrde“ vode, čiji sadržaj je u velikim količinama (više od 25 mg po 1 litri).

U morskoj vodi prosječan sadržaj otopljenih soli je 35 g/l, in rubna mora mnogo niže. U morskoj vodi pronađeno je 13 metaloida i najmanje 40 metala. Kuhinjska so je na prvom mestu po važnosti, a slede je barijum hlorid, magnezijum sulfat i kalijum hlorid.

Većina vodenih životinja 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 u osmotskom tlaku izvan i unutar tijela, voda stalno prodire u tijelo, zbog čega su hidrobioti slatkovodne vode prisiljeni da je intenzivno uklanjaju. Imaju dobro definisane procese osmoregulacije. Kod protozoa se to postiže radom vakuola za izlučivanje, kod višećelijskih organizama uklanjanjem vode kroz ekskretorni sistem. Neke cilijate svakih 2-2,5 minuta ispuštaju količinu vode jednaku volumenu tijela.

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 u slatkoj vodi. Osmoregulacija je jedan od razloga zašto mnoge morske biljke i životinje nisu uspjele naseliti slatkovodna tijela i ispostavilo se da su tipični morski stanovnici: crijevne šupljine (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 tolerišu značajne promjene salinitet i su stenohaline. euryhaline nema toliko organizama, posebno životinja, slatkovodnog i morskog porijekla. Nalaze se, često u velikom broju, u bočatim vodama. To su deverika (Abramis brama), slatkovodni smuđ (Stizostedion lucioperca), štuka (Ezox lucios), iz mora - porodica cipala (Mugilidae).

Stanovanje biljaka u vodenoj sredini, pored gore navedenih karakteristika, ostavlja pečat i na druge aspekte života, posebno vodni režim u biljkama, bukvalno okruženi vodom. Takve biljke nemaju transpiraciju, pa stoga ne postoji „gornji motor“ koji održava protok vode u biljci. A u isto vrijeme, postoji struja koja isporučuje hranjive tvari u tkiva (iako mnogo slabija nego u kopnenim biljkama), sa jasno izraženom dnevnom periodičnošću: 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, utvrđene 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 potopljeni u vodu. To su ribnjaci (Potamogeton), urut (Myriophyllum), elodea (Elodea). Neke vrste viših biljaka slatkih voda su bez korijena i slobodno plivaju ili zarastaju podvodnim objektima, algama, koje su pričvršćene za tlo.

gasni režim. Glavni plinovi u vodenoj sredini su kisik i ugljični dioksid. Ostatak, kao što je sumporovodik ili metan, je 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. S povećanjem temperature i saliniteta vode, koncentracija kisika u njoj se smanjuje. U slojevima koji su jako naseljeni životinjama i bakterijama, može se stvoriti nedostatak kisika zbog njegove povećane potrošnje. Dakle, u Svjetskom okeanu dubine bogate životom od 50 do 1000 m karakterizira naglo pogoršanje aeracije. To je 7-10 puta niže nego u površinskim vodama naseljenim fitoplanktonom. U blizini dna vodenih tijela uslovi mogu biti bliski anaerobnim.

U stagnirajućem režimu u malim rezervoarima, voda je također naglo osiromašena kisikom. Njegov nedostatak može nastati i zimi pod ledom. Pri koncentracijama 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 2).

tabela 2

Potreba za kiseonikom u razne vrste slatkovodne ribe

Među vodenim stanovnicima postoji značajan broj vrsta koje mogu tolerisati velike fluktuacije u sadržaju kiseonika u vodi, blizu njegovog odsustva. To su tzv eurioksibionti. To uključuje slatkovodne oligohete (Tubifex tubifex), puževe (Viviparus viviparus). Vrlo slabo zasićenje vode kisikom iz ribe može izdržati šaran, linjak, karas. Međutim, mnoge vrste jesu stenoksibiont, tj. mogu postojati samo uz dovoljno visoku zasićenost vode kiseonikom, na primjer, kalifornijska pastrmka, pastrmka, gavčica, itd. Mnoge vrste živih organizama sposobne su pasti u neaktivno stanje s nedostatkom kisika, tj. pozvao anoksibioza, i tako preživeti nepovoljni period.

Disanje hidrobionata vrši 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 disanja vode i zraka, na primjer, plućke, sifonofori, diskofanti, mnogi plućni mekušci, rakovi Yammarus lacustris, itd. Sekundarne vodene životinje obično drže atmosferski tip disanje kao energetski povoljnije, pa je stoga potreban kontakt sa vazduhom. To uključuje peronošce, kitove, vodene bube, larve komaraca itd.

Ugljen-dioksid. U vodenom okruženju, živi organizmi, osim nedostatka svjetlosti i kisika, mogu osjetiti nedostatak dostupnog 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 njihovog prijelaza 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, 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 polucvjetni (Jsoetes), čičak (Sparganium). U alkalnom okruženju (pH 7,7--8,8), česte su mnoge vrste jezerca, elodea; pri pH 8,4--9 Typha angustifolia dostiže snažan razvoj. Kisele vode tresetišta pogoduju razvoju sfagnumskih mahovina.

Većina slatkovodnih riba može izdržati pH od 5 do 9. Ako je pH manji od 5, dolazi do masovnog uginuća 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), nema lamelarno-škržnih mekušaca iz roda Bezubi (Unio) i drugih mekušaca. su rijetke.

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 plastičnije od morskih, jer je slatka voda kao životna sredina promjenjivija. Širina ekološke plastičnosti hidrobionta ocjenjuje se ne samo u cjelini na kompleks faktora (euri- i stenobiontnost), već i pojedinačno.

Tako je utvrđeno da su, za razliku od stanovnika otvorenih područja, primorske biljke i životinje uglavnom euritermalni i eurihalni organizmi, zbog činjenice da su temperaturni uvjeti i slani režim u blizini obale prilično varijabilni – zagrijavanje suncem i relativno intenzivno hlađenje, desalinizacija prilivom vode iz potoka i rijeka, posebno tokom kišne sezone, itd. Primjer je lotos, koji pripada tipičnoj stenotermnoj vrsti, raste samo u plitkim, dobro zagrijanim akumulacijama. Stanovnici površinskih slojeva, u odnosu na dubokomorske forme, iz navedenih razloga, ispadaju više euritermalni i eurihalini.

Ekološka plastičnost je važan regulator širenja organizama. Dokazano je da su hidrobionti visoke ekološke plastičnosti široko rasprostranjeni, na primjer, elodea. Suprotan primjer je rak Artemia (Artemia solina), koji živi u malim rezervoarima sa vrlo slanom vodom, tipičan je stenohalinski predstavnik uske ekološke plastičnosti. U odnosu na druge faktore, ima značajnu plastičnost i prilično je česta u tijelima slanih voda.

Ekološka plastičnost zavisi od starosti i faze razvoja organizma. Na primjer, odrasli morski puževi mekušac Littorina, u vrijeme oseke, svaki dan dugo ostaje bez vode, ali njegove ličinke vode planktonski način života i ne podnose isušivanje.

Osobine adaptacije biljaka na vodenu sredinu. Vodeni raj| stenia 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 ishrane i vodosnabdijevanja, kao kod kopnenih biljaka. Ishrana vodenih biljaka se vrši cijelom površinom njihovog tijela.

Značajna gustina vode omogućava biljkama da žive u cijeloj svojoj debljini. Niže biljke koje naseljavaju različite slojeve i vode plutajući način života imaju posebne dodatke za to, koji povećavaju njihovu plovnost i omogućavaju im da ostanu u suspenziji. Viši hidrofiti imaju slabo razvijeno mehaničko tkivo. Kako yni gore navedeno, u njihovim listovima, stabljikama, 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 s otopljenim solima i plinovima. u tome. Hydrophytes excel | Rastu sa velikom površinom listova uz malu ukupnu zapreminu biljke, što im omogućava intenzivnu izmjenu plinova uz nedostatak kisika i drugih plinova otopljenih u vodi.

Brojni vodeni organizmi su razvili heterogenost, ili getyo rophilia. Dakle, u Salviniji (Salvinia) uronjeni listovi pružaju mineralnu prehranu, a plutajući - organsku.

Važna karakteristika prilagođavanja biljaka životu u vodama | drugo okruženje je da su listovi uronjeni u vodu, po pravilu, vrlo tanki. Često se hlorofil u njima nalazi u ćelijama epiderme, što doprinosi povećanju intenziteta fotosinteze pri slabom svjetlu. Ovakve anatomske i morfološke osobine najjasnije su izražene kod vodenih mahovina (Riccia, Fontinalis), valisnerije (Vallisneria spiralis), ribnjaka (Potamageton).

Zaštita od ispiranja ili ispiranja iz stanica mineralnih soli u vodenim biljkama je lučenje sluzi posebnim stanicama i formiranje 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 ljetnih tankih nježnih listova tvrđim i kraćim zimskim. Niska temperatura voda negativno utječe na generativne organe vodenih biljaka, a njena velika gustina otežava prijenos polena. U tom smislu, vodene biljke se intenzivno razmnožavaju vegetativnim putem. Većina plutajućih i potopljenih biljaka nose svoje cvjetne stabljike u zrak i razmnožavaju se spolno. Polen se prenosi vjetrom i površinskim strujama. Plodovi i sjemenke koje se formiraju također se raspršuju površinskim strujama. Ovaj fenomen se zove hidrohorija. Hydrochorus uključuje ne samo vodene, već i mnoge primorske biljke. Njihovi plodovi imaju visoku plovnost, dugo ostaju u vodi i ne gube sposobnost klijanja. Na primjer, plodovi i sjemenke vrha strijele (Sagittaria sagittofolia), suska (Butomus umbellatus), častuhe (Alisma plantago-aguatica) nose se vodom. Plodovi mnogih šaša (Carex) su zatvoreni u svojevrsne vrećice sa zrakom i nošeni vodenim strujama. Na isti način, humai korov (Sorgnum halepense) širio se duž rijeke Vakht kroz kanale.

