4.1. Vodeno stanište. Specifičnosti adaptacije vodenih organizama

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

4.1.1. Ekološke zone Svjetskog okeana

U okeanu i njegovim morima postoje prvenstveno dva ekološka područja: vodeni stub - pelagic a dno - benthal (Sl. 38). Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoral zona - područje postepenog opadanja zemljišta do dubine od približno 200 m, batyal– područje strme padine i ponorska zona– područje okeanskog dna sa prosječnom dubinom od 3-6 km. Čak i dublje bentoske regije, koje odgovaraju depresijama okeanskog dna, nazivaju se ultraabyssal. Ivica obale koja je poplavljena za vrijeme plime naziva se primorje Iznad nivoa plime, dio obale navlažen prskanjem valova naziva se supralitoral.

Rice. 38. Ekološke zone Svjetskog okeana

Prirodno, na primjer, stanovnici sublitoralne zone žive u uvjetima relativno niskog tlaka, dnevne sunčeve svjetlosti, a često i prilično značajne promjene temperaturni uslovi. Stanovnici ponorskih i ultraabisalnih dubina postoje u mraku, na konstantnoj temperaturi i monstruoznom pritisku od nekoliko stotina, a ponekad i oko hiljadu atmosfera. Dakle, već samo naznaka bentoske zone u kojoj živi određena vrsta organizma ukazuje na to kakva bi opća ekološka svojstva ona trebala imati. Imenovana je cjelokupna populacija okeanskog dna bentos.

Organizmi koji žive u vodenom stupcu, ili pelagičkoj zoni, klasifikovani su kao Pelagos. Pelagična zona je također podijeljena na vertikalne zone koje po dubini odgovaraju bentoskim zonama: epipelagični, batipelagični, abesopelagični. 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. U sumraku batijalnim i mračnim ponornim dubinama žive samo mikroorganizmi i životinje. Različite ekološke zone izdvajaju se i u svim drugim vrstama akumulacija: jezera, močvare, bare, rijeke itd. Raznovrsnost vodenih organizama 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/cm 3 na 4 °C. Gustina prirodnih voda koje sadrže otopljene soli može biti veća, do 1,35 g/cm 3 . Pritisak raste sa dubinom u prosjeku za 1 × 10 5 Pa (1 atm) na svakih 10 m.

Zbog oštrog gradijenta pritiska u vodenim tijelima, vodeni organizmi su općenito mnogo euribatniji u odnosu na kopnene organizme. Neke vrste, raspoređene na različitim dubinama, tolerišu pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Na primjer, holoturije iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus žive od obalnog područja do ultra-abisalne zone. Čak i slatkovodni stanovnici, kao što su cilijati papuča, suvoike, plivačice itd., mogu u eksperimentima izdržati do 6 × 10 7 Pa (600 atm).

Međutim, mnogi stanovnici mora i okeana su relativno stenobatski i ograničeni na određene dubine. Stenobacija je najčešće karakteristična za plitke i dubokomorske vrste. Samo litoralnu zonu naseljavaju anelidi Arenicola i mekušci patela (Patella). Mnoge ribe, na primjer iz grupe pecaroša, glavonožaca, rakova, pogonofora, morske zvijezde itd. nalaze se samo na velike dubine ah pri pritisku od najmanje 4 10 7 – 5 10 7 Pa (400–500 atm).

Gustoća vode pruža mogućnost oslanjanja na nju, što je posebno važno za neskeletne oblike. Gustoća okoliša služi kao uvjet za plutanje u vodi, a mnogi vodeni organizmi su prilagođeni upravo ovom načinu života. Suspendirani organizmi koji plutaju u vodi spojeni su u posebnu ekološku grupu vodenih organizama - plankton (“planktos” – uzdizanje).

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

A – u obliku štapa:

1 – dijatomeja Synedra;

2 – cijanobakterija Aphanizomenon;

3 – peridinska alga Amphisolenia;

4 – Euglena acus;

5 – glavonožac Doratopsis vermicularis;

6 – copepod Setella;

7 – Porcellana larva (Decapoda)

B – raščlanjeni oblici:

1 – mekušac Glaucus atlanticus;

2 – crv Tomopetris euchaeta;

3 – larva rakova Palinurus;

4 – larve ribe grdobine Lophius;

5 – copepod Calocalanus pavo

Plankton uključuje jednoćelijske i kolonijalne alge, protozoe, meduze, sifonofore, ctenofore, pteropode i mekušce kobilice, 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 izbočina ili čekinja, što povećava trenje sa vodom; 2) smanjenje gustine usled smanjenja skeleta, nagomilavanja masti, mehurića gasa i sl. u organizmu.. Kod dijatomeja rezervne materije se talože ne u obliku teškog skroba, već u obliku masnih kapi. . Noćno svjetlo Noctiluca odlikuje se takvim obiljem plinskih vakuola i masnih kapljica u ćeliji da citoplazma u njoj ima izgled niti koje se spajaju samo oko jezgra. Vazdušne komore imaju i sifonofori, brojne meduze, planktonski gastropodi itd.

Morske alge (fitoplankton) Plutaju u vodi pasivno, ali većina planktonskih životinja je sposobna za aktivno plivanje, ali u ograničenoj mjeri. Planktonski organizmi ne mogu savladati struje i njima se prenose na velike udaljenosti. Mnogo tipova 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 ujedinjene su u ekološku grupu nekton (“nektos” – plutajući). Predstavnici nektona su ribe, lignje i delfini. Brzo kretanje u vodenom stupcu moguće je samo ako imate aerodinamičan oblik tijela i visoko razvijene mišiće. Oblik torpeda razvijen je kod svih dobrih plivača, bez obzira na njihovu sistematsku pripadnost i način kretanja u vodi: reaktivan, zbog savijanja tijela, uz pomoć udova.

Režim kiseonika. 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 disanja vodenih organizama značajno komplikovani. Kiseonik ulazi u vodu uglavnom fotosintetskom aktivnošću algi i difuzijom iz zraka. Stoga su gornji slojevi vodenog stupca po pravilu bogatiji ovim plinom od donjih. Kako temperatura i salinitet vode rastu, koncentracija kisika u njoj opada. 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. Uslovi u blizini dna rezervoara 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, slatkovodnu oligohetu Tubifex tubifex i gastropod Viviparus viviparus. Među ribama, šaran, linjak i karas mogu izdržati vrlo nisku zasićenost vode kisikom. Međutim, nekoliko vrsta stenoxybiont – mogu postojati samo uz dovoljno visoku zasićenost vode kiseonikom (dužičasta pastrmka, potočna pastrmka, gavčica, trepavica Planaria alpina, larve majmuna, kamena muha i dr.). Mnoge vrste su sposobne pasti u neaktivno stanje kada postoji nedostatak kiseonika - anoksibioza - i samim tim doživite nepovoljan period.

Disanje vodenih organizama odvija se ili preko površine tijela ili kroz specijalizirane organe - škrge, pluća, dušnik. U ovom slučaju, integument može poslužiti kao dodatni respiratorni organ. Na primjer, riba vijuna troši u prosjeku 63% kisika kroz kožu. Ako se razmjena plinova odvija kroz integumente tijela, oni su vrlo tanki. Disanje se također olakšava povećanjem površine. To se postiže tokom evolucije vrsta formiranjem raznih izraslina, spljoštenja, izduženja, opšte smanjenje veličine tijela. Neke vrste, kada postoji nedostatak kisika, aktivno mijenjaju veličinu respiratorne površine. Tubifex tubifex crvi uvelike izdužuju svoje tijelo; hidra i morska anemona - pipci; bodljikaši - ambulakralne noge. Mnoge sjedeće i sjedilačke životinje obnavljaju vodu oko sebe, bilo stvaranjem usmjerene struje ili oscilirajućim pokretima, pospješujući njeno miješanje. Školjke u tu svrhu koriste cilije koje oblažu zidove šupljine plašta; rakovi - rad trbušnih ili torakalnih nogu. Pijavice, larve komaraca (krvavice) i mnoge oligohete njišu svojim tijelima, vire iz zemlje.

Kod nekih vrsta dolazi do kombinacije disanja vode i zraka. Tu spadaju plućnjaci, sifonofori diskofanti, mnogi plućni mekušci, rakovi Gammarus lacustris, itd. Sekundarne vodene životinje obično zadržavaju atmosferski tip disanja jer je energetski povoljniji i stoga zahtijevaju kontakt sa zrakom, na primjer, peronošci, kitovi, vodena repa , larve komaraca itd.

Nedostatak kiseonika u vodi ponekad dovodi do katastrofalnih pojava - Umirem, praćeno smrću mnogih vodenih organizama. Zima se smrzavačesto uzrokovano stvaranjem leda na površini vodenih tijela i prestankom kontakta sa zrakom; ljeto– povećanje temperature vode i rezultirajuće smanjenje rastvorljivosti kiseonika.

Česta smrt riba i mnogih beskičmenjaka zimi je karakteristična, na primjer, za donji dio sliva rijeke Ob, čije su vode, koje teku iz močvarnih područja Zapadnosibirske nizije, izuzetno siromašne otopljenim kisikom. Ponekad se smrt dogodi u morima.

Osim nedostatka kisika, smrt može biti uzrokovana povećanjem koncentracije toksičnih plinova u vodi - metana, sumporovodika, CO 2 itd., nastalih kao posljedica razgradnje organskih materijala na dnu rezervoara. .

Režim soli. Održavanje ravnoteže vode u vodenim organizmima ima svoje specifičnosti. Ako je za kopnene životinje i biljke najvažnije osigurati tijelo vodom u uvjetima njenog manjka, onda za hidrobionte nije manje važno održavati određenu količinu vode u tijelu kada je u okolini ima viška. . Prekomjerna količina vode u stanicama dovodi do promjena osmotskog tlaka i poremećaja najvažnijih vitalnih funkcija.

Većina vodenih životinja poikilosmotski: 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, a morski oblici ne mogu tolerisati desalinizaciju. Ako je salinitet vode podložan promjenama, životinje se kreću u potrazi za povoljnim okruženjem. Na primjer, kada se površinski slojevi mora desaliniraju 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 tlak 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 od prekomjernog zalijevanja ako se ne spriječi protok vode ili 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 cilijate luče količinu vode jednaku zapremini njihovog tijela svakih 2-2,5 minuta. Ćelija troši mnogo energije da “ispumpa” višak vode. Sa povećanjem slanosti, rad vakuola se usporava. Tako u paramecij papučama, pri slanosti vode od 2,5%o, vakuola pulsira u intervalima 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 vodenih organizama, oni su u opasnosti od dehidracije kao rezultat osmotskih gubitaka. Zaštita od dehidracije postiže se povećanjem koncentracije soli iu organizmu vodenih organizama. Dehidraciju sprječava vodonepropusni integument 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 iu priobalju: rotifere, bičeve, trepavice, neke rakovi, crnomorski polihet Nereis divesicolor itd. Sol suspendirana animacija– sredstvo za preživljavanje nepovoljnih perioda u uslovima promenljivog saliniteta vode.

