4.1. Vodeno stanište. Specifičnost adaptacije hidrobionta

Voda kao stanište ima broj specifična svojstva, kao što su velika gustina, jaki padovi pritiska, relativno nizak sadržaj kiseonika, jaka apsorpcija sunčeve svetlosti, itd. Rezervoari i njihove pojedine sekcije razlikuju se, osim toga, po režimu soli, brzini horizontalnih kretanja (struja), sadržaju suspendovanih čestica. Za život bentoskih organizama bitna su svojstva tla, način razgradnje organskih ostataka itd. Stoga, uz prilagođavanje općim svojstvima vodene sredine, njeni stanovnici moraju biti prilagođeni i različitim posebnim uvjetima. . Stanovnici vodenog okoliša dobili su uobičajeno ime u ekologiji hidrobiontima. Naseljavaju okeane, kontinentalne vode i podzemne vode. U bilo kom rezervoaru se mogu razlikovati zone prema uslovima.

4.1.1. Ekološke zone Svjetskog okeana

U okeanu i njegovim sastavnim morima prvenstveno se razlikuju dva ekološka područja: vodeni stupac - pelagijalni i dno benthal (Sl. 38). Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoral zona - područje ​​glatkog opadanja kopna do dubine od oko 200 m, batyal– područje strme padine i ponorska zona– područje okeanskog dna sa prosječnom dubinom od 3-6 km. Čak se i dublja područja bentala, koja odgovaraju depresijama okeanskog dna, nazivaju ultraabyssal. Rub obale koji je poplavljen u vrijeme plime naziva se primorje. Iznad nivoa plime, dio obale navlažen pljuskom valova naziva se supralitoral.

Rice. 38. Ekološke zone Svjetskog okeana

Prirodno je da, na primjer, stanovnici sublitorala žive u uvjetima relativno niskog tlaka, dnevne sunčeve svjetlosti, a često i prilično značajnih promjena temperature. Stanovnici ponorskih i ultraabisalnih dubina postoje u mraku, na konstantnoj temperaturi i monstruoznom pritisku od nekoliko stotina, a ponekad i oko hiljadu atmosfera. Stoga, sama naznaka u kojoj zoni Bentalija je naseljena jednom ili drugom vrstom organizama već ukazuje na to kakva bi opća ekološka svojstva ona trebala imati. Imenovana je cijela populacija okeanskog dna bentos.

Organizmi koji žive u vodenom stupcu, ili pelagijal, jesu pelagos. Pelagijal je također podijeljen na vertikalne zone koje po dubini odgovaraju bentalnim zonama: epipelagijalni, batipelagijalni, abisopelagijalni. Donja granica epipelagične zone (ne više od 200 m) određena je prodiranjem sunčeve svjetlosti u količini dovoljnoj za fotosintezu. Fotosintetske biljke ne mogu postojati dublje od ovih zona. Samo mikroorganizmi i životinje žive u sumračnim batijalnim i mračnim ambisalnim dubinama. Različite ekološke zone razlikuju se iu svim drugim tipovima vodnih tijela: jezerima, močvarama, barama, rijekama itd. Raznovrsnost hidrobionta koji su ovladali svim ovim staništima je veoma velika.

4.1.2. Osnovna svojstva vodene sredine

Gustina vode je faktor koji određuje uslove za kretanje vodenih organizama i pritisak na različitim dubinama. Za destilovanu vodu, gustina je 1 g/cm3 na 4°C. Gustina prirodnih voda koje sadrže rastvorene soli može biti veća, do 1,35 g/cm 3 . Pritisak raste sa dubinom za otprilike 1 10 5 Pa (1 atm) u prosjeku na svakih 10 m.

Zbog oštrog gradijenta pritiska u vodnim tijelima, hidrobionti su općenito mnogo euribatniji od kopnenih organizama. Neke vrste, raspoređene na različitim dubinama, podnose pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Na primjer, holoturije iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus naseljavaju od obalnog pojasa do ultraabisalnog područja. Čak i slatkovodni stanovnici, kao što su cilijati-cipele, suvoyi, plivačice, itd., u eksperimentu izdrže do 6 10 7 Pa (600 atm).

Međutim, mnogi stanovnici mora i okeana su relativno od zida do zida i ograničeni na određene dubine. Stenobatnost je najčešće karakteristična za plitke i dubokomorske vrste. Samo litoral naseljava prstenasti crv Arenicola, mekušci (Patella). Mnoge ribe, kao što su pecaroši, glavonošci, rakovi, pogonofori, morske zvijezde a drugi se nalaze samo na velike dubine ah pri pritisku od najmanje 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400–500 atm).

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 lebde u vodi spojeni su u posebnu ekološku grupu hidrobionata - plankton ("planktos" - uzdizanje).

Rice. 39. Povećanje relativne površine tijela kod planktonskih organizama (prema S. A. Zernov, 1949):

A - štapićasti oblici:

1 – dijatomeja Synedra;

2 – cijanobakterija Aphanizomenon;

3 – peridinejska alga Amphisolenia;

4 – Euglena acus;

5 – glavonožac Doratopsis vermicularis;

6 – copepod Setella;

7 – larva Porcellana (Decapoda)

B - raščlanjeni oblici:

1 – mekušac Glaucus atlanticus;

2 – crv Tomopetris euchaeta;

3 – larva rakova Palinurus;

4 – larve grdobine Lophius;

5 – copepod Calocalanus pavo

Plankton uključuje jednoćelijske i kolonijalne alge, protozoe, meduze, sifonofore, ctenofore, pteropode i kobičaste mekušce, razne male ljuskare, larve pridnenih životinja, riblja jaja i mlađ i mnoge druge (Sl. 39). Planktonski organizmi imaju mnogo sličnih prilagodbi koje povećavaju njihovu plovnost i sprječavaju ih da potonu na dno. Takve adaptacije obuhvataju: 1) opšte povećanje relativne površine tela usled smanjenja veličine, spljoštenja, izduženja, razvoja brojnih izraslina ili seta, što povećava trenje o vodu; 2) smanjenje gustoće zbog smanjenja skeleta, nakupljanja u tijelu masti, mjehurića plina itd. Kod dijatomeja rezervne tvari se talože ne u obliku teškog škroba, već u obliku masti. Noćno svjetlo Noctiluca odlikuje se takvim obiljem plinskih vakuola i masnih kapljica u ćeliji da citoplazma u njoj izgleda kao niti koje se spajaju samo oko jezgra. Sifonofori, brojne meduze, planktonski gastropodi i drugi također imaju zračne komore.

Morske alge (fitoplankton) pasivno lebde u vodi, dok je većina planktonskih životinja sposobna za aktivno plivanje, ali u ograničenoj mjeri. Planktonski organizmi ne mogu savladati struje i njima se prenose na velike udaljenosti. mnoge vrste zooplankton međutim, sposobni su za vertikalne migracije u vodenom stupcu na desetine i stotine metara, kako zbog aktivnog kretanja, tako i regulacije uzgona svog tijela. Posebna vrsta planktona je ekološka grupa neuston ("nein" - plivati) - stanovnici površinskog filma vode na granici sa zrakom.

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. Formu u obliku torpeda razvijaju svi dobri plivači, bez obzira na njihovu sistematsku pripadnost i način kretanja u vodi: reaktivno, savijanjem tijela, uz pomoć udova.

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. U slojevima koji su jako naseljeni životinjama i bakterijama, može se stvoriti oštar nedostatak O 2 zbog njegove povećane potrošnje. Na primjer, u Svjetskom oceanu dubine bogate životom od 50 do 1000 m karakteriziraju 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.

Među vodenim stanovnicima postoje mnoge vrste koje mogu tolerirati velike fluktuacije u sadržaju kisika u vodi, sve do njegovog gotovo potpunog odsustva. (eurioksibionti - "oksi" - kiseonik, "biont" - stanovnik). To uključuje, na primjer, slatkovodne oligohete Tubifex tubifex, puževe Viviparus viviparus. Među ribama, šaran, linjak, karas mogu izdržati vrlo nisku zasićenost vode kisikom. Međutim, nekoliko vrsta stenoxybiont – mogu postojati samo pri dovoljno visokoj zasićenosti vode kiseonikom (dužičasta pastrmka, potočna pastrmka, gavčica, cilijarni crv Planaria alpina, larve majušice, kamena muha, itd.). Mnoge vrste mogu pasti u neaktivno stanje s nedostatkom kisika - anoksibioza - i samim tim doživite nepovoljan period.

Disanje hidrobionata 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. Ako se razmjena plinova odvija kroz integument tijela, onda su oni vrlo tanki. Disanje se također olakšava povećanjem površine. To se postiže u toku evolucije vrsta stvaranjem raznih izraslina, spljoštenjem, izduženjem i općim smanjenjem veličine tijela. Neke vrste s nedostatkom kisika aktivno mijenjaju veličinu respiratorne površine. Tubifex tubifex crvi snažno izdužuju tijelo; hidre i morske anemone - pipci; bodljikaši - ambulakralne noge. Mnoge sjedeće i neaktivne životinje obnavljaju vodu oko sebe, bilo stvaranjem njezine usmjerene struje, bilo oscilatornim pokretima koji doprinose njenom miješanju. U tu svrhu, školjkaši koriste cilije koje oblažu zidove šupljine plašta; rakovi - rad trbušnih ili torakalnih nogu. Pijavice, larve prstenastih komaraca (krvarica), mnoge oligohete njišu tijelom, naginjući se iz zemlje.

Neke vrste imaju kombinaciju disanja vode i zraka. Takve su plućke, diskofantne sifonofore, mnogi plućni mekušci, rakovi Gammarus lacustris i dr. Sekundarne vodene životinje obično zadržavaju atmosferski tip disanja kao energetski povoljnije i stoga im je potreban kontakt sa zrakom, na primjer peronošci, kitovi, vodena repa, larve komaraca itd.

Nedostatak kiseonika u vodi ponekad dovodi do katastrofalnih pojava - zamoram, praćeno smrću mnogih hidrobionta. zima se smrzavačesto uzrokovano stvaranjem leda na površini vodenih tijela i prestankom kontakta sa zrakom; ljeto- kao rezultat toga povećanje temperature vode i smanjenje rastvorljivosti kiseonika.

Često uginuće ribe i mnogih beskičmenjaka zimi tipično je, na primjer, za donji dio sliva rijeke Ob, čije su vode, koje teku iz močvarnih prostora Zapadnosibirske nizije, izuzetno siromašne otopljenim kisikom. Ponekad se zamora javlja u morima.

Pored nedostatka kiseonika, smrt može biti uzrokovana povećanjem koncentracije toksičnih gasova u vodi - metana, sumporovodika, CO 2 itd., nastalih kao rezultat razgradnje organskih materijala na dnu rezervoara. .

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.

Većina vodenih životinja poikilosmotički: osmotski pritisak u njihovom tijelu zavisi od saliniteta okolne vode. Stoga je glavni način da vodeni organizmi održavaju ravnotežu soli izbjegavanje staništa s neodgovarajućim salinitetom. Slatkovodni oblici ne mogu postojati u morima, morski oblici ne podnose desalinizaciju. Ako je salinitet vode podložan promjenama, životinje se kreću u potrazi za povoljnim okruženjem. Na primjer, prilikom desalinizacije površinskih slojeva mora nakon obilnih kiša, radiolarije, morski rakovi Calanus i drugi spuštaju se na dubinu od 100 m. Kralježnjaci, viši rakovi, insekti i njihove ličinke koji žive u vodi pripadaju homoiosmotički vrste, održavajući konstantan osmotski pritisak u tijelu, bez obzira na koncentraciju soli u vodi.

Kod slatkovodnih vrsta, tjelesni sokovi su hipertonični u odnosu na okolnu vodu. Oni su u opasnosti da budu prezaliveni osim ako se njihov unos ne spriječi ili ako se višak vode ne ukloni iz tijela. Kod protozoa se to postiže radom vakuola za izlučivanje, kod višećelijskih organizama uklanjanjem vode kroz ekskretorni sistem. Neke trepavice svakih 2-2,5 minuta ispuštaju količinu vode jednaku volumenu tijela. Ćelija troši mnogo energije na “ispumpavanje” viška vode. Sa povećanjem slanosti, rad vakuola se usporava. Tako, u cipelama Paramecium, pri slanosti vode od 2,5% o, vakuola pulsira sa intervalom od 9 s, na 5% o - 18 s, na 7,5% o - 25 s. Pri koncentraciji soli od 17,5% o, vakuola prestaje da radi, jer nestaje razlika u osmotskom pritisku između ćelije i spoljašnje sredine.

Ako je voda hipertonična u odnosu na tjelesne tekućine hidrobionata, prijeti im dehidracija kao rezultat osmotskih gubitaka. Zaštita od dehidracije postiže se povećanjem koncentracije soli iu tijelu hidrobionta. Dehidraciju sprečavaju vodonepropusni omotači homoiosmotskih organizama - sisara, riba, viših rakova, vodenih insekata i njihovih ličinki.

Mnoge poikilosmotske vrste prelaze u neaktivno stanje - suspendovana animacija kao rezultat nedostatka vode u tijelu s povećanjem saliniteta. Ovo je karakteristično za vrste koje žive u bazenima morske vode i u priobalju: rotifere, bičeve, trepavice, neke ljuskare, crnomorske polihete Nereis divesicolor itd. Hibernacija soli- sredstvo za preživljavanje nepovoljnih perioda u uslovima promenljivog saliniteta vode.

Zaista euryhaline Nema toliko vrsta koje mogu živjeti u aktivnom stanju iu slatkoj i slanoj vodi među vodenim stanovnicima. To su uglavnom vrste koje naseljavaju riječna ušća, estuarije i druga bočata vodna tijela.

Temperaturni režim vodna tijela su stabilnija nego na kopnu. To je zbog fizičkih svojstava vode, prvenstveno visokog specifičnog toplinskog kapaciteta, zbog čega primanje ili oslobađanje značajne količine topline ne uzrokuje preoštre promjene temperature. Isparavanje vode sa površine rezervoara, koje troši oko 2263,8 J/g, sprečava pregrijavanje donjih slojeva, a stvaranje leda, koji oslobađa toplotu fuzije (333,48 J/g), usporava njihovo hlađenje.

Amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija u gornjim slojevima okeana nije veća od 10-15 °C, u kontinentalnim vodnim tijelima je 30-35 °C. Duboke slojeve vode karakteriše konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama srednja godišnja temperatura površinski slojevi +(26–27) °S, u polarnim slojevima - oko 0 °C i niže. U toplim podzemnim izvorima temperatura vode može se približiti +100 °C, a u podvodnim gejzirima pod visokim pritiskom na dnu okeana zabilježena je temperatura od +380 °C.

Dakle, u rezervoarima postoji prilično značajna raznolikost temperaturnih uslova. Između gornjih slojeva vode sa izraženim sezonskim temperaturnim kolebanjima u njima i nižih, gdje je termički režim konstantan, nalazi se zona temperaturnog skoka, odnosno termokline. Termoklina je izraženija u toplim morima, gdje je temperaturna razlika između vanjskih i dubokih voda veća.

Zbog stabilnijeg temperaturnog režima vode među hidrobiontima, u znatno većoj mjeri nego među stanovništvom kopna, uobičajena je stenotermija. 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 temperature značajne.

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. Na primjer, ljetni dan u blizini ostrva Madeira na dubini od 30 m traje 5 sati, a na dubini od 40 m samo 15 minuta. 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. Sumrak koji se produbljuje sa dubinom u okeanu je prvo zelen, zatim plavi, plavi i plavo-ljubičasti, da bi konačno ustupio mjesto stalnoj tami. U skladu s tim, zelene, smeđe i crvene alge zamjenjuju jedna drugu dubinom, specijalizirane za hvatanje svjetlosti različitih valnih dužina.