Osobine prilagodbe životinja na vodenu sredinu. Kod životinja koje žive u vodenom okruženju, u poređenju sa biljkama, adaptivne karakteristike su raznovrsnije, među kojima su npr anatomsko-morfološki, bihevioralni i sl.

Životinje koje žive u vodenom stupcu, prije svega, imaju prilagodbe koje povećavaju njihovu plovnost i omogućuju im da se odupru kretanju vode, strujama. Ovi organizmi razvijaju prilagodbe koje ih sprječavaju 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 dolazi do smanjenja skeletnih formacija. Dakle, kod protozoa (Radiolaria, Rhizopoda) školjke su porozne, kremene iglice skeleta su iznutra šuplje. Specifična gustina ctenofora (Ctenophora), meduza (Scyphozoa) se smanjuje zbog prisustva vode u tkivima. Nakupljanje kapljica masti u tijelu (noćne životinje - Noctiluca, radiolarije - Radiolaria) doprinosi povećanju uzgona. Uočene su velike akumulacije masti kod nekih rakova (Cladocera, Copepoda), riba i kitova. Specifična težina tijela je smanjena, a time i povećana uzgona zahvaljujući plinom ispunjenim plivačkim mjehurima koje mnoge ribe imaju. Sifonofori (Physalia, Velella) imaju snažne zračne šupljine.

Za životinje koje pasivno plutaju u vodenom stupcu karakteristično je ne samo smanjenje mase, već i povećanje 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 šiljci, izrasline i dodaci, na primjer, kod flagelata (Leptodiscus, Craspeditella), radiolarijana (Aulacantha, Chalengeridae) itd.

Velika grupa životinja koje žive u slatkoj vodi koristi površinski napon vode (površinski film) prilikom kretanja. Po površini vode slobodno trče vodene bube (Gyronidae, Veliidae), bube (Gerridae) itd. Zglavkonožac koji dodiruje vodu krajevima svojih privjesaka prekrivenim vodoodbojnim dlačicama izaziva deformaciju svoje površine sa formiranje 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, budući da masa raste s veličinom kocke, a površinski napon raste kao linearna vrijednost.

Aktivno plivanje kod životinja se izvodi uz pomoć cilija, bičaka, savijanja tijela, na mlazni način zbog energije izbačenog vodenog mlaza. Najveće savršenstvo mlaznog načina kretanja postići će glavonošci. Dakle, neke lignje razvijaju brzinu kada bacaju vodu do 40--50 km/h (slika 12).

Rice. 12.

Velike životinje često imaju specijalizirane udove (peraje, peraje), tijelo im je aerodinamično i prekriveno sluzom.

Samo u vodenom okruženju su nepokretne životinje koje vode vezan način života. To su hidroidi (Hydroidea) i koralni polipi (Anthozoo), morski ljiljani(Crinoidea), školjkaše (Br/aMa) itd. Odlikuju se osebujnim oblikom tijela, blagom plovnošću (gustina tijela je veća od gustine vode) i posebnim napravama za pričvršćivanje na podlogu.

Vodene životinje su uglavnom poikilotermne. Homoi-termalni, na primjer, sisari (kitovi, peronošci) formiraju 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, povećanje razvoja taktilnih receptora itd.

Osmotski pritisak i jonsko stanje rastvora u organizmu životinja obezbeđuju složeni mehanizmi metabolizma vode i soli. Najčešći način održavanja konstantnog osmotskog tlaka je redovno uklanjanje vode koja dolazi uz pomoć 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, s druge strane, prisiljene su obnavljati zalihe vode i stoga piju morsku vodu, a višak soli koji dolazi s vodom uklanja se iz tijela kroz škržne niti (slika 13).

Rice. 13.

Skraćenice hipo-, izo- i hiper- označavaju toničnost unutrašnje sredine u odnosu na spoljašnju (od N. Green et al., 1993.)

Brojni vodeni organizmi imaju posebnu prirodu ishrane - to je prosijavanje ili taloženje čestica organskog porijekla suspendiranih u vodi, brojnih malih organizama. Ovaj način ishrane ne zahteva mnogo energije za traženje plena i tipičan je za mekušce laminaste grane, bodljokošce, ascidijance, planktonske ljuskare i dr. Životinje koje se hrane filterom igraju važnu ulogu u biološkom prečišćavanju vodenih tela.

Slatkovodne dafnije, kiklopi, kao i najmasovniji rak u okeanu, Calanus finmarchicus, filtriraju do 1,5 litara vode po jedinki dnevno. Dagnje koje nastanjuju površinu 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 hidrobionti imaju bolju zvučnu orijentaciju od vizualne. Neke vrste čak primaju infrazvuk. Zvučna signalizacija najviše služi za intraspecifične odnose: orijentaciju u jatu, privlačenje jedinki suprotnog pola, itd. Kitovi, na primjer, traže hranu i navigiraju pomoću eholokacije - percepcije reflektiranih zvučnih valova. Princip lokatora delfina je da emituje zvučne talase koji se šire ispred životinje koja pliva. Nailazeći na prepreku, kao što je riba, zvučni valovi se reflektiraju i vraćaju do dupina, koji čuje odjek koji se pojavljuje i tako detektira objekt koji uzrokuje reflektiranje zvuka.

Poznato je oko 300 vrsta riba koje mogu proizvesti električnu energiju i koristiti je za orijentaciju i signalizaciju. Red ribe ( električni Stingray, električna jegulja itd.) koriste električna polja za odbranu i napad.

Vodeni organizmi karakteristična je drevna metoda orijentacije - percepcija hemije okoline. Hemoreceptori mnogih vodenih organizama (losos, jegulja, itd.) izuzetno su osjetljivi. U hiljadama kilometara migracije, 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, izlazak na površinu) i horizontalnim (mriješćenje, zimovanje i hranjenje) migracijama životinja. U morima i okeanima milioni tona vodenih organizama učestvuju u vertikalnim migracijama, a u horizontalnim migracijama vodene životinje mogu putovati stotine i hiljade kilometara.

Na Zemlji postoje mnoga privremena, plitka vodena tijela koja nastaju nakon poplava rijeka, jakih kiša, topljenja snijega itd. Zajedničke karakteristike stanovnika presušivih vodenih tijela je sposobnost da u kratkom vremenu proizvedu brojno potomstvo i izdrže duge periode bez vode, prelazeći u stanje smanjene vitalne aktivnosti - hipobioza.

Opće karakteristike. Hidrosfera kao vodena sredina života 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 okean 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 izdvajaju dva ekološka područja: vodeni stub - pelagijalni i dno benthal. Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralna zona - područje glatkog spuštanja zemljišta do dubine od 200 m, batijal - područje strme padine i ponorska zona - okeansko korito sa prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublja područja bentala, koja odgovaraju depresijama okeanskog dna (6-10 km), nazivaju se ultraabyssal. Rub obale koji je poplavljen u vrijeme plime naziva se primorje. Dio obale iznad nivoa plime i oseke, navlažen prskanjem daska, naziva se supralitoral.

Otvorene vode okeana se također dijele na vertikalne zone prema bentalnim zonama: tippeligijal, bati-peligijal, abesopegijski(Sl. 5.3).

Rice. 5.3. Vertikalna ekološka zonalnost okeana

(prema N. F. Reimersu, 1990.)

U vodenoj sredini živi oko 150.000 vrsta životinja ili oko 7% njihovog ukupnog broja (slika 5.4) i 10.000 vrsta biljaka (8%).

Također treba obratiti pažnju na činjenicu da su predstavnici većine grupa biljaka i životinja ostali u vodenom okruženju (njihova "kolijevka"), ali broj njihovih vrsta je mnogo manji od kopnenih. Otuda zaključak - evolucija na kopnu odvijala se mnogo brže.

Raznolikost i bogatstvo flore i faune izdvajaju mora i okeane ekvatorijalnih i tropskih regija, prvenstveno Tihog i Atlantskog okeana. Sjeverno i južno od ovih pojaseva kvalitativni sastav se postepeno iscrpljuje. Na primjer, na području arhipelaga Istočne Indije rasprostranjeno je najmanje 40.000 vrsta životinja, dok ih je u Laptevskom moru samo 400.

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

staništa (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 ne samo vodeni okoliš ima snažan utjecaj na svoje stanovnike, već i živa tvar hidrosfere, koja utiče na stanište, prerađuje ga i uključuje u cirkulaciju tvari. Utvrđeno je da se voda okeana, mora, rijeka i jezera razgrađuje i obnavlja u biotičkom ciklusu za 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 epoha.

Karakteristična karakteristika vodene sredine je njena mobilnost, posebno u tekućim, brzim potocima i rijekama. U morima i okeanima uočavaju se oseke i oseke, snažne struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod uticajem temperature i vjetra.

Ekološke grupe hidrobionata. vodeni stupac, ili pelagijalni(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 mogu putovati na velike udaljenosti i jake vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe kretanja. Tipični nektonski organizmi uključuju ribe, lignje, kitove i peronošce. Nekton u slatkim vodama, osim ribe, uključuje vodozemce i insekte koji se aktivno kreću. Mnoge morske ribe mogu se kretati u vodenom stupcu velikom brzinom: do 45-50 km / h - lignje (Oegophside), 100-150 km / h - jedrilice (Jstiopharidae) i 130 km / h - sabljarke (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - luta, lebdi) je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost brzog aktivnog kretanja. U pravilu su to male životinje - zooplankton i biljke - fitoplankton, koji ne mogu da odole strujama. Sastav planktona uključuje i larve mnogih životinja koje "plutaju" u vodenom stupcu. Planktonski organizmi se nalaze i na površini vode, na dubini i u donjem sloju.