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

Temperatura rezervoari su stabilniji nego na kopnu. To je zbog fizičkih svojstava vode, prije svega njenog visokog specifičnog toplinskog kapaciteta, zbog čega primanje ili oslobađanje značajne količine topline ne uzrokuje previše nagle 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 vodama - 30-35 °C. Duboke slojeve vode karakteriše konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječne godišnje temperature površinski slojevi +(26–27) °S, u polarnim slojevima – oko 0 °C i niže. U toplim kopnenim izvorima temperatura vode može se približiti +100 °C, a u podvodnim gejzirima, pri visokom pritisku na dnu okeana, zabilježene su temperature od +380 °C.

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

Zbog stabilnijeg temperaturnog režima vode, stenotermija je u mnogo većoj mjeri uobičajena među vodenim organizmima nego među kopnenom populacijom. Euritermne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim rezervoarima iu priobalju mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske temperaturne fluktuacije značajne.

Lagani način rada. U vodi ima mnogo manje svjetlosti nego u zraku. Neki zraci koji upadaju na površinu rezervoara reflektuju se u vazduh. Što je Sunce niže, to je jača refleksija, pa je dan pod vodom kraći nego na kopnu. Na primjer, ljetni dan u blizini ostrva Madeira na dubini od 30 m - 5 sati, a na dubini od 40 m samo 15 minuta. Brzo smanjenje količine svjetlosti s dubinom povezano je s njenom apsorpcijom vodom. Zraci različitih talasnih dužina apsorbuju se različito: crvene nestaju blizu površine, dok plavo-zelene prodiru mnogo dublje. Sumrak u okeanu, koji se produbljuje s dubinom, prvo je zelen, zatim plavi, indigo i plavoljubičast, da bi konačno ustupio mjesto stalnoj tami. U skladu s tim, zelene, smeđe i crvene alge, specijalizirane za hvatanje svjetlosti različitih valnih dužina, zamjenjuju jedna drugu dubinom.

Boja životinja se mijenja sa dubinom jednako prirodno. Najsjajnije i najraznovrsnije su obojeni stanovnici primorskih i sublitoralnih zona. Mnogi duboki organizmi, poput pećinskih organizama, nemaju pigmente. U zoni sumraka rasprostranjena je crvena boja koja je komplementarna plavo-ljubičastom svjetlu na ovim dubinama. Zrake dodatne boje 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 karakteristična za životinje iz 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 različitim sposobnostima prelamanja zraka. Jedna polovina oka vidi u vazduhu, druga u vodi. Takva “četvorooka” je karakteristična za kovitlače bube, američku ribu Anableps tetraphthalmus i jednu od tropskih vrsta blena Dialommus fuscus. Za vrijeme oseke, ova riba sjedi u udubljenjima, izlažući dio glave od vode (vidi sliku 26).

Apsorpcija svjetlosti je jača što je prozirnost vode manja, 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). Najbistrije vode su u Sargaškom moru: disk je vidljiv na dubini od 66,5 m. U Tihom okeanu, Secchi disk je vidljiv do 59 m, u Indijskom okeanu - do 50, u plitkim morima - 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, svega nekoliko centimetara. Granica fotosintetske zone stoga se uvelike razlikuje u različitim vodenim tijelima. U najčistijim vodama eufotičan zona, ili zona fotosinteze, proteže se do dubina ne većih od 200 m, krepuskularno ili disfotični, zona zauzima dubine do 1000-1500 m, a dublje, u afoticno zona, sunčeva svjetlost uopće ne prodire.

Količina svjetlosti u gornjim slojevima rezervoara uvelike varira u zavisnosti od geografske širine područja i doba godine. Duge polarne noći ozbiljno ograničavaju vrijeme dostupno za fotosintezu u arktičkim i antarktičkim bazenima, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti da dopre do svih zamrznutih 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.

Sjaj možda ne igra 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 koje imaju dovoljno razvijen nervni sistem i vidne organe. Kod mnogih vrsta luminiscentni organi dobijaju veoma složenu strukturu sa sistemom reflektora i sočiva koja pojačavaju zračenje (slika 40). Brojne ribe i glavonošci, koji nisu u stanju generirati svjetlost, koriste simbiotske bakterije koje se razmnožavaju u posebnim organima ovih životinja.

Rice. 40. Luminescencijski organi vodenih životinja (prema S. A. Zernov, 1949):

1 – dubokomorski udičar sa baterijskom lampom preko zubatih usta;

2 – distribucija svetlećih organa u ribama porodice. Mystophidae;

3 – svjetleći organ ribe Argyropelecus affinis:

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

Bioluminiscencija ima uglavnom signalnu vrijednost u životu životinja. Svetlosni signali mogu poslužiti za orijentaciju u jatu, privlačenje jedinki suprotnog pola, namamljivanje žrtava, za kamufliranje ili odvraćanje pažnje. Bljesak svjetlosti može djelovati kao odbrana od predatora tako što ga zaslijepi ili dezorijentira. 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 - u periodu sazrijevanja reproduktivnih proizvoda razvijaju se svijetleći organi, a ženke blistaju jače, a oči su bolje razvijene kod mužjaka. Kod mesoždera dubokomorske ribe iz reda udičare, prvi zrak leđne peraje se pomiče u gornju čeljust i pretvara u fleksibilnu „šipku” koja na kraju nosi „mamac” nalik na crvu - žlijezdu ispunjenu sluzi sa svjetlećim bakterijama. Regulirajući dotok krvi u žlijezdu, a samim tim i opskrbu bakterije kisikom, riba može dobrovoljno izazvati sjaj "mamca", oponašajući pokrete crva i mameći plijen.

U kopnenom okruženju, bioluminiscencija je razvijena samo kod nekoliko vrsta, najjače kod buba iz porodice krijesnica, koji koriste svjetlosnu signalizaciju da privuku jedinke suprotnog spola u sumrak ili noću.

4.1.3. Neke specifične adaptacije vodenih organizama

Načini orijentacije životinja vodena sredina. Život u stalnom sumraku ili tami uvelike ograničava vaše mogućnosti vizuelna orijentacija hidrobiontima. Zbog brzog slabljenja svjetlosnih zraka u vodi, čak i oni s dobro razvijenim vidnim organima mogu ih koristiti samo za navigaciju na blizinu.

Zvuk putuje brže u vodi nego u vazduhu. Fokusirajte se na zvuk Kod hidrobionta je općenito bolje razvijen od vizualnog. Brojne vrste detektuju čak i vrlo niske frekvencije vibracija (infrazvuci), nastaje kada se ritam valova promijeni, i spušta se iz površinskih slojeva u dublje prije oluje (na primjer, meduze). Mnogi stanovnici vodenih tijela - sisari, ribe, mekušci, rakovi - sami proizvode zvukove. Rakovi to rade trljajući različite dijelove tijela jedan o drugi; ribe - pomoću plivajućeg mjehura, ždrijelnih zuba, čeljusti, prsnih peraja i drugim sredstvima. Zvučna signalizacija najčešće služi za intraspecifične odnose, na primjer, za orijentaciju u školi, privlačenje osoba suprotnog spola i sl., a posebno je razvijena među stanovnicima mutnih voda i velikih dubina, koji žive u mraku.

Određeni broj hidrobionta pronalazi hranu i koristi se za navigaciju eholokacija– percepcija reflektovanih zvučnih talasa (kitovi). Mnogi percipiraju reflektovane električne impulse, proizvode pražnjenja različite frekvencije tokom plivanja. Poznato je da oko 300 vrsta riba proizvodi električnu energiju i koristi je za orijentaciju i signalizaciju. Slatkovodna riba slon (Mormyrus kannume) šalje do 30 impulsa u sekundi, otkrivajući beskičmenjake koji se hrane u tekućem blatu bez pomoći vida. Učestalost pražnjenja za neke morske ribe dostiže 2000 impulsa u sekundi. Određeni broj riba također koristi električna polja za odbranu i napad (električna raža, električna jegulja, itd.).

Za dubinu orijentacije se koristi percepcija hidrostatskog pritiska. Izvodi se pomoću 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 migracijama od hiljadu kilometara koje su tipične za mnoge vrste riba, one se kreću uglavnom mirisom, pronalazeći mrijest ili hranilište sa zadivljujućom preciznošću. Eksperimentalno je dokazano, na primjer, da lososi koji su umjetno lišeni njuha ne pronalaze ušće svoje rijeke kada se vraćaju u mrijest, ali nikada ne griješe ako mogu osjetiti mirise. Suptilnost čula mirisa je izuzetno izražena kod riba koje čine posebno duge migracije.

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

Zajedničke osobine stanovnika presušivačkih bazena su sposobnost da za kratko vrijeme rađaju brojne potomke i izdrže duge periode bez vode. Predstavnici mnogih vrsta zakopavaju se u mulj, ulazeći u stanje smanjene vitalne aktivnosti - hipobioza. Ovako se ljuskavi insekti, kladoceri, planari, crvi oligoheti, mekušci, pa čak i ribe ponašaju poput vijuna, afričkih protoptera i južnoameričkih lepidosirena od plućnjaka. Mnoge male vrste formiraju ciste koje mogu izdržati sušu, kao što su suncokreti, cilijati, rizopodi, brojni kopepodi, turbelarije i nematode iz roda Rhabditis. Drugi doživljavaju nepovoljan period u fazi visoko otpornog jaja. Konačno, neki mali stanovnici isušivanja rezervoara imaju jedinstvenu sposobnost da se osuše do stanja filma, a kada se navlaže, nastave sa rastom i razvojem. Sposobnost da podnose potpunu dehidraciju organizma otkrivena je kod rotifera rodova Callidina, Philodina i dr., 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 uslova vlažnosti.

Filtracija kao vrsta ishrane. Mnogi hidrobionti imaju poseban obrazac hranjenja - to je filtriranje ili taloženje čestica organskog porijekla suspendiranih u vodi i brojnih malih organizama (Sl. 41).

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

Ovakav način ishrane, koji ne zahtijeva velike količine energije za traženje plijena, karakterističan je za mekušce šiljastobranice, bodljokošce sjedeće, polihete, mahunarke, ascidijane, planktonske rakove itd. (Sl. 42). Životinje koje se hrane filterom igraju vitalnu ulogu u biološkom prečišćavanju vodenih tijela. Dagnje koje žive na površini od 1 m2 mogu dnevno provući 150-280 m3 vode kroz šupljinu plašta, taložijući suspendirane čestice. Slatkovodna dafnija, kiklop ili najrasprostranjeniji rak u okeanu, Calanus finmarchicus, filtriraju do 1,5 litara vode po jedinki dnevno. Litoralna zona okeana, posebno bogata nakupinama organizama koji se hrane filterima, djeluje kao efikasan sistem za pročišćavanje.

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 – Bosmina rak sa filtriranim sadržajem crijeva;

5 – struja hrane trepavice Bursaria

Svojstva životne sredine u velikoj meri određuju načine prilagođavanja njenih stanovnika, njihov način života i metode korišćenja resursa, stvarajući lance 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 za samopročišćavanje vodnih tijela od značaja za biosferu. 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 nekoliko do desetina puta tokom vegetacije, a cijeli volumen Svjetskog okeana se filtrira u roku od nekoliko dana. Poremećaj rada filter hranilica raznim antropogenim utjecajima predstavlja ozbiljnu prijetnju održavanju čistoće vode.

4.2. Prizemno-vazdušno okruženje života

Prizemno-vazdušno okruženje– najteži u pogledu uslova životne sredine. Život na kopnu zahtijevao je adaptacije za koje se pokazalo da su moguće samo uz dovoljno visok nivo organizacije biljaka i životinja.

4.2.1. Vazduh kao faktor životne sredine za kopnene organizme

Mala gustina vazduha određuje njegovu nisku silu dizanja i nisku pokretljivost vazduha. Stanovnici vazduha moraju imati svoj sistem potpore koji podupire telo: biljke - sa raznim mehaničkim tkivima, životinje - sa čvrstim ili, mnogo ređe, hidrostatskim skeletom. Osim toga, svi stanovnici zraka usko su povezani sa površinom zemlje, koja im služi za pričvršćivanje i oslonac. Život 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, ali kod svih ovih vrsta glavna funkcija njihovog životnog ciklusa - reprodukcije - odvija se na površini zemlje. Za većinu njih boravak u zraku povezan je samo sa naseljavanjem ili traženjem plijena.

Rice. 43. Distribucija zračnih planktonskih člankonožaca po visini (prema Dajo, 1975.)

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

Zahvaljujući pokretljivosti vazduha i vertikalnim i horizontalnim kretanjima vazdušnih masa koje postoje u nižim slojevima atmosfere, moguć je pasivni let niza organizama.

Anemofilija - 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, guščije noge, 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 uz njegovu pomoć dolazi do raspršivanja. Takva dvostruka ovisnost uočena je kod smreke, bora, topole, breze, brijesta, jasena, pamučne trave, rogoza, saksaula, džuzguna itd.

Mnoge vrste su se razvile anemochory– naseljavanje pomoću vazdušnih struja. 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 s planktonskim stanovnicima vodenog okoliša. Posebne prilagodbe za pasivni let su vrlo male veličine tijela, povećanje njegove površine zbog izraslina, jaka disekcija, velika relativna površina krila, upotreba mreže itd. (Sl. 44). Sjemenke i plodovi biljaka također imaju ili vrlo male veličine (na primjer, sjemenke orhideje) ili razne dodatke nalik krilima i padobranima koji povećavaju njihovu sposobnost planiranja (Sl. 45).

Rice. 44. Prilagodbe za transport zračnim strujama kod insekata:

1 – komarac Cardiocrepis brevirostris;

2 – žuč Porrycordila sp.;

3 – Hymenoptera Anargus fuscus;

4 – Hermes Dreyfusia nordmannianae;

5 – larva moljca Lymantria dispar

Rice. 45. Prilagodbe na prijenos vjetra 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 širenju 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.

Niska gustina vazduha uzrokuje relativno nizak pritisak na kopno. Normalno je 760 mmHg. Art. Kako se visina povećava, pritisak opada. Na 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. Granice napredovanja viših biljaka u planine su približno iste. Nešto otporniji su člankonošci (prolećari, grinje, pauci), koji se mogu naći na glečerima iznad linije vegetacije.

Općenito, svi kopneni organizmi su mnogo više stenobatski nego vodeni, budući da normalne fluktuacije tlaka u njihovoj okolini iznose djeliće atmosfere i, čak i za ptice koje se dižu na velike visine, ne prelaze 1/3 normalnog.

Gasni sastav vazduha. Pored fizičkih svojstava vazduha, za postojanje kopnenih organizama Njegova hemijska svojstva su izuzetno važna. Gasni sastav vazduha u površinskom sloju atmosfere je prilično homogen u pogledu sadržaja glavnih komponenti (azota - 78,1%, kiseonika - 21,0, argona - 0,9, ugljen-dioksida - 0,035% zapremine) zbog visoke difuzivnost gasova i konstantno mešanje konvekcije i strujanja vetra. Međutim, različite nečistoće plinovitih, kapljično-tečnih i čvrstih (prašinskih) čestica koje ulaze u atmosferu iz lokalnih izvora mogu imati značajan ekološki značaj.

Visok sadržaj kisika doprinio je povećanju metabolizma u kopnenim organizmima u odnosu na primarne vodene. Upravo u kopnenoj sredini, na osnovu visoke efikasnosti oksidativnih procesa u organizmu, nastala je životinjska homeotermija. Kiseonik, zbog svog stalno visokog sadržaja u vazduhu, nije faktor koji ograničava život u kopnenoj sredini. Samo mjestimično, pod određenim uslovima, stvara se privremeni nedostatak, na primjer u nakupinama raspadajućih biljnih ostataka, rezervi žitarica, 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 desetinama puta. Postoje redovite dnevne promjene sadržaja ugljičnog dioksida u prizemni slojevi povezan sa ritmom fotosinteze biljaka. Sezonske su uzrokovane promjenama u intenzitetu disanja živih organizama, uglavnom mikroskopske populacije tla. Povećana zasićenost zraka ugljičnim dioksidom javlja se u područjima 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. Ima ga u izobilju u zemljištima koja su umjereno vlažna, dobro zagrijana i bogata organskim ostacima. Na primjer, tlo bukove šume emituje CO 2 od 15 do 22 kg/ha na sat, a negnođeno pješčano tlo emituje samo 2 kg/ha.

IN savremenim uslovima Ljudska aktivnost u sagorijevanju rezervi fosilnih goriva postala je snažan izvor dodatnih količina CO 2 koje ulaze u atmosferu.

Azot vazduha je inertan gas za većinu stanovnika zemaljskog okruženja, 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 okolnih industrijskih preduzeća

Lokalni zagađivači koji 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, vodonik sulfid, spojeve hlora, kao i čestice prašine, čađi i dr., koje zagađuju zrak u industrijskim područjima. Glavni savremeni izvor hemijskog i fizičkog zagađenja atmosfere je antropogen: rad raznih industrijskih preduzeća i transporta, erozija tla, itd. Sumporov oksid (SO 2), na primer, otrovan je za biljke čak iu koncentracijama od 150. 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 osjetljivi 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 ukazuje na visoku čistoću vazduha. Otpornost biljaka na nečistoće u zraku uzima se u obzir pri odabiru vrsta za uređenje naseljenih mjesta. Osetljivi na dim, npr. obična smrča 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 također utiču na uslove života kopnenih organizama, prvenstveno biljaka. Svojstva zemljine površine koji imaju uticaj na životnu sredinu na njegove stanovnike zajednički se nazivaju edafski faktori sredine (od grčkog "edaphos" - temelj, tlo).

Priroda korijenskog sistema biljke ovisi o hidrotermalnom režimu, aeraciji, sastavu, sastavu i strukturi tla. Na primjer, korijenski sistemi vrsta drveća (breza, ariš) u područjima s permafrostom nalaze se na malim dubinama i šire se široko. Gdje nema permafrost, korijenski sistemi ovih istih biljaka su manje rašireni i prodiru dublje. Kod mnogih stepskih biljaka korijenje može doseći vodu iz velike dubine, a istovremeno ima i mnogo površinskih korijena u horizontu tla bogatom humusom, odakle biljke upijaju elemente mineralne ishrane. Na preplavljenom, 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, bijela trava); 2) neutrofilna - gravitiraju zemljištima sa pH 6,7–7,0 (većina kultivisanih biljaka); 3) bazofilni– 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 postoje: 1) oligotrofni biljke koje su zadovoljne malom količinom elemenata pepela (obični bor); 2) eutrofičan, oni kojima je potrebna velika količina elemenata jasena (hrast, obični ogrozd, višegodišnja trava); 3) mezotrofno, zahtijevaju umjerenu količinu pepela (obična smreka).

Nitrofili– biljke koje preferiraju tla bogata dušikom (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 promjenjivi pijesak.

Teren i priroda tla utiču na specifično kretanje životinja. Na primjer, kopitari, nojevi i droplje koji žive na otvorenim prostorima trebaju tvrdu podlogu kako bi pojačali odbojnost kada brzo trče. Kod guštera koji žive na promjenjivom pijesku, prsti su obrubljeni rubom rožnatih ljuski, što povećava površinu potpore (Sl. 47). Za kopnene stanovnike koji kopaju rupe, gusta tla su nepovoljna. Priroda tla u nekim slučajevima utječe na distribuciju kopnenih životinja koje kopaju jame, ukopavaju se u tlo kako bi izbjegli vrućinu ili grabežljivce, 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 na površini zemlje do visine od približno 20 km (granica troposfere). Vremenska varijabilnost se manifestuje u stalnim varijacijama u kombinaciji faktora sredine kao što su temperatura i vlažnost, oblačnost, padavine, jačina i smer vetra itd. Za vremenske promene, uz njihovu prirodnu smenu u godišnji ciklus karakteriziraju neperiodične 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 ciklus, odstupanja od njega i njihovu učestalost. Klima je određena geografskim uslovima područja.

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

Za većinu kopnenih organizama, posebno malih, nije toliko važna klima područja koliko uslovi njihovog neposrednog staništa. Vrlo često lokalni elementi životne sredine (reljef, ekspozicija, vegetacija i dr.) mijenjaju režim temperature, vlažnosti, svjetlosti, kretanja zraka u određenom području na način da se značajno razlikuje od klimatskih uslova područja. Takve lokalne klimatske promjene koje se razvijaju u površinskom sloju zraka nazivaju se mikroklima. Svaka zona ima veoma raznoliku mikroklimu. Mogu se identificirati mikroklime proizvoljno malih područja. Na primjer, stvara se poseban režim u vjenčićima cvijeća, koji koriste insekti koji tamo žive. Razlike u temperaturi, vlažnosti vazduha i jačini vetra opšte su poznate na otvorenom prostoru i u šumama, u travnatim sastojinama i nad golim površinama, na padinama severne i južne ekspozicije itd. Posebna stabilna mikroklima se javlja u jazbinama, gnezdima, udubljenjima. , pećine i druga zatvorena mjesta.

Padavine. Osim što obezbjeđuju vodu i stvaraju rezerve vlage, mogu imati i druge ekološke uloge. Stoga obilne padavine ili grad ponekad imaju mehanički učinak na biljke ili životinje.

Posebno je raznolika ekološka uloga snježnog pokrivača. Dnevne temperaturne fluktuacije prodiru u dubinu snijega samo do 25 cm, a dublje temperatura ostaje gotovo nepromijenjena. Sa mrazevima od -20-30 °C pod slojem snijega od 30-40 cm, temperatura je tek nešto ispod nule. Duboki snježni pokrivač štiti pupoljke obnavljanja i štiti zelene dijelove biljaka od smrzavanja; mnoge vrste prolaze ispod snijega bez osipanja lišća, na primjer, dlakava trava, Veronica officinalis, kopitar itd.

Rice. 48. Shema telemetrijskog proučavanja temperaturnog režima tetrijeba smještenog u snježnoj rupi (prema A.V. Andreevu, A.V. Krechmar, 1976.)

Male kopnene životinje također vode aktivan način života zimi, stvarajući čitave galerije tunela pod snijegom i u njegovoj debljini. Određene vrste koje se hrane snijegom prekrivenom vegetacijom karakteriše čak i zimsko razmnožavanje, što je zabilježeno, na primjer, kod leminga, šumskih i žutogrlih miševa, brojnih voluharica, vodenih pacova itd. , tetrijeb, jarebica tundre - kopa se u snijeg za noć (Sl. 48).

Zimski snježni pokrivač otežava velikim životinjama da dobiju hranu. Mnogi kopitari (irvasi, divlje svinje, mošusni volovi) se zimi hrane isključivo snježnim rastinjem, a duboki snježni pokrivač, a posebno tvrda kora na njegovoj površini koja nastaje u ledenim uslovima, osuđuju ih na glad. Tokom nomadskog stočarstva u predrevolucionarnoj Rusiji dogodila se ogromna katastrofa u južnim regionima juta – masovna smrtnost stoke zbog ledenih uslova, uskraćivanja hrane životinjama. Kretanje po rastresitom dubokom snijegu također je teško za životinje. Lisice, na primjer, u snježnim zimama preferiraju područja u šumi pod gustim stablima smreke, gdje je sloj snijega tanji, i gotovo nikada ne izlaze na otvorene proplanke i rubove šuma. Dubina snijega može ograničiti geografsku distribuciju vrsta. Na primjer, pravi jeleni ne prodiru na sjever u ona područja gdje je debljina snijega zimi veća od 40-50 cm.

Bjelina snježnog pokrivača otkriva tamne životinje. Odabir kamuflaže koja odgovara boji pozadine očito je odigrao veliku ulogu u pojavljivanju sezonskih promjena boje kod jarebice jarebice i tundre, planinskog zeca, hermelina, lasice i arktičke lisice. Na Komandirskim otocima, uz bijele lisice, ima mnogo plavih lisica. Prema zapažanjima zoologa, potonji se uglavnom zadržavaju u blizini tamnih stijena i surf traka bez leda, dok bijeli 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 vitalnu 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 mikro- 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 veću 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. 50. Postavljanje korijena u stepsko černozemno tlo (prema M. S. Shalytu, 1950.)

U prosjeku, na 1 m 2 sloja tla ima više od 100 milijardi ćelija protozoa, miliona rotifera i tardigrada, desetine miliona nematoda, desetine i stotine hiljada grinja i repa, hiljade drugih člankonožaca, desetine hiljada enhitreide, desetine i stotine kišnih glista, mekušaca i drugih beskičmenjaka. 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 klasificirao tlo kao bio-inertno tijelo prirode, naglašavajući njegovu zasićenost životom i njegovu neraskidivu povezanost s njim.

Heterogenost stanja tla je najizraženija u vertikalnom pravcu. Sa dubinom, niz najvažnijih faktora životne sredine koji utiču na život stanovnika tla dramatično se menjaju. Prije svega, to se odnosi na strukturu tla. Sadrži tri glavna horizonta, koja se razlikuju po morfološkim i hemijskim svojstvima: 1) gornji humusno-akumulativni horizont A, u kojem se akumuliraju i transformišu organske materije i iz kojih se neka od jedinjenja odnose vode za ispiranje; 2) horizont ispiranja, ili iluvijalni B, gde se odozgo isprane supstance talože i transformišu, i 3) matična stena, ili horizont C, čiji se materijal pretvara u tlo.

Unutar svakog horizonta izdvaja se više podijeljenih slojeva, koji se također jako razlikuju po svojstvima. Na primjer, na području umjerena klima ispod četinara ili mješovite šume horizont A sastoji se od legla (A 0)– sloj rahle nakupine biljnih ostataka, tamno obojeni humusni sloj (A 1), u kojoj su čestice organskog porijekla pomiješane s mineralnim, i podzolni sloj (A 2)– pepeljasto sive boje, u kojoj preovlađuju jedinjenja silicijuma, a sve rastvorljive materije se ispiru u dubinu profila tla. I struktura i kemija ovih slojeva su vrlo različite, pa se stoga korijenje biljaka i stanovnici tla, krećući se samo nekoliko centimetara gore ili dolje, nalaze u različitim uvjetima.

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

Vlaga u tlu je prisutna u različitim stanjima: 1) vezana (higroskopna i filmska) čvrsto držana 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 dole; 4) parni se nalazi u zemljišnom vazduhu.

Sadržaj vode varira u različitim tlima iu različito vrijeme. Ako ima previše gravitacione vlage, tada je režim tla blizak režimu rezervoara. U suvom tlu ostaje samo vezana voda i uslovi se približavaju onima na kopnu. Međutim, čak i na najsušnijim tlima, zrak je vlažniji od prizemnog zraka, pa su stanovnici tla znatno manje podložni prijetnji isušivanja nego na površini.

Sastav zemljišnog vazduha je promenljiv. Sa dubinom, sadržaj kisika u njemu uvelike 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 intenzivno truljenje biljnih ostataka, mogu se pojaviti potpuno anaerobni uslovi. javljaju na nekim mestima.

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

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

Sve ove karakteristike dovode do toga da, unatoč velikoj heterogenosti uvjeta okoliša u tlu, ono djeluje kao prilično stabilno okruženje, posebno za pokretne organizme. Strmi gradijent temperature i vlažnosti u profilu tla omogućava životinjama u tlu da kroz manje pokrete sebi obezbijede prikladno ekološko okruženje.

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 širok spektar funkcionalnih grupa: aerobne i anaerobne, potrošače organskih i mineralnih jedinjenja. Rasprostranjenost mikroorganizama u tlu karakterizira fina fokalnost, jer se i unutar nekoliko milimetara mogu mijenjati 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, ovo su vodeni organizmi. Žive u porama tla ispunjenim gravitacionom ili kapilarnom vodom, a dio života može, poput mikroorganizama, biti u adsorbiranom stanju na površini čestica u tankim slojevima filmske vlage. Mnoge od ovih vrsta žive i u običnim vodenim tijelima. Međutim, oblici tla su mnogo manji od slatkovodnih i, osim toga, odlikuju se sposobnošću da dugo ostanu u encistiranom stanju, čekajući nepovoljna razdoblja. Dok su slatkovodne amebe veličine 50-100 mikrona, amebe u zemljištu su samo 10-15. 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. Testatne amebe koje se hrane bakterijama na trulim listovima šumskog tla

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

1–4 – flagella; 5–8 – gole amebe; 9-10 – testaste amebe; 11–13 – trepavice; 14–16 – okrugli crvi; 17–18 – rotiferi; 19–20 – tardigrades

Nešto većim životinjama koje dišu vazduh tlo se čini kao sistem malih 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 grinja, primarni beskrilni insekti (kolembole, proturusi, dvorepi insekti), male vrste krilatih insekata, stonoge simfile itd. Nemaju posebne prilagodbe za kopanje. Oni puze po zidovima šupljina u zemlji koristeći udove ili se migoljaju poput crva. Zemljišni vazduh zasićen vodenom parom omogućava disanje kroz pokrivače. Mnoge vrste nemaju trahealni sistem. Takve životinje su vrlo osjetljive na sušenje. Glavno sredstvo za bijeg od fluktuacija vlažnosti zraka je kretanje dublje. Ali mogućnost duboke migracije kroz šupljine tla ograničena je brzim smanjenjem promjera pora, tako da je kretanje kroz rupe tla dostupno samo najmanjim vrstama. Veći predstavnici mezofaune imaju određene prilagodbe koje im omogućavaju da podnose privremeno smanjenje vlažnosti tla: zaštitne ljuske na tijelu, djelomična nepropusnost integumenta, čvrsta ljuska debelog zida s epikutikulom u kombinaciji s primitivnim trahealnim sistemom koji osigurava disanje.

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

1 – lažni škorio; 2 – gama novo zvono; 3–4 oribatid grinje; 5 – stonoga pauroioda; 6 – larva hironomidnog komaraca; 7 - buba iz ove porodice. Ptiliidae; 8–9 springtails

Predstavnici mezofaune preživljavaju periode plavljenja tla u mjehurićima zraka. Vazduh se zadržava oko tela životinja zbog njihove nemočive kože, koja je takođe opremljena dlakama, ljuskama itd. Vazdušni mehur služi kao svojevrsna „fizička škrga“ za malu životinju. Disanje se odvija zbog difuzije kiseonika u sloj vazduha iz okolne vode.

Predstavnici mikro- i mezofaune mogu tolerirati 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 makrofauna (Sl. 55). To su larve insekata, stonoge, enhitreide, 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 tunela. Oba načina kretanja ostavljaju trag vanjska strukturaživotinje.

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

1 - glista; 2 – drvene uši; 3 – stonoga; 4 – dvonoga stonoga; 5 – larva mljevene bube; 6 – larva bube kliktavice; 7 – krtica kriket; 8 - Hruščovljeva larva

Sposobnost kretanja kroz tanke rupe, 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). Razbijanjem čestica tla pod pritiskom stijenki tijela kreću se gliste, larve dugonogih komaraca i dr. Učvršćivši zadnji kraj, prorijede i produžuju prednji dio, prodiru u uske pukotine tla, zatim učvršćuju prednji dio. dijela tijela i povećati njegov prečnik. U ovom slučaju, u proširenom području, zbog rada mišića, stvara se jak hidraulički pritisak nestisljive intrakavitarne tekućine: kod crva - sadržaj celimskih vrećica, a kod tipulida - hemolimfe. Pritisak se prenosi kroz zidove tijela na tlo i tako životinja proširuje bunar. U isto vrijeme, stražnji prolaz ostaje otvoren, što prijeti povećanjem isparavanja i progona grabežljivaca. Mnoge vrste su razvile adaptacije na ekološki povoljniji tip kretanja u tlu - kopanje i blokiranje prolaza iza sebe. Kopanje se vrši otpuštanjem i grabljanjem čestica tla. Larve raznih insekata za to koriste prednji kraj glave, mandibule i prednje udove, proširene i ojačane debelim slojem hitina, bodlji i izraslina. Na stražnjem dijelu tijela razvijaju se uređaji za snažnu fiksaciju - uvlačivi oslonci, zubi, kuke. Za zatvaranje prolaza na posljednjim segmentima, brojne vrste imaju posebnu udubljenu platformu uokvirenu hitinskim stranicama ili zubima, neku vrstu kolica. Slična područja se formiraju na stražnjoj strani elitra i kod potkornjaka, koji ih također koriste za začepljenje prolaza brašnom za bušenje. Zatvarajući prolaz za sobom, životinje koje nastanjuju tlo stalno su u zatvorenoj komori, zasićene parama vlastitog tijela.

Izmjena plinova kod većine vrsta ove ekološke grupe odvija se uz pomoć specijaliziranih respiratornih organa, ali je istovremeno dopunjena izmjenom plinova kroz integument. Moguće je čak i da je moguće isključivo kožno disanje, na primjer kod glista i enhitreida.

Životinje koje se kopaju mogu se udaljiti od slojeva u kojima se javlja nepovoljno okruženje. Tokom suše i zime, koncentrišu se u dubljim slojevima, obično nekoliko desetina centimetara od površine.

Megafauna tla su velike rovke, uglavnom sisari. Određene vrste provode cijeli život u tlu (krtica, krtica, zokora, evroazijska krtica, zlatna krtica

Afrika, torbarski krtice Australije, itd.). Oni stvaraju čitave sisteme prolaza i udubljenja u tlu. Izgled a anatomske karakteristike ovih životinja odražavaju njihovu prilagodbu podzemnom načinu života. Imaju nerazvijene oči, zbijeno, grebenasto tijelo s kratkim vratom, kratko gusto krzno, jake kopajuće udove sa jakim kandžama. Krtice i krtice rahle tlo svojim sjekutićima. Megafauna tla bi također trebala uključivati ​​velike oligohete, posebno predstavnike porodice Megascolecidae, koji žive u tropima i Južna hemisfera. 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 (gofovi, svizaci, jerboi, 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. Kopači imaju strukturne karakteristike karakteristične za kopnene životinje, ali imaju niz prilagodbi povezanih sa načinom života u kopanju. Na primjer, jazavci imaju duge kandže i snažne mišiće na prednjim udovima, usku glavu i male uši. U poređenju sa zečevima koji ne kopaju rupe, zečevi imaju primetno skraćene uši i zadnje noge, izdržljiviju lubanju, razvijenije kosti i mišiće podlaktica itd.

Po brojnim ekološkim karakteristikama, tlo je srednja vrijednost između vodenog i kopnenog. Tlo je slično vodenoj sredini zbog svog temperaturnog režima, niskog sadržaja kiseonika u zemljišnom vazduhu, zasićenosti vodenom parom i prisustva vode u drugim oblicima, prisustva soli i organskih materija u zemljišnim rastvorima, te sposobnosti da se kreće u tri dimenzije.

Tlo se približava zračnom okruženju prisustvom zemljišnog zraka, prijetnjom isušivanja u gornjim horizontima i prilično oštrim promjenama temperaturnog režima površinskih slojeva.

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, tokom čitavog svog života ili dela svog životnog ciklusa, žive u drugim živim bićima, čija tela im služe kao okruženje, po svojstvima bitno drugačije od spoljašnjeg.

Rice. 56. Lisne uši koje inficiraju lisne uši

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

Predavanje 2. STANIŠTE 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 - biljke i životinje nastale su na kopnu iu atmosferi i brzo se prilagodile novim uslovima. Postepeno transformišući 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.

Oko 150.000 vrsta životinja i 10.000 biljaka živi u vodenim sredinama, što predstavlja samo 7 odnosno 8% ukupnog broja vrsta na Zemlji.

U morima-okeanima, kao iu planinama, izraženo je vertikalno zoniranje. Pelagični - cijeli vodeni stupac - i bentos - dno - se posebno razlikuju u ekologiji. Vodeni stupac, pelagična zona, vertikalno je podijeljen u nekoliko zona: epipeligalna, batipeligalna, abisopeligalna i ultraabisopeligalna(Sl. 2).

Ovisno o strmini spusta i dubini na dnu, razlikuje se i nekoliko zona koje odgovaraju naznačenim pelagijskim zonama:

Litoral - rub obale koji je poplavljen za vrijeme plime.

Supralitoral - dio obale iznad gornje linije plime i oseke do kojeg dopiru pljuskovi surfa.

Sublitoral - postepeno smanjenje zemljišta do 200m.

Bathial - strma depresija kopna (kontinentalna padina),

Abyssal - postepeno smanjenje dna oceana; dubina obje zone zajedno doseže 3-6 km.

Ultra-abysal - dubokomorske depresije od 6 do 10 km.

Ekološke grupe hidrobionata. Topla mora i okeani (40 000 vrsta životinja) na ekvatoru i tropima karakterizira najveća raznolikost života; na sjeveru i jugu flora i fauna mora su stotine puta iscrpljena. Što se tiče distribucije organizama direktno u moru, najveći dio njih je koncentriran u površinskim slojevima (epipelagici) iu sublitoralnoj zoni. Ovisno o načinu kretanja i boravka u pojedinim slojevima, morski stanovnici se dijele 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 uključuje vodozemce i mnoge insekte.

Plankton (planktos - lutajući, lebdeći) - zbirka biljaka (fitoplankton: dijatomeje, zelene i plavo-zelene (samo slatkovodna tijela) alge, biljni flagelati, peridinejci, itd.) i malih životinjskih organizama (zooplankton: mali rakovi, veći - pteropodi mekušci, meduze, ctenofori, neki crvi) koji žive na različitim dubinama, ali nisu sposobni za aktivno kretanje i otpor strujama. Plankton 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 plaiston - to su organizmi kod kojih gornji dio tijela raste iznad vode, a donji dio u vodi (patka - lema, sifonofori itd.). Plankton igra važnu ulogu u trofičkim odnosima biosfere, jer je hrana za mnoge vodene stanovnike, uključujući i glavnu hranu za kitove usate (Myatcoceti).

Bentos (bentos – dubina) – hidrobiont dna. Predstavljena je uglavnom vezanim ili sporo pokretnim životinjama (zoobentos: foraminefore, ribe, spužve, koelenterati, crvi, mekušci, ascidijani itd.), brojniji u plitkim vodama. U plitkoj vodi bentos uključuje i biljke (fitobentos: dijatomeje, zelene, smeđe, crvene alge, bakterije). Na dubinama gdje nema svjetla, fitobentos je odsutan. Stjenoviti dijelovi 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 slobodno plutajuće dijatomeje, zelene i modrozelene alge; smeđe i crvene alge su odsutne.

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

Termalni način rada. Vodeni okoliš karakterizira manji toplinski dobitak, jer značajan dio se reflektuje, a isto tako značajan dio se troši na isparavanje. U skladu sa dinamikom kopnenih temperatura, temperature vode pokazuju manja kolebanja dnevnih i sezonskih temperatura. Štaviše, rezervoari značajno izjednačavaju temperaturu u atmosferi priobalnih područja. U nedostatku ledene školjke, mora u hladnoj sezoni djeluju zagrijavajuće na susjedna kopna, a ljeti rashlađuju i vlažu.

Raspon temperatura vode u Svjetskom okeanu je 38° (od -2 do +36°C), u slatkovodnim tijelima - 26° (od -0,9 do +25°C). Sa dubinom, temperatura vode naglo opada. Do 50 m postoje dnevne temperaturne fluktuacije, do 400 – sezonske, dublje postaje konstantno, pada na +1-3°C. Budući da je temperaturni režim u rezervoarima relativno stabilan, njihovi stanovnici imaju tendenciju stenotermnost.

Zbog različitog stepena zagrijavanja gornjih i donjih slojeva tijekom cijele godine, oseka i oseka, strujanja i oluja, dolazi do stalnog miješanja slojeva vode. Uloga miješanja vode za vodene stanovnike je izuzetno važna, jer ovo ujednačava distribuciju kiseonika i hranljive materije unutar rezervoara, osiguravajući metaboličke procese između organizama i okoline.

U stajaćim akumulacijama (jezerima) umjerenih geografskih širina, vertikalno miješanje se odvija u proljeće i jesen, a tokom ovih godišnjih doba temperatura u cijelom rezervoaru 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 je stagnacija(leto ili zima). Ljeti na površini ostaju lakši topli slojevi koji se nalaze iznad teških hladnih (slika 3). Zimi, naprotiv, u donjem sloju ima više toplu vodu, budući da je neposredno ispod leda temperatura površinskih voda manja od +4°C i zbog fizičko-hemijskih svojstava vode postaju lakše od vode sa temperaturom iznad +4°C.

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

Lagani način rada. Intenzitet svjetlosti u vodi znatno je 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 čak i zimi, nakon uspostavljanja ledenog pokrivača i prekrivanja snijegom na vrhu.

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

U okeanima, gdje je voda vrlo prozirna, 1% svjetlosnog zračenja prodire do dubine od 140 m, au malim jezerima na dubini od 2 m prodire samo desetine procenta. Zraci iz različitih delova spektra različito se apsorbuju u vodi; crvene se prvo apsorbuju. Sa dubinom postaje tamnija, a boja vode prvo postaje zelena, zatim plava, indigo i na kraju plavo-ljubičasta, pretvarajući se u potpuni mrak. Hidrobionti također mijenjaju boju u skladu s tim, prilagođavajući se ne samo sastavu svjetlosti, već i njegovom nedostatku - hromatskoj adaptaciji. U svijetlim zonama, u plitkim vodama, prevladavaju zelene alge (Chlorophyta) čiji hlorofil upija crvene zrake, s dubinom se zamjenjuju smeđim (Phaephyta), a zatim crvenim (Rhodophyta). Na velikim dubinama fitobentos je odsutan.

Biljke su se prilagodile nedostatku svjetlosti razvijanjem velikih hromatofora, kao i povećanjem površine organa za asimilaciju (indeks površine lista). Za dubokomorske alge tipični su jako raščlanjeni listovi, lisne ploče su tanke i prozirne. Polupotopljene i plutajuće biljke karakterizira heterofilnost - listovi iznad vode su isti kao i kod kopnenih biljaka, imaju čvrstu oštricu, razvijen je stomatalni aparat, au vodi su listovi vrlo tanki, sastoje se od uskih režnjevi nalik na niti.

Životinje, kao i biljke, prirodno mijenjaju svoju boju s 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. Dubokomorskim vrstama nedostaju pigmenti. 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 viskoznost vode ( 55 puta veća od one u zraku) dovela je do razvoja posebnih adaptacija vodenih organizama :

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 distribucija polena, sjemena i spora površinskim strujama.

2) Kod životinja koje žive u vodenom stupcu i aktivno plivaju, tijelo ima aerodinamičan oblik i podmazano je sluzom, što smanjuje trenje prilikom kretanja. Razvijeni uređaji za povećanje plovnosti: nakupine masti u tkivima, plivaći mjehuri u ribama, zračne šupljine u sifonoforima. Kod životinja koje pasivno plivaju, specifična površina tijela povećava se zbog izraslina, kralježnica i dodataka; tijelo je spljošteno, a skeletni organi smanjeni. Različite metode kretanja: savijanje tijela, uz pomoć flagela, cilija, mlazni način kretanja (glavonošci).

Kod bentoskih životinja skelet nestaje ili je slabo razvijen, povećava se veličina tijela, često je smanjenje vida i razvijaju se taktilni organi.

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

1) U protočnim rezervoarima biljke su čvrsto pričvršćene za stacionarne podvodne objekte. Donja površina im je prvenstveno podloga. To su zelene i dijatomejske alge, vodene mahovine. Mahovine čak formiraju gust pokrivač na brzim rekama. U zoni plime i oseke u morima mnoge životinje imaju 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 imaju organe vezivanja za podvodne objekte na trbušnoj strani.

Salinitet vode.

Prirodne rezervoare karakteriše određena 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). Kada je salinitet veći od 40 ppm, vodno tijelo se naziva hiperslanom ili preslanom.

1) U slatkoj vodi (hipotonična sredina) procesi osmoregulacije su dobro izraženi. Hidrobionti su prisiljeni stalno uklanjati vodu koja prodire u njih; oni su homojosmotični (cilijati „pumpaju“ kroz sebe količinu vode jednaku njihovoj težini svake 2-3 minute). U slanoj vodi (izotonična sredina) koncentracija soli u tijelima i tkivima hidrobionta je ista (izotonična) sa koncentracijom soli otopljenih u vodi – one su poikiloosmotske. Zbog toga stanovnici slanih voda nemaju razvijene osmoregulatorne funkcije i nisu bili u mogućnosti da nasele slatkovodna tijela.

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

Tipično morske i tipično slatkovodne vrste, stenohaline, ne podnose značajne promjene u salinitetu vode. Postoji nekoliko eurihalinih vrsta. Česte su u bočatim vodama (slatkovodni smuđ, 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 rezervoarima, i kako temperatura pada, 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 (karaš, šaran, plotica) su nepretenciozne za sadržaj kisika i mogu živjeti na dnu dubokih rezervoara. Mnogi vodeni insekti, larve komaraca i plućni mekušci također su tolerantni na sadržaj kisika u vodi, jer se s vremena na vrijeme izdižu na površinu i gutaju svježi zrak.

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, omoti rakova, radiolarije). okviri itd.).

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

Kiselost morske vode opada sa dubinom.

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

Hidrostatički pritisak u okeanu je od velike važnosti. Sa uranjanjem u vodu od 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, u pravilu inhibiraju vitalne procese.

Prema količini raspoloživoj za hidrobionte organska materija Vodena tijela se mogu podijeliti na: - oligotrofni (plavo i providno) – ne bogato hranom, duboko, hladno; - eutrofičan (zeleno) – bogato hranom, toplo; distrofičan (smeđa) - siromašna hranom, kisela zbog prisustva velike količine huminskih kiselina u tlu.

Eutrofikacija– obogaćivanje rezervoara organskim nutrijentima pod uticajem antropogenih faktora (npr. ispuštanje otpadnih voda).

Ekološka plastičnost vodenih organizama. 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 (lotos je stenotermna vrsta, škampi (Artimia solina) je stenotermna) i široku – u odnosu na druge. Organizmi su plastičniji u odnosu na one faktore koji su promjenjiviji. I to su one koje su rasprostranjenije (elodea, rizomi Cyphoderia ampulla). Plastičnost zavisi i od starosti i faze razvoja.

Zvuk putuje brže u vodi nego u vazduhu. Zvučna orijentacija je općenito bolje razvijena kod vodenih organizama od vizualne orijentacije. Brojne vrste čak otkrivaju vibracije vrlo niske frekvencije (infrazvuke) koje se javljaju kada se ritam valova promijeni. Brojni vodeni organizmi traže hranu i orijentiraju se pomoću eholokacije – percepcije reflektiranih zvučnih valova (kitovi). Mnogi percipiraju reflektirane električne impulse, proizvodeći pražnjenja različitih frekvencija tijekom 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 se razvilo kasnije od vodenog. Ekološki faktori prizemno-vazdušne sredine razlikuju se od ostalih staništa po visokom intenzitetu svetlosti, značajnim fluktuacijama temperature i vlažnosti vazduha i korelaciji svih faktora sa geografska lokacija, mijenjanje godišnjih doba i doba dana. Životna sredina je plinovita, pa je karakterizira niska vlažnost, gustina i pritisak, te visok sadržaj kisika.

Karakteristično abiotički faktori okruženje svetlosti, temperature, vlage - vidi 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 količinama u tragovima. Od posebnog značaja za biotu je relativni sadržaj kiseonika i ugljičnog dioksida.

Visok sadržaj kisika doprinio je povećanju metabolizma u kopnenim organizmima u odnosu na primarne vodene. Upravo u kopnenom okruženju, zasnovanom na visokoj efikasnosti oksidativnih procesa u tijelu, nastala je životinjska homeotermija. Kiseonik, zbog svog stalno visokog sadržaja u vazduhu, nije faktor koji ograničava život u kopnenoj sredini. Samo mjestimično, pod određenim uslovima, stvara se privremeni nedostatak, na primjer u nakupinama raspadajućih biljnih ostataka, rezervi žitarica, 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 desetinama puta. Redovne su dnevne promjene sadržaja ugljičnog dioksida u površinskim slojevima, povezane s ritmom fotosinteze biljaka, te sezonske promjene uzrokovane promjenama u brzini disanja živih organizama, uglavnom mikroskopske populacije tla. Povećana zasićenost zraka ugljičnim dioksidom javlja se u područjima vulkanske aktivnosti, u blizini termalnih izvora i drugih podzemnih ispusta ovog plina. Nizak sadržaj ugljičnog dioksida inhibira proces fotosinteze. U uslovima zatvorenog tla moguće je povećati brzinu fotosinteze povećanjem koncentracije ugljičnog dioksida; Ovo se koristi u praksi uzgoja u staklenicima i staklenicima.

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

Lokalni zagađivači koji ulaze u zrak također mogu značajno utjecati na žive organizme. Ovo se posebno odnosi na otrovne gasovite materije - metan, sumporov oksid (IV), ugljični monoksid (II), dušikov oksid (IV), sumporovodik, jedinjenja hlora, kao i čestice prašine, čađi itd., koje začepljuju vazduh u industrijskim postrojenjima. oblasti. Glavni savremeni izvor hemijskog i fizičkog zagađenja atmosfere je antropogen: rad raznih industrijskih preduzeća i transporta, erozija tla itd. Sumporov oksid (SO 2), na primer, toksičan je za biljke čak iu koncentracijama od 150. 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 neznatan oslonac. Stanovnici vazdušne sredine moraju imati svoj sistem potpore koji podržava telo: biljke - sa raznim mehaničkim tkivima, životinje - sa čvrstim ili, mnogo ređe, hidrostatskim skeletom. Osim toga, svi stanovnici zraka 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 pelud biljaka redovito 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 sa naseljavanjem ili traženjem plijena.

Vjetar ima ograničavajući učinak na aktivnost i ravnomjernu distribuciju organizama. Vjetar može čak promijeniti izgled biljaka, posebno u onim staništima, na primjer u alpskim zonama, gdje drugi faktori imaju ograničavajuće djelovanje. U otvorenim planinskim staništima vjetar ograničava rast biljaka i uzrokuje savijanje biljaka na vjetrovitoj strani. Osim toga, vjetar povećava evapotranspiraciju u uvjetima niske vlažnosti. Od velike su važnosti oluje, iako je njihov učinak isključivo lokalni. Uragani, pa čak i obični vjetrovi, mogu prenijeti životinje i biljke na velike udaljenosti i time promijeniti sastav zajednica.

Pritisak, po svemu sudeći, nije direktan ograničavajući faktor, ali je direktno povezan sa vremenom i klimom, koji imaju direktan ograničavajući efekat. Niska gustina vazduha uzrokuje relativno nizak pritisak na kopno. Normalno je 760 mmHg. Kako se visina povećava, pritisak opada. Na 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. Granice napredovanja viših biljaka u planine su približno iste. Nešto otporniji su člankonošci (prolećari, grinje, pauci), koji se mogu naći na glečerima iznad linije vegetacije.

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

Karakteristika zemno-vazdušne sredine je da su organizmi koji ovde žive okruženi zrak– gasovito okruženje koje karakteriše niska vlažnost, gustina, pritisak i visok sadržaj kiseonika.

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 apsorpciju atmosferskog kiseonika (stomati kod biljaka, pluća i dušnik kod životinja);

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

3) složeni uređaji za zaštitu od nepovoljnih 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 i polen.

Ekološke faktore prizemno-vazdušne sredine reguliše makroklima (ekoklima). Ekoklima (makroklima)– klima velikih područja, koju karakterišu određena svojstva prizemnog sloja vazduha. Mikroklima– klima pojedinačnih staništa (deblo, 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 ekološki faktor 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 neki insekti, ptice i sisari kreću se okomito.

Vazduh ima ogroman uticaj na život živih organizama vjetar– kretanje vazdušnih masa usled neravnomernog zagrevanja atmosfere od strane Sunca. Uticaj vjetra:

1) isušuje vazduh, što dovodi do smanjenja 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 integumenta (formira se gusta obloga koja štiti biljke i životinje od hipotermije i gubitka vlage);

5) učestvuje u širenju životinja i biljaka (distribuira voće, seme, 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 pristupačnu vodu za vodnu ishranu biljaka i životinja.

a) kiša:

Najvažniji faktori su vrijeme gubitka, učestalost gubitka i trajanje.

Primer: obilje kiše tokom hladnog perioda ne obezbeđuje biljkama potrebnu vlagu.

Priroda kiše:

- olujne vode– nepovoljno, jer biljke nemaju vremena da upijaju vodu, a stvaraju se i potoci koji ispiru gornji plodni sloj tla, biljke i male životinje.

- kišica– povoljno, jer obezbjeđuju vlagu tla i ishranu za biljke i životinje.

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

b) snijeg:

Blagotvorno deluje na organizam zimi, jer:

a) stvara povoljan temperaturni režim u tlu, 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 zimi za život organizama (glodari, kokoške ptice, itd.)

Adaptaciježivotinje na zimske uslove:

a) povećava se potporna površina nogu za hodanje po snijegu;

b) migracija i hibernacija (anabioza);

c) prelazak na ishranu određene hrane;

d) promjena pokrivača itd.

Negativni efekti snijega:

a) obilje snijega dovodi do mehaničkog oštećenja biljaka, prigušivanja biljaka i njihovog vlaženja kada se snijeg u proljeće topi.

b) formiranje kore i leda (ometa razmjenu plinova životinja i biljaka pod snijegom, stvara poteškoće u dobivanju hrane).

42. Vlažnost tla.

Glavni faktor vodne ishrane primarnih proizvođača – zelene biljke.

Vrste vode u zemljištu:

1) Gravitaciona voda – zauzima široke prostore 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 ga sila prianjanja. Zbog isparavanja s površine tla nastaje uzlazna struja vode. Biljke dobro apsorbuju.

1) i 2) voda dostupna biljkama.

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

4) Fizički vezana voda – takođe nedostupan biljkama.

A) film(labavo povezani) – redovi dipola koji se uzastopno obavijaju jedan drugog. Na površini čestica tla drže ih sila od 1 do 10 atm.

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

Ako u tlu ima samo nepristupačne vode, biljka će uvenuti i uginuti.

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

Ukupna količina vode – KZ = stepen vodosnabdijevanja postrojenja.

43. Geografska zonalnost zemno-vazdušne sredine.

Prizemno-vazdušno okruženje karakteriše vertikalno i horizontalno zoniranje. Svaku zonu karakterizira specifična ekoklima, sastav životinja i biljaka i 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, što odgovara položaju Sunca u zenitu. Godišnje padavine i vlažnost su visoke, a mjesečne varijacije temperature su male.

2) tropska zona – nalazi se sjeverno i južno od ekvatorijala, do 30 0 sjeverne i južne geografske širine. Karakteriziraju ga ljetni kišni periodi i zimska suša. Padavine i vlaga opadaju s udaljenosti od ekvatora.

3) Suha suptropska 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) Tranziciona zona – karakteriziraju ga zimske kišne sezone i vruća ljeta. Mrazevi se javljaju češće. Mediteran, Kalifornija, južna i jugozapadna Australija, jugozapad Južna Amerika.

5) Umjerena zona – karakteriziraju ciklonalne padavine, čija se količina smanjuje s udaljenosti od okeana. Godišnja kolebanja temperature su oštra, ljeta su vruća, zime mrazne. Podijeljeno na podzone:

A) topla umjerena podzona– zimski period se praktično ne ističe, sva godišnja doba su manje-više vlažna. Južna Afrika.

b) tipična podzona umjerene klime– hladna kratka zima, prohladno ljeto. Centralna Evropa.

V) podzona aridne umjerene klime kontinentalnog tipa– karakteriziraju ga oštri temperaturni kontrasti, niska količina padavina i niska vlažnost zraka. Centralna Azija.

G) podzona borealne ili hladne umjerene klime– ljeta su prohladna i vlažna, zima traje pola godine. Sjever sjeverna amerika i severne Evroazije.

6) Arktička (antarktička) zona – karakteriše 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.

Umjereno tipično za Bjelorusiju kontinentalna klima sa dodatnom vlagom. Negativni aspekti bjeloruske klime:

Nestabilno vrijeme u proljeće i jesen;

Blago proleće sa produženim odmrzavanje;

Kišno ljeto;

Kasni prolećni i rani jesenji mrazevi.

Unatoč tome, u Bjelorusiji raste oko 10.000 biljnih vrsta, živi 430 vrsta kičmenjaka i oko 20.000 vrsta beskičmenjaka.

Vertikalno zoniranje– od nizina i planinskih baza do planinskih vrhova. Slično horizontalnom sa određenim odstupanjima.

44. Zemljište kao životna sredina. Opće karakteristike.

Pod „okolinom“ podrazumevamo sve što okružuje telo i utiče na njega na ovaj ili onaj način. 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.

Općeprihvaćena definicija okruženje 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: -zemlje-vodeni (kopno); - 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 kopneno-vazdušne životne sredine, a pre svega, gasnog sastava atmosfere. Skoro sav kiseonik u zemljinoj atmosferi je biogenog porekla. 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 razvoja zemno-vazdušne sredine.

Atmosfera(od grčkog atmos - para i sphaira - lopta), gasoviti omotač zemlje. Nemoguće je naznačiti tačnu gornju granicu Zemljine atmosfere. 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 konstantna temperatura s visinom. U gornjem dijelu stratosfere postoji 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 pojačanu jonizaciju molekula gasa (pod uticajem nesmetanog prodora kosmičkog zračenja).

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), diskontinuirana vodena ljuska Zemlje, koja se nalazi između atmosfere i čvrste kore (litosfere). Predstavlja ukupnost okeana, mora, jezera, rijeka, močvara, kao i podzemnih voda. Hidrosfera pokriva oko 71% Zemljine površine. Hemijski sastav hidrosfere približava se prosječnom sastavu morske vode.

Količina slatke vode čini 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% - stabilan tok rijeke i voda jezera. Voda koju možemo koristiti 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 vodenog okoliša su dnevne i sezonske fluktuacije temperature. Ogroman ekološki značaj, imaju veliku gustinu i viskoznost vode. Specifična težina vode je uporediva sa težinom u telu živih organizama. Gustoća vode je otprilike 1000 puta veća od gustine zraka. Stoga vodeni organizmi (posebno oni koji se aktivno kreću) nailaze na veću silu 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 vodeni stanovnici. Brzina zvuka u vodenoj sredini ima veću frekvenciju eholokacijskih signala. Četiri puta veća nego u vazduhu. Dakle, postoji čitava grupa vodenih organizama (i biljaka i životinja) koji postoje bez obavezne veze s 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, zbog čega su se formirale biljke i životinje sistem podrške. U biljkama su to mehanička tkiva (ličko i drvena vlakna) koja pružaju otpornost na statička i dinamička opterećenja: vjetar, kišu, snježni pokrivač. Napeto stanje ćelijskog zida (turgor), uzrokovano nakupljanjem tečnosti sa visokim osmotskim pritiskom u vakuolama ćelija, određuje elastičnost listova, stabljika trave i cvetova. Kod životinja potporu tijelu pruža hidroskelet (kod okruglih crva), egzoskelet (kod insekata) i unutrašnji skelet (kod sisara).

Mala gustina okoline 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, a aktivan let je moguć zahvaljujući modifikovanim prednjim udovima i 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 formirala je najstariji način oprašivanja biljaka vjetrom (anemofilija), koji je karakterističan za mnoge biljke. srednja traka i raspršivanje vjetrom. Ova ekološka grupa organizama (aeroplankton) prilagođena je zbog svoje velike relativne površine zbog padobrana, krila, izbočina, pa čak i mreža, ili zbog njihove vrlo male veličine.

Nizak atmosferski pritisak, koji je normalno 760 mmHg (ili 101,325 Pa), i male razlike pritiska stvorili su osetljivost kod skoro svih stanovnika zemlje na jake promene pritiska. Gornja granica života većine kralježnjaka je oko 6000 m. Opadanje atmosferski pritisak Sa povećanjem nadmorske visine, rastvorljivost kiseonika u krvi opada. To povećava brzinu disanja, a kao rezultat, često disanje dovodi do dehidracije. Ova jednostavna ovisnost nije tipična samo za rijetke vrste ptica i neke beskičmenjake.

Gasni sastav kopno-vazdušne sredine karakteriše visok sadržaj kiseonika (više od 20 puta veći nego u vodenoj sredini). To omogućava životinjama da imaju vrlo visoku brzinu metabolizma. Stoga je samo na kopnu mogla nastati homeotermija (sposobnost održavanja stalne tjelesne temperature, uglavnom zbog unutrašnje energije).

Važnost temperature u životu organizama određena je njenim uticajem na brzinu biohemijskih reakcija. Povećanje 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 u rasponu od 0° - +50°, jer ove temperature su kompatibilne sa nastankom osnovnih životnih procesa. Međutim, svaka vrsta ima svoju gornju i donju smrtonosnu temperaturu, vrijednost temperaturne supresije i temperaturni optimum.

Organizmi čiji život i aktivnost zavise od spoljašnje toplote (mikroorganizmi, gljive, biljke, beskičmenjaci, ciklostomi, ribe, vodozemci, gmizavci) nazivaju se poikilotermi. Među njima su i stenotermi (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 podnošenje niskih temperatura, koje omogućavaju dugotrajnu regulaciju metabolizma, provode se u organizmima na dva načina: a) sposobnost podvrgavanja biohemijskim i fiziološkim promjenama - nakupljanje antifriza, koji snižava tačku smrzavanja tekućina u ćelije i tkiva i stoga sprečava stvaranje leda; promjena skupa, koncentracije i aktivnosti enzima, promjena; b) tolerancija 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 kada postoje značajna temperaturna odstupanja od optimalne vrijednosti. Nakon suzbijanja hladnoće, organizmi na određenoj temperaturi obnavljaju normalan metabolizam, a ta temperaturna vrijednost se naziva temperaturni prag razvoja, odnosno biološka nula razvoja.

Osnova sezonskih promjena kod euritermnih vrsta, koje su široko rasprostranjene, je aklimatizacija (promjena temperaturnog optimuma), kada su neki geni inaktivirani, a drugi uključeni, odgovorni za zamjenu nekih enzima drugim. Ovaj fenomen se nalazi u različitim dijelovima domet.

U biljkama je metabolička toplota krajnje zanemarljiva, pa je njihovo postojanje određeno temperaturom zraka unutar staništa. 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, voštani premaz. Biljke se prilagođavaju hladnim uslovima koristeći formu rasta (patuljastost, rast jastuka, rešetka) i boju. Sve se to odnosi na fizičku termoregulaciju. Fiziološka termoregulacija je opadanje lišća, 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 tremor mišića (zagrevaju mišiće tokom kretanja). Životinje imaju adaptacije u ponašanju (držanje, skloništa, jame, gnijezda).

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

Fizička termoregulacija je ekološki korisna (refleksno stezanje i širenje krvnih žila u koži, termoizolacijski učinak krzna i perja, protustrujna izmjena topline), jer vrši zadržavanje toplote u telu (Chernova, Bylova, 2004).

Termoregulaciju ponašanja homeoterma karakteriše raznolikost: promjene u držanju, traženje skloništa, izgradnja složenih jazbina, gnijezda, migracije, grupno ponašanje itd.

Najvažniji faktor životne sredine za organizme je svetlost. Procesi koji nastaju pod uticajem svetlosti su fotosinteza (koristi se 1-5% upadne svetlosti), transpiracija (75% upadne svetlosti se koristi za isparavanje vode), sinhronizacija vitalnih funkcija, kretanje, vid, sinteza vitamina.

Morfologija biljaka i struktura biljnih zajednica organizovani su tako da najefikasnije apsorbuju sunčevu energiju. Površina biljaka koja prima svjetlost Globe 4 puta veća od površine planete (Akimova, Haskin, 2000). Za žive organizme talasna dužina je bitna, jer zraci različite dužine imaju različit biološki značaj: infracrveno zračenje (780 - 400 nm) djeluje na termalne centre nervni sistem, regulišući oksidativne procese, motoričke reakcije itd., ultraljubičasti zraci (60 - 390 nm) djelujući na pokrivna tkiva, pospješuju proizvodnju različitih vitamina, potiču rast i reprodukciju stanica.

Vidljiva svjetlost je od posebnog značaja jer... važno za biljke visokokvalitetna kompozicija Sveta. U spektru zraka izdvaja se fotosintetičko aktivno zračenje (PAR). Talasna dužina ovog spektra je u opsegu 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, ovi obrasci su također superponirani na fenološko stanje vegetacije. Dnevni ritam promjene osvjetljenja je od velike važnosti. Tok zračenja poremećen je promjenama stanja atmosfere, naoblačenjem itd. (Goryshina, 1979).

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

U odnosu na intenzitet osvjetljenja razlikuju se tri grupe: svjetloljubivi, senoljubivi, hladoljubivi, koji se razlikuju po anatomskim i morfološkim adaptacijama (kod svjetloljubivih biljaka listovi su manji, pokretni, pubescentni, imaju voštani premaz, debela kutikula, kristalne inkluzije 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 osvjetljenja) naziva se fotoperiodizam. U biljkama su važni procesi kao što su cvjetanje, formiranje sjemena, rast, prijelaz u stanje mirovanja i opadanje listova povezani sa sezonskim promjenama dužine dana i temperature. Da bi neke biljke procvjetale potrebna je dužina dana od preko 14 sati, drugima je dovoljno 7 sati, a neke cvjetaju bez obzira na dužinu dana.

Za životinje, svjetlost ima informativnu vrijednost. Prije svega, prema dnevnoj aktivnosti životinje se dijele na dnevne, krepuskularne i noćne. Organ koji pomaže u navigaciji u svemiru su oči. Različiti organizmi imaju različit stereoskopski vid - osoba ima opći vid od 180° - stereoskopski-140°, zec ima opći vid od 360°, stereoskopski 20°. Binokularni vid je uglavnom karakterističan za grabežljive životinje (mačke i ptice). Osim toga, reakcija na svjetlost određuje fototaksiju (kretanje prema svjetlosti),

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 i celog organizma, jer glavni je dio protoplazme stanica, tkiva, biljnih i životinjskih sokova. Zahvaljujući vodi, odvijaju se biohemijske reakcije, snabdevanje hranljivim materijama, izmena gasova, izlučivanje itd. Sadržaj vode u telu biljaka i životinja je prilično visok (u listovima trave - 83-86%, listovima drveća - 79 -82%, stabla drveća 40-55%, u tijelima insekata - 46-92%, vodozemaca - do 93%, sisara - 62-83%).

Postojanje u okruženju kopno-vazduh predstavlja važan problem za organizme da očuvaju vodu u tijelu. Stoga su oblik i funkcije kopnenih biljaka i životinja prilagođene zaštiti od isušivanja. U životu biljaka važni su opskrba vodom, njeno provođenje i transpiracija, ravnoteža vode (Walter, 1031, 1937, Shafer, 1956). Promjene u ravnoteži vode najbolje se odražavaju usisnom snagom korijena.

Biljka može apsorbirati vodu iz tla sve dok se sila usisavanja korijena može takmičiti sa usisnom silom tla. Jako 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 i svojstvima okoliša. Što je veća usisna površina korijena, to se više vode apsorbira.

Prema regulaciji vodnog bilansa, biljke se dijele na poikilohidrične (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. Karakteristične karakteristike higrofita su debeli, slabo razgranati korijeni, šupljine koje nose zrak u tkivima i otvoreni stomati.

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

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

U različitim grupama životinja, u procesu prilagođavanja uvjetima kopnenog postojanja, glavna stvar je bila spriječiti gubitak 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. Gubitak vode nastaje kao rezultat isparavanja iz integumenta, isparavanja sa sluzokože respiratornog trakta, izlučivanja mokraće i neprobavljenih 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 tjelesnog integumenta važna za ravnotežu vode u tijelu životinje. Kod insekata smanjenje isparavanja vode sa površine tijela osiguravaju gotovo neprobojna kutikula i specijalizirani organi za izlučivanje (Malpigijevi tubuli), koji luče gotovo nerastvorljiv metabolički produkt, i spiracles, koji smanjuju gubitak vode kroz sistem izmjene plina - kroz traheje i traheole.

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

Gmazovi imaju mnogo adaptacija na različitim nivoima – morfološki (gubitak vode sprečava keratinizovana koža), fiziološki (pluća se nalaze unutar tela, što smanjuje gubitak vode), biohemijski (u tkivima se stvara mokraćna kiselina koja se izlučuje bez mnogo gubitak vlage, tkiva su u stanju da podnose povećane koncentracije soli za 50%).

Kod ptica je brzina isparavanja niska (koža je relativno nepropusna za vodu, nema žlijezda znojnica ili 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 izmetu. Neki morske ptice(pingvini, ganeti, kormorani, albatrosi) koji jedu ribu i piju morska voda, u očnim dupljama se nalaze slane žlijezde, uz pomoć kojih se višak soli uklanja iz tijela.

Kod sisara su organi izlučivanja i osmoregulacije upareni, složeni bubrezi, koji se snabdijevaju krvlju i regulišu sastav krvi. Ovo osigurava stalan sastav intracelularne i intersticijske tekućine. Relativno stabilan osmotski pritisak krvi održava se zahvaljujući ravnoteži između opskrbe vodom pićem i gubitka vode kroz izdahnuti zrak, znoj, izmet i urin. Za finu regulaciju osmotskog pritiska odgovoran je antidiuretski hormon (ADH), koji se luči iz zadnjeg režnja hipofize.

Među životinjama postoje grupe: higrofili, kod kojih su mehanizmi za regulaciju metabolizma vode slabo razvijeni ili su potpuno odsutni (to su životinje koje vole vlagu i zahtijevaju visoku vlažnost okoliša - repovi, uši, komarci, drugi člankonošci, kopneni mekušci i vodozemci) ; kserofili, koji imaju dobro razvijene mehanizme za regulaciju metabolizma vode i prilagođavanje zadržavanju vode u tijelu, žive u sušnim uvjetima; mezofili koji žive u uslovima umerene vlažnosti.

Indirektno delujući faktor životne sredine u zemljino-vazdušnoj sredini je reljef. Svi oblici reljefa utječu na distribuciju biljaka i životinja kroz promjene hidrotermalnog režima ili vlažnosti tla i tla.

U planinama na različitim nadmorskim visinama, klimatski uslovi se mijenjaju, što rezultira visinskom zonalnošću. Geografska izolacija u planinama doprinosi stvaranju endema i očuvanju reliktnih vrsta biljaka i životinja. Poplavne ravnice rijeka olakšavaju kretanje prema sjeveru južnijim grupama biljaka i životinja. Izloženost padina je od velike važnosti, što stvara uslove za širenje zajednica koje vole toplotu na severu duž južnih padina, i hladnoljubivih zajednica na jugu duž severnih padina („preliminarna pravila“, V.V. Aljehina) .

Tlo postoji samo u prizemno-vazdušnom okruženju i nastaje kao rezultat interakcije starosti teritorije, matične stijene, klime, reljefa, biljaka i životinja i ljudskih aktivnosti. Mehanički sastav (veličina mineralnih čestica), hemijski sastav (pH vodenog rastvora), salinitet zemljišta i bogatstvo zemljišta su od ekološkog značaja. Karakteristike tla djeluju i na žive organizme kao indirektni faktori, mijenjajući termohidrološki režim, uzrokujući da se biljke (prvenstveno) prilagođavaju dinamici ovih uslova i utiču na prostornu diferencijaciju organizama.