Boja životinja se mijenja sa dubinom na isti način. Najsjajnije i najraznovrsnije su obojeni stanovnici primorskih i sublitoralnih zona. Mnogi duboko usađeni organizmi, poput pećinskih, nemaju pigmente. U zoni sumraka rasprostranjena je crvena boja, koja je komplementarna plavo-ljubičastom svjetlu na ovim dubinama. Dodatne zrake boja tijelo najpotpunije apsorbira. To omogućava životinjama da se sakriju od neprijatelja, jer se njihova crvena boja u plavo-ljubičastim zracima vizualno percipira kao crna. Crvena boja je tipična za životinje zone sumraka kao što su brancin, crveni koralji, razni rakovi itd.

Kod nekih vrsta koje žive blizu površine vodenih tijela, oči su podijeljene na dva dijela s različitom sposobnošću prelamanja zraka. Jedna polovina oka vidi u vazduhu, druga polovina u vodi. Takva "četvorooka" je karakteristična za vrtložne bube, američku ribu Anableps tetraphthalmus, jednu od tropskih vrsta blennia Dialommus fuscus. Ova riba sjedi u udubljenjima za vrijeme oseke, izlažući dio svoje glave vodi (vidi sliku 26).

Apsorpcija svjetlosti je jača, što je manja prozirnost vode, što ovisi o broju čestica suspendiranih u njoj.

Transparentnost karakterizira najveća dubina na kojoj je još uvijek vidljiv posebno spušten bijeli disk promjera oko 20 cm (Secchi disk). Najprozirnije vode su u Sargaškom moru: disk je vidljiv do dubine od 66,5 m. U Tihom okeanu, Sekijev disk je vidljiv do 59 m, u Indijskom okeanu - do 50, u plitkim morima - gore do 5-15 m. Prozirnost rijeka je u prosjeku 1-1,5 m, au najmuljevitijim rijekama, na primjer, u srednjoazijskoj Amu Darji i Sir Darji, samo nekoliko centimetara. Granica zone fotosinteze se stoga uvelike razlikuje u različitim vodnim tijelima. U najčistijim vodama eufotičan zona, ili zona fotosinteze, proteže se do dubine od najviše 200 m, sumrak ili disfotični, zona zauzima dubine do 1000–1500 m, a dublje, u afotično zona, sunčeva svjetlost uopće ne prodire.

Količina svjetlosti u gornjim slojevima vodenih tijela uvelike varira u zavisnosti od geografske širine područja i doba godine. Duge polarne noći uvelike ograničavaju vrijeme dostupno za fotosintezu u arktičkim i antarktičkim basenima, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti da dopre do svih ledenih vodenih tijela zimi.

U mračnim dubinama okeana, organizmi koriste svjetlost koju emituju živa bića kao izvor vizualnih informacija. Zove se sjaj živog organizma bioluminiscencija. Svjetleće vrste nalaze se u gotovo svim klasama vodenih životinja od protozoa do riba, kao i među bakterijama, nižim biljkama i gljivama. Čini se da se bioluminiscencija više puta pojavila u različitim grupama u različitim fazama evolucije.

Hemija bioluminiscencije je sada prilično dobro shvaćena. Reakcije koje se koriste za stvaranje svjetlosti su različite. Ali u svim slučajevima to je oksidacija složenih organskih spojeva (luciferini) korištenjem proteinskih katalizatora (luciferaza). Luciferini i luciferaze imaju različite strukture u različitim organizmima. Tokom reakcije, višak energije pobuđenog molekula luciferina oslobađa se u obliku svjetlosnih kvanta. Živi organizmi emituju svjetlost u impulsima, obično kao odgovor na podražaje koji dolaze iz vanjskog okruženja.

Luminescencija možda nema posebnu ekološku ulogu u životu vrste, ali može biti nusproizvod vitalne aktivnosti ćelija, kao na primjer kod bakterija ili nižih biljaka. Ekološki značaj dobija samo kod životinja sa dovoljno razvijenim nervnim sistemom i organima vida. Kod mnogih vrsta, svijetleći organi dobijaju veoma složenu strukturu sa sistemom reflektora i sočiva koja pojačavaju zračenje (Sl. 40). Brojne ribe i glavonošci, koji nisu u stanju generirati svjetlost, koriste simbiotske bakterije koje se razmnožavaju u posebnim organima ovih životinja.

Rice. 40. Svjetleći organi vodenih životinja (prema S. A. Zernovu, 1949):

1 - dubokomorski udičar sa baterijskom lampom preko zubastih usta;

2 - distribucija svetlećih organa u ribama ove porodice. Mystophidae;

3 - svjetlosni organ ribe Argyropelecus affinis:

a - pigment, b - reflektor, c - svjetlosno tijelo, d - sočivo

Bioluminiscencija ima uglavnom signalnu vrijednost u životu životinja. Svetlosni signali se mogu koristiti za orijentaciju u jatu, privlačenje jedinki suprotnog pola, namamljivanje žrtava, za maskiranje ili odvraćanje pažnje. Bljesak svjetlosti može biti odbrana od predatora, zaslijepiti ga ili dezorijentirati. Na primjer, dubokomorske sipe, bježeći od neprijatelja, oslobađaju oblak svjetlećeg sekreta, dok vrste koje žive u osvijetljenim vodama za tu svrhu koriste tamnu tekućinu. Kod nekih donjih crva - poliheta - svijetleći organi se razvijaju do perioda sazrijevanja reproduktivnih proizvoda, a ženke blistaju jače, a oči su bolje razvijene kod mužjaka. Kod grabežljivih dubokomorskih riba iz reda udičare, prvi zrak leđne peraje je pomaknut u gornju čeljust i pretvoren u savitljiv "štap", koji na kraju nosi crvičasti "mamac" - žlijezdu ispunjenu sluzom. sa sjajnim bakterijama. Regulirajući dotok krvi u žlijezdu, a time i opskrbu bakterije kisikom, riba može proizvoljno izazvati sjaj "mamca", oponašajući pokrete crva i mameći plijen.

U kopnenim sredinama, bioluminiscencija je razvijena samo kod nekoliko vrsta, najviše kod buba iz porodice krijesnica, koje svjetlosnom signalizacijom privlače jedinke suprotnog spola u sumrak ili noću.

4.1.3. Neke specifične adaptacije hidrobionta

Načini orijentacije životinja u vodenoj sredini.Život u stalnom sumraku ili tami uvelike ograničava mogućnosti vizuelna orijentacija hidrobiontima. U vezi s brzim slabljenjem svjetlosnih zraka u vodi, čak i vlasnici dobro razvijenih organa vida orijentiraju se uz njihovu pomoć samo na blizinu.

Zvuk putuje brže u vodi nego u vazduhu. Sound Orientation općenito je bolje razvijen u vodenim organizmima od vizualnog. Brojne vrste primaju čak i vrlo niske frekvencije vibracija (infrazvuci), nastaje kada se ritam valova promijeni, i spušta se unaprijed prije oluje iz površinskih slojeva u dublje (na primjer, meduze). Mnogi stanovnici vodenih tijela - sisari, ribe, mekušci, rakovi - sami proizvode zvukove. Rakovi to postižu trljanjem različitih dijelova tijela jedan o drugi; ribe - uz pomoć plivačkog mjehura, ždrijelnih zuba, čeljusti, zraka prsnih peraja i na druge načine. Zvučna signalizacija se najčešće koristi za intraspecifične odnose, na primjer, za orijentaciju u jatu, privlačenje jedinki suprotnog spola i sl., a posebno je razvijena kod stanovnika mutnih voda i velikih dubina, koji žive u mraku.

Određeni broj hidrobionta traži hranu i koristi se za navigaciju eholokacija– percepcija reflektovanih zvučnih talasa (kitovi). Mnogi primaju reflektovane električne impulse stvaraju pražnjenja različite frekvencije prilikom plivanja. Poznato je oko 300 vrsta riba koje mogu proizvesti električnu energiju i koristiti je za orijentaciju i signalizaciju. Riba slatkovodni slon (Mormyrus kannume) šalje do 30 impulsa u sekundi kako bi otkrila beskičmenjake koje lovi tečni mulj bez pomoći vida. Učestalost pražnjenja kod nekih morskih riba doseže 2000 impulsa u sekundi. Određeni broj riba također koristi električna polja za odbranu i napad (električna raža, električna jegulja, itd.).

Za dubinu orijentacije percepcija hidrostatskog pritiska. Izvodi se uz pomoć statocista, plinskih komora i drugih organa.

Najstariji način orijentacije, karakterističan za sve vodene životinje, je percepcija hemije okoline. Hemoreceptori mnogih vodenih organizama su izuzetno osjetljivi. U hiljadu kilometara dugim migracijama koje su tipične za mnoge vrste riba, vode se uglavnom mirisima, pronalazeći mrijest ili hranilišta sa zadivljujućom preciznošću. Eksperimentalno je dokazano, na primjer, da lososi, umjetno lišeni njuha, ne pronalaze ušće svoje rijeke, vraćajući se u mrijest, ali nikada ne griješe ako mogu osjetiti mirise. Suptilnost njuha je izuzetno velika kod riba koje vrše posebno daleke migracije.

Specifičnosti adaptacije na život u akumulacijama za isušivanje. Na Zemlji postoje mnoge privremene, plitke akumulacije koje nastaju nakon poplava rijeka, obilnih kiša, topljenja snijega itd. U ovim rezervoarima, uprkos kratkoći njihovog postojanja, naseljavaju se različiti vodeni organizmi.

Zajedničke osobine stanovnika presušivačkih bazena su sposobnost da u kratkom vremenu proizvedu brojne potomke i izdrže duge periode bez vode. Istovremeno, predstavnici mnogih vrsta su zakopani u mulju, prelazeći u stanje smanjene vitalne aktivnosti - hipobioza. Tako se ponašaju štitovi, kladoceri, planari, niski čekinjasti crvi, mekušci, pa čak i ribe - vijun, afrički protopterus i južnoamerička plućka lepidosiren. Mnoge male vrste formiraju ciste koje podnose sušu, kao što su suncokreti, cilijati, rizopodi, brojni kopepodi, turbelarije, nematode iz roda Rhabditis. Drugi doživljavaju nepovoljan period u fazi visokorezistentnih jaja. Konačno, neki mali stanovnici isušivanja vodenih tijela imaju jedinstvenu sposobnost da se osuše do stanja filma, a kada se navlaže, nastave sa rastom i razvojem. Sposobnost da izdrže potpunu dehidraciju organizma utvrđena je kod rotifera rodova Callidina, Philodina i drugih, tardigrada Macrobiotus, Echiniscus, nematoda iz rodova Tylenchus, Plectus, Cephalobus i dr. Ove životinje naseljavaju mikrorezervoare u jastucima. mahovina i lišajeva i prilagođeni su naglim promjenama režima vlažnosti.

Filtracija kao vrsta hrane. Mnogi vodeni organizmi imaju posebnu prirodu ishrane - to je prosijavanje ili taloženje čestica organskog porekla suspendovanih u vodi i brojnih malih organizama (Sl. 41).

Rice. 41. Sastav planktonske hrane ascidije iz Barencovog mora (prema S. A. Zernovu, 1949.)

Ovakav način ishrane, koji ne zahteva mnogo energije za traženje plena, karakterističan je za laminaste mekušce, bodljokošce, polihete, mahunarke, ascidijane, planktonske rakove itd. (Sl. 42). Životinje koje se hrane filterom igraju važnu ulogu u biološkom tretmanu vodnih tijela. Dagnje koje nastanjuju površinu od 1 m 2 mogu dnevno provući 150-280 m 3 vode kroz šupljinu plašta, taloži suspendovane čestice. Slatkovodne dafnije, kiklopi ili najmasovniji rak u okeanu, Calanus finmarchicus, filtriraju do 1,5 litara vode po jedinki dnevno. Litoralna zona okeana, posebno bogata nakupinama filterskih organizama, djeluje kao efikasan sistem čišćenja.

Rice. 42. Uređaji za filtriranje hidrobionta (prema S. A. Zernov, 1949):

1 – Larve mušice Simulium na kamenu (a) i njihovi filterski dodaci (b);

2 – filtarski krak rakova Diaphanosoma brachyurum;

3 – škržni prorezi ascidijana Phasullia;

4 – rak Bosmina sa filtriranim sadržajem crijeva;

5 – struja hrane trepavica Bursaria

Svojstva životne sredine u velikoj meri određuju načine prilagođavanja njenih stanovnika, njihov način života i načine korišćenja resursa, stvarajući lanac uzročno-posledičnih zavisnosti. Dakle, velika gustina vode omogućava postojanje planktona, a prisustvo organizama koji plutaju 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 tako i pelagičkih, od jednoćelijskih protozoa do kralježnjaka. Prema proračunima, sva voda u jezerima umjerenog pojasa prolazi kroz filterski aparat životinja od nekoliko do desetina puta tokom vegetacije, a cijeli volumen Svjetskog okeana se filtrira nekoliko dana. Poremećaj rada filter hranilica raznim antropogenim uticajima predstavlja ozbiljnu opasnost za održavanje čistoće voda.

4.2. Prizemno-vazdušno okruženje života

Zemlja-vazdušna sredina je najteža u pogledu uslova životne sredine. Život na kopnu zahtijevao je takve adaptacije koje su bile moguće samo uz dovoljno visok nivo organizacije biljaka i životinja.

4.2.1. Vazduh kao ekološki faktor za kopnene organizme

Mala gustina vazduha određuje njegovu nisku silu dizanja i zanemarljivu spornost. Stanovnici vazdušnog okruženja moraju imati svoj sistem podrške koji podupire tijelo: biljke - razna mehanička tkiva, životinje - čvrsti ili, mnogo rjeđe, hidrostatski skelet. Osim toga, svi stanovnici vazdušnog okruženja usko su povezani sa površinom zemlje, koja im služi za pričvršćivanje i oslonac. Život u suspenziji u vazduhu je nemoguć.

Istina, mnogi mikroorganizmi i životinje, spore, sjemenke, plodovi i polen biljaka redovno su prisutni u zraku i prenose se zračnim strujama (Sl. 43), mnoge životinje su sposobne za aktivan let, međutim, kod svih ovih vrsta, Glavna funkcija njihovog životnog ciklusa - reprodukcija - obavlja se na površini zemlje. Za većinu njih, boravak u zraku povezan je samo s preseljenjem ili potragom za plijenom.

Rice. 43. Visinska distribucija zračnog planktona člankonožaca (prema Dajot, 1975.)

Mala gustina vazduha uzrokuje nizak otpor kretanju. Stoga su mnoge kopnene životinje u toku evolucije koristile ekološke prednosti ovog svojstva zračnog okruženja, stječući sposobnost letenja. 75% vrsta svih kopnenih životinja sposobno je za aktivan let, uglavnom insekti i ptice, ali letači se nalaze i među sisavcima i gmizavcima. Kopnene životinje lete uglavnom uz pomoć mišićnog napora, ali neke mogu i kliziti zbog strujanja zraka.

Zbog pokretljivosti zraka, vertikalnih i horizontalnih kretanja zračnih masa koje postoje u nižim slojevima atmosfere, moguć je pasivni let niza organizama.

Anemofilija je najstariji način oprašivanja biljaka. Sve golosjemenke oprašuje vjetar, a među kritosjemenjačama anemofilne biljke čine oko 10% svih vrsta.

Anemofilija se uočava u porodicama bukve, breze, oraha, brijesta, konoplje, koprive, kazuarine, izmaglice, šaša, žitarica, palmi i mnogih drugih. Biljke koje se oprašuju vjetrom imaju niz adaptacija koje poboljšavaju aerodinamička svojstva njihovog polena, kao i morfološke i biološke karakteristike koje osiguravaju efikasnost oprašivanja.

Život mnogih biljaka u potpunosti ovisi o vjetru, a preseljenje se provodi uz njegovu pomoć. Takva dvostruka ovisnost uočena je kod smreke, bora, topole, breze, brijesta, jasena, pamučne trave, rogoza, saksaula, juzguna itd.

Mnoge vrste su se razvile anemochory- taloženje uz pomoć vazdušnih strujanja. Anemohorija je karakteristična za spore, sjemenke i plodove biljaka, ciste protozoa, male insekte, pauke itd. Organizmi koji se pasivno prenose vazdušnim strujama zajednički se nazivaju aeroplankton po analogiji sa planktonskim stanovnicima vodene sredine. Posebne prilagodbe za pasivni let su vrlo male veličine tijela, povećanje njegove površine zbog izraslina, jaka disekcija, velika relativna površina krila, upotreba paučine itd. (Sl. 44). Sjemenke i plodovi biljaka anemohora također imaju ili vrlo male veličine (na primjer, sjemenke orhideje), ili razne dodatke u obliku kriloa i padobrana koji povećavaju njihovu sposobnost planiranja (Sl. 45).

Rice. 44. Prilagodbe za vazdušni transport insekata:

1 – komarac Cardiocrepis brevirostris;

2 – žuč Porrycordila sp.;

3 – Hymenoptera Anargus fuscus;

4 – Hermes Dreyfusia nordmannianae;

5 - larva ciganskog moljca Lymantria dispar

Rice. 45. Adaptacije za transport vjetrom u plodovima i sjemenkama biljaka:

1 – lipa Tilia intermedia;

2 – javor Acer monspessulanum;

3 – breza Betula pendula;

4 – pamučna trava Eriophorum;

5 – maslačak Taraxacum officinale;

6 – rog Typha scuttbeworhii

U naseljavanju mikroorganizama, životinja i biljaka glavnu ulogu imaju vertikalna konvekcijska strujanja zraka i slabi vjetrovi. Jaki vjetrovi, oluje i uragani također imaju značajan uticaj na životnu sredinu na kopnene organizme.

Mala gustina vazduha uzrokuje relativno nizak pritisak na kopno. Normalno je jednak 760 mm Hg. Art. Kako se visina povećava, pritisak opada. Na nadmorskoj visini od 5800 m to je samo upola normalno. Nizak pritisak može ograničiti distribuciju vrsta u planinama. Za većinu kralježnjaka gornja granica života je oko 6000 m. Smanjenje tlaka povlači smanjenje opskrbe kisikom i dehidraciju životinja zbog povećanja brzine disanja. Približno iste su granice napredovanja do planina viših biljaka. Nešto otporniji su člankonošci (prolećari, grinje, pauci) koji se mogu naći na glečerima iznad granice vegetacije.

Općenito, svi kopneni organizmi su mnogo više stenobatski od vodenih, budući da su uobičajene fluktuacije tlaka u njihovoj okolini dijelovi atmosfere, pa čak i za ptice koje se dižu na velike visine ne prelaze 1/3 normalne.

Gasni sastav vazduha. Pored fizičkih svojstava vazduha, za postojanje kopnenih organizama njegova hemijska svojstva su izuzetno važna. Gasni sastav vazduha u površinskom sloju atmosfere prilično je homogen u pogledu sadržaja glavnih komponenti (azota - 78,1%, kiseonika - 21,0, argona - 0,9, ugljen-dioksida - 0,035% zapremine) zbog visokog sadržaja. difuzna sposobnost gasova i konstantno mešanje konvekcije i strujanja vetra. Međutim, različite primjese plinovitih, kapljično-tečnih i čvrstih (prašinskih) čestica koje ulaze u atmosferu iz lokalnih izvora mogu biti od značajnog ekološkog značaja.

Visok sadržaj kisika doprinio je povećanju metabolizma kopnenih organizama u odnosu na primarne vodene. Upravo u kopnenoj sredini, na osnovu visoke efikasnosti oksidativnih procesa u organizmu, nastala je životinjska homoiotermija. Kiseonik, zbog svog stalno visokog sadržaja u vazduhu, nije faktor koji ograničava život u kopnenoj sredini. Samo mjestimično, pod određenim uslovima, stvara se privremeni deficit, na primjer, u nakupinama raspadajućih biljnih ostataka, zaliha žita, brašna itd.

Sadržaj ugljičnog dioksida može varirati u određenim područjima površinskog sloja zraka u prilično značajnim granicama. Na primjer, u nedostatku vjetra u centru velikih gradova, njegova koncentracija se povećava deset puta. Redovne dnevne promjene sadržaja ugljičnog dioksida u površinskih slojeva povezan sa ritmom fotosinteze biljaka. Sezonske nastaju zbog promjena u intenzitetu disanja živih organizama, uglavnom mikroskopske populacije tla. Povećana zasićenost zraka ugljičnim dioksidom javlja se u zonama vulkanske aktivnosti, u blizini termalnih izvora i drugih podzemnih ispusta ovog plina. U visokim koncentracijama ugljični dioksid je toksičan. U prirodi su takve koncentracije rijetke.

U prirodi je glavni izvor ugljičnog dioksida takozvano disanje tla. Mikroorganizmi u tlu i životinje dišu vrlo intenzivno. Ugljični dioksid difundira iz tla u atmosferu, posebno snažno tokom kiše. Mnogo ga emituju tla koja su umjereno vlažna, dobro zagrijana, bogata organskim ostacima. Na primjer, tlo bukove šume emituje CO 2 od 15 do 22 kg/ha na sat, a negnođeno pješčano tlo iznosi samo 2 kg/ha.

U savremenim uslovima ljudska aktivnost u sagorevanju fosilnih goriva postala je snažan izvor dodatnih količina CO 2 koje ulaze u atmosferu.

Azot vazduha za većinu stanovnika zemaljske sredine je inertan gas, ali brojni prokariotski organizmi (kvržice, Azotobacter, klostridije, modrozelene alge itd.) imaju sposobnost da ga vežu i uključe u biološki ciklus.

Rice. 46. Planinski obronak sa uništenom vegetacijom zbog emisije sumpor-dioksida iz obližnjih industrija

Lokalne nečistoće koje ulaze u zrak također mogu značajno utjecati na žive organizme. To se posebno odnosi na otrovne plinovite tvari - metan, sumporov oksid, ugljični monoksid, dušikov oksid, sumporovodik, spojeve hlora, kao i čestice prašine, čađi itd., koje zagađuju zrak u industrijskim područjima. Glavni savremeni izvor hemijskog i fizičkog zagađenja atmosfere je antropogeno: rad raznih industrijskih preduzeća i transporta, erozija tla, itd. Sumporov oksid (SO 2), na primer, toksičan je za biljke čak iu koncentracijama od jedne pedesetak hiljaditi do milioniti deo zapremine vazduha. Oko industrijskih centara koji zagađuju atmosferu ovim gasom skoro sva vegetacija umire (Sl. 46). Neke biljne vrste su posebno osjetljive na SO 2 i služe kao osjetljiv indikator njegove akumulacije u zraku. Na primjer, mnogi lišajevi umiru čak i sa tragovima sumpornog oksida u okolnoj atmosferi. Njihovo prisustvo u šumama oko velikih gradova svedoči o visokoj čistoći vazduha. Otpornost biljaka na nečistoće u zraku uzima se u obzir pri odabiru vrsta za uređenje naselja. Osjetljiv na dim, na primjer, smreka i bor, javor, lipa, breza. Najotpornije su tuje, kanadska topola, američki javor, bazga i neke druge.

4.2.2. Tlo i reljef. Vremenske i klimatske karakteristike zemno-vazdušne sredine

Edafski faktori okoline. Svojstva tla i teren takođe utiču na uslove života kopnenih organizama, prvenstveno biljaka. Svojstva zemljine površine koji imaju ekološki uticaj na njegove stanovnike objedinjuje ime edafski faktori sredine (od grčkog "edafos" - temelj, tlo).

Priroda korijenskog sistema biljaka ovisi o hidrotermalnom režimu, aeraciji, sastavu, sastavu i strukturi tla. Na primjer, korijenski sistemi vrsta drveća (breza, ariš) u područjima sa permafrostom nalaze se na maloj dubini i šire se u širinu. Gdje nema permafrost, korijenski sistemi istih biljaka su manje otvoreni i prodiru duboko u. Kod mnogih stepskih biljaka korijenje može dobiti vodu iz velike dubine, a istovremeno ima mnogo površinskih korijena u horizontu humusnog tla, odakle biljke upijaju mineralne hranjive tvari. Na natopljenom, slabo prozračenom tlu u mangrovama, mnoge vrste imaju posebne respiratorne korijene - pneumatofore.

Brojne ekološke grupe biljaka mogu se razlikovati u odnosu na različita svojstva tla.

Dakle, prema reakciji na kiselost tla razlikuju: 1) acidofilna vrste - rastu na kiselim tlima sa pH manjim od 6,7 (biljke sfagnumskih močvara, belous); 2) neutrofilna - gravitiraju zemljištima sa pH 6,7–7,0 (većina kultivisanih biljaka); 3) bazifilni- rastu na pH vrednosti većoj od 7,0 (mordovnik, šumska anemona); 4) ravnodušan - može rasti na tlima s različitim pH vrijednostima (đurđevak, ovčiji vijuk).

U odnosu na bruto sastav tla razlikuju se: 1) oligotrofni biljke koje sadrže malu količinu elemenata pepela (škotski bor); 2) eutrofičan, onima kojima je potreban veliki broj elemenata jasena (hrast, obična koza, višegodišnji jastreb); 3) mezotrofno, zahtijevaju umjerenu količinu pepela (smreka).

Nitrofili- biljke koje preferiraju tla bogata dušikom (dvodomna kopriva).

Biljke zaslanjenih tla čine grupu halofiti(soleros, sarsazan, kokpek).

Neke biljne vrste su ograničene na različite supstrate: petrofiti rastu na kamenitim tlima, i psamofiti naseljavaju rastresiti pijesak.

Teren i priroda tla utiču na specifičnosti kretanja životinja. Na primjer, kopitari, nojevi, droplje koji žive na otvorenim prostorima trebaju čvrstu podlogu kako bi pojačali odbojnost kada brzo trče. Kod guštera koji žive na rastresitom pijesku, prsti su obrubljeni rubom rožnatih ljuski, što povećava potpornu površinu (Sl. 47). Za kopnene stanovnike koji kopaju rupe, gusta tla su nepovoljna. Priroda tla u nekim slučajevima utječe na distribuciju kopnenih životinja koje kopaju rupe, kopaju se u zemlju kako bi pobjegle od vrućine ili grabežljivaca, ili polažu jaja u tlo, itd.

Rice. 47. Fan-toed gecko - stanovnik pijeska Sahare: A - fan-toed gecko; B - noga gekona

vremenske karakteristike. Uslovi života u okruženju zemlja-vazduh su komplikovani, osim toga, vremenske promene. Vrijeme - ovo je stanje atmosfere koja se neprekidno mijenja u blizini zemljine površine do visine od oko 20 km (granica troposfere). Vremenska varijabilnost se manifestuje u stalnom variranju u kombinaciji faktora sredine kao što su temperatura i vlažnost vazduha, oblačnost, padavine, jačina i smer vetra itd. periodične fluktuacije, što značajno komplikuje uslove za postojanje kopnenih organizama. Vrijeme utječe na život vodenih stanovnika u znatno manjoj mjeri i to samo na populaciju površinskih slojeva.

Klima područja. Dugotrajni vremenski režim karakteriše klima područja. Pojam klime uključuje ne samo prosječne vrijednosti meteoroloških pojava, već i njihov godišnji i dnevni tok, odstupanja od njega i njihovu učestalost. Klima je određena geografskim uslovima područja.

Zonska raznolikost klime komplikuje se djelovanjem monsunskih vjetrova, distribucijom ciklona i anticiklona, ​​uticajem planinskih lanaca na kretanje vazdušnih masa, stepenom udaljenosti od okeana (kontinentalnost) i mnogim drugim lokalnim faktorima. U planinama postoji klimatska zonalnost, u mnogo čemu slična promjeni zona od niskih geografskih širina do visokih. Sve to stvara izuzetnu raznolikost uslova za život na kopnu.

Za većinu kopnenih organizama, posebno malih, nije važna toliko klima područja, već uslovi njihovog neposrednog staništa. Vrlo često lokalni elementi životne sredine (reljef, ekspozicija, vegetacija i dr.) mijenjaju režim temperature, vlažnosti, svjetlosti i kretanja zraka na određenom području na način da se značajno razlikuje od klimatskih uslova područja. . Takve lokalne klimatske promjene koje se oblikuju u površinskom sloju zraka nazivaju se mikroklima. U svakoj zoni mikroklima je veoma raznolika. Moguće je izdvojiti mikroklime proizvoljno malih područja. Na primjer, stvara se poseban način rada u vjenčićima cvijeća, koje koriste insekti koji tamo žive. Razlike u temperaturi, vlažnosti vazduha i jačini vjetra nadaleko su poznate na otvorenom prostoru i u šumama, u travama i preko golih površina, na padinama sjevernih i južnih ekspozicija itd. Posebna stabilna mikroklima se javlja u jazbinama, gnijezdima, udubinama , pećine i druga zatvorena mjesta.

Padavine. Osim što obezbjeđuju vodu i stvaraju rezerve vlage, mogu imati još jednu ekološku ulogu. Stoga, jaki pljuskovi ili grad ponekad imaju mehanički učinak na biljke ili životinje.

Posebno je raznolika ekološka uloga snježnog pokrivača. Dnevne temperaturne fluktuacije prodiru u debljinu snijega samo do 25 cm, dublje se temperatura gotovo ne mijenja. Na mrazevima od -20-30°C, pod slojem snijega od 30-40 cm, temperatura je tek nešto ispod nule. Duboki snježni pokrivač štiti pupoljke od obnavljanja, štiti zelene dijelove biljaka od smrzavanja; mnoge vrste prolaze ispod snijega bez osipanja lišća, na primjer, dlakavi kiseljak, Veronica officinalis, kopito itd.

Rice. 48. Šema telemetrijskog proučavanja temperaturnog režima lješnjaka koji se nalazi u snježnoj rupi (prema A. V. Andreevu, A. V. Krechmaru, 1976.)

Male kopnene životinje također vode aktivan način života zimi, postavljajući čitave galerije prolaza ispod snijega i u njegovoj debljini. Za niz vrsta koje se hrane snježnom vegetacijom karakteristično je čak i zimsko razmnožavanje, što je zabilježeno npr. kod leminga, šumskih i žutogrlih miševa, jednog broja voluharica, vodenih pacova itd. tetrijeb, jarebice tundre - zakopavaju se u snijeg preko noći (Sl. 48).

Zimski snježni pokrivač sprečava velike životinje da se hrane. Mnogi kopitari (sob, divlje svinje, mošusni volovi) zimi se hrane isključivo snježnim rastinjem, a duboki snježni pokrivač, a posebno tvrda kora na njegovoj površini koja se javlja u ledu, osuđuju ih na glad. Tokom nomadskog stočarstva u predrevolucionarnoj Rusiji, dogodila se ogromna katastrofa u južnim regionima juta - masovni gubitak stoke kao rezultat susnježice, lišavajući životinje hrane. Kretanje po rastresitom dubokom snijegu također je teško za životinje. Lisice, na primjer, u snježnim zimama preferiraju područja u šumi ispod gustih jela, gdje je sloj snijega tanji i gotovo ne izlaze na otvorene proplanke i rubove. Dubina snježnog pokrivača može ograničiti geografsku distribuciju vrsta. Na primjer, pravi jeleni ne prodiru na sjever u područja gdje je debljina snijega zimi veća od 40–50 cm.

Bjelina snježnog pokrivača razotkriva tamne životinje. Odabir kamuflaže koja odgovara boji pozadine očito je odigrao veliku ulogu u pojavljivanju sezonskih promjena boje kod bijele jarebice i tundre, planinskog zeca, hermelina, lasice i arktičke lisice. Na Komandantskim otocima, uz bijele lisice, ima mnogo plavih lisica. Prema zapažanjima zoologa, potonji se uglavnom drže u blizini tamnih stijena i ne smrzavajućih surf traka, dok bijelci preferiraju područja sa snježnim pokrivačem.

4.3. Zemljište kao stanište

4.3.1. Karakteristike tla

Tlo je labav, tanak površinski sloj zemlje u kontaktu sa zrakom. Uprkos svojoj neznatnoj debljini, ova ljuska Zemlje igra ključnu ulogu u širenju života. Tlo nije samo čvrsto tijelo, kao većina stijena litosfere, već složen trofazni sistem u kojem su čvrste čestice okružene zrakom i vodom. Prožeta je šupljinama ispunjenim mešavinom gasova i vodenih rastvora, pa se u njemu stvaraju izuzetno raznoliki uslovi, povoljni za život mnogih mikroorganizama i makroorganizama (sl. 49). U tlu su fluktuacije temperature uglađene u odnosu na površinski sloj zraka, a prisustvo podzemnih voda i prodor padavina stvaraju rezerve vlage i obezbjeđuju režim vlažnosti srednji između vodene i kopnene sredine. U tlu su koncentrisane rezerve organskih i mineralnih materija koje snabdevaju umiruća vegetacija i životinjski leševi. Sve to određuje visoku zasićenost tla životom.

Korijenski sistem kopnenih biljaka koncentrisan je u tlu (Sl. 50).

Rice. 49. Podzemni prolazi Brandtove voluharice: A - pogled odozgo; B - pogled sa strane

Rice. pedeset. Postavljanje korijena u stepsko černozemno tlo (prema M. S. Shalytu, 1950.)

U prosjeku postoji više od 100 milijardi ćelija protozoa, milioni rotifera i tardigrada, desetine miliona nematoda, desetine i stotine hiljada krpelja i repa, hiljade drugih člankonožaca, desetine hiljada enhitreida, desetine i stotine kišne gliste, mekušci i ostali beskičmenjaci po 1 m 2 sloja tla. Osim toga, 1 cm 2 tla sadrži desetine i stotine miliona bakterija, mikroskopskih gljivica, aktinomiceta i drugih mikroorganizama. U osvijetljenim površinskim slojevima, stotine hiljada fotosintetskih ćelija zelenih, žuto-zelenih, dijatomeja i plavo-zelenih algi žive u svakom gramu. Živi organizmi su jednako karakteristični za tlo kao i njegove nežive komponente. Stoga je V. I. Vernadsky pripisao tlo bio-inertnim tijelima prirode, naglašavajući njegovu zasićenost životom i neraskidivu povezanost s njim.

Heterogenost uslova u tlu je najizraženija u vertikalnom pravcu. Sa dubinom, niz najvažnijih ekoloških faktora koji utiču na život stanovnika tla dramatično se mijenjaju. Prije svega, to se odnosi na strukturu tla. U njemu se razlikuju tri glavna horizonta, koji se razlikuju po morfološkim i hemijskim svojstvima: 1) gornji humusno-akumulativni horizont A, u kome se akumulira i transformiše organska materija i iz kojeg se deo jedinjenja snosi vodom za ispiranje; 2) horizont intruzije, ili iluvijalni B, gde se odozgo isprane supstance talože i transformišu, i 3) matična stena, ili C horizont, čiji se materijal pretvara u tlo.

Unutar svakog horizonta izdvaja se više frakcijskih slojeva, koji se također jako razlikuju po svojstvima. Na primjer, na području umjerena klima ispod četinara ili mješovite šume horizont ALI sastoji se od podloge (A 0)- sloj labavog nakupljanja biljnih ostataka, tamno obojeni humusni sloj (A 1), u kojoj su čestice organskog porijekla pomiješane s mineralnim, i podzolični sloj (A 2)- pepeljasto sive boje, u kojoj preovlađuju jedinjenja silicijuma, a sve rastvorljive materije se ispiru u dubinu profila tla. I struktura i hemija ovih slojeva su vrlo različiti, pa stoga korijenje biljaka i stanovnici tla, krećući se samo nekoliko centimetara gore ili dolje, padaju u različite uvjete.

Veličina šupljina između čestica tla, pogodnih za život životinja, obično se brzo smanjuju s dubinom. Na primjer, u livadskim tlima prosječni prečnik šupljina na dubini od 0–1 cm je 3 mm, 1–2 cm, 2 mm, a na dubini od 2–3 cm samo 1 mm; dublje pore tla su još finije. Gustina tla se također mijenja sa dubinom. Najlabaviji slojevi sadrže organsku materiju. Poroznost ovih slojeva određena je činjenicom da organske tvari spajaju mineralne čestice u veće agregate, među kojima se povećava volumen šupljina. Najgušći je obično iluvijalni horizont AT, cementiran koloidnim česticama koje su u njega isprane.

Vlaga u tlu je prisutna u različitim stanjima: 1) vezana (higroskopna i filmska) čvrsto se drži površinom čestica tla; 2) kapilara zauzima male pore i može se kretati duž njih u različitim smjerovima; 3) gravitacija ispunjava veće praznine i pod uticajem gravitacije polako curi nadole; 4) para se nalazi u zemljišnom vazduhu.

Sadržaj vode nije isti u različitim tlima iu različito vrijeme. Ako ima previše gravitacijske vlage, tada je režim tla blizak režimu vodnih tijela. U suvom tlu ostaje samo vezana voda, a uslovi se približavaju onima na tlu. Međutim, čak i na najsuvljim tlima, zrak je vlažniji od tla, pa su stanovnici tla znatno manje podložni prijetnji isušivanja nego na površini.

Sastav zemljišnog vazduha je promenljiv. Sa dubinom, sadržaj kisika naglo opada, a koncentracija ugljičnog dioksida raste. Zbog prisustva raspadajućih organskih tvari u tlu, zemljišni zrak može sadržavati visoku koncentraciju toksičnih plinova kao što su amonijak, sumporovodik, metan itd. Kada je tlo poplavljeno ili biljni ostaci intenzivno trunu, mogu se pojaviti potpuno anaerobni uslovi. javljaju na mjestima.

Fluktuacije temperature rezanja samo na površini tla. Ovdje mogu biti čak i jači nego u prizemnom sloju zraka. Međutim, sa svakim centimetrom dubine, dnevne i sezonske promjene temperature postaju sve manje vidljive na dubini od 1-1,5 m (Sl. 51).

Rice. 51. Smanjenje godišnjih kolebanja temperature tla sa dubinom (prema K. Schmidt-Nilson, 1972). Zasjenjeni dio je raspon godišnjih temperaturnih fluktuacija

Sve ove karakteristike dovode do činjenice da, uprkos velikoj heterogenosti uslova životne sredine u tlu, ono deluje kao prilično stabilno okruženje, posebno za pokretne organizme. Strmi gradijent temperature i vlažnosti u profilu tla omogućava životinjama u tlu da si obezbijede prikladno ekološko okruženje kroz manje pokrete.

4.3.2. Stanovnici tla

Heterogenost tla dovodi do činjenice da za organizme različitih veličina djeluje kao različita okolina. Za mikroorganizme je od posebne važnosti ogromna ukupna površina čestica tla, jer se na njima adsorbira velika većina mikrobne populacije. Složenost životne sredine tla stvara široku paletu uslova za različite funkcionalne grupe: aerobne i anaerobne, potrošače organskih i mineralnih jedinjenja. Rasprostranjenost mikroorganizama u tlu karakteriziraju mala žarišta, jer se i preko nekoliko milimetara mogu zamijeniti različite ekološke zone.

Za male životinje na tlu (sl. 52, 53), koje su objedinjene pod imenom mikrofauna (protozoe, rotifere, tardigrade, nematode itd.), tlo je sistem mikrorezervoara. U suštini, oni su vodeni organizmi. Žive u porama tla ispunjenim gravitacionom ili kapilarnom vodom, a dio njihovog života može, poput mikroorganizama, biti u adsorbiranom stanju na površini čestica u tankim slojevima filmske vlage. Mnoge od ovih vrsta žive u običnim vodenim tijelima. Međutim, oblici tla su mnogo manji od slatkovodnih, a osim toga, odlikuju se sposobnošću da dugo ostanu u encistiranom stanju, čekajući nepovoljna razdoblja. Dok su slatkovodne amebe veličine 50-100 mikrona, one u zemljištu imaju samo 10-15 mikrona. Predstavnici flagelata su posebno mali, često samo 2-5 mikrona. Trepavice u tlu također imaju patuljaste veličine i, osim toga, mogu uvelike promijeniti oblik tijela.

Rice. 52. Testatna ameba koja se hrani bakterijama na propadajućem lišću šumskog tla

Rice. 53. Mikrofauna tla (prema W. Dungeru, 1974):

1–4 - flagella; 5–8 - gola ameba; 9-10 - testatna ameba; 11–13 - trepavice; 14–16 - okrugli crvi; 17–18 - rotiferi; 19–20 – tardigrades

Za disanje malo većih životinja tlo izgleda kao sistem plitkih pećina. Takve životinje su grupisane pod imenom mesofauna (Sl. 54). Veličine predstavnika mezofaune tla kreću se od desetina do 2-3 mm. U ovu grupu spadaju uglavnom člankonošci: brojne grupe krpelja, primarni beskrilni insekti (prljači, proturi, dvorepi insekti), male vrste krilatih insekata, stonoge simfile itd. Nemaju posebne adaptacije za kopanje. Oni puze po zidovima šupljina tla uz pomoć udova ili se migoljaju poput crva. Zrak tla zasićen vodenom parom omogućava vam da dišete kroz pokrivače. Mnoge vrste nemaju trahealni sistem. Takve životinje su vrlo osjetljive na isušivanje. Glavno sredstvo spasa od fluktuacija vlažnosti zraka za njih je kretanje u unutrašnjost. Ali mogućnost duboke migracije kroz šupljine tla ograničena je brzim smanjenjem promjera pora, tako da se samo najmanje vrste mogu kretati kroz bušotine tla. Veći predstavnici mezofaune imaju određene prilagodbe koje im omogućavaju da izdrže privremeno smanjenje vlažnosti zraka u zemljištu: zaštitne ljuske na tijelu, djelomična nepropusnost integumenta, čvrsta ljuska debelog zida s epikutikulom u kombinaciji s primitivnim trahealnim sistemom koji obezbeđuje disanje.

Rice. 54. Mezofauna tla (bez W. Danger, 1974):

1 - lažni skorion; 2 - Gama nova baklja; 3–4 školjke grinje; 5 – stonoga pauroioda; 6 – larva hironomidnog komaraca; 7 - buba iz porodice. Ptiliidae; 8–9 springtails

Predstavnici mezofaune doživljavaju periode plavljenja tla vodom u mjehurićima zraka. Vazduh se zadržava oko tela životinja zbog njihovih nemokrih pokrivača, koji su takođe opremljeni dlakama, krljuštima itd. Vazdušni mehur služi kao svojevrsna "fizička škrga" za malu životinju. Disanje se vrši zahvaljujući kiseoniku koji difunduje u vazdušni sloj iz okolne vode.

Predstavnici mikro- i mezofaune mogu tolerisati zimsko smrzavanje tla, jer većina vrsta ne može sići iz slojeva izloženih negativnim temperaturama.

Veće životinje na tlu, veličine tijela od 2 do 20 mm, nazivaju se predstavnicima makro fauna (Sl. 55). To su larve insekata, stonoge, enhitreidi, kišne gliste itd. Za njih je tlo gusta podloga koja pruža značajan mehanički otpor pri kretanju. Ovi relativno veliki oblici kreću se u tlu ili širenjem prirodnih bunara razbijanjem čestica tla, ili kopanjem novih prolaza. Oba načina kretanja ostavljaju trag vanjska strukturaživotinje.

Rice. 55. Makrofauna tla (bez W. Danger, 1974):

1 - glista; 2 – drvene uši; 3 – labiopod stonoga; 4 – dvonožna stonoga; 5 - larva buba; 6 – larva bube kliktavice; 7 – medvjed; 8 - ličinka

Sposobnost kretanja duž tankih bunara, gotovo bez pribjegavanja kopanju, svojstvena je samo vrstama koje imaju tijelo s malim poprečnim presjekom koje se može snažno savijati u vijugavim prolazima (stonoge - koštunice i geofili). Razbijajući čestice tla pod pritiskom stijenki tijela, pokreću se gliste, larve komaraca stonoga itd. Učvrstivši stražnji kraj, prorijede i produžuju prednji, prodiru u uske pukotine tla, zatim fiksiraju prednji dio. tijela i povećati njegov prečnik. Istovremeno, u proširenom području, zbog rada mišića, stvara se snažan hidraulički pritisak nestišljive intrakavitarne tekućine: kod crva sadržaj celimskih vrećica, a kod tipulida hemolimfa. Pritisak se prenosi kroz zidove tijela na tlo i tako životinja proširuje bunar. Istovremeno, iza ostaje otvoreni prolaz, koji prijeti povećanjem isparavanja i potjere za grabežljivcima. Mnoge vrste su razvile adaptacije na ekološki korisniji tip kretanja u tlu - kopanje sa začepljenjem prolaza iza. Kopanje se vrši otpuštanjem i grabljanjem čestica tla. Za to larve raznih insekata koriste prednji kraj glave, mandibule i prednje udove, proširene i ojačane debelim slojem hitina, bodlji i izraslina. Na stražnjem kraju tijela razvijaju se uređaji za snažnu fiksaciju - uvlačivi oslonci, zubi, kuke. Za zatvaranje prolaza na posljednjim segmentima, brojne vrste imaju posebnu depresivnu platformu, uokvirenu hitinskim stranama ili zubima, svojevrsnu kolica. Slične platforme formiraju se i na stražnjoj strani elitre kod potkornjaka, koji ih također koriste za začepljenje prolaza brašnom za bušenje. Zatvarajući prolaz za sobom, životinje - stanovnici tla stalno su u zatvorenoj komori, zasićeni isparavanjem vlastitog tijela.

Izmjena plinova kod većine vrsta ove ekološke grupe odvija se uz pomoć specijalizovanih organa za disanje, ali je uz to dopunjena izmjenom plinova kroz integumente. Moguće je čak i isključivo kožno disanje, na primjer, kod glista, enchitreida.

Životinje koje kopaju mogu ostaviti slojeve u kojima nastaju nepovoljni uslovi. U suši i zimi se koncentrišu u dubljim slojevima, obično nekoliko desetina centimetara od površine.

Megafauna tla su velike iskopine, uglavnom među sisavcima. Određene vrste provode cijeli život u tlu (krtice, krtice, zokori, krtice Evroazije, zlatne krtice

Afrika, torbarski krtice Australije, itd.). Prave čitave sisteme prolaza i rupa u tlu. Izgled a anatomske karakteristike ovih životinja odražavaju njihovu prilagodljivost podzemnom načinu života. Imaju nerazvijene oči, zbijeno, valovito tijelo s kratkim vratom, kratko gusto krzno, jake udove za kopanje sa jakim kandžama. Krtice i voluharice krtice rahle tlo svojim dlijetom. U megafaunu tla treba uključiti i velike oligohete, posebno predstavnike porodice Megascolecidae koji žive u tropima i na južnoj hemisferi. Najveći od njih, australski Megascolides australis, doseže dužinu od 2,5 pa čak i 3 m.

Pored stalnih stanovnika tla, među velikim životinjama može se izdvojiti velika ekološka grupa. stanovnici jazbina (zemne vjeverice, svizaci, jerboas, zečevi, jazavci, itd.). Hrane se na površini, ali se razmnožavaju, hiberniraju, odmaraju i bježe od opasnosti u tlu. Brojne druge životinje koriste svoje jazbine, pronalazeći u njima povoljnu mikroklimu i zaklon od neprijatelja. Norniki imaju strukturne karakteristike karakteristične za kopnene životinje, ali imaju niz prilagodbi povezanih sa načinom života ukopanih. Na primjer, jazavci imaju duge kandže i snažne mišiće na prednjim udovima, usku glavu i male ušne školjke. U poređenju sa zečevima koji se ne kopaju, zečevi imaju primetno skraćene uši i zadnje noge, jaču lobanju, jače kosti i mišiće podlaktica itd.

Za niz ekoloških karakteristika, tlo je posredni medij između vode i zemlje. Tlo se približava vodenoj sredini svojim temperaturnim režimom, smanjenim sadržajem kiseonika u zemljišnom vazduhu, zasićenošću vodenom parom i prisustvom vode u drugim oblicima, prisustvom soli i organskih materija u zemljišnim rastvorima i sposobnost kretanja u tri dimenzije.

Prisutnost zemljišnog zraka, opasnost od isušivanja u gornjim horizontima i prilično oštre promjene temperaturnog režima površinskih slojeva približavaju tlo zračnom okruženju.

Srednja ekološka svojstva tla kao staništa životinja sugeriraju da je tlo igralo posebnu ulogu u evoluciji životinjskog svijeta. Za mnoge grupe, posebno za člankonošce, tlo je služilo kao medij kroz koji su prvobitno vodeni stanovnici mogli preći na kopneni način života i osvojiti kopno. Ovaj put evolucije artropoda dokazali su radovi M. S. Gilyarova (1912–1985).

4.4. Živi organizmi kao stanište

Mnoge vrste heterotrofnih organizama žive u drugim živim bićima tokom svog života ili deo njihovog životnog ciklusa, čija tela služe kao okruženje koje se po svojstvima značajno razlikuje od spoljašnjeg.

Rice. 56. Jahač koji zarazi lisne uši

Rice. 57. Izrežite žuč na bukovom listu sa larvom žuči Mikiola fagi

Predavanje 2. STANIŠTA I NJIHOVE KARAKTERISTIKE

U procesu istorijskog razvoja, živi organizmi su ovladali četiri staništa. Prvi je voda. Život je nastao i razvijao se u vodi mnogo miliona godina. Drugi - zemlja-vazduh - na kopnu iu atmosferi, biljke i životinje su nastale i brzo se prilagodile novim uslovima. Postupno transformirajući gornji sloj zemlje - litosferu, stvorili su treće stanište - tlo, a sami su postali četvrto stanište.

vodeno stanište

Voda pokriva 71% Zemljine površine. Najveći dio vode je koncentrisan u morima i okeanima - 94-98%, polarni led sadrži oko 1,2% vode i vrlo mali udio - manje od 0,5%, u slatkim vodama rijeka, jezera i močvara.

U vodenoj sredini živi oko 150.000 vrsta životinja i 10.000 biljaka, što je samo 7 odnosno 8% od ukupnog broja vrsta na Zemlji.

U morima-okeanima, kao iu planinama, izražena je vertikalna zonalnost. Pelagijalno - cijeli vodeni stupac - i bentalno - dno se posebno jako razlikuju u ekologiji. Vodeni stupac je pelagijalan, vertikalno podijeljen u nekoliko zona: epipeligijalni, batipeligijalni, abisopeligijalni i ultraabisopeligijalni(Sl. 2).

Ovisno o strmini spusta i dubini na dnu, razlikuje se i nekoliko zona, kojima odgovaraju naznačene zone pelagijala:

Litoral - rub obale, poplavljen za vrijeme plime.

Supralitoral - dio obale iznad gornje linije plime i oseke, gdje dopiru pljuskovi valova.

Sublitoral - postepeno smanjenje zemljišta na 200m.

Batial - strm pad u kopnu (kontinentalna padina),

Abyssal - glatko spuštanje dna okeanskog dna; dubina obje zone zajedno doseže 3-6 km.

Ultra-abisalne - dubokovodne depresije od 6 do 10 km.

Ekološke grupe hidrobionata. Najtoplija mora i okeani (40.000 vrsta životinja) odlikuju se najvećom raznolikošću života u području ekvatora i tropskih krajeva; na sjeveru i jugu flora i fauna mora su iscrpljene stotine puta. Što se tiče distribucije organizama direktno u moru, njihov najveći dio koncentriran je u površinskim slojevima (epipelagijal) iu sublitoralnoj zoni. Ovisno o načinu kretanja i zadržavanja u pojedinim slojevima, morski život se dijeli u tri ekološke skupine: nekton, plankton i bentos.

Nekton (nektos - plutajući) - aktivno se kreću velike životinje koje mogu savladati velike udaljenosti i jake struje: ribe, lignje, peronošci, kitovi. U slatkovodnim tijelima nekton također uključuje vodozemce i mnoge insekte.

Plankton (planktos - lutajući, lebdeći) - zbirka biljaka (fitoplankton: dijatomeje, zelene i plavo-zelene (samo slatkovodne) alge, biljni flagelati, peridin itd.) i malih životinjskih organizama (zooplankton: mali rakovi, od većih - pteropodi mekušci, meduze, ctenofori, neki crvi), koji žive na različitim dubinama, ali nisu sposobni za aktivno kretanje i otpor strujama. Sastav planktona uključuje i životinjske larve, koje čine posebnu grupu - neuston . Ovo je pasivno plutajuća "privremena" populacija najgornjeg sloja vode, koju predstavljaju razne životinje (dekapodi, školjkaši i kopepodi, bodljikaši, poliheti, ribe, mekušci, itd.) u fazi larve. Larve, rastući, prelaze u donje slojeve pelagela. Iznad neustona se nalazi pleiston - to su organizmi kod kojih gornji dio tijela raste iznad vode, a donji dio raste u vodi (patka - lema, sifonofori itd.). Plankton igra važnu ulogu u trofičkim odnosima biosfere, budući da je hrana za mnoge vodene životinje, uključujući i glavnu hranu za kitove usate (Myatcoceti).

Bentos (bentos - dubina) - hidrobiont dna. Zastupljeni uglavnom vezanim ili sporo krećućim životinjama (zoobentos: foraminefore, ribe, spužve, koelenterati, crvi, mekušci, ascidijani itd.), brojniji u plitkim vodama. Biljke (fitobentos: dijatomeje, zelene, smeđe, crvene alge, bakterije) takođe ulaze u bentos u plitku vodu. Na dubini gdje nema svjetla, fitobentos je odsutan. Kameniti delovi dna su najbogatiji fitobentosom.

U jezerima je zoobentos manje bogat i raznolik nego u moru. Formiraju ga protozoe (cilijate, dafnije), pijavice, mekušci, larve insekata, itd. Fitobentos jezera formiraju dijatomeje koje slobodno plivaju, zelene i modrozelene alge; smeđe i crvene alge su odsutne.

Visoka gustina vodenog okoliša određuje poseban sastav i prirodu promjene faktora koji podržavaju život. Neki od njih su isti kao na kopnu - toplina, svjetlost, drugi su specifični: pritisak vode (s dubinom se povećava za 1 atm na svakih 10 m), sadržaj kisika, sastav soli, kiselost. Zbog velike gustine medija, vrijednosti topline i svjetlosti se mijenjaju mnogo brže s gradijentom visine nego na kopnu.

Termički režim. Vodeni okoliš karakterizira manji unos topline, jer značajan dio se odražava, a isto tako značajan dio se troši na isparavanje. U skladu sa dinamikom kopnenih temperatura, temperatura vode ima manje oscilacije u dnevnim i sezonskim temperaturama. Štaviše, vodna tijela značajno izjednačavaju tok temperatura u atmosferi priobalnih područja. U nedostatku ledene školjke, more u hladnoj sezoni djeluje zagrijavajuće na susjedne kopnene površine, ljeti ima učinak hlađenja i hidratacije.

Raspon temperatura vode u Svjetskom okeanu je 38° (od -2 do +36°C), u slatkoj vodi - 26° (od -0,9 do +25°C). Temperatura vode naglo opada sa dubinom. Do 50 m primjećuju se dnevne temperaturne fluktuacije, do 400 - sezonske, dublje postaje konstantno, pada na + 1-3 ° C. Budući da je temperaturni režim u rezervoarima relativno stabilan, njihove stanovnike karakteriziraju stenotermiju.

Zbog različitog stepena zagrijavanja gornjih i donjih slojeva tokom godine, oseka i oseka, strujanja, oluja, dolazi do stalnog miješanja slojeva vode. Uloga miješanja vode za vodeni svijet je izuzetno velika, jer. istovremeno se distribucija kiseonika i nutrijenata unutar rezervoara izravnava, obezbeđujući metaboličke procese između organizama i okoline.

U stajaćim vodnim tijelima (jezerima) umjerenih geografskih širina, vertikalno miješanje se odvija u proljeće i jesen, a tokom ovih godišnjih doba temperatura u cijelom vodnom tijelu postaje ujednačena, tj. dolazi homotermija. Ljeti i zimi, kao rezultat naglog povećanja zagrijavanja ili hlađenja gornjih slojeva, miješanje vode prestaje. Ovaj fenomen se zove temperaturna dihotomija, a period privremene stagnacije - stagnacija(leto ili zima). Ljeti na površini ostaju lakši topli slojevi koji se nalaze iznad teških hladnih (sl. 3). Zimi, naprotiv, donji sloj ima topliju vodu, jer je neposredno ispod leda temperatura površinske vode niža od +4°C i zbog fizičko-hemijskih svojstava vode postaje lakša od vode sa temperaturom iznad + 4°C.

U periodima stagnacije jasno se razlikuju tri sloja: gornji (epilimnion) sa najoštrijim sezonskim kolebanjima temperature vode, srednji (metalimnion ili termoklina), u kojem dolazi do oštrog skoka temperature, i pri dnu ( hipolimnion), u kojima temperatura malo varira tokom godine. U periodima stagnacije dolazi do manjka kisika u vodenom stupcu - ljeti u donjem, a zimi u gornjem dijelu, zbog čega zimi često dolazi do odumiranja ribe.

Lagani način rada. Intenzitet svjetlosti u vodi je znatno oslabljen zbog njenog odbijanja od površine i apsorpcije od same vode. To uvelike utječe na razvoj fotosintetskih biljaka.

Apsorpcija svjetlosti je jača što je prozirnost vode manja, što ovisi o broju čestica suspendiranih u njoj (mineralne suspenzije, plankton). Smanjuje se brzim razvojem malih organizama ljeti, a u umjerenim i sjevernim geografskim širinama opada i zimi, nakon uspostavljanja ledenog pokrivača i prekrivanja snijegom odozgo.

Transparentnost karakterizira najveća dubina na kojoj je još uvijek vidljiv posebno spušten bijeli disk promjera oko 20 cm (Secchi disk). Najprozirnije vode su u Sargaškom moru: disk je vidljiv do dubine od 66,5 m. U Tihom okeanu, Sekijev disk je vidljiv do 59 m, u Indijskom - do 50, u plitkim morima - do 5-15 m. Prozirnost rijeka je u prosjeku 1-1,5 m, au najmuljevitijim rijekama svega nekoliko centimetara.

U okeanima, gdje je voda veoma prozirna, 1% svjetlosnog zračenja prodire do dubine od 140 m, au malim jezerima na dubini od 2 m prodire samo desetine procenta. Zraci različitih delova spektra različito se apsorbuju u vodi, a prvi se apsorbuju crveni zraci. Sa dubinom postaje tamnija, a boja vode postaje najprije zelena, zatim plava, plava i na kraju plavoljubičasta, pretvarajući se u potpuni mrak. U skladu s tim, hidrobiont također mijenja boju, prilagođavajući se ne samo sastavu svjetlosti, već i njegovom nedostatku - kromatskoj adaptaciji. U svijetlim zonama, u plitkim vodama, preovlađuju zelene alge (Chlorophyta), čiji hlorofil upija crvene zrake, s dubinom se zamjenjuju smeđim (Phaephyta), a zatim crvenim (Rhodophyta). Fitobentos je odsutan na velikim dubinama.

Biljke su se prilagodile nedostatku svjetlosti razvijanjem velikih hromatofora i povećanjem površine organa za asimilaciju (indeks površine lista). Za dubokomorske alge tipični su snažno raščlanjeni listovi, lisne ploče su tanke, prozirne. Za polupotopljene i plutajuće biljke karakteristična je heterofilija - listovi iznad vode su isti kao i kod kopnenih biljaka, imaju cijelu ploču, razvijen je stomatalni aparat, au vodi su listovi vrlo tanki, sastoje se od uski filiformni režnjevi.

Životinje, kao i biljke, prirodno mijenjaju svoju boju dubinom. U gornjim slojevima su jarkih boja u različitim bojama, u zoni sumraka (brancin, koralji, rakovi) obojeni su bojama s crvenom nijansom - prikladnije je sakriti se od neprijatelja. Dubokomorske vrste su lišene pigmenata. U mračnim dubinama okeana, organizmi koriste svjetlost koju emituju živa bića kao izvor vizualnih informacija. bioluminiscencija.

velika gustoća(1 g/cm3, što je 800 puta više od gustine vazduha) i viskozitet vode ( 55 puta veća od one u zraku) dovela je do razvoja posebnih adaptacija hidrobionta :

1) Biljke imaju vrlo slabo razvijena ili potpuno odsutna mehanička tkiva - njih podržava sama voda. Većinu karakterizira uzgona, zbog međućelijskih šupljina koje nose zrak. Karakterizira ga aktivna vegetativna reprodukcija, razvoj hidrohorije - uklanjanje cvjetnih stabljika iznad vode i širenje polena, sjemena i spora površinskim strujama.

2) Kod životinja koje žive u vodenom stupcu i aktivno plivaju, tijelo ima aerodinamičan oblik i podmazano je sluzi, što smanjuje trenje tijekom kretanja. Razvijene su adaptacije za povećanje plovnosti: nakupine masti u tkivima, plivaći mjehuri kod riba, zračne šupljine u sifonoforima. Kod životinja koje pasivno plivaju, specifična površina tijela se povećava zbog izraslina, bodlji i dodataka; tijelo se spljošti, dolazi do smanjenja skeletnih organa. Različiti načini kretanja: savijanje tijela, uz pomoć flagela, cilija, mlazni način kretanja (glavonošci).

Kod bentoskih životinja kostur nestaje ili je slabo razvijen, povećava se veličina tijela, uobičajeno je smanjenje vida i razvoj taktilnih organa.

struje. Karakteristična karakteristika vodenog okoliša je mobilnost. Uzrokuju ga oseke i oseke, morske struje, oluje, različiti nivoi nadmorske visine riječnih korita. Adaptacije hidrobionta:

1) U tekućim vodama biljke su čvrsto vezane za nepokretne podvodne objekte. Donja površina za njih je prvenstveno supstrat. To su zelene i dijatomejske alge, vodene mahovine. Mahovine čak formiraju gust pokrivač na rijekama koje brzo teku. U zoni plime i oseke u morima mnoge životinje imaju i uređaje za pričvršćivanje na dno (puževi, školjke), ili se skrivaju u pukotinama.

2) Kod riba tekućih voda tijelo je okruglog prečnika, a kod riba koje žive pri dnu, kao kod bentoskih beskičmenjaka, tijelo je ravno. Mnogi na ventralnoj strani imaju organe fiksacije za podvodne objekte.

Salinitet vode.

Prirodna vodna tijela odlikuju se određenim hemijski sastav. Prevladavaju karbonati, sulfati i hloridi. U slatkovodnim tijelima koncentracija soli nije veća od 0,5 ‰ (a oko 80% su karbonati), u morima - od 12 do 35 ‰ (uglavnom hloridi i sulfati). Sa salinitetom većim od 40 ppm, rezervoar se naziva hiperhalin ili presoljen.

1) U slatkoj vodi (hipotonična sredina) procesi osmoregulacije su dobro izraženi. Hidrobionti su prisiljeni stalno uklanjati vodu koja prodire u njih, oni su homoiosmotični (cilijati "pumpaju" kroz sebe količinu vode jednaku njihovoj težini svake 2-3 minute). U slanoj vodi (izotonični medij) koncentracija soli u tijelima i tkivima hidrobionta je ista (izotonična) sa koncentracijom soli otopljenih u vodi - one su poikiloosmotske. Stoga osmoregulatorne funkcije nisu razvijene među stanovnicima slanih voda, a oni nisu mogli naseliti slatkovodna tijela.

2) Vodene biljke su sposobne da apsorbuju vodu i hranljive materije iz vode - "čorbe", celom površinom, pa su im listovi jako raščlanjeni, a provodna tkiva i koren su slabo razvijeni. Korijenje služi uglavnom za pričvršćivanje na podvodnu podlogu. Većina slatkovodnih biljaka ima korijenje.

Tipično morske i tipično slatkovodne vrste su stenohalne i ne podnose značajne promjene u salinitetu vode. Postoji nekoliko eurihalinih vrsta. Uobičajeni su u bočatim vodama (slatkovodni losos, štuka, deverika, cipal, primorski losos).

Sastav gasova u vodi.

U vodi je kiseonik najvažniji faktor životne sredine. U vodi zasićenoj kiseonikom, njen sadržaj ne prelazi 10 ml po 1 litru, što je 21 puta manje nego u atmosferi. Kada se voda miješa, posebno u tekućim vodnim tijelima, i kada se temperatura smanji, sadržaj kisika se povećava. Neke ribe su vrlo osjetljive na nedostatak kisika (pastrmka, gavčica, lipljen) i stoga preferiraju hladne planinske rijeke i potoke. Ostale ribe (šaran, šaran, plotica) su nezahtjevne za sadržaj kisika i mogu živjeti na dnu dubokih vodenih tijela. Mnogi vodeni insekti, larve komaraca, plućni mekušci su takođe tolerantni na sadržaj kiseonika u vodi, jer se s vremena na vreme izdižu na površinu i gutaju svež vazduh.

U vodi ima dovoljno ugljičnog dioksida (40-50 cm 3/l - skoro 150 puta više nego u zraku. Koristi se u fotosintezi biljaka i ide na formiranje krečnjačkih skeletnih formacija životinja (školjke mekušaca, pokrivači rakova, skeleti radiolarijana itd.) .

Kiselost. U slatkovodnim rezervoarima kiselost vode, odnosno koncentracija vodikovih jona, varira mnogo više nego u morskim - od pH = 3,7-4,7 (kiselina) do pH = 7,8 (alkalna). Kiselost vode je u velikoj mjeri određena sastavom vrsta hidrobiontskih biljaka. U kiselim vodama močvara rastu mahovine sphagnum i obilno žive rizomi školjki, ali nema bezubih mekušaca (Unio), a drugi mekušci su rijetki. U alkalnom okruženju razvijaju se mnoge vrste ribnjaka i elodea. Većina slatkovodnih riba živi u pH rasponu od 5 do 9 i masovno umire izvan ovih vrijednosti. Najproduktivnije vode su pH 6,5-8,5.

Kiselost morske vode opada sa dubinom.

Kiselost može poslužiti kao indikator ukupne stope metabolizma u zajednici. Vode niskog pH sadrže malo nutrijenata, pa je produktivnost izuzetno niska.

hidrostatički pritisak u okeanu je od velike važnosti. Sa uranjanjem u vodu na 10 m, pritisak se povećava za 1 atmosferu. U najdubljem dijelu okeana tlak dostiže 1000 atmosfera. Mnoge životinje mogu tolerirati nagle fluktuacije tlaka, posebno ako nemaju slobodan zrak u svojim tijelima. U suprotnom može doći do razvoja plinske embolije. Visoki pritisci, karakteristični za velike dubine, po pravilu inhibiraju vitalne procese.

Prema količini organske materije koja je dostupna hidrobiontima, vodena tijela se mogu podijeliti na: - oligotrofni (plava i prozirna) - nije bogata hranom, duboka, hladna; - eutrofičan (zeleno) - bogato hranom, toplo; distrofičan (smeđa) - siromašna hranom, kisela zbog prodiranja velike količine huminskih kiselina u tlo.

eutrofikacija– obogaćivanje vodnih tijela organskim nutrijentima pod utjecajem antropogenog faktora (npr. ispuštanje otpadnih voda).

Ekološka plastičnost hidrobionta. Slatkovodne biljke i životinje su ekološki plastičnije (euritermalne, eurihalne) od morskih, stanovnici obalnih područja su plastičniji (euritermalni) od dubokomorskih. Postoje vrste koje imaju usku ekološku plastičnost u odnosu na jedan faktor (lotus je stenotermna vrsta, Artemia solina je stenogalna) i široku u odnosu na druge. Organizmi su plastičniji u odnosu na one faktore koji su promjenjiviji. I to su oni koji su šire rasprostranjeni (elodea, rizomi Cyphoderia ampulla). Plastičnost zavisi i od starosti i faze razvoja.

Zvuk putuje brže u vodi nego u vazduhu. Orijentacija na zvuk općenito je bolje razvijena kod hidrobionata nego vizualna. Brojne vrste čak hvataju vibracije vrlo niske frekvencije (infrazvuke) koje se javljaju kada se ritam valova promijeni. Brojni vodeni organizmi traže hranu i navigiraju koristeći eholokaciju - percepciju reflektiranih zvučnih valova (kitovi). Mnogi percipiraju reflektirane električne impulse, proizvodeći pražnjenja različitih frekvencija prilikom plivanja.

Najstariji način orijentacije, svojstven svim vodenim životinjama, je percepcija kemije okoliša. Hemoreceptori mnogih vodenih organizama su izuzetno osjetljivi.

Zemljište-vazdušno stanište

U toku evolucije, ovo okruženje je savladano kasnije od vode. Faktori životne sredine u kopneno-vazdušnoj sredini razlikuju se od ostalih staništa po visokom intenzitetu osvetljenja, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti vazduha, korelaciji svih faktora sa geografskim položajem, smeni godišnjih doba i doba dana. Životna sredina je plinovita, stoga je karakterizira niska vlažnost, gustina i pritisak, visok sadržaj kisika.

Karakteristično abiotički faktori okruženje svetlosti, temperature, vlage - pogledajte prethodno predavanje.

Gasni sastav atmosfere je takođe važan klimatski faktor. Prije otprilike 3-3,5 milijardi godina, atmosfera je sadržavala dušik, amonijak, vodonik, metan i vodenu paru, au njoj nije bilo slobodnog kisika. Sastav atmosfere u velikoj mjeri određivali su vulkanski plinovi.

Trenutno se atmosfera sastoji uglavnom od dušika, kisika i relativno manjih količina argona i ugljičnog dioksida. Svi ostali gasovi prisutni u atmosferi sadržani su samo u tragovima. Od posebnog značaja za biotu je relativni sadržaj kiseonika i ugljičnog dioksida.

Visok sadržaj kisika doprinio je povećanju metabolizma kopnenih organizama u odnosu na primarne vodene. Upravo u kopnenoj sredini, na osnovu visoke efikasnosti oksidativnih procesa u organizmu, nastala je životinjska homoiotermija. Kiseonik, zbog svog stalno visokog sadržaja u vazduhu, nije faktor koji ograničava život u kopnenoj sredini. Samo mjestimično, pod određenim uslovima, stvara se privremeni deficit, na primjer, u nakupinama raspadajućih biljnih ostataka, zaliha žita, brašna itd.

Sadržaj ugljičnog dioksida može varirati u određenim područjima površinskog sloja zraka u prilično značajnim granicama. Na primjer, u nedostatku vjetra u centru velikih gradova, njegova koncentracija se povećava deset puta. Dnevne promjene sadržaja ugljičnog dioksida u površinskim slojevima su redovite, povezane s ritmom fotosinteze biljaka, i sezonske, zbog promjena u intenzitetu disanja živih organizama, uglavnom mikroskopske populacije tla. Povećana zasićenost zraka ugljičnim dioksidom javlja se u zonama vulkanske aktivnosti, u blizini termalnih izvora i drugih podzemnih ispusta ovog plina. Nizak sadržaj ugljičnog dioksida inhibira proces fotosinteze. U zatvorenim uslovima, brzina fotosinteze se može povećati povećanjem koncentracije ugljičnog dioksida; ovo se koristi u praksi plastenika i plastenika.

Azot vazduha za većinu stanovnika kopnene sredine je inertan gas, ali brojni mikroorganizmi (kvržice, Azotobacter, klostridije, modrozelene alge itd.) imaju sposobnost da ga vežu i uključe u biološki ciklus.

Lokalne nečistoće koje ulaze u zrak također mogu značajno utjecati na žive organizme. Ovo posebno važi za otrovne gasovite supstance - metan, sumporov oksid (IV), ugljen monoksid (II), azot oksid (IV), sumporovodik, jedinjenja hlora, kao i čestice prašine, čađi i dr., koje zagađuju vazduh u industrijskim područjima. Glavni savremeni izvor hemijskog i fizičkog zagađenja atmosfere je antropogen: rad raznih industrijskih preduzeća i transporta, erozija zemljišta itd. Sumporov oksid (SO 2), na primer, otrovan je za biljke čak iu koncentracijama od jednog pedesetak hiljaditi do milioniti deo zapremine vazduha .. Neke biljne vrste su posebno osetljive na S0 2 i služe kao osetljivi indikator njegove akumulacije u vazduhu (npr. lišajevi.

Niska gustina vazduha određuje njegovu nisku silu dizanja i neznatnu nosivost. Stanovnici zraka moraju imati svoj sustav potpore koji podupire tijelo: biljke - razna mehanička tkiva, životinje - čvrst ili, mnogo rjeđe, hidrostatski skelet. Osim toga, svi stanovnici vazdušnog okruženja usko su povezani sa površinom zemlje, koja im služi za pričvršćivanje i oslonac. Život u suspendiranom stanju u zraku je nemoguć. Istina, mnogi mikroorganizmi i životinje, spore, sjemenke i polen biljaka redovno su prisutni u zraku i prenose se zračnim strujama (anemohorija), mnoge životinje su sposobne za aktivan let, ali kod svih ovih vrsta glavna je funkcija njihovog životnog ciklusa. - reprodukcija - vrši se na površini zemlje. Za većinu njih, boravak u zraku povezan je samo s preseljenjem ili potragom za plijenom.

Vjetar Ima ograničavajući učinak na aktivnost i ravnomjernu distribuciju organizama. Vjetar može čak promijeniti izgled biljaka, posebno u staništima kao što su alpske zone gdje su drugi faktori ograničavajući. U otvorenim planinskim staništima vjetar ograničava rast biljaka, uzrokujući da se biljke savijaju u smjeru vjetra. Osim toga, vjetar povećava evapotranspiraciju u uvjetima niske vlažnosti. Od velike važnosti su oluje, iako je njihovo djelovanje isključivo lokalno. Uragani, kao i obični vjetrovi, sposobni su da prenesu životinje i biljke na velike udaljenosti i na taj način mijenjaju sastav zajednica.

Pritisak, po svemu sudeći, nije ograničavajući faktor direktnog djelovanja, ali je u direktnoj vezi s vremenom i klimom, koji imaju direktno ograničavajuće djelovanje. Mala gustina vazduha uzrokuje relativno nizak pritisak na kopno. Normalno je jednak 760 mm Hg, čl. Kako se visina povećava, pritisak opada. Na nadmorskoj visini od 5800 m to je samo upola normalno. Nizak pritisak može ograničiti distribuciju vrsta u planinama. Za većinu kralježnjaka gornja granica života je oko 6000 m. Smanjenje tlaka povlači smanjenje opskrbe kisikom i dehidraciju životinja zbog povećanja brzine disanja. Približno iste su granice napredovanja do planina viših biljaka. Nešto otporniji su člankonošci (prolećari, grinje, pauci) koji se mogu naći na glečerima iznad granice vegetacije.

Općenito, svi kopneni organizmi su mnogo više stenobatski nego vodeni.

Karakteristika zemno-vazdušne sredine je da su organizmi koji ovde žive okruženi zrak- plinoviti medij karakteriziran niskom vlažnošću, gustinom, pritiskom i visokim sadržajem kisika.

Većina životinja kreće se na čvrstoj podlozi - tlu, a biljke se u njoj ukorjenjuju.

Stanovnici zemno-vazdušne sredine razvili su adaptacije:

1) organi koji obezbeđuju asimilaciju atmosferskog kiseonika (stomati kod biljaka, pluća i dušnici kod životinja);

2) snažan razvoj skeletnih formacija koje podupiru telo u vazduhu (mehanička tkiva kod biljaka, skelet kod životinja);

3) kompleksne adaptacije za zaštitu od štetnih faktora (periodičnost i ritam životnih ciklusa, termoregulacioni mehanizmi i dr.);

4) da je uspostavljena bliska veza sa zemljištem (korijeni kod biljaka i udovi kod životinja);

5) odlikuje se velikom pokretljivošću životinja u potrazi za hranom;

6) pojavile su se leteće životinje (insekti, ptice) i vjetrom nošene sjemenke, plodovi, polen.

Faktori životne sredine zemno-vazdušne sredine regulisani su makroklimom (ekoklimatom). Ekoklima (makroklima)- klima velikih područja, koju karakterišu određena svojstva površinskog sloja vazduha. Mikroklima– klima pojedinačnih staništa (deblo, životinjska jazbina i dr.).

41. Ekološki faktori zemno-vazdušne sredine.

1) Vazduh:

Odlikuje se konstantnim sastavom (21% kiseonika, 78% azota, 0,03% CO 2 i inertnih gasova). To je važan faktor životne sredine, jer bez atmosferskog kiseonika postojanje većine organizama je nemoguće, CO 2 se koristi za fotosintezu.

Kretanje organizama u zemljino-vazdušnom okruženju odvija se uglavnom horizontalno, samo se neki insekti, ptice i sisari kreću okomito.

Vazduh je od velike važnosti za život živih organizama vjetar- kretanje vazdušnih masa usled neravnomernog zagrevanja atmosfere od strane Sunca. Uticaj vjetra:

1) isušuje vazduh, uzrokuje smanjenje intenziteta metabolizma vode u biljkama i životinjama;

2) učestvuje u oprašivanju biljaka, prenosi polen;

3) smanjuje raznovrsnost letećih životinjskih vrsta (jaki vetar ometa let);

4) izaziva promene u strukturi pokrivača (formiraju se gusti pokrivači koji štite biljke i životinje od hipotermije i gubitka vlage);

5) učestvuje u širenju životinja i biljaka (nosi plodove, sjemenke, male životinje).

2) Atmosferske padavine:

Važan ekološki faktor, jer Vodni režim životne sredine zavisi od prisustva padavina:

1) padavine menjaju vlažnost vazduha i zemljišta;

2) obezbijedi raspoloživu vodu za ishranu biljaka i životinja u vodi.

a) kiša:

Najvažniji su vrijeme nastanka padavina, učestalost padavina i trajanje.

Primjer: obilje kiše tokom perioda hlađenja ne obezbjeđuje biljkama potrebnu vlagu.

Priroda kiše:

- oluja- nepovoljno, jer biljke nemaju vremena da upijaju vodu, formiraju se i potoci koji ispiru gornji plodni sloj tla, biljke i male životinje.

- kišica- povoljno, jer obezbjeđuju vlagu tla, ishranu biljaka i životinja.

- produženo- nepovoljno, jer izazvati poplave, poplave i poplave.

b) snijeg:

Blagotvorno deluje na organizam u zimskom periodu, jer:

a) stvara povoljan temperaturni režim tla, štiti organizme od hipotermije.

Primjer: pri temperaturi zraka od -15 0 C, temperatura tla ispod sloja snijega od 20 cm nije niža od +0,2 0 C.

b) stvara okruženje za život organizama zimi (glodari, ptice kokoške itd.)

fixturesživotinje na zimske uslove:

a) povećana je potporna površina nogu za hodanje po snijegu;

b) migracija i hibernacija (anabioza);

c) prelazak na ishranu određenim krmivom;

d) promjena pokrivača itd.

Negativno dejstvo snega:

a) obilje snijega dovodi do mehaničkih oštećenja biljaka, prigušivanja biljaka i njihovog vlaženja tokom otapanja snijega u proljeće.

b) formiranje kore i susnježice (otežava životinjama i biljkama izmjenu plinova pod snijegom, stvara poteškoće u nabavci hrane).

42. Vlažnost tla.

Glavni faktor za vodosnabdijevanje primarnih proizvođača je zeleno bilje.

Vrste vode u zemljištu:

1) gravitacione vode - zauzima široke razmake između čestica tla i pod uticajem gravitacije zalazi u dublje slojeve. Biljke ga lako apsorbuju kada se nalazi u zoni korenovog sistema. Rezerve u tlu se obnavljaju padavinama.

2) kapilarna voda – ispunjava najmanje prostore između čestica tla (kapilara). Ne pomiče se prema dolje, drži se silom prianjanja. Zbog isparavanja s površine tla, stvara uzlaznu struju vode. Biljke dobro apsorbuju.

1) i 2) voda dostupna biljkama.

3) Hemijski vezana voda – kristalizacione vode (gips, glina, itd.). nije dostupno biljkama.

4) Fizički vezana voda - takođe nedostupan biljkama.

a) film(labavo povezani) - redovi dipola, koji se sukcesivno obavijaju jedan drugog. Zadržavaju se na površini čestica tla silom od 1 do 10 atm.

b) higroskopna(jako vezan) - obavija čestice tla tankim filmom i drži ga sila od 10.000 do 20.000 atm.

Ako u tlu ima samo nedostupne vode, biljka vene i umire.

Za pijesak KZ = 0,9%, za glinu = 16,3%.

Ukupna količina vode - KZ = stepen snabdijevanja postrojenja vodom.

43. Geografska zonalnost zemno-vazdušne sredine.

Prizemno-vazdušno okruženje karakteriše vertikalna i horizontalna zonalnost. Svaku zonu karakterizira specifična ekoklima, sastav životinja i biljaka, te teritorija.

Klimatske zone → klimatske podzone → klimatske provincije.

Walterova klasifikacija:

1) ekvatorijalna zona - nalazi se između 10 0 sjeverne geografske širine i 10 0 južne geografske širine. Ima 2 kišna godišnja doba koje odgovaraju položaju Sunca u zenitu. Godišnje padavine i vlažnost su visoke, a mjesečne temperaturne fluktuacije su zanemarljive.

2) tropska zona - nalazi se sjeverno i južno od ekvatorijala, do 30 0 sjeverne i južne geografske širine. Tipični su ljetni kišni period i zimska suša. Padavine i vlaga opadaju s udaljenosti od ekvatora.

3) Suha subtropska zona - nalazi se do 35 0 geografske širine. Količina padavina i vlažnost su neznatne, godišnja i dnevna temperaturna kolebanja su veoma značajna. Mrazevi su rijetki.

4) tranzicijska zona - karakteriziraju zimske kišne sezone, vruća ljeta. Smrzavanja su češća. Mediteran, Kalifornija, južna i jugozapadna Australija, jugozapad Južna Amerika.

5) umjerena zona - karakteriziraju ciklonalne padavine, čija se količina smanjuje s udaljenosti od okeana. Godišnje temperaturne fluktuacije su oštre, ljeta su vruća, zime mrazne. Podijeljeno na podzone:

a) topla umjerena podzona- zimski period se praktički ne razlikuje, sva godišnja doba su manje-više vlažna. Južna Afrika.

b) tipična umjerena podzona- kratka hladna zima, prohladno ljeto. Centralna Evropa.

u) podzona sušnog umjereno kontinentalnog tipa- karakteriziraju ga oštri temperaturni kontrasti, mala količina padavina, niska vlažnost. Centralna Azija.

G) borealna ili hladna umjerena podzona Ljeto je prohladno i vlažno, zima traje pola godine. Sjeverna Sjeverna Amerika i Sjeverna Euroazija.

6) Arktička (antarktička) zona - karakterizira mala količina padavina u obliku snijega. Ljeto (polarni dan) je kratko i hladno. Ova zona prelazi u polarnu oblast, u kojoj je postojanje biljaka nemoguće.

Bjelorusija se odlikuje umjerenim kontinentalna klima sa dodatnom vlagom. Negativni aspekti bjeloruske klime:

Nestabilno vrijeme u proljeće i jesen;

Blaga proljeća sa produženim otapanjem;

kišno ljeto;

Kasni prolećni i rani jesenji mrazevi.

Uprkos tome, u Bjelorusiji raste oko 10.000 vrsta biljaka, živi 430 vrsta kralježnjaka i oko 20.000 vrsta beskičmenjaka.

Vertikalna zona od nizina i podnožja planina do vrhova planina. Slično horizontalnom sa određenim odstupanjima.

44. Tlo kao medij života. Opće karakteristike.

Pod „okolinom“ se podrazumeva sve što okružuje telo i na ovaj ili onaj način utiče na njega. Drugim riječima, životnu sredinu karakteriše određeni skup okolišnih faktora. srijeda- životna sredina - vodena sredina - tlo-vazdušna sredina - okoliš tla - organizam kao životna sredina - ključni pojmovi.

opšteprihvaćena definicija okruženja je definicija Nikolaja Pavloviča Naumova: " srijeda- sve što okružuje organizme direktno ili indirektno utiče na njihovo stanje, razvoj, opstanak i reprodukciju." Na Zemlji postoje četiri kvalitativno različite životne sredine koje imaju skup specifičnih faktora životne sredine: - zemljište-voda (zemljište); - voda; - tlo; - drugi organizmi.

zemlja-vazduhŽivotnu sredinu karakteriše velika raznolikost životnih uslova, ekoloških niša i organizama koji ih naseljavaju. Organizmi imaju primarnu ulogu u oblikovanju uslova prizemno-vazdušne životne sredine, a pre svega – gasnog sastava atmosfere. Gotovo sav kiseonik u Zemljinoj atmosferi je biogenog porijekla. Glavne karakteristike zemno-vazdušne sredine su

Velike promene faktora životne sredine,

Heterogenost životne sredine,

Djelovanje sila gravitacije

Niska gustina vazduha.

Kompleks fizičko-geografskih i klimatskih faktora vezanih za određenu prirodno područje, dovodi do prilagođavanja organizama na život u ovim uslovima, raznolikost životnih oblika. Visok sadržaj kiseonika u atmosferi (oko 21%) određuje mogućnost formiranja visokog (energetskog) nivoa metabolizma. Atmosferski vazduh karakteriše niska i promenljiva vlažnost. Ova okolnost je u velikoj mjeri ograničila mogućnosti savladavanja zemno-zračne sredine.

Atmosfera(od grčkog atmos - para i sphaira - lopta), gasoviti omotač zemlje. Tačna gornja granica Zemljine atmosfere ne može se odrediti. Atmosfera ima izraženu slojevitu strukturu. Glavni slojevi atmosfere:

1)Troposfera- visina 8 - 17 km. u njemu je koncentrisana sva vodena para i 4/5 mase atmosfere i razvijaju se sve vremenske pojave.

2)Stratosfera- sloj iznad troposfere do 40 km. Karakterizira ga gotovo potpuna nepromjenjivost temperature u visini. U gornjem dijelu stratosfere uočava se maksimalna koncentracija ozona, koji apsorbira veliku količinu ultraljubičastog zračenja sunca.

3) mezosfera- sloj između 40 i 80 km; u njegovoj donjoj polovini temperatura raste od +20 do +30 stepeni, u gornjoj polovini pada na skoro -100 stepeni.

4) Termosfera(jonosfera) - sloj između 80 - 1000 km, koji ima povećanu jonizaciju molekula gasa (pod uticajem kosmičkog zračenja koje slobodno prodire).

5) Egzosfera(sfera raspršivanja) - sloj iznad 800 - 1000 km, iz kojeg se molekuli plina raspršuju u svemir. Atmosfera prenosi 3/4 sunčevog zračenja, čime se povećava ukupna količina toplote koja se koristi za razvoj prirodni procesi Zemlja.

Vodena životna sredina. Hidrosfera (od hidro ... i sfera), isprekidana vodena školjka Zemlje, koja se nalazi između atmosfere i čvrste zemljine kore (litosfere). Predstavlja ukupnost okeana, mora, jezera, rijeka, močvara i podzemnih voda. Hidrosfera pokriva oko 71% Zemljine površine. Hemijski sastav hidrosfere približava se prosječnom sastavu morske vode.

Količina slatke vode je 2,5% ukupne vode na planeti; 85% - morska voda. Rezerve slatke vode su izuzetno neravnomjerno raspoređene: 72,2% - led; 22,4% - podzemne vode; 0,35% - atmosfera; 5,05% - održivi tok rijeka i voda jezera. Udio vode koji možemo iskoristiti čini samo 10-12% sve slatke vode na Zemlji.

Primarno okruženježivot je bio upravo vodena sredina. Prije svega, većina organizama nije sposobna za aktivan život bez ulaska vode u tijelo ili bez održavanja određenog sadržaja tekućine u tijelu. Glavna karakteristika vodene sredine je: dnevne i sezonske fluktuacije temperature. Ogroman ekološki značaj, imaju veliku gustinu i viskoznost vode. Specifična težina vode je srazmerna težini tela živih organizama. Gustina vode je oko 1000 puta veća od gustine vazduha. Stoga se vodeni organizmi (posebno oni koji se aktivno kreću) suočavaju sa većom silom hidrodinamičkog otpora. Velika gustina vode razlog je što se mehaničke vibracije (vibracije) dobro šire u vodenom okruženju. Ovo je veoma važno za čula, orijentaciju u prostoru i između vodenih stanovnika. Brzina zvuka u vodenoj sredini ima veću frekvenciju eholokacijskih signala. Veći nego u vazduhu, četiri puta. Dakle, postoji čitava grupa vodenih organizama (i biljaka i životinja) koji postoje bez obavezne veze sa dnom ili drugim supstratom, "plutajući" u vodenom stupcu.

Kopneno-vazdušnu sredinu karakterišu posebnosti ekoloških uslova koji su formirali specifične adaptacije kod kopnenih biljaka i životinja, što se ogleda u raznim morfološkim, anatomskim, fiziološkim, biohemijskim i bihevioralnim adaptacijama.

Mala gustina atmosferskog vazduha otežava održavanje oblika tela, jer su biljke i životinje formirale sistem podrške. U biljkama su to mehanička tkiva (ličko i drvena vlakna) koja pružaju otpornost na statička i dinamička opterećenja: vjetar, kišu, snježni pokrivač. Napregnuto stanje ćelijskog zida (turgor) uzrokovano akumulacijom tečnosti visokog osmotskog pritiska u ćelijskim vakuolama određuje elastičnost listova, stabljika trave i cvetova. Kod životinja tijelo je podržano hidroskeletom (kod okruglih crva), vanjskim skeletom (kod insekata) i unutrašnjim skeletom (kod sisara).

Mala gustoća medija olakšava kretanje životinja. Mnoge kopnene vrste su sposobne za let (aktivan ili klizeći) - ptice i insekti, tu su i predstavnici sisara, vodozemaca i gmizavaca. Let je povezan sa kretanjem i traženjem plena.Aktivan let je moguć zahvaljujući modifikovanim prednjim udovima, razvijenim prsnim mišićima. Kod klizećih životinja formiraju se kožni nabori između prednjih i stražnjih udova, koji se rastežu i igraju ulogu padobrana.

Velika pokretljivost zračnih masa stvorila je u biljkama najstariji način oprašivanja biljaka vjetrom (anemofilija), koji je karakterističan za mnoge biljke. srednje pruge i naseljavanje uz pomoć vjetra. Ova ekološka grupa organizama (aeroplankton) se prilagodila zbog velike relativne površine zbog padobrana, krila, izraslina, pa čak i paučine, ili zbog vrlo malih veličina.

Nizak atmosferski pritisak, koji je normalno 760 mm Hg (ili 101,325 Pa), mali padovi pritiska, formirali su osetljivost na jake padove pritiska kod skoro svih stanovnika kopna. Gornja granica života većine kralježnjaka je oko 6.000 m. atmosferski pritisak sa povećanjem nadmorske visine, smanjuje rastvorljivost kiseonika u krvi. To povećava učestalost disanja, a kao rezultat, ubrzano disanje dovodi do dehidracije. Ova jednostavna ovisnost nije tipična samo za rijetke vrste ptica i neke beskičmenjake.

Gasni sastav zemno-vazdušne sredine karakteriše visok sadržaj kiseonika (više od 20 puta veći nego u vodenoj sredini). Ovo omogućava životinjama da imaju veoma visok metabolizam. Stoga je samo na kopnu mogla nastati homoitermija (sposobnost održavanja stalne tjelesne temperature, uglavnom zbog unutrašnje energije).

Vrijednost temperature u životu organizama određena je utjecajem na brzinu biohemijskih reakcija. Porast temperature (do 60°C) okruženje uzrokuje denaturaciju proteina u organizmima. Snažan pad temperature dovodi do smanjenja brzine metabolizma i, kao kritičnog stanja, zamrzavanja vode u ćelijama (kristali leda u ćelijama narušavaju integritet unutarćelijskih struktura). U osnovi, na kopnu živi organizmi mogu postojati samo unutar 0 ° - +50 °, tk. ove temperature su kompatibilne sa tokom osnovnih životnih procesa. Međutim, svaka vrsta ima svoju gornju i donju smrtonosnu temperaturnu vrijednost, vrijednost temperaturne inhibicije i temperaturni optimum.

Organizmi čija životna aktivnost i aktivnost zavise od spoljašnje toplote (mikroorganizmi, gljive, biljke, beskičmenjaci, ciklostomi, ribe, vodozemci, gmizavci) nazivaju se poikilotermi. Među njima ima stenoterma (kriofili - prilagođeni malim razlikama niske temperature i termofili - prilagođeni malim razlikama u visokim temperaturama) i euritermi, koji mogu postojati unutar velike temperaturne amplitude. Adaptacije na izdržavanje niskih temperatura, koje omogućavaju dugotrajnu regulaciju metabolizma, odvijaju se u organizmima na dva načina: a) sposobnost biohemijskih i fizioloških preuređivanja - nakupljanje antifriza, koji snižavaju tačku smrzavanja tečnosti u ćelijama i tkivima. i stoga sprečavaju stvaranje leda; promjena skupa, koncentracije i aktivnosti enzima, promjena; b) otpornost na smrzavanje (otpornost na hladnoću) je privremeni prestanak aktivnog stanja (hipobioza ili kriptobioza) ili nakupljanje glicerola, sorbitola, manitola u ćelijama, koji sprečavaju kristalizaciju tečnosti.

Euritermi imaju dobro razvijenu sposobnost prelaska u latentno stanje sa značajnim temperaturnim odstupanjima od optimalne vrijednosti. Nakon hladnog ugnjetavanja, organizmi na određenoj temperaturi obnavljaju normalan metabolizam, a ova temperaturna vrijednost se naziva temperaturni prag razvoja, odnosno biološka nula razvoja.

Osnova sezonskih preraspodjela vrsta - euriterma, koje su rasprostranjene, je aklimatizacija (pomak temperaturnog optimuma), kada se neki geni inaktiviraju, a drugi uključuju, koji su odgovorni za zamjenu nekih enzima drugim. Ovaj fenomen se nalazi u različitim dijelovima domet.

U biljkama je metabolička toplota izuzetno zanemarljiva, pa je njihovo postojanje određeno temperaturom vazduha u staništu. Biljke se prilagođavaju da tolerišu prilično velike temperaturne fluktuacije. Glavna stvar u ovom slučaju je transpiracija, koja hladi površinu lišća kada se pregrije; smanjenje listova listova, pokretljivost listova, pubescencija, premaz voskom. Biljke se prilagođavaju hladnim uslovima uz pomoć oblika rasta (patuljasti rast, rast jastuka, rešetka), bojenja. Sve ovo se odnosi na fizičku termoregulaciju. Fiziološka termoregulacija je opadanje listova, odumiranje prizemnog dijela, prelazak slobodne vode u vezano stanje, nakupljanje antifriza itd.).

Poikilotermne životinje imaju mogućnost evaporativne termoregulacije povezane sa njihovim kretanjem u prostoru (vodozemci, gmizavci). Biraju najoptimalnije uslove, proizvode mnogo unutrašnje (endogene) toplote u procesu mišićne kontrakcije ili drhtanja mišića (zagrevaju mišiće tokom kretanja). Životinje imaju adaptacije u ponašanju (držanje, skloništa, jame, gnijezda).

Homeotermne životinje (ptice i sisari) imaju stalnu tjelesnu temperaturu i malo zavise od temperature okoline. Karakteriziraju ih adaptacije zasnovane na naglom porastu oksidativnih procesa kao rezultat usavršavanja nervnog, cirkulatornog, respiratornog i drugih organskih sistema. Imaju biokemijsku termoregulaciju (kada temperatura zraka padne povećava se metabolizam lipida; pojačavaju se oksidativni procesi, posebno u skeletnim mišićima; postoji specijalizirano smeđe masno tkivo u kojem sva oslobođena hemijska energija ide na stvaranje ATP-a, te za zagrijavanje tijela ; količina konzumirane hrane se povećava). Ali takva termoregulacija ima klimatska ograničenja (nepovoljna zimi, u polarnim uvjetima, ljeti u tropskim i ekvatorijalnim zonama).

Fizička termoregulacija je ekološki korisna (refleksno sužavanje i širenje krvnih sudova kože, termoizolacioni efekat krzna i perja, protivstrujna razmena toplote), jer vrši se zbog očuvanja toplote u telu (Chernova, Bylova, 2004).

Termoregulaciju ponašanja homoiterma karakteriše raznolikost: promjena držanja, traženje skloništa, izgradnja složenih jazbina, gnijezda, migracije, grupno ponašanje itd.

Svetlost je najvažniji faktor životne sredine za organizme. Procesi koji se dešavaju pod dejstvom svetlosti su fotosinteza (koristi se 1-5% upadne svetlosti), transpiracija (75% upadne svetlosti se koristi za isparavanje vode), sinhronizacija vitalne aktivnosti, pokreta, vida, sinteza vitamina .

Morfologija biljaka i struktura biljnih zajednica organizovani su za što efikasniju apsorpciju sunčeve energije. Površina biljaka na Zemlji koja prima svjetlost je 4 puta veća od površine planete (Akimova i Khaskin, 2000). Za žive organizme talasna dužina je važna, jer. zraci različite dužine imaju različit biološki značaj: infracrveno zračenje (780 - 400 nm) djeluje na termalne centre nervni sistem Regulacijom oksidativnih procesa, motoričkih reakcija i sl., ultraljubičasti zraci (60 - 390 nm) djelujući na pokrivna tkiva, doprinose proizvodnji različitih vitamina, stimulišu rast i reprodukciju stanica.

Vidljiva svjetlost je od posebnog značaja, jer važno za biljke kvalitativni sastav Sveta. U spektru zraka emituju fotosintetičko aktivno zračenje (PAR). Talasna dužina ovog spektra je u granicama 380 - 710 (370 - 720 nm).

Sezonska dinamika osvjetljenja povezana je sa astronomskim obrascima, sezonskim klimatskim ritmom datog područja i različito se izražava na različitim geografskim širinama. Za niže slojeve, fenološko stanje vegetacije je također superponirano na ove pravilnosti. Od velike važnosti je dnevni ritam promjene osvjetljenja. Tok zračenja je poremećen promjenama u stanju atmosfere, oblacima itd. (Goryshina, 1979).

Biljka je neprozirno tijelo koje djelomično reflektira svjetlost, upija i prenosi. U ćelijama i tkivima listova postoje različite formacije koje obezbeđuju apsorpciju i prenos svetlosti.Za povećanje produktivnosti biljaka povećavaju ukupnu površinu i broj fotosintetskih elemenata, što se postiže višespratnim rasporedom listova. na biljci; slojeviti raspored biljaka u zajednici.

U odnosu na jačinu osvjetljenja razlikuju se tri grupe: svjetloljubivi, senoljubivi, senotolerantni, koji se razlikuju po anatomskim i morfološkim adaptacijama (kod svjetloljubivih biljaka listovi su manji, pokretni, pubescentni, imaju voštani premaz, debela kutikula, kristalne isključke itd. kod biljaka koje vole sjenu, listovi su veliki, hloroplasti su veliki i brojni); fiziološke adaptacije ( različita značenja kompenzacija svetlosti).

Reakcija na dužinu dana (trajanje svjetlosti) naziva se fotoperiodizam. U biljkama su važni procesi kao što su cvjetanje, formiranje sjemena, rast, prijelaz u stanje mirovanja, opadanje listova povezani sa sezonskim promjenama dužine dana i temperature. Za cvjetanje nekih biljaka potreban je dan duži od 14 sati, za druge je dovoljno 7 sati, a neke cvjetaju bez obzira na dužinu dana.

Za životinje je svjetlo informativno. Prije svega, prema dnevnoj aktivnosti životinje se dijele na dnevne, sumračne i noćne. Organi koji pomažu u navigaciji u svemiru su oči. Različiti organizmi imaju različit stereoskopski vid - kod ljudi ukupni vid je 180° - stereoskopski-140°, kod zeca - ukupan 360°, stereoskopski 20°. Binokularni vid je uglavnom karakterističan za grabežljive životinje (mačke i ptice). Osim toga, fototaksija (kretanje prema svjetlosti) određena je reakcijom na svjetlost,

reprodukcija, navigacija (orijentacija prema položaju Sunca), bioluminiscencija. Svetlost je signal za privlačenje osoba suprotnog pola.

Najvažniji faktor životne sredine u životu kopnenih organizama je voda. Neophodno je održavati strukturni integritet ćelija, tkiva, čitavog organizma, jer. glavni je dio protoplazme stanica, tkiva, biljnih i životinjskih sokova. Zahvaljujući vodi se odvijaju biohemijske reakcije, snabdevanje hranljivim materijama, izmena gasova, izlučivanje itd. Sadržaj vode u organizmu biljaka i životinja je prilično visok (83-86% u lišću trave, 79-82% u drvetu). listovi, 40-55% u stablima drveća, u tijelima insekata - 46-92%, vodozemaca - do 93%, sisara - 62-83%).

Postojanje u okruženju kopno-vazduh predstavlja važan problem za organizme u održavanju vode u tijelu. Stoga su oblik i funkcija kopnenih biljaka i životinja prilagođeni zaštiti od isušivanja. U životu biljaka važan je unos vode, njena provodljivost i transpiracija, ravnoteža vode (Walter, 1031, 1937, Schafer, 1956). Promjene u ravnoteži vode najbolje se odražavaju snagom sisanja korijena.

Biljka može apsorbirati vodu iz tla sve dok se usisna snaga korijena može nadmetati sa snagom usisavanja tla. Vrlo razgranati korijenski sistem pruža veliku površinu kontakta između upijajućeg dijela korijena i zemljišnih otopina. Ukupna dužina korijena može doseći 60 km. Snaga sisanja korijena varira ovisno o vremenskim prilikama, o svojstvima okoliša. Što je veća usisna površina korijena, to se više vode apsorbira.

Prema regulaciji ravnoteže vode, biljke se dijele na poikihidrične (alge, mahovine, paprati, neke cvjetnice) i homohidrične (većina viših biljaka).

Towards vodni režim razlikuju ekološke grupe biljaka.

1. Higrofiti su kopnene biljke koje žive u vlažnim staništima s visokom vlažnošću zraka i vodosnabdijevanjem tla. Karakteristični znakovi higrofita su debeli, blago razgranati korijeni, šupljine ispunjene zrakom u tkivima i otvoreni stomati.

2. Mezofiti - biljke umjereno vlažnih staništa. Njihova sposobnost da tolerišu tlo i atmosfersku sušu je ograničena. Mogu se naći u sušnim staništima - brzo se razvijaju u kratkom periodu. Odlikuje se dobro razvijenim korenovim sistemom sa brojnim korenovim dlačicama, regulacijom intenziteta transpiracije.

3. Kserofiti - biljke suhih staništa. Ovo su biljke otporne na sušu, suhorodne biljke. Stepski kserofiti mogu izgubiti do 25% vode bez oštećenja, pustinjski kserofiti - do 50% vode koju sadrže (za poređenje, šumski mezofiti venu kada se izgubi 1% vode sadržane u lišću). Prema prirodi anatomskih, morfoloških i fizioloških adaptacija koje osiguravaju aktivan život ovih biljaka s nedostatkom vlage, kserofiti se dijele na sukulente (imaju mesnate i sočne listove i stabljike, sposobni su akumulirati velike količine vode u tkiva, razvijaju malu usisnu silu i upijaju vlagu iz atmosferskih padavina) i sklerofiti (biljke suhog izgleda koje intenzivno isparavaju vlagu imaju uske i male listove, koji se ponekad uvijaju u cijev, sposobne su izdržati jaku dehidraciju, moć usisavanja korijeni mogu biti do nekoliko desetina atmosfera).

U različitim grupama životinja, u procesu prilagođavanja uslovima kopnenog postojanja, glavna stvar je bila prevencija gubitka vode. Životinje dobijaju vodu Različiti putevi- pijenjem, uz sočnu hranu, kao rezultat metabolizma (zbog oksidacije i razgradnje masti, proteina i ugljikohidrata). Neke životinje mogu apsorbirati vodu preko vlažnog supstrata ili zraka. Gubici vode nastaju kao rezultat isparavanja iz integumenta, isparavanja sa sluzokože respiratornog trakta, izlučivanja mokraće i nesvarenih ostataka hrane. Životinje koje dobijaju vodu putem pića zavise od lokacije vodenih tijela (veliki sisari, mnoge ptice).

Važan faktor za životinje je vlažnost vazduha, jer. ovaj indikator određuje količinu isparavanja sa površine tijela. Zbog toga je struktura integumenta tijela važna za ravnotežu vode životinjskog organizma. Kod insekata smanjenje isparavanja vode s površine tijela osiguravaju gotovo neprobojna kutikula i specijalizirani organi za izlučivanje (Malpigove cijevi), koji luče gotovo nerastvorljiv metabolički produkt, i spiracles, koji smanjuju gubitak vode kroz sistem izmjene plina - kroz dušnik i traheole.

Kod vodozemaca, najveći dio vode ulazi u tijelo kroz propusnu kožu. Propustljivost kože regulirana je hormonom koji luči stražnja hipofiza. Vodozemci izlučuju velike količine razrijeđenog urina koji je hipotoničan za tjelesne tekućine. U sušnim uvjetima, vodozemci mogu smanjiti gubitak vode u urinu. Osim toga, ove životinje mogu akumulirati vodu u sebi bešike i potkožnih limfnih prostora.

Gmizavci imaju mnoge adaptacije različitih nivoa – morfološke (keratinizirana koža sprječava gubitak vode), fiziološke (pluća se nalaze unutar tijela, što smanjuje gubitak vode), biohemijske (u tkivima se stvara mokraćna kiselina koja se izlučuje bez većeg gubitka vlage, tkiva mogu tolerisati povećanje koncentracije soli za 50%).

Kod ptica je brzina isparavanja niska (koža je relativno nepropusna za vodu, nema žlijezda znojnica i perja). Ptice gube vodu (do 35% tjelesne težine dnevno) prilikom disanja zbog velike ventilacije u plućima i visoke tjelesne temperature. Ptice imaju proces ponovnog upijanja vode iz dijela vode u urinu i fecesu. Neki morske ptice(pingvini, sise, kormorani, albatrosi), koji jedu ribu i piju morsku vodu, imaju slane žlijezde smještene u očnim dupljama, uz pomoć kojih se višak soli izlučuje iz organizma.

Kod sisara su organi izlučivanja i osmoregulacije upareni, složeno uređeni bubrezi, koji se snabdijevaju krvlju i regulišu sastav krvi. Ovo osigurava konstantan sastav intracelularne i intersticijske tekućine. Relativno stabilan osmotski pritisak krvi održava se zahvaljujući ravnoteži između unosa vode sa pićem i gubitka vode sa izdahnutim vazduhom, znojem, koji se izlučuje izmetom i urinom. Za finu regulaciju osmotskog pritiska odgovoran je antidiuretski hormon (ADH), koji se luči iz stražnje hipofize.

Među životinjama se razlikuju grupe: higrofili, kod kojih su mehanizmi za regulaciju metabolizma vode slabo razvijeni ili ih uopće nema (to su životinje koje vole vlagu kojima je potrebna visoka vlažnost - repovi, drvene uši, komarci, drugi člankonošci, kopneni mekušci i vodozemci ); kserofili, koji imaju dobro razvijene mehanizme za regulaciju metabolizma vode i prilagođavanje na zadržavanje vode u tijelu, žive u sušnim uvjetima; mezofili koji žive u uslovima umerene vlažnosti.

Reljef je posredno djelujući ekološki faktor u prizemno-vazdušnoj sredini. Svi oblici reljefa utiču na distribuciju biljaka i životinja kroz promene hidrotermalnog režima ili vlažnosti tla.

U planinama na različitim visinama iznad nivoa mora klimatski uslovi se mijenjaju, što rezultira visinskom zonalnošću. Geografska izolacija u planinama doprinosi stvaranju endema, očuvanju reliktnih vrsta biljaka i životinja. Poplavne ravnice rijeka doprinose kretanju prema sjeveru južnijih grupa biljaka i životinja. Od velike važnosti je izloženost padina, što stvara uslove za širenje zajednica koje vole toplotu na severu duž južnih padina, i zajednica koje vole hladnoću na jugu duž severnih padina („pravilo napredovanja“, V.V. Alyokhina ).

Tlo postoji samo u prizemno-vazdušnom okruženju i nastaje kao rezultat interakcije starosti teritorije, matične stijene, klime, topografije, biljaka i životinja i ljudskih aktivnosti. Od ekološkog značaja je mehanički sastav (veličina mineralnih čestica), hemijski sastav (pH vodenog rastvora), zaslanjenost zemljišta, bogatstvo zemljišta. Karakteristike tla djeluju i na žive organizme kao indirektni faktori, mijenjajući termo-hidrološki režim, što dovodi do toga da se biljke (prije svega) prilagođavaju dinamici ovih uslova i utiču na prostornu diferencijaciju organizama.