Organizmi koji žive na površini vode čine posebnu grupu - neuston. Sastav neustona također ovisi o stupnju razvoja određenog broja organizama. Prolazeći kroz stadij larve, odrastajući, napuštaju površinski sloj koji im je služio kao utočište, sele se da žive na dnu ili u donjim i dubokim slojevima. To uključuje larve dekapoda, školjkaša, kopepoda, puževa i školjkaša, igaoderme, polihete, ribe itd.

Zovu se isti organizmi čiji je dio tijela iznad površine vode, a drugi u vodi playstone. 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, već i plavo-zelene (Cyanophyta) alge.

Zooplankton i bakterije mogu se naći na različitim dubinama. U slatkim vodama uglavnom slabo plivaju relativno veliki rakovi (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), mnogi rotiferi (Rotatoria) i protozoe.

U morskim zooplanktonom dominiraju mali rakovi (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae), protozoe (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Od velikih predstavnika to su pteropodi (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) i plutajući ctenofori (Ctenophora), salpe (Salpae), neki crvi (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 razmjene energije i tvari 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 je predstavljena životinjama koje su pričvršćene, ili se polako kreću, ili zakopane u zemlju. U plitkoj vodi se sastoji od organizama koji sintetiziraju organsku materiju (proizvođači), troše je (potrošači) i uništavaju (reduktori). Na dubinama gdje nema svjetlosti nema fitobentosa (proizvođača). U morskom zoobentosu dominiraju foraminifore, 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 se nalaze cvjetnice - Zostera (Zostera), rupija (Ruppia), filospodix (Phyllospadix). Stjenoviti i kameniti dijelovi dna su najbogatiji fitobentosom.

U jezerima, kao iu morima, razlikuju se 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, cilijarni i oligoheti, pijavice, mekušci, larve insekata itd.

Fitobentos slatkih voda predstavljaju bakterije, dijatomeje i zelene alge. Obalni pogoni su smješteni od obale duboko u jasno definirane pojaseve. Prvi pojas - polupotopljene biljke (trska, rogoza, šaš i trska); drugi pojas - potopljene biljke sa plutajućim listovima (vodokras, čahura, lokvanj, leća). AT treći pojas preovlađuju biljke - ribnjak, elodea itd. (Sl. 5.7).

Rice. 5.7. Biljke koje se ukorjenjuju na dnu (A):

1 - cattail; 2- nalet; 3 - vrh strelice; 4 - lokvanj; 5, 6 - jezerce; 7 - hara. Slobodno plutajuće alge (B): 8, 9 - nitasto zeleno; 10-13 - zelena; 14-17 - dijatomeje; 18-20 - plavo-zelena

Prema načinu života, vodene biljke se dijele u dvije glavne ekološke grupe: hidrofiti - biljke potopljene samo na dno vode i obično ukorijenjene u tlu, i hidatofiti - biljke koje su potpuno uronjene u vodu, a ponekad plutaju na površini ili imaju plutajuće lišće.

U životu vodenih organizama važnu ulogu imaju vertikalno kretanje vode, gustina, temperatura, svjetlo, sol, plin (sadržaj kisika i ugljičnog dioksida) i koncentracija vodikovih jona (pH).

Temperaturni režim. U vodi se razlikuje, prvo, manjim prilivom topline, a drugo, većom stabilnošću nego na kopnu. Dio toplinske energije koja ulazi u površinu vode se reflektira, dio se troši na isparavanje. Isparavanje vode sa površine rezervoara, koje troši oko 2263x8J/g, sprečava pregrijavanje donjih slojeva, a stvaranje leda koji oslobađa toplotu fuzije (333,48 J/g) usporava njihovo hlađenje.

Promjena temperature u tekućim vodama prati njene promjene u okolnom zraku, razlikuju se 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, gdje postoji oštar pad temperature; duboko more (dno) - hipolimnion sežu do samog dna, gdje je temperatura tokom cijele godine promjene blago.

Ljeti se najtopliji slojevi vode nalaze na površini, a najhladniji - na dnu. Ova vrsta slojevite raspodjele temperature u rezervoaru 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, nastupa period privremene stagnacije - stagnacija(Sl. 5.8).

Daljnjim povećanjem temperature gornji slojevi vode postaju manje gusti i više ne tonu - nastupa ljetna stagnacija. "

U jesen se površinske vode ponovo ohlade na 4°C i potonu na dno, uzrokujući sekundarno miješanje masa u godini uz izjednačavanje temperature, odnosno početak jesenje homotermije.

U morskom okruženju postoji i termička stratifikacija određena dubinom. U okeanima se razlikuju sljedeći slojevi Površina- vode su izložene dejstvu vetra, a po analogiji sa atmosferom ovaj sloj se naziva troposfera ili marinac termosferski. Ovdje se uočavaju dnevne fluktuacije temperature vode do oko 50 metara dubine, a sezonska kolebanja još dublje. Debljina termosfere dostiže 400 m. srednji - predstavlja stalna termoklina. Temperatura u njemu u različitim morima i okeanima pada na 1-3°C. Prostire se do dubine od oko 1500 m. duboko more - karakteriše ista temperatura od oko 1-3°C, sa izuzetkom polarnih područja, gde je temperatura blizu 0°C.

AT Općenito, treba napomenuti da amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija u gornjim slojevima okeana nije veća od 10 - 15 "C u kontinentalnim vodama 30-35 ° C.

Rice. 5.8. Stratifikacija i miješanje vode u jezeru

(prema E. Günter et al., 1982.)

Duboke slojeve vode karakteriše konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama srednja godišnja temperatura površinskih slojeva je 26-27°C, u polarnim vodama oko 0°C i niže. Izuzetak su termalni izvori, gdje temperatura površinskog sloja dostiže 85-93°C.

U vodi kao živom mediju, s jedne strane, postoji prilično značajna raznolikost temperaturnih uslova, as druge strane, termodinamičke karakteristike vodene sredine, kao što su visoka specifična toplota, visoka toplotna provodljivost i ekspanzija pri smrzavanju ( u ovom slučaju led se formira samo odozgo, a glavni vodeni stupac se ne smrzava), stvaraju povoljne uvjete za žive organizme.

Stoga je za zimovanje višegodišnjih hidrofita u rijekama i jezerima od velike važnosti vertikalna distribucija temperatura ispod leda. Najgušća i najmanje hladna voda sa temperaturom od 4°C nalazi se u donjem sloju, gde se spuštaju zimuli pupoljci (turioni) rogoza, pemfigusa, vodene boje itd. (Sl. 5.9), kao i cele lisnate biljke. , kao što je patka, Elodea.

Rice. 5.9. Vodokras (Hydrocharias morsus ranae) u jesen.

Vidljivi su pupoljci koji prezimljuju, koji tonu na dno

(od T.K. Goryshinoya, 1979)

Vjerovalo se da je uranjanje povezano s 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 rezervoarima 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 češća među hidrobiontima nego među kopnenim organizmima.

Euritermalne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim vodnim tijelima i u priobalju mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije značajne.

Gustina vode. Voda je gušća od vazduha. U tom pogledu je 800 puta bolji od vazdušnog okruženja. Gustina destilovane vode na 4 °C je 1 g/cm3. Gustina prirodnih voda koje sadrže rastvorene soli može biti veća: do 1,35 g/cm 3 . 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 kod kopnenih biljaka dobro razvijena mehanička tkiva, koja osiguravaju čvrstoću debla i stabljike, položaj mehaničkih i provodnih tkiva duž periferije stabljike stvara strukturu „cijevi“ koja dobro odolijeva savijanju i savijanju, onda kod hidrofita mehanička tkiva su u velikoj mjeri smanjena, budući da se biljke same podržavaju. Mehanički elementi i provodni snopovi često su koncentrirani u središtu stabljike ili peteljke lista, što daje mogućnost savijanja kada se voda kreće.

Potopljeni hidrofiti imaju dobru plovnost koju stvaraju posebni uređaji (zračne vrećice, otekline). Dakle, listovi bazena 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.

Uzgon se takođe povećava sa povećanjem površine tela. Ovo se jasno vidi u mikroskopskim planktonskim algama. Različiti izrasline na tijelu pomažu im da slobodno "plutaju" u vodenom stupcu.

Organizmi u vodenoj sredini raspoređeni su po njenoj debljini. Na primjer, u okeanskim rovovima, životinje su pronađene na dubinama od preko 10.000 m i mogu izdržati pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Tako slatkovodni stanovnici (plutajuće bube, papuče, suvoyi, itd.) u eksperimentima izdrže do 600 atmosfera. Holoturijci iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus nastanjuju od obalnog pojasa do ultraabissala. Istovremeno, treba napomenuti da su mnogi stanovnici mora i okeana relativno na zidu i ograničeni na određene dubine. Ovo se prvenstveno odnosi na plitke i dubokovodne vrste. Samo primorje naseljavaju prstenasti crv Arenicola, mekušci - morski plikovi (Patella). Na velikim dubinama pod pritiskom od najmanje 400-500 atmosfera nalaze se ribe iz grupe pecaroša, glavonožaca, rakova, morskih zvijezda, pogonofora i drugih.

Gustoća vode daje mogućnost da se životinjski organizmi oslone na nju, što je posebno važno za neskeletne oblike. Podloga medijuma služi kao uslov za lebdenje u vodi. Mnogi hidrobionti su prilagođeni ovom načinu života.

Lagani način rada. Na vodene organizme veliki utjecaj ima 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 dio apsorbira svojom debljinom. Slabljenje svjetlosti povezano je sa prozirnošću vode. U okeanima, na primjer, s visokom transparentnošću, oko 1% zračenja još uvijek pada na dubinu od 140 m, a u malim jezerima s donekle zatvorenom vodom već do dubine od 2 m - samo desetine procenta.

Rice. 5.10. Osvetljenje u vodi tokom dana.

Cimlyansk rezervoar (prema A. A. Potapovu,

Dubina: 1 - na površini; 2-0,5m; 3- 1,5m; 4-2m

Zbog činjenice da zraci različitih dijelova Sunčevog spektra nisu podjednako apsorbirani od vode, spektralni sastav svjetlosti se također mijenja sa dubinom, crveni zraci su prigušeni. Plavo-zeleni zraci prodiru na znatne dubine. Sumrak koji se produbljuje sa dubinom u okeanu u početku je zelen, zatim plavi, plavi, plavo-ljubičasti, a kasnije se mijenja u stalni mrak. U skladu s tim, živi organizmi zamjenjuju jedni druge dubinom.

Dakle, biljke koje žive na površini vode ne osjećaju nedostatak svjetla, a potopljene, a posebno dubokomorske biljke nazivaju se "sjenovitom florom". Moraju se prilagoditi ne samo nedostatku svjetla, već i promjeni njegovog sastava stvaranjem dodatnih pigmenata. To se može vidjeti u dobro poznatom uzorku boje u algama koje žive na različitim dubinama. U plitkim vodama, gdje biljke još uvijek imaju pristup crvenim zracima, koje u najvećoj mjeri apsorbira hlorofil, obično prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama nalaze se smeđe alge koje pored hlorofila imaju smeđe pigmente fikofein, fukoksantin itd. Crvene alge koje sadrže pigment fiko-eritrin žive još dublje. Jasno pokazuje sposobnost hvatanja sunčeve svjetlosti s različitim talasnim dužinama. Ovaj fenomen je imenovan hromatska adaptacija.

Dubokomorske vrste imaju niz fizičkih osobina koje se nalaze u biljkama u sjeni. Među njima je vrijedno napomenuti nisku tačku kompenzacije fotosinteze (30-100 luksa), "karakter sjene" krivulje svjetlosti fotosinteze s niskim platoom zasićenja, u algama, na primjer, velika veličina hromatofora. 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 strijele (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, na primjer, u hornwort, uruti, pemphigus, ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodni listovi mahuna jaja, lokvanja , listovi potopljenih jezerca.

Ove osobine su karakteristične i za alge, kao što su nitaste alge, raščlanjeni steni characeae, tanki prozirni tali mnogih dubokomorskih vrsta. Ovo omogućava hidrofitima da povećaju omjer površine tijela i zapremine i, posljedično, da razviju veliku površinu uz relativno nisku cijenu organske mase.

Biljke koje su djelomično potopljene u vodu imaju dobro izraženu heterofilija, tj. razlika u strukturi površinskog i podvodnog lišća u istoj biljci: To je jasno vidljivo u vodenom ranunculusu različitih listova (slika 5.11) Površinski imaju karakteristike zajedničke listovima nadzemnih biljaka (dorzoventralna struktura, dobro razvijena pokrovno tkivo i stomatalni aparat), podvodno - vrlo tanke ili secirane lisne ploče. Heterofilija je također zabilježena kod lokvanja i kapsula jaja, vrhova strela i drugih vrsta.

Rice. 5.11. Heterofilija u vodenom ljutiku

Ranunculus diversifolius (iz T, G. Goryshina, 1979)

Listovi: 1 - površina; 2 - pod vodom

Ilustrativan primjer je bijeli sljez (Simn latifolium), na čijoj se stabljici može vidjeti nekoliko oblika listova koji odražavaju sve prijelaze od tipično kopnenog u tipično vodeni.

Dubina vodenog okoliša također utiče na životinje, njihovu obojenost, sastav vrsta itd. Na primjer, u jezerskom ekosistemu glavni život je koncentrisan u sloju vode, gdje prodire količina svjetlosti koja je dovoljna za fotosintezu. Donja granica ovog sloja naziva se nivo kompenzacije. Iznad ove dubine, biljke oslobađaju više kisika nego što troše, a drugi organizmi mogu koristiti višak kisika. Ispod ove dubine fotosinteza ne može osigurati disanje, s tim u vezi, organizmima je 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, životinje su obojene u boje s crvenkastom nijansom, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja, jer se crvena boja u plavo-ljubičastim zrakama percipira kao crna. Crvena boja je tipična za životinje 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 čestica mineralnih tvari (glina, mulj) u njoj. Prozirnost vode također se smanjuje brzim rastom vodene vegetacije ljeti ili masovnim razmnožavanjem malih organizama koji se nalaze u površinskim slojevima u suspenziji. Transparentnost se odlikuje izuzetnom dubinom, gdje je još uvijek vidljiv posebno spušten Secchi disk (bijeli disk prečnika 20 cm). U Sargaškom moru (najprozirnije vode), Secchi disk je vidljiv do dubine od 66,5 m, u Tihom okeanu - do 59, u Indijskom - do 50, u plitkim morima - 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 vodnim tijelima. U najčistijim vodama zona fotosinteze, ili eufotička zona, doseže dubinu od najviše 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 vodenih tijela varira i od geografske širine područja i od doba godine. Dakle, duge polarne noći ozbiljno ograničavaju vrijeme pogodno za fotosintezu u arktičkom i antarktičkom bazenu, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti da dopre do svih ledenih vodenih tijela zimi.

Salt mode. Salinitet ili režim soli igra važnu ulogu u životu vodenih organizama. Hemijski sastav voda formiran je pod uticajem prirodno-istorijskih i geoloških uslova, kao i pod antropogenim uticajem. Sadržaj hemijskih jedinjenja (soli) u vodi određuje njen salinitet i izražava se u gramima po litru ili u ppm(°/od). Prema opštoj mineralizaciji vode može se podijeliti na slatku vodu sa sadržajem soli do 1 g/l, bočatu (1-25 g/l), morsku slanost (26-50 g/l) i slanu vodu ( više od 50 g/l). Najvažnije od otopljenih supstanci u vodi su karbonati, sulfati i hloridi (tabela 5.1).

Karakteristike i karakteristike vodenog staništa, njegovi stanovnici.

Stanište - element svijeta koji živi organizmi koriste za postojanje.

Ima određene uslove i faktore kojima se organizmi koji žive na ovom području moraju prilagoditi.

Postoje 4 vrste:

• zemlja-vazduh
• tla
• Voda
• Organizam

Prema jednoj teoriji, prvi organizmi su nastali prije 3,7 milijardi godina, prema drugoj - 4,1 milijardu godina. Prvi oblici života pojavili su se u vodi. Površina Zemlje je 71% ispunjena vodom, što je veoma važno za život na planeti u cjelini.

Biljke i životinje ne mogu postojati bez vode. Ovo je nevjerovatna tekućina koja može biti u tri zadržavanja. Voda je deo svega, određeni procenat se nalazi u atmosferi, zemljištu i živim organizmima, mineralima, utiče vrijeme i klimu.

Ima sposobnost skladištenja toplinske energije, zbog čega nema oštrih padova temperature u obalnim područjima.

Karakteristično

Vodeni okoliš ima ograničene resurse svjetlosti i kisika. Količina zraka može se nadoknaditi uglavnom fotosintezom. Indeks kiseonika direktno zavisi od dubine vodenog stuba, jer. svjetlost ne prodire ispod 270 metara. Tamo rastu crvene alge koje upijaju raspršene sunčeve zrake i pretvaraju ih u kisik. Zbog pritiska na različitim dubinama, organizmi mogu živjeti na određenim nivoima.

Stanovnici i životinje

Ono što bića žive u vodi je pod velikim uticajem:

• temperatura vode, njena kiselost i gustina;
• mobilnost (oseke i oseke);
• mineralizacija;
• svjetlosni način rada;
• gasni režim (procenat sadržaja kiseonika).

U vodenom okruženju živi veliki broj predstavnika raznih vrsta životinja i biljaka. Sisavci mogu živjeti i na kopnu i u vodi. Od slatkovodnih razlikuju se nilski konj koji vodu koristi za hlađenje, amazonski delfin koji živi u kanalima rijeke Amazone i lamantin koji može živjeti i u slanim i u slatkim vodama.

To morski sisari uključuju kitove, najveće životinje na planeti, polarne medvjede, koji ne provode cijeli život u vodi, već značajan dio; morski lavovi dolazi na obalu radi rekreacije.

Od slatkovodnih vodozemaca mogu se razlikovati različite vrste: tritoni; daždevnjak; žabe; crv, rak, jastog i mnogi drugi. Vodozemci ne žive u slanoj vodi zbog činjenice da im jajašca umiru čak iu slabo slanim vodenim tijelima, a vodozemci žive na istom mjestu gdje se razmnožavaju, iako postoje izuzeci od pravila.

Također, žabe ne mogu živjeti u slanoj vodi zbog činjenice da imaju vrlo tanku kožu, a soli crpe vlagu iz vodozemca, uslijed čega umire. Gmizavci naseljavaju slatku i slanu vodu. Postoje neke vrste guštera, zmija, krokodila i kornjača koje su se prilagodile ovom okruženju.

fotografija vodenih biljaka

Za ribe, vodeno okruženje je njihov dom. Mogu živjeti u bočastoj ili slatkoj vodi. Mnogi insekti poput komaraca, vretenaca, vodoskoka, vodenih pauka i sličnih žive u vodenoj sredini.

Također prisutan ovdje veliki broj biljke. U slatkovodnim akumulacijama raste jezerska trska (uz močvarne obale), lokvanj (močvare, bare, rukavci) i kalamus (u plitkoj vodi). U slanoj vodi, uglavnom, rastu alge i morske trave (Posidonia, Eelgrass).

Vodeni organizmi

Osim višećelijskih životinja, u vodi žive i jednostavne jednoćelijske životinje. Plankton ili "lutanje" ne može se kretati samostalno. Zato ga nosi struja i slanih i slatkih voda. Koncept planktona uključuje kako biljke (fitoplankton) koje žive na površini radi sunčeve svjetlosti, tako i životinje (zooplankton) koje žive u cijelom vodenom stupcu. Tu su i amebe, jednoćelijske samotnjake koje žive svuda gdje ima vode.

Voda kao stanište ima niz specifičnih svojstava, kao što su velika gustina, jaki padovi pritiska, relativno nizak sadržaj kiseonika, jaka apsorpcija sunčeve svetlosti, itd. horizontalna kretanja (struje), sadržaj suspendovanih čestica. Za život bentoskih organizama bitna su svojstva tla, način razgradnje organskih ostataka itd. Stoga, uz adaptacije na opšta svojstva vodenog okoliša, njegovi stanovnici također moraju biti prilagođeni raznim posebnim uvjetima. Stanovnici vodene sredine dobili su ekologiju uobičajeno ime hidrobiontima. Naseljavaju okeane, kontinentalne vode i podzemne vode. U bilo kom rezervoaru se mogu razlikovati zone prema uslovima.

Razmotrite osnovna svojstva vode kao staništa.

Gustina vode - ovo je faktor koji određuje uslove za kretanje vodenih organizama i pritisak na različitim dubinama. Gustina prirodnih voda koje sadrže rastvorene soli može biti veća, do 1,35 g/cm 3 . Pritisak raste sa dubinom za otprilike 101,3 kPa (1 atm) u prosjeku na svakih 10 m.

U vezi s oštrom promjenom tlaka u vodnim tijelima, hidrobionti se općenito lakše podnose promjenama tlaka od kopnenih organizama. Neke vrste, raspoređene na različitim dubinama, podnose pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Na primjer, holoturije iz roda Elpidia naseljavaju područje od obalnog pojasa do zone najvećih okeanskih dubina, 6-11 km. Međutim, većina stanovnika mora i okeana živi na određenoj dubini.

Gustoća vode omogućava oslanjanje na nju, što je posebno važno za neskeletne oblike. Gustoća medijuma je uslov za lebdenje u vodi, a mnogi hidrobionti su prilagođeni upravo tom načinu života. Suspendirani organizmi koji plutaju u vodi spojeni su u posebnu ekološku grupu hidrobionata - plankton("planktos" - uzdizanje). Plankton uključuje jednoćelijske i kolonijalne alge, protozoe, meduze, razne male ljuskare, ličinke pridnenih životinja, riblja jaja i mladice i mnoge druge.

Gustoća i viskoznost vode uvelike utiču na mogućnost aktivnog plivanja. Životinje sposobne za brzo plivanje i savladavanje jačine struja objedinjene su u ekološku grupu. nekton("nektos" - plutajući). Predstavnici nektona su ribe, lignje, delfini. Brzo kretanje u vodenom stupcu moguće je samo u prisustvu aerodinamičnog oblika tijela i visoko razvijenih mišića.

1. Način rada kisika. U vodi zasićenoj kiseonikom, njen sadržaj ne prelazi 10 ml po 1 litru, što je 21 puta manje nego u atmosferi. Zbog toga su uslovi za disanje hidrobionta mnogo komplikovaniji. 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. S povećanjem temperature i saliniteta vode, koncentracija kisika u njoj se smanjuje.

Disanje hidrobionta vrši se ili preko površine tijela, ili kroz specijalizirane organe - škrge, pluća, dušnik. U ovom slučaju, poklopci mogu poslužiti kao dodatni respiratorni organ. Na primjer, riba vijuna u prosjeku troši do 63% kisika kroz kožu. Mnoge sjedeće i neaktivne životinje obnavljaju vodu oko sebe, bilo stvaranjem usmjerene struje, bilo oscilatornim pokretima koji doprinose njenom miješanju. školjke u tu svrhu služe cilije koje oblažu zidove šupljine plašta; rakovi - rad trbušnih ili torakalnih nogu. Pijavice, larve prstenastih komaraca (krvavice) njišu tijelom, naginjući se iz zemlje.

Sisavci koji su u procesu evolucijskog razvoja prešli s kopnenog na vodeni način života, na primjer, peronošci, kitovi, vodene bube, larve komaraca, obično zadržavaju atmosferski tip disanja i stoga im je potreban kontakt sa zrakom.

Nedostatak kisika u vodi ponekad dovodi do katastrofalnih pojava - smrti, praćene smrću mnogih vodenih organizama. Zimska smrzavanja često su uzrokovana stvaranjem leda na površini vodenih tijela i prestankom kontakta sa zrakom; ljeto - povećanjem temperature vode i smanjenjem rastvorljivosti kisika kao rezultat.

• 2. Salt mode. Održavanje ravnoteže vode hidrobionta ima svoje specifičnosti. Ako je za kopnene životinje i biljke najvažnije opskrbiti tijelo vodom u uvjetima njenog manjka, onda za hidrobionte nije manje važno održavati određenu količinu vode u tijelu kada je u okolini ima viška. Prekomjerna količina vode u stanicama dovodi do promjene njihovog osmotskog tlaka i narušavanja najvažnijih vitalnih funkcija. Stoga slatkovodni oblici ne mogu postojati u morima, morski ne mogu tolerirati desalinizaciju. Ako je salinitet vode podložan promjenama, životinje se kreću u potrazi za povoljnim okruženjem.
• 3. Temperaturni režim vodna tijela, kao što je već napomenuto, stabilnija je nego na kopnu. Amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija u gornjim slojevima okeana nije veća od 10-15 °C, u kontinentalnim vodnim tijelima - 30-35 °S. Duboke slojeve vode karakteriše konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura površinskih slojeva je +26-27 °S, u polarnim vodama - oko 0 °S i niže. U toplim kopnenim izvorima temperatura vode može se približiti +100 °C, a u podvodnim gejzirima na visokog pritiska Na dnu okeana zabilježena je temperatura od +380 °C. Ali duž vertikale, temperaturni režim je raznolik, na primjer, sezonske temperaturne fluktuacije pojavljuju se u gornjim slojevima, a toplinski režim je konstantan u donjim slojevima.
• 4. Lagani način rada. U vodi ima mnogo manje svjetlosti nego u zraku. Dio zraka koji upadaju na površinu rezervoara odbija se u zrak. Odraz je jači što je Sunce niže, pa je dan pod vodom kraći nego na kopnu. Brzo smanjenje količine svjetlosti s dubinom nastaje zbog njene apsorpcije vodom. Zraci različitih talasnih dužina apsorbuju se različito: crvene nestaju blizu površine, dok plavo-zelene prodiru mnogo dublje. To utječe na boju hidrobionta, na primjer, s dubinom se mijenja boja algi: zelene, smeđe i crvene alge, koje su specijalizirane za hvatanje svjetlosti različitih valnih dužina. Boja životinja se mijenja sa dubinom na isti način. Mnogi duboki organizmi nemaju pigmente.

U mračnim dubinama okeana, organizmi koriste svjetlost koju emituju živa bića kao izvor vizualnih informacija. Zove se sjaj živog organizma bioluminiscencija.

Dakle, svojstva životne sredine u velikoj meri određuju načine prilagođavanja njenih stanovnika, njihov način života i načine korišćenja resursa, stvarajući lance uzročno-posledičnih zavisnosti. Dakle, velika gustina vode omogućava postojanje planktona, a prisustvo organizama koji lebde u vodi preduvjet je za razvoj filtracionog tipa ishrane, u kojem je moguć i sjedilački način života životinja. Kao rezultat toga, formira se snažan mehanizam samopročišćavanja vodnih tijela od biosferskog značaja. Uključuje ogroman broj hidrobionta, kako bentoskih (koji žive na tlu i tlu dna vodenih tijela) tako i pelagičnih (biljke ili životinje koje žive u vodenom stupcu ili na površini), od jednoćelijskih protozoa do kralježnjaka. Na primjer, samo planktonski morski kopepodi (Calanus) mogu filtrirati vode cijelog Svjetskog okeana za nekoliko godina; otprilike 1,37 milijardi km 3. Narušavanje rada filter hranilica raznim antropogenim utjecajima predstavlja ozbiljnu prijetnju očuvanju čistoće voda.

Pitanja i zadaci za samokontrolu

• 1. Navedite glavna svojstva vodenog staništa.
• 2. Objasnite kako gustina vode određuje oblik životinja sposobnih za brzo plivanje.
• 3. Navedite razlog za blokade.
• 4. Koji se fenomen naziva "bioluminiscencija"? Poznajete li žive organizme koji imaju ovo svojstvo?
• 5. Kakvu ekološku ulogu igraju filter hranilice?

Federalna agencija za ribarstvo

FSEI VPO Kamčatski državni tehnički univerzitet

Katedra za ekologiju i upravljanje prirodom

disciplina ekologija

Sažetak na temu

“Vodena sredina života i prilagođavanje organizama na nju”

Izvršeno Provjereno

Grupa 11PZhb student vanredni profesor

Sazonov P.A. Stupnikova N.A.

Petropavlovsk-Kamčatski

Uvod……………………………………………….3

Opće karakteristike……………………………….3- 4

Ekološke zone okeana………….4

Glavna svojstva vodenog okoliša………………….5

· Gustina……………………………………………….5- 6

Režim rada kisika…………………………6-7

Režim soli……………………………….7-8

Temperaturni uslovi…………………………………8

Lagani način rada…………………………………………..8- 9

Specifične adaptacije vodenih organizama………..10-11

Osobine adaptacije biljaka na vodenu sredinu………11-12

Osobine adaptacije životinja na vodenu sredinu……..12-14

Reference…………………………………………15

Uvod

Na našoj planeti, živi organizmi su savladali četiri glavna okruženja

stanište. Vodena sredina bila je prva u kojoj su nastali i

život se širio. Tek tada su organizmi preuzeli vlast

zemlja-vazduh, stvorili i naselili tlo i sami postali četvrti

specifično okruženježivot.

Voda kao stanište ima niz specifičnih svojstava, kao npr

visoka gustina, jaki padovi pritiska, nizak sadržaj

kiseonik, snažna apsorpcija sunčeve svetlosti. Osim toga, rezervoari i

njihove pojedine sekcije razlikuju se po režimu soli, brzini struje,

takođe svojstva tla, način razgradnje organskih ostataka itd.

Stoga, uz prilagođavanja općim svojstvima vodenog okoliša, njegova

stanovnici također moraju biti prilagođeni raznim privatnim

uslovima.

Svi stanovnici vodenog okoliša dobili su zajedničko ime u ekologiji

hidrobiontima.

Hidrobionti naseljavaju Svjetski okean, kontinentalne vode i

Podzemne vode.

opšte karakteristike

Hidrosfera kao vodena sredina života zauzima oko 71% površine i 1/800 zapremine zemaljske kugle. Glavna količina vode, više od 94%, koncentrirana je u morima i okeanima. U slatkim vodama rijeka i jezera količina vode ne prelazi 0,016% ukupne zapremine slatke vode.

U okeanu sa svojim sastavnim morima prvenstveno se razlikuju dvije ekološke regije: vodeni stupac - pelagijalni i dno - bental. Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralnu zonu - područje glatkog pada kopna do dubine od 200 m, batijal - područje strme padine i abisalnu zonu - dno okeana sa prosječna dubina 3-6 km. Dublje bentalne regije koje odgovaraju depresijama okeanskog dna (6-10 km) nazivaju se ultra-abisalima. Rub obale, poplavljen za vrijeme plime, naziva se litoral. Dio obale iznad nivoa plime i oseke, navlažen pljuskom valova, naziva se superlitoral.

Otvorene vode Svjetskog okeana također su podijeljene na vertikalne zone koje odgovaraju bentalnim zonama: epipeligijalne, batipeligijalne, abisopegijalne.

U vodenoj sredini živi oko 150.000 životinjskih vrsta ili oko 7% njihovog ukupnog broja i 10.000 biljnih vrsta (8%).

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.

Karakteristična karakteristika vodenog okoliša je njegova pokretljivost, posebno u tekućim, brzim potocima i rijekama. U morima i okeanima uočavaju se oseke i oseke, snažne struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod uticajem temperature i vjetra.

Ekološke zone Svjetskog okeana

U bilo kom rezervoaru se mogu razlikovati zone prema uslovima. U okeanu

zajedno s morima koja su u njemu uključena, razlikuju, prije svega, dva

ekološka područja: pelagijalno - vodeni stupac i bentalno -

Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralnu zonu - područje postupnog smanjenja kopna do dubine

oko 200 m, batijal - područje strme padine i ponora

zona - okeansko korito sa prosječnom dubinom od 3-6 km. Čak više

duboka područja bentala, koja odgovaraju depresijama okeanskog dna,

naziva ultrabental. Rub obale, poplavljen tokom plime,

zvano primorje. Dio obale iznad nivoa plime, vlažan

sprej se naziva supralitoral.

Prirodno je da, na primjer, stanovnici sublitorala žive u uslovima

relativno nizak pritisak, dnevna sunčeva svetlost, često

značajne promjene temperature. stanovnika

ponorske i ultra-abisalne dubine postoje u tami, sa

konstantna temperatura i pritisak od nekoliko stotina, a ponekad i oko

hiljade atmosfera. Dakle, samo jedna indikacija koja zona

bentali je naseljen jednom ili drugom vrstom organizama, već govori o tome kako

mora imati opšta ekološka svojstva.

Čitava populacija okeanskog dna naziva se bentos. organizmi,

oni koji žive u vodenom stupcu, ili pelagijali, pripadaju pelagosima.

Pelagijal je također podijeljen na vertikalne zone koje odgovaraju dubini

Bentalne zone: epipelagijalne, batipelagijalne, abisopelagijalne. Niže

granica epipelagične zone (ne više od 200 m) određena je prodorom

dovoljno sunčeve svetlosti za fotosintezu. Zeleni

biljke dublje od ovih zona ne mogu postojati. U sumrak

batijalne i tamne ambisalne dubine naseljavaju samo

mikroorganizme i životinje. Razlikuju se različite ekološke zone u

sve druge vrste vodnih tijela: jezera, močvare, bare, rijeke itd.

Raznolikost vodenih organizama koji su razvili sva ova staništa je velika

Osnovna svojstva vodene sredine

1. Gustina vode

je faktor koji određuje uslove za kretanje vodenih organizama i

pritisak na različitim dubinama. Za destilovanu vodu, gustina je

1 g/cm 3 na +4 0 C. Gustina prirodnih voda koje sadrže otopljene

soli, možda i više, do 1,35 g/cm 3. Pritisak raste sa

otprilike 1 atmosfera dubine na svakih 10 m.

Zbog oštrog gradijenta pritiska u vodnim tijelima, hidrobiontima općenito

mnogo euribatniji u odnosu na kopnene organizme.

Neke vrste, raspoređene na različitim dubinama, tolerišu

pritisak od nekoliko do stotina atmosfera.

Međutim, mnogi stanovnici mora i okeana su relativno od zida do zida i

ograničeno na određene dubine. Stenobatnost je obično karakteristična

plitkovodne i dubokovodne vrste.

Gustina vode omogućava oslanjanje na nju, što

posebno važno za neskeletne oblike. Podrška okoline služi kao uslov

koji lebde u vodi, a mnogi vodeni organizmi su prilagođeni upravo tome

stil života. Suspendirani, plutajući u vodi organizmi su kombinovani u specijalne

ekološka grupa hidrobionta planktona.

Plankton se sastoji od jednoćelijskih algi, protozoa, meduza,

sifonofori, ctenofori, krilati i kobičasti mekušci, razni

mali rakovi, larve pridnenih životinja, kavijar i mladice riba i mnoge

ostalo. Planktonski organizmi imaju mnogo sličnih adaptacija,

povećavajući njihovu plovnost i sprečavajući taloženje na dno. Za takve

adaptacije obuhvataju: 1) opšte povećanje površine tela za

zbog smanjenja veličine, spljoštenja, izduženja, razvoja

brojne izrasline i čekinje, što povećava trenje o vodu; 2)

smanjenje gustoće zbog smanjenja skeleta, akumulacije u tijelu

masti, mehurići gasa itd.

Fitoplankton jednoćelijske alge pasivno lebdi u vodi,

većina planktonskih životinja je sposobna za aktivno plivanje, ali

u ograničenim granicama. Planktonski organizmi ne mogu savladati

struje i prenose ih na velike udaljenosti. mnoge vrste

zooplankton je, međutim, sposoban za vertikalne migracije u debljini

vode na desetine i stotine metara, kako zbog aktivnog kretanja tako i

i regulacijom uzgona njegovog tijela. posebna sorta

plankton je ekološka grupa stanovnika neustona

površinski film vode na granici sa vazduhom.

Gustoća i viskoznost vode uvelike utječu na mogućnost djelovanja

plivanje. Životinje sposobne za brzo plivanje i savladavanje sile

struje su spojene u ekološku grupu nektona. Predstavnici

nekton ribe, lignje, delfini. Brzo kretanje u vodenom stupcu

moguće samo uz aerodinamičan oblik tijela i visoko razvijen

mišiće. Oblik torpeda je dobro razvijen

plivača, bez obzira na njihovu sistematsku pripadnost i način rada

kretanje u vodi: reaktivno, zbog savijanja tijela, korištenje

udovi.

2. Režim rada kisika

Koeficijent difuzije kiseonika u vodi je oko 320 hiljada puta manji,

nego u vazduhu, a njegov ukupan sadržaj ne prelazi 10 ml u 1 litru

vode, to je 21 puta manje nego u atmosferi. Dakle, uslovi disanja

hidrobionti su mnogo komplikovaniji. Kiseonik ulazi u vodu na

uglavnom zbog fotosintetske aktivnosti algi i difuzije

iz vazduha. Stoga su gornje soli vodenog stupca obično bogatije

kiseonika od nižih. Sa povećanjem temperature i saliniteta vode

smanjuje se njegova koncentracija kisika. U slojevima gusto naseljenim

bakterija i životinja, može se stvoriti ozbiljan nedostatak kisika

zbog povećane potrošnje.

Među vodenim stanovnicima postoje mnoge vrste koje mogu tolerirati široko

odsutnost (eurioksibionti). Istovremeno, brojne vrste su stenoxybiont

mogu postojati samo ako je zasićenost vodom dovoljno visoka

kiseonik. Mnoge vrste su sposobne, uz nedostatak kiseonika, da upadnu

neaktivno stanje anoksibioze i samim tim iskustvo

loš period.

Disanje hidrobionata vrši se ili preko površine tijela,

ili kroz specijalizovane organe škrge, pluća, dušnik.

U ovom slučaju, poklopci mogu poslužiti kao dodatni respiratorni organ. Ako a

razmjena gasova se odvija kroz integumente tijela, vrlo su tanke. Dah

također olakšano povećanjem površine. Ovo se postiže tokom

evolucija vrsta stvaranjem raznih izraslina, spljoštenja,

elongacija, generalno smanjenje veličine tijela. Neke vrste

nedostatak kisika aktivno mijenja veličinu respiratorne površine.

Mnoge sjedeće i neaktivne životinje obnavljaju vodu oko sebe,

bilo stvaranjem njegove usmjerene struje, bilo oscilatornim kretanjima

pomaže da se to pomiješa.

Neke vrste imaju kombinaciju vode i zraka

disanje. Sekundarne vodene životinje obično zadržavaju atmosfersko disanje

kao energetski povoljniji i stoga su potrebni kontakti sa

vazdušno okruženje.

Nedostatak kiseonika u vodi ponekad vodi do katastrofe

na fenomene smrti, praćene smrću mnogih vodenih organizama.

Zimska smrzavanja često su uzrokovana stvaranjem na površini vodenih tijela

led i prestanak kontakta sa vazduhom; ljetni porast temperature

vode i posljedično smanjenje topljivosti kisika. Zamora

češće se javljaju češće se javljaju u barama, jezerima, rijekama. Ređe se smrzava

odvijaju u morima. Osim nedostatka kiseonika, mogu biti i smrti

uzrokovano povećanjem koncentracije otrovnih plinova metana u vodi,

sumporovodik i drugi koji nastaju razgradnjom

organskih materijala na dnu vodenih tijela.

3. Salt mod

Održavanje ravnoteže vode hidrobionta ima svoje specifičnosti. Ako a

za kopnene životinje i biljke najvažnije je osigurati tijelo

vode u uslovima njenog nedostatka, onda za hidrobiont nije ništa manje važno

održavanje određene količine vode u tijelu sa njenim viškom

okruženje. Previše vode u ćelijama dovodi do

promjene osmotskog tlaka u njima i poremećaj najvažnijih vitalnih

Većina vodenih životinja je poikilosmotska: osmotski pritisak

u njihovom tijelu zavisi od saliniteta okolne vode. Stoga, za

hidrobiontima je glavni način održavanja ravnoteže soli

izbjegavati staništa sa neodgovarajućim salinitetom. slatkovodne forme

ne mogu postojati u morima, morska ne tolerišu desalinizaciju. Ako a

salinitet je podložan promjenama, životinje se kreću u potrazi za

povoljno okruženje. Kičmenjaci, viši rakovi, insekti i njihovi

larve koje žive u vodi su homoiosmotske vrste,

održavanje konstantnog osmotskog pritiska u organizmu, bez obzira na

koncentracija soli u vodi.

Kod slatkovodnih vrsta tjelesni sokovi su hipertonični u odnosu na

okruženje. Prijeti im pretjerano zalijevanje, ako ne

ometaju ili ne uklanjaju višak vode iz tijela. At

u najjednostavnijem, to se postiže radom vakuola za izlučivanje, u

višećelijskih organizama uklanjanjem vode kroz sistem za izlučivanje. Neki

trepavice svakih 2-2,5 minuta luče količinu vode jednaku zapremini

tijelo. Ćelija troši mnogo na "ispumpavanje" viška vode.

energije. Sa povećanjem slanosti, rad vakuola se usporava.

Ako je voda hipertonična u odnosu na tjelesne sokove hidrobionta, oni

prijeti dehidracijom kao rezultatom osmotskih gubitaka. Odbrana od

dehidracija se postiže povećanjem koncentracije soli iu tijelu

hidrobiontima. Dehidracija je spriječena nepropusnošću za vodu

pokrivači homoiozmatskih organizama sisara, riba, viših rakova,

vodenih insekata i njihovih ličinki. Mnoge poikilosmotske vrste

preći u neaktivno stanje anabioze kao rezultat nedostatka vode

u tijelu sa povećanjem saliniteta. Ovo je karakteristično za vrste koje žive u

lokve morske vode i na priobalju: rotiferi, flagelati, cilijati,

neki rakovi, itd. Hibernacija soli je sredstvo za preživljavanje

nepovoljni periodi u uslovima promenljivog saliniteta vode.

Prave eurihaline vrste sposobne živjeti u aktivnom stanju

kako u slatkoj tako i u slanoj vodi, među vodenim stanovnicima, nije tako

puno. To su uglavnom vrste koje naseljavaju ušća rijeka, estuarije i drugo

bočata vodena tijela.

4. Temperaturni režim rezervoara

stabilniji nego na kopnu. To je povezano sa fizička svojstva

vode, posebno visokog specifičnog toplotnog kapaciteta, zbog čega

primanje ili oslobađanje značajne količine topline ne uzrokuje

previše nagle promjene temperature. Amplituda godišnjih fluktuacija

temperatura u gornjim slojevima okeana nije veća od 10-15 0 C, in

kontinentalna vodna tijela 30-35 0 C. Duboki slojevi vode se razlikuju

postojanost temperature. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja

temperatura površinskih slojeva +26...+27 0 C, u polarnim slojevima oko 0 0 C

i ispod. Dakle, u rezervoarima postoji prilično značajan

raznovrsnost temperaturnih uslova. između gornjih slojeva vode

izražene u njima sezonske fluktuacije temperature i niže, gdje

termički režim je konstantan, postoji zona temperaturnog skoka, ili

termoklina. Termoklina je izraženija u topla mora gde je jače

temperaturna razlika između vanjskih i dubokih voda.

Zbog održivije temperaturni režim vode među

hidrobiontima u mnogo većoj meri nego među stanovništvom zemlje,

stenotermija je uobičajena. Uglavnom se nalaze euritermne vrste

u plitkim kontinentalnim vodnim tijelima iu priobalju velikih mora i

umjerene geografske širine, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije značajne

temperaturu.

5. Svjetlosni režim rezervoara

U vodi ima mnogo manje svjetlosti nego u zraku. Dio pada

Površina rezervoara zraka reflektuje se u vazduh. Teme refleksije

jači što je položaj Sunca niži, pa je dan pod vodom kraći od

na zemlji. Brzo smanjenje količine svjetlosti s dubinom je posljedica

apsorbujući ga vodom. Zraci različitih talasnih dužina se apsorbuju

nejednako: crvene nestaju već blizu površine, dok

plavo-zeleni prodiru mnogo dublje. Sve dublji sumrak

prvo zelena, zatim plava, plava i plavo-ljubičasta,

konačno ustupajući mjesto trajnoj tami. U skladu s tim zamjenjuju jedni druge.

sa dubinski zelenim, smeđim i crvenim algama specijaliziranim za

hvatanje svjetlosti različitih talasnih dužina. Boja životinja se mijenja sa dubinom na isti način.

Stanovnici primorja i

subplimne zone. Mnogi duboki organizmi, poput pećinskih, nemaju

imaju pigmente. Crvena je rasprostranjena u zoni sumraka.

boja koja je komplementarna plavo-ljubičastom svjetlu

ove dubine. Najpotpunije se apsorbuju zraci komplementarnih boja

tijelo. Ovo omogućava životinjama da se sakriju od neprijatelja, kao što su njihovi crveni

plavo-ljubičasto svjetlo se vizualno percipira kao crno.

Apsorpcija svjetlosti je jača, što je manja prozirnost vode koja

zavisi od količine čestica suspendovanih u njemu. Transparentnost

karakterizira najveća dubina na kojoj je još uvijek namjerno vidljiva

silazni bijeli disk prečnika oko 20 cm (Secchi disk).

Specifične adaptacije hidrobionta

Načini orijentacije životinja u vodenoj sredini

Život u stalnom sumraku ili tami ozbiljno ograničava

mogućnosti vizuelne orijentacije hidrobionta. Zbog posta

slabljenje svjetlosnih zraka u vodi, čak i kod vlasnika dobro razvijenih

organi vida se uz njihovu pomoć vode samo na blisku udaljenost.

Zvuk putuje brže u vodi nego u vazduhu. Fokusiraj se

Zvuk je općenito bolje razvijen u hidrobiontima nego vizualni. Brojne vrste

prihvata čak i vibracije vrlo niske frekvencije (infrazvuke),

nastaje zbog promjene ritma valova, i spušta se unaprijed

prije oluje iz površinskih slojeva u dublje. Mnogi

stanovnici vodenih tijela sisari, ribe, mekušci, sami rakovi

emituju zvukove. Rakovi to rade trljanjem jedan o drugog.

različiti dijelovi tijela; riba uz pomoć plivačke bešike, ždrijela

zubi, čeljusti, zrake prsnih peraja i na druge načine. Zvuk

signalizacija se najčešće koristi za intraspecifične odnose

na primjer, za orijentaciju u čoporu, privlačnost jedinki suprotnog spola i

posebno razvijen među stanovnicima mutnih voda i velikih dubina, koji žive u

Brojni hidrobionci traže hranu i navigiraju uz pomoć

eholokacija je percepcija reflektiranih zvučnih valova. Mnogi percipiraju

reflektovane električne impulse, stvarajući pražnjenja prilikom plivanja

različita frekvencija. Poznato je da oko 300 vrsta riba mogu proizvesti

električnu energiju i koristiti je za orijentaciju i signalizaciju. Red

riba koristi električna polja i za odbranu i napad.

Za orijentaciju u dubinu koristi se percepcija hidrostatskog pritiska. Izvodi se uz pomoć statocista, gasnih komora i

drugim organima.

Najstariji način, zajednički svima vodene životinje,

percepcija hemije okoline. Hemoreceptori mnogih hidrobionta imaju

ekstremna osetljivost. U migracijama od hiljadu kilometara,

koje su karakteristične za mnoge vrste riba, uglavnom su orijentirane

mirisima, sa neverovatnom preciznošću pronalaženje mrestilišta ili

Filtracija kao vrsta hrane

Neki vodeni organizmi imaju posebnu prirodu ishrane.

proceđivanje ili taloženje čestica organske materije suspendovanih u vodi

porijekla i brojnih malih organizama. Ovuda

hrana, koja ne zahtijeva velike troškove energije u potrazi za plijenom,

karakteristika lamelarno-škržnih mekušaca, sjedećih bodljikaša,

polihete, mahunarke, ascidije, planktonske rakovi i drugi. Životinje

Filterski hranilice igraju važnu ulogu u biološkom tretmanu vodnih tijela.

Litoralna zona okeana, posebno bogata nakupinama filtera

organizama, djeluje kao efikasan sistem čišćenja.

Specifičnosti adaptacije na život u akumulacijama za isušivanje

Na Zemlji postoji mnogo privremenih, plitkih vodenih tijela,

koje nastaju nakon poplava rijeka, jakih kiša, otapanja snijega itd. AT

ovi rezervoari se, uprkos kratkoći svog postojanja, talože

razni hidrobionti. Zajedničke karakteristike stanovnika

Bazeni za sušenje su mogućnost davanja u kratkom vremenu

brojno potomstvo i izdržavaju duge periode bez vode.

U isto vrijeme, predstavnici mnogih vrsta zarivaju se u mulj, pretvarajući se u

stanje smanjene vitalne aktivnosti hipobioze. Mnogo malih vrsta

formiraju ciste otporne na sušu. Drugi prolaze kroz to

nepovoljan period u fazi visokorezistentnih jaja. Neke vrste

isušivanje vodenih tijela imaju jedinstvenu sposobnost isušivanja do

stanje filma, a kada se navlaži, nastavi rast i razvoj.

Ekološka plastičnost je važan regulator distribucije organizama. Hidrobionti visoke ekološke plastičnosti su široko rasprostranjeni, na primjer, elodea. Suprotan primjer, škampi koji žive u malim rezervoarima sa vrlo slanom vodom, tipični su stenohalinski predstavnik uske ekološke plastičnosti. U odnosu na druge faktore, ima značajnu plastičnost i prilično je česta u tijelima slanih voda.

Ekološka plastičnost zavisi od starosti i faze razvoja organizma. Na primjer, morski puževi mekušac Littorina u svom odraslom stanju za vrijeme oseke svakodnevno je dugo bez vode, ali njegove ličinke vode planktonski način života i ne podnose isušivanje.

Osobine adaptacije biljaka na vodenu sredinu

Vodene biljke 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. Ishrana vodenih biljaka se vrši cijelom površinom njihovog tijela. Značajna gustina vode omogućava biljkama da žive u cijeloj svojoj debljini. Niže biljke koje naseljavaju različite slojeve i vode plutajući način života imaju posebne dodatke za to, koji povećavaju njihovu plovnost i omogućavaju im da ostanu u suspenziji. Viši hidrofiti imaju slabo razvijeno mehaničko tkivo. U njihovim listovima, stabljikama, korijenima nalaze se međućelijske šupljine koje nose zrak koje povećavaju lakoću i plovnost organa koji lebde u vodi i lebde na površini, što također doprinosi pranju unutrašnjih ćelija vodom sa solima i plinovima otopljenim u njoj. Hidrofite se odlikuju velikom površinom listova s ​​malim ukupnim volumenom biljke, što im osigurava intenzivnu izmjenu plinova uz nedostatak kisika i drugih plinova otopljenih u vodi.

Brojni vodeni organizmi razvili su raznolikost ili heterofiliju. Dakle, u salviniji potopljeni listovi obezbjeđuju mineralnu ishranu, a plutajući organsku ishranu.

Važna karakteristika adaptacije biljaka na život u vodenoj sredini je da su listovi uronjeni u vodu obično vrlo tanki. Često se hlorofil u njima nalazi u ćelijama epiderme, što doprinosi povećanju intenziteta fotosinteze pri slabom svjetlu. Takve anatomske i morfološke karakteristike najjasnije su izražene kod vodenih mahovina, valisnerije i jezerca.

Zaštita od ispiranja ili ispiranja iz stanica mineralnih soli u vodenim biljkama je lučenje sluzi posebnim stanicama i formiranje endoderme iz stanica debljih stijenki u obliku prstena.

Relativno niska temperatura vodene sredine uzrokuje odumiranje vegetativnih dijelova biljaka potopljenih u vodu nakon formiranja zimskih pupoljaka i zamjene ljetnih tankih donjih listova tvrđim i kraćim zimskim. Niska temperatura vode negativno utiče na generativne organe vodenih biljaka, a njena velika gustina otežava prenos polena. U tom smislu, vodene biljke se intenzivno razmnožavaju vegetativnim putem. Većina plutajućih i potopljenih biljaka nose svoje cvjetne stabljike u zrak i razmnožavaju se spolno. Polen se prenosi vjetrom i površinskim strujama. Plodovi i sjemenke koje se formiraju također se raspršuju površinskim strujama. Ova pojava se zove hidrohorija. Hydrochorus uključuje ne samo vodene, već i mnoge primorske biljke. Njihovi plodovi imaju visoku plovnost, dugo ostaju u vodi i ne gube sposobnost klijanja. Na primjer, plodove i sjemenke vrha strijele, suska i častuhe nosi voda. Plodovi mnogih šaša su zatvoreni u posebne zračne vrećice i nose ih vodene struje.

Osobine adaptacije životinja na vodenu sredinu

Kod životinja koje žive u vodenom okruženju, u odnosu na biljke, adaptivne karakteristike su raznovrsnije, uključuju anatomske, morfološke, bihevioralne itd.

Životinje koje žive u vodenom stupcu, prije svega, imaju prilagodbe koje povećavaju njihovu plovnost i omogućuju im da se odupru kretanju vode, strujama. Ovi organizmi razvijaju prilagodbe koje ih sprječavaju 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 dolazi do smanjenja skeletnih formacija. Dakle, kod protozoa (radiolaria), školjke su porozne, kremene iglice skeleta su iznutra šuplje. Specifična gustoća ctenofora i meduza se smanjuje zbog prisustva vode u tkivima. Nakupljanje kapljica masti u tijelu doprinosi povećanju uzgona. Uočene su velike nakupine masti kod nekih rakova, riba i kitova. Specifična težina tijela je smanjena, a time i povećana uzgona zahvaljujući plinom ispunjenim plivačkim mjehurima koje mnoge ribe imaju. Sifonofori imaju snažne zračne šupljine.

Za životinje koje pasivno plutaju u vodenom stupcu karakteristično je ne samo smanjenje mase, već i povećanje 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 šiljci, izrasline, dodaci, na primjer, u flagelama, radiolarijama.

Velika grupa životinja koje žive u slatkoj vodi koristi površinsku napetost vode prilikom kretanja. Po površini vode slobodno trče vodene bube, vrtložne bube itd. Zglavkonožac koji dodirne vodu krajevima privjesaka prekrivenim vodoodbojnim dlačicama izaziva deformaciju svoje površine uz formiranje konkavnog meniskusa. Kada je sila dizanja 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, budući da masa raste s veličinom kocke, a površinski napon raste kao linearna vrijednost.

Aktivno plivanje kod životinja se izvodi uz pomoć cilija, bičaka, savijanja tijela, na mlazni način zbog energije izbačenog vodenog mlaza. Mlazni način kretanja dostigao je najveće savršenstvo kod glavonožaca.

Velike životinje često imaju specijalizirane udove (peraje, peraje), tijelo im je aerodinamično i prekriveno sluzom.

Samo u vodenom okruženju su nepokretne životinje koje vode vezan način života. To su hidroidi i koraljni polipi, ljiljani, školjke itd. Odlikuju se osebujnim oblikom tijela, blagom plovnošću (gustina tijela je veća od gustine vode) i posebnim napravama za pričvršćivanje na podlogu.

Vodene životinje su uglavnom poikilotermne. U homoiotermima (kitovi, peronošci) formira se značajan sloj potkožnog masnog tkiva, 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, povećanje razvoja taktilnih receptora itd.

Osmotski pritisak i jonsko stanje rastvora u organizmu životinja obezbeđuju složeni mehanizmi metabolizma vode i soli. Najčešći način održavanja konstantnog osmotskog tlaka je redovno uklanjanje vode koja dolazi uz pomoć pulsirajućih vakuola i organa za izlučivanje. Dakle, slatkovodne ribe pojačanim radom ekskretornog sistema uklanjaju višak vode, a soli upijaju kroz škržne niti. morske ribe prisiljeni su da obnavljaju zalihe vode i stoga piju morsku vodu, a višak soli koji dolazi s vodom uklanja se iz tijela kroz škržne niti.

Brojni vodeni organizmi imaju posebnu prirodu ishrane - to je prosijavanje ili taloženje čestica organskog porijekla suspendiranih u vodi, brojnih malih organizama. Ovaj način ishrane ne zahteva mnogo energije za traženje plena i tipičan je za mekušce laminaste grane, bodljokošce, ascidijance, planktonske ljuskare i dr. Životinje koje se hrane filterom igraju važnu ulogu u biološkom prečišćavanju vodenih tela.

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 hidrobionti imaju bolju zvučnu orijentaciju od vizualne. Neke vrste čak hvataju ultrazvuk. Zvučna signalizacija najviše služi za intraspecifične odnose: orijentaciju u jatu, privlačenje jedinki suprotnog spola itd. Kitovi, na primjer, traže hranu i navigiraju koristeći eholokaciju - percepciju reflektiranih zvučnih valova. Princip lokatora delfina je da emituje zvučne talase koji se šire ispred životinje koja pliva. Nailazeći na prepreku, kao što je riba, zvučni valovi se reflektiraju i vraćaju do dupina, koji čuje odjek koji se pojavljuje i tako detektira objekt koji uzrokuje reflektiranje zvuka.

Poznato je oko 300 vrsta riba koje mogu proizvesti električnu energiju i koristiti je za orijentaciju i signalizaciju. Određeni broj riba (električni zrak, električna jegulja) koristi električna polja za odbranu i napad.

Vodene organizme karakterizira drevni način orijentacije - percepcija kemije okoliša. Hemoreceptori mnogih vodenih organizama (losos, jegulja) su izuzetno osjetljivi. U hiljadama kilometara migracije, sa neverovatnom preciznošću pronalaze mrijest i hranilište.

Bibliografija

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

2. Odum Yu Opća ekologija / Yu. Odum M.: Mir. 1986

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

4. Ekološki enciklopedijski rječnik. M.: "Noosfera", 1999