Vodeni okoliš uključuje površinske i podzemne vode. Površinske vode su uglavnom koncentrisane u okeanu i sadrži 1 milijardu 375 miliona km 3 - oko 98% sve vode na Zemlji. Površina okeana (vodno područje) iznosi 361 milion km 2. To je otprilike 2,4 puta veće od kopnene površine teritorije, zauzimajući 149 miliona km 2. Voda u okeanu je slana, a većina (više od 1 milijarde km 3) održava konstantan salinitet od oko 3,5% i temperaturu od približno 3,7°C. Primjetne razlike u salinitetu i temperaturi uočavaju se gotovo isključivo u površinskom sloju vode, kao iu rubnim i posebno u Sredozemnom moru. Sadržaj otopljenog kisika u vodi značajno opada na dubini od 50-60 metara.

Podzemne vode mogu biti slane, bočate (manje slane) i svježe; postojeće geotermalne vode imaju povišenu temperaturu (više od 30°C). Za proizvodne aktivnosti čovječanstva i potrebe njegovih domaćinstava potrebna je slatka voda, čija količina iznosi samo 2,7% ukupne količine vode na Zemlji, a njen vrlo mali udio (samo 0,36%) je dostupan na mjestima koja su lako dostupni za vađenje. Većina slatke vode sadržana je u snijegu i slatkovodnim santima leda koji se nalaze u područjima uglavnom na jugu arktički krug. Godišnji svjetski riječni protok slatke vode iznosi 37,3 hiljade km 3 . Osim toga, može se koristiti i dio podzemne vode od 13 hiljada km 3. Nažalost, najveći dio riječnog toka u Rusiji, koji iznosi oko 5000 km 3, pada na neplodne i rijetko naseljene sjeverne teritorije. U nedostatku slatke vode, koristi se slana površinska ili podzemna voda, desaliniziranje ili hiperfiltriranje: propuštanje pod velikom razlikom tlaka kroz polimerne membrane s mikroskopskim rupama koje hvataju molekule soli. Oba ova procesa su energetski vrlo intenzivna, pa je zanimljiv prijedlog da se kao izvor slatke vode koriste slatkovodni santi leda (ili njihovi dijelovi), koji se u tu svrhu vuku kroz vodu do obala koje nemaju slatku vodu, gdje organizovani su da se tope. Prema preliminarnim proračunima kreatora ovog prijedloga, dobivanje slatke vode bit će otprilike upola manje energetski intenzivno od desalinizacije i hiperfiltracije. Važna okolnost svojstvena vodenoj sredini je da se zarazne bolesti uglavnom prenose preko nje (otprilike 80% svih bolesti). Međutim, neki od njih, na primjer, veliki kašalj, vodene kozice, tuberkuloza, prenose se putem vazdušno okruženje. U cilju suzbijanja širenja bolesti kroz vodu, Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) proglasila je ovu deceniju Dekadom vode za piće.

Zemljin vodeni bilans

Da bismo zamislili koliko vode je uključeno u ciklus, hajde da okarakteriziramo različite dijelove hidrosfere. Više od 94% čini Svjetski okean. Drugi dio (4%) su podzemne vode. Treba imati u vidu da većina njih pripada dubokim slanama, a slatka voda čini 1/15 udjela. Zapremina leda polarnih glečera je takođe značajna: kada se pretvori u vodu, dostiže 24 miliona km, ili 1,6% zapremine hidrosfere. Voda jezera je 100 puta manja - 230 hiljada km, a korita rijeka sadrže samo 1200 m vode, ili 0,0001% ukupne hidrosfere. Međutim, i pored malog volumena vode, rijeke imaju vrlo važnu ulogu: one, kao i podzemne vode, zadovoljavaju značajan dio potreba stanovništva, industrije i poljoprivrede koja se navodnjava. Na Zemlji ima dosta vode. Hidrosfera čini oko 1/4180 mase naše planete. Međutim, udio slatke vode, isključujući vodu zarobljenu u polarnim glečerima, čini nešto više od 2 miliona km, ili samo 0,15% ukupne zapremine hidrosfere.

Hidrosfera kao prirodni sistem

Hidrosfera je diskontinuirana vodena školjka Kopno, ukupnost mora, okeana, kontinentalnih voda (uključujući podzemne) i ledenih pokrivača. Mora i okeani zauzimaju oko 71% zemljine površine, sadrže oko 96,5% ukupne zapremine hidrosfere. Ukupna površina svih unutrašnjih vodnih tijela je manja od 3% njegove površine. Na glečere otpada 1,6% vodenih rezervi u hidrosferi, a njihova površina je oko 10% površine kontinenata.

Najvažnije svojstvo hidrosfere je jedinstvo svih tipova prirodne vode(svjetski okeani, kopnene vode, vodena para u atmosferi, podzemne vode), koji se odvija u procesu kruženja vode u prirodi. Pokretačke snage ovog globalnog procesa su toplotna energija Sunca koja stiže na površinu Zemlje i sila gravitacije, koja osigurava kretanje i obnavljanje prirodnih voda svih vrsta.

Isparavanje s površine Svjetskog okeana i sa površine kopna početna je karika u kruženju vode u prirodi, osiguravajući ne samo obnovu njegove najvrednije komponente - slatke kopnene vode, već i njihov visok kvalitet. Pokazatelj aktivnosti razmjene voda prirodnih voda je visoka stopa njihove obnove, iako se različite prirodne vode obnavljaju (zamjenjuju) različitim brzinama. Najmobilniji agens hidrosfere je riječna voda, čiji je period obnove 10-14 dana.

Najveći dio voda hidrosfere koncentrisan je u Svjetskom okeanu. Svjetski okean je glavna završna karika kruženja vode u prirodi. Otpušta većinu isparene vlage u atmosferu. Vodeni organizmi koji naseljavaju površinski sloj Svjetskog okeana osiguravaju povratak značajnog dijela slobodnog kisika planete u atmosferu.

Ogroman volumen Svjetskog okeana ukazuje na neiscrpnost prirodnih resursa planete. Osim toga, Svjetski okean je kolekcionar riječne vode suši, koji godišnje prima oko 39 hiljada m 3 vode. Zagađenje Svjetskog okeana koje je nastalo u nekim područjima prijeti da poremeti prirodni proces cirkulacije vlage u njegovoj najkritičnijoj karici – isparavanju s površine okeana.

Voda sa hemijske tačke gledišta

Ogromna uloga vode u ljudskom životu i prirodi razlog je što je to bilo jedno od prvih jedinjenja koje je privuklo pažnju naučnika. Međutim, proučavanje vode je daleko od kraja.

Opća svojstva vode

Voda, zbog popularnosti svojih molekula, pospješuje razgradnju molekula soli u kontaktu s njom na ione, ali sama voda pokazuje veću stabilnost i kemijski čista voda sadrži vrlo malo jona H+ i OH-.

Voda je inertan rastvarač; hemijski se ne menja pod uticajem većine tehničkih jedinjenja da se ne rastvara. Ovo je veoma važno za sve žive organizme na našoj planeti, budući da se nutrijenti neophodni za tkiva snabdevaju u vodenim rastvorima u relativno malo izmenjenom obliku. U prirodnim uvjetima, voda uvijek sadrži jednu ili drugu količinu nečistoća, u interakciji ne samo s čvrstim i tekućim tvarima, već i otapajućim plinovima.

Čak i iz svježe pale kišnice može se izdvojiti nekoliko desetina miligrama raznih tvari otopljenih u njoj po litri zapremine. Niko nikada nije bio u stanju da dobije apsolutno čistu vodu u bilo kom njenom agregatnom stanju; Hemijski čista voda, uglavnom lišena otopljenih supstanci, proizvodi se dugotrajnim i mukotrpnim prečišćavanjem u laboratorijama ili u posebnim industrijskim instalacijama.

U prirodnim uslovima, voda ne može održati „hemijsku čistoću“. Stalno u kontaktu sa svim vrstama supstanci, on zapravo uvijek predstavlja rješenje različitih, često vrlo složenih svojstava. U slatkoj vodi sadržaj rastvorenih materija obično prelazi 1 g/l. Sadržaj soli u morskoj vodi varira od nekoliko jedinica do desetina grama po litri: na primjer, u Baltičkom moru ima samo 5 g/l, u Crnom moru - 18, au Crvenom moru - čak 41 g/l. l.

Sastav soli morske vode uglavnom je 89% sastavljen od hlorida (uglavnom natrijum, kalijum, kalcijum hlorid), 10% su sulfati (natrijum, kalijum, magnezijum) i 1% su karbonati (natrijum, kalcijum) i druge soli. Slatke vode obično sadrže najviše do 80% karbonata (natrijum, kalcijum), oko 13% sulfata (natrijum, kalijum, magnezijum) i 7% hlorida (natrijum i kalcijum).

Voda dobro otapa gasove (naročito kada niske temperature), uglavnom kisik, dušik, ugljični dioksid, vodonik sulfid. Količina kisika ponekad doseže 6 mg/l. IN mineralne vode Narzan tipa, ukupan sadržaj gasa može biti do 0,1%. Prirodna voda sadrži humusne supstance - složena organska jedinjenja nastala kao rezultat nepotpune razgradnje ostataka biljnih i životinjskih tkiva, kao i jedinjenja kao što su proteini, šećeri i alkoholi.

Voda ima izuzetno visok toplotni kapacitet. Toplotni kapacitet vode uzima se kao jedinica. Toplotni kapacitet peska je, na primer, 0,2, a gvožđa samo 0,107 toplotnog kapaciteta vode. Sposobnost vode da akumulira velike rezerve toplotne energije omogućava izglađivanje naglih temperaturnih fluktuacija u obalnim područjima Zemlje u različito doba godine i u različito doba dana: voda djeluje kao regulator temperature kroz cijeli naš planeta.

Vrijedi napomenuti posebno svojstvo vode - njenu visoku površinsku napetost - 72,7 erg/cm 2 (na 20°C). U tom pogledu, od svih vrsta tekućina, voda je na drugom mjestu nakon žive. Ovo svojstvo vode u velikoj meri je posledica vodoničnih veza između pojedinih molekula H 2 O. Površinska napetost se posebno jasno manifestuje u prianjanju vode na mnoge površine – vlaženju. Utvrđeno je da tvari - glina, pijesak, staklo, tkanine, papir i mnoge druge, koje se lako navlaže vodom, svakako sadrže atome kisika. Ispostavilo se da je ova činjenica ključna u objašnjavanju prirode vlaženja: energetski neuravnoteženi molekuli površinskog sloja vode imaju priliku da formiraju dodatne veze sa „stranim“ atomima kiseonika.

Vlaženje i površinski napon dio su fenomena koji se naziva kapilarnost: u uskim kanalima voda se može podići na visinu mnogo veću od one koju gravitacija „dopušta“ za stup datog presjeka.

U kapilarama voda ima neverovatna svojstva. B.V. Deryagin je ustanovio da se u kapilarama voda kondenzovana iz vodene pare ne smrzava na 0°, pa čak ni kada temperatura padne za desetine stepeni.



Ključni pojmovi: životna sredina - životna sredina - vodena sredina - tlo-vazdušna sredina - okoliš tla - organizam kao životna sredina

U prethodnim lekcijama često smo govorili o „staništu“, „životnom okruženju“ i nismo dali tačnu definiciju ovom pojmu. Intuitivno smo pod „okruženjem“ podrazumevali sve što okružuje organizam i utiče na njega na ovaj ili onaj način. Utjecaj okoline na tijelo su faktori okoline koje smo proučavali u prethodnim lekcijama. Drugim riječima, životnu sredinu karakteriše određeni skup okolišnih faktora.

Općeprihvaćena definicija životne sredine je ona Nikolaja Pavloviča Naumova:

ŽIVOTNA SREDINA – sve što okružuje organizme, direktno ili indirektno utiče na njihovo stanje, razvoj, opstanak i razmnožavanje.

Postoji ogromna raznolikost životnih uslova na Zemlji, što pruža raznolikost ekološke niše i njihovo "stanovništvo". Međutim, uprkos ovoj raznolikosti, postoje četiri kvalitativno različita životna okruženja koja imaju specifičan skup okolišnih faktora, te stoga zahtijevaju specifičan skup adaptacija. Ovo su životne sredine:

kopno-vodeni (kopno);

drugih organizama.

Hajde da se upoznamo sa karakteristikama svakog od ovih okruženja.

Vodeno okruženježivot

Prema većini autora koji proučavaju porijeklo života na Zemlji, evolucijski primarno okruženje za život bilo je vodeno okruženje. Nalazimo dosta indirektnih potvrda ovog stava. Prije svega, većina organizama nije sposobna za aktivan život bez ulaska vode u tijelo ili, barem, bez održavanja određenog sadržaja tekućine u tijelu. Unutrašnja sredina organizma, u kojoj se odvijaju glavni fiziološki procesi, očito još uvijek zadržava karakteristike sredine u kojoj se odvijala evolucija prvih organizama. Stoga je sadržaj soli u ljudskoj krvi (koja se održava na relativno konstantnom nivou) približan onom u okeanskoj vodi. Svojstva vodenog okeanskog okruženja uvelike su odredila hemijsku i fizičku evoluciju svih oblika života.

Možda glavni karakteristična karakteristika vodena sredina je njen relativni konzervativizam. Na primjer, amplituda sezonskih ili dnevnih temperaturnih kolebanja u vodenoj sredini je mnogo manja nego u kopno-vazdušnoj sredini. Topografija dna, razlike u uslovima na različitim dubinama, prisustvo koraljnih grebena itd. stvaraju različite uslove u vodenoj sredini.

Karakteristike vodene sredine proizlaze iz fizičkih i hemijskih svojstava vode. Dakle, velika gustina i viskoznost vode su od velikog značaja za životnu sredinu. Specifična težina vode je uporediva sa težinom u telu živih organizama. Gustoća vode je otprilike 1000 puta veća od gustine zraka. Stoga se vodeni organizmi (posebno oni koji se aktivno kreću) nailaze na veliku silu hidrodinamičkog otpora. Iz tog razloga, evolucija mnogih grupa vodenih životinja išla je u smjeru formiranja oblika tijela i tipova kretanja koji smanjuju otpor, što dovodi do smanjenja troškova energije za plivanje. Tako se među predstavnicima nalazi aerodinamičan oblik tijela razne grupe organizmi koji žive u vodi - delfini (sisari), koštane i hrskavične ribe.

Velika gustina vode je takođe razlog da se mehaničke vibracije dobro šire u vodenom okruženju. To je bilo važno u evoluciji osjetilnih organa, prostornoj orijentaciji i komunikaciji između vodenih stanovnika. Brzina zvuka u vodenoj sredini, četiri puta veća nego u vazduhu, određuje višu frekvenciju eholokacijskih signala.

Zbog velike gustine vodene sredine, njeni stanovnici su lišeni obavezne veze sa supstratom, što je karakteristično za zemaljske forme i povezan je sa silama gravitacije. Zato postoji cela grupa vodenih organizama(i biljke i životinje), koje postoje bez obavezne veze sa dnom ili drugim supstratom, "plutaju" u vodenom stupcu.

Električna provodljivost je otvorila mogućnost evolutivnog formiranja električnih čulnih organa, odbrane i napada.

Prizemno-vazdušno okruženje života

Prizemno-vazdušno okruženje karakteriše velika raznolikost životnih uslova, ekoloških niša i organizama koji ih naseljavaju. Treba napomenuti da 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 velika amplituda promena faktora sredine, heterogenost sredine, dejstvo gravitacionih sila i niska gustina vazduha. Kompleks fizičko-geografskih i klimatskih faktora karakterističnih za određenu prirodno područje, dovodi do evolucijskog formiranja morfofizioloških adaptacija organizama na život u ovim uvjetima, raznolikost životnih oblika.

Atmosferski vazduh karakteriše niska i promenljiva vlažnost. Ova okolnost je u velikoj mjeri ograničavala (ograničavala) mogućnosti savladavanja zemno-vazdušne sredine, a usmjeravala je i evoluciju metabolizma vode i soli i strukture disajnih organa.

Zemljište kao životna sredina

Tlo je rezultat aktivnosti živih organizama. Organizmi koji su naseljavali zemno-vazdušno okruženje doveli su do pojave tla kao jedinstvenog staništa. Tlo je složen sistem koji uključuje čvrstu fazu (mineralne čestice), tečnu fazu (vlaga tla) i gasovitu fazu. Odnos između ove tri faze određuje karakteristike tla kao životne sredine.

Važna karakteristika tla je i prisustvo određene količine organske materije. Nastaje kao rezultat smrti organizama i dio je njihovih izlučevina (sekreta).

Uslovi okruženje tla staništa su određena osobinama tla kao što su njegova aeracija (tj. zasićenost zrakom), vlažnost (prisustvo vlage), toplinski kapacitet i toplinski režim (dnevne, sezonske, godišnje varijacije temperature). Toplotni režim je, u poređenju sa prizemno-vazdušnim okruženjem, konzervativniji, posebno na velikim dubinama. Generalno, tlo ima prilično stabilne životne uslove.

Vertikalne razlike su karakteristične i za druga svojstva tla, na primjer, prodiranje svjetlosti prirodno ovisi o dubini.

Mnogi autori primjećuju srednji položaj životne sredine tla između vodenih i zemno-vazdušno okruženje. Tlo može ugostiti organizme koji imaju i vodene i vazdušni tip disanje. Vertikalni gradijent prodiranja svjetlosti u tlo je još izraženiji nego u vodi. Mikroorganizmi se nalaze u tlu i biljkama (prvenstveno korijenski sistemi) povezani su sa vanjskim horizontima.

Organizme u tlu odlikuju se specifičnim organima i tipovima kretanja (kopanje udova kod sisara; sposobnost promjene debljine tijela; prisustvo specijaliziranih kapsula za glavu kod nekih vrsta); oblik tijela (okrugla, vulkanska, crvolika); izdržljivi i fleksibilni poklopci; smanjenje očiju i nestanak pigmenata. Među stanovnicima tla široko je razvijena saprofagija - jedenje leševa drugih životinja, trulih ostataka itd.

Organizam kao stanište

Glossary

EKOLOŠKA NIŠA

položaj vrste u prirodi, uključujući ne samo mjesto vrste u prostoru, već i njenu funkcionalnu ulogu prirodna zajednica, položaj u odnosu na abiotske uslove postojanja, mjesto pojedinih faza životni ciklus predstavnici vrste u vremenu (na primjer, ranoproljetne biljne vrste zauzimaju potpuno nezavisnu ekološku nišu).

EVOLUCIJA

nepovratan istorijski razvoj žive prirode, praćen promjenama u genetskom sastavu populacija, formiranjem i izumiranjem vrsta, transformacijom ekosistema i biosfere u cjelini.

UNUTRAŠNJE OKRUŽENJE ORGANIZMA

okruženje koje karakteriše relativna postojanost sastava i svojstava koja osigurava tok životnih procesa u tijelu. Za muskarca unutrašnje okruženje Tijelo je sistem krvi, limfe i tkivne tekućine.

EHOLOKACIJA, LOKACIJA

određivanje položaja u prostoru objekta putem emitovanih ili reflektovanih signala (u slučaju eholokacije - percepcija zvučnih signala). Imaju sposobnost eholokacije Zamorci, delfini, šišmiši. Radar i elektrolokacija - percepcija reflektovanih radio signala i signala električnog polja. Neke ribe imaju sposobnost za ovu vrstu lokacije - Nilska duga njuška, gimarch.

Opće karakteristike. Hidrosfera kao vodena životna sredina zauzima oko 71% površine i 1/800 zapremine globus. Glavna količina vode, više od 94%, koncentrirana je u morima i okeanima (slika 5.2).

Rice. 5.2. Svjetski okeani u poređenju sa kopnom (prema N. F. Reimers, 1990.)

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

U okeanu sa svojim konstitutivnim morima prvenstveno se razlikuju dva ekološka područja: vodeni stub - pelagijalni a dno - benthal. Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralna zona - područje postepenog opadanja zemljišta do dubine od 200 m, batijal - područje strmih padina i ponorska zona - okeansko dno sa prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublje bentoske regije, koje odgovaraju depresijama okeanskog dna (6-10 km), nazivaju se ultraabyssal. Ivica obale koja je poplavljena za vrijeme plime naziva se primorje Dio obale iznad nivoa plime, navlažen prskanjem valova, naziva se supralitoral.

Otvorene vode Svjetskog okeana također su podijeljene u vertikalne zone koje odgovaraju bentoskim zonama: tipeligijal, bati-peligijal, abisopeligal(Sl. 5.3).

Rice. 5.3. Vertikalna ekološka zonalnost okeana

(prema N.F. Reimersu, 1990.)

Vodena sredina je dom za približno 150.000 životinjskih vrsta, ili oko 7% od ukupnog broja (slika 5.4) i 10.000 biljnih vrsta (8%).

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

Mora i okeani ekvatorijalnih i tropskih regija, prvenstveno Pacifika i Atlantic Oceans. Sjeverno i južno od ovih pojaseva visokokvalitetna kompozicija postepeno iscrpljuje. Na primjer, na području istočnoindijskog arhipelaga postoji najmanje 40.000 vrsta životinja, dok ih u Laptevskom moru ima samo 400. Većina organizama Svjetskog okeana koncentrirana je na relativno malom području. morske obale umjerena zona i među mangrovima tropskih zemalja.

Udio rijeka, jezera i močvara, kao što je ranije navedeno, je beznačajan u odnosu na mora i okeane. Međutim, oni stvaraju zalihe svježe vode neophodne za biljke, životinje i ljude.

Rice. 5.4. Distribucija glavnih klasa životinja prema okolini

stanište (prema G.V. Voitkevichu i V.A. Vronskom, 1989.)

Bilješkaživotinje smještene ispod valovite linije žive u moru, iznad nje - u kopno-vazdušnom okruženju

Poznato je da nije samo vodena sredina jak uticaj na njene stanovnike, ali i živu materiju hidrosfere, utičući na stanište, prerađuje ga i uključuje u kruženje supstanci. Utvrđeno je da se voda okeana, mora, rijeka i jezera razlaže i obnavlja u biotičkom ciklusu tokom 2 miliona godina, odnosno sva je prošla kroz živu materiju na Zemlji više od hiljadu puta.

Posljedično, moderna hidrosfera je proizvod vitalne aktivnosti žive tvari ne samo modernih, već i prošlih geoloških era.

Karakteristična karakteristika vodena sredina je njegova mobilnost, posebno u tekućim, brzim potocima i rijekama. Mora i okeani doživljavaju oseke i oseke, snažne struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod uticajem temperature i vjetra.

Ekološke grupe hidrobionata. Debljina vode, ili pelagic(pelage - more), naseljeno pelagijskim organizmima koji imaju sposobnost plivanja ili zadržavanja u određenim slojevima (sl. 5.5).

Rice. 5.5. Profil okeana i njegovih stanovnika (prema N. N. Moiseevu, 1983.)

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

Nekton(nektos - plutajući) je skup pelagičnih aktivno pokretnih životinja koje nemaju direktnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje koje su u stanju savladati velike udaljenosti i jake vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe kretanja. Tipični nektonski organizmi uključuju ribe, lignje, kitove i peronošce. Osim ribe, nekton u slatkim vodama uključuje vodozemce i insekte koji se aktivno kreću. Mnogi morske ribe može se kretati u vodenom stupcu ogromnom brzinom: do 45-50 km/h - lignje (Oegophside), 100-150 km/h - jedrenjak (Jstiopharidae) i 130 km/h - sabljarka (Xiphias glabius).

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

Organizmi koji se nalaze na površini vode čine posebna grupa - Neuston. Sastav neustona također ovisi o razvojnoj fazi određenog broja organizama. Prolazeći kroz stadij larve i odrastajući, napuštaju površinski sloj koji im je služio kao utočište i sele se da žive na dnu ili u donjim i dubljim slojevima. Tu spadaju ličinke desetonožaca, školjkaša, kopepoda, puževa i školjkaša, bodljokožaca, poliheta, riba itd.

Isti organizmi, čiji je dio tijela iznad površine vode, a drugi u vodi, nazivaju se plaiston. Tu spadaju patkica (Lemma), sifonofora (Siphonophora) itd.

Fitoplankton igra važnu ulogu u životu vodnih tijela, jer je glavni proizvođač organske tvari. Fitoplankton prvenstveno uključuje dijatomeje (Diatomeae) i zelene alge (Chlorophyta), biljne flagellate (Phytomastigina), peridinee (Peridineae) i kokolitofore (Coccolitophoridae). U slatkim vodama rasprostranjene su ne samo zelene alge, već i modrozelene alge (Cyanophyta).

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

U morskim zooplanktonom dominiraju mali rakovi (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) i protozoe (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Veliki predstavnici su krilati mekušci (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) i plivajuća ctenophora (Ctenophora), salpe (Salpae) i neki crvi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktonski organizmi su važni prehrambena komponenta za mnoge vodene životinje, uključujući divove kao što su kitovi usati (Mystacoceti), sl. 5.6.

Slika 5.6. Šema glavnih pravaca razmene energije i materije u okeanu

Bentos(bentos - dubina) je skup organizama koji žive na dnu (na tlu i u tlu) rezervoara. Podijeljen je na zoobenthos I fitobentos. Uglavnom su predstavljene zakačenim životinjama ili životinjama koje se polako kreću ili koplje. U plitkoj vodi se sastoji od organizama koji sintetiziraju organska materija(proizvođači), oni koji ga konzumiraju (potrošači) i oni koji ga uništavaju (reduktori). Na dubinama gdje nema svjetla, fitobentos (proizvođači) je odsutan. U morskom zoobentosu dominiraju foraminifori, spužve, koelenterati, crvi, brahiopodi, mekušci, ascidije, ribe itd. Bentoski oblici su brojniji u plitkim vodama. Njihova ukupna biomasa ovdje može doseći desetine kilograma po 1 m2.

Fitobentos mora uglavnom uključuje alge (dijatomeje, zelene, smeđe, crvene) i bakterije. Duž obala su cvjetnice - Zostera, Ruppia, Phyllospadix. Stjenoviti i kameniti dijelovi dna su najbogatiji fitobentosom.

U jezerima, kao iu morima, ima ih plankton, nekton I bentos.

Međutim, u jezerima i drugim slatkovodnim tijelima ima manje zoobentosa nego u morima i okeanima, a sastav vrsta mu je ujednačen. To su uglavnom protozoe, spužve, trepljasti i oligoheti crvi, pijavice, mekušci, larve insekata itd.

Slatkovodni fitobentos predstavljaju bakterije, dijatomeje i zelene alge. Obalne biljke se nalaze od obale u unutrašnjosti u jasno definisanim pojasevima. Prvi pojas - polupotopljene biljke (trska, rogoza, šaš i trska); drugi pojas - potopljene biljke sa plutajućim listovima (lokvanja, jajne kapsule, lokvanja, leća). IN treći pojas dominiraju biljke - ribnjak, elodea itd. (Slika 5.7).

Rice. 5.7. Biljke s donjim korijenom (A):

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

Na osnovu načina života, vodene biljke se dijele na dvije glavne: ekološke grupe: hidrofiti - biljke koje su samo donjim dijelom uronjene u vodu i obično ukorijenjene u zemlju, i hidatofiti - biljke koje su potpuno uronjene u vodu i ponekad plutaju na površini ili imaju plutajuće listove.

U životu vodenih organizama važnu ulogu imaju vertikalno kretanje vode, gustina, temperaturni, svjetlosni, solni, plinoviti (sadržaj kisika i ugljičnog dioksida) režimi i koncentracija vodikovih iona (pH).

Temperaturni režim. Razlikuje se u vodi, prvo, manjim prilivom topline, a drugo, većom stabilnošću nego na kopnu. Dio toplotne energije koja stiže na površinu vode se reflektuje, dok se dio troši na isparavanje. Isparavanje vode sa površine rezervoara, koje troši oko 2263x8 J/g, sprečava pregrijavanje donjih slojeva, a stvaranje leda koji oslobađa toplotu fuzije (333,48 J/g) usporava njihovo hlađenje.

Promjene temperature u tekućim vodama prate njene promjene u okolnom zraku, koje se razlikuju u manjoj amplitudi.

U jezerima i ribnjacima umjerenih geografskih širina termički režim je određen dobro poznatim fizičkim fenomenom - voda ima najveću gustinu na 4°C. Voda u njima je jasno podijeljena u tri sloja: gornji - epilimnion,čija temperatura doživljava oštre sezonske fluktuacije; prelazni sloj sa temperaturnim skokom, -metalimnion, gde se slavi oštar pad temperature; duboko more (dno) - hipolimnion sežu do samog dna, gdje je temperatura tokom cijele godine promjene beznačajan.

Ljeti se najtopliji slojevi vode nalaze na površini, a najhladniji na dnu. Ovaj tip Raspodjela temperatura u rezervoaru sloj po sloj naziva se direktna stratifikacija Zimi, kako temperatura pada, reverzna stratifikacija. Površinski sloj vode ima temperaturu blizu 0°C. Na dnu je temperatura oko 4°C, što odgovara njegovoj maksimalnoj gustini. Dakle, temperatura raste sa dubinom. Ovaj fenomen se zove temperaturna dihotomija. Zapaža se u većini naših jezera ljeti i zimi. Kao rezultat toga, vertikalna cirkulacija je poremećena, formira se slojevitost vode i počinje period privremene stagnacije - stagnacija(Sl. 5.8).

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

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

IN morsko okruženje Postoji i termička stratifikacija određena dubinom. Okeani imaju sljedeće slojeve Površina- vode su izložene dejstvu vetra, a po analogiji sa atmosferom ovaj sloj se naziva troposfera ili more termo-sfere. Ovdje se uočavaju dnevne fluktuacije temperature vode do otprilike 50 metara dubine, a sezonske fluktuacije još dublje. Debljina termosfere dostiže 400 m. srednji - predstavlja stalna termoklina. Temperatura u različitim morima i okeanima pada na 1-3°C. Prostire se do dubine od oko 1500 m. duboko more - karakterizira ujednačena temperatura od oko 1-3°C, sa izuzetkom polarnih područja, gdje je temperatura blizu 0°C.

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

Rice. 5.8. Stratifikacija i miješanje vode u jezeru

(nakon E. Gunther et al., 1982)

Duboke slojeve vode karakteriše konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječne godišnje temperature U površinskim slojevima je 26-27°C, u polarnim slojevima oko 0°C i niže. Izuzetak su termalni izvori, gdje temperatura površinskog sloja dostiže 85-93°C.

U vodi kao životnoj sredini, s jedne strane, postoji prilično značajna raznolikost temperaturnih uslova, as druge strane, termodinamičke karakteristike vodene sredine, kao što su visok specifični toplotni kapacitet, visoka toplotna provodljivost i ekspanzija tokom smrzavanje (u ovom slučaju led se formira samo na vrhu, a glavni stupac vode se ne smrzava), stvaraju povoljne uvjete za žive organizme.

Stoga je za zimovanje višegodišnjih hidrofita u rijekama i jezerima od velike važnosti vertikalna raspodjela temperatura ispod leda. Najgušći i najmanji hladnom vodom sa temperaturom od 4°C nalazi se u donjem sloju, u koji se spuštaju zimujuće pupoljke (turione) rogoza, mokraćnika, akvarela i dr. (Sl. 5.9), kao i cele lisne biljke, kao što su patkica, elodeja.

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

Vidljivi su pupoljci koji prezimljuju, koji tonu na dno

(od T.K. Goryshinoya, 1979)

Utvrđeno je mišljenje da je uranjanje povezano sa nakupljanjem škroba i težinom biljaka. Do proljeća škrob se pretvara u rastvorljive šećere i masti, što pupoljke čini lakšim i omogućava im da plutaju.

Organizmi u vodnim tijelima umjerenih geografskih širina dobro su prilagođeni sezonskim vertikalnim kretanjima vodenih slojeva, proljetnoj i jesenskoj homotermiji, ljetnoj i zimskoj stagnaciji. Budući da se temperaturni režim vodnih tijela odlikuje velikom stabilnošću, stenotermija je uobičajena među vodenim organizmima u većoj mjeri nego među kopnenim organizmima.

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

Gustina vode. Voda se od vazduha razlikuje po tome što je gušća. U tom pogledu, 800 puta je bolji od vazduha. Gustina destilovane vode na temperaturi od 4 °C je 1 g/cm3. Gustina prirodnih voda koje sadrže rastvorene soli može biti veća: do 1,35 g/cm 3 . U prosjeku, u vodenom stupcu, na svakih 10 m dubine, pritisak se povećava za 1 atmosferu. Velika gustina vode odražava se na strukturu tijela hidrofita. Dakle, ako su u kopnenim biljkama dobro razvijena mehanička tkiva koja osiguravaju čvrstoću stabala i stabljike, raspored mehaničkih i provodnih tkiva duž periferije stabljike stvara strukturu „cijevi“ koja je dobro otporna na savijanje i savijanje, onda u hidrofita mehanička tkiva su znatno smanjena, budući da se biljke same izdržavaju. Mehanički elementi i provodni snopovi su često koncentrirani u središtu stabljike ili lisne peteljke, što mu daje mogućnost savijanja pri pokretima vode.

Potopljeni hidrofiti imaju dobru plovnost koju stvaraju posebni uređaji (zračne vrećice, otekline). Tako listovi žaba leže na površini vode i ispod svakog lista imaju plutajući mjehur ispunjen zrakom. Poput malog prsluka za spašavanje, mjehurić omogućava listu da pluta na površini vode. Vazdušne komore u stabljici drže biljku uspravnom i isporučuju kiseonik do korena.

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

Organizmi u vodenom okruženju raspoređeni su po cijeloj njegovoj debljini. Na primjer, u okeanskim depresijama, životinje se nalaze na dubinama od preko 10.000 m i podnose pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Tako slatkovodni stanovnici (ronioci, papuče, suvojke itd.) mogu u eksperimentima izdržati do 600 atmosfera. Holoturijci iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus žive od obalnog pojasa do ultra-abisalne zone. Istovremeno, treba napomenuti da su mnogi stanovnici mora i okeana relativno stenobatski i ograničeni na određene dubine. Ovo se prvenstveno odnosi na plitke i dubokomorske vrste. Žive samo u primorskoj zoni ringworm pješčana glista Arenicola, mekušci - limpets (Patella). On velike dubine pri pritisku od najmanje 400-500 atmosfera nalaze se ribe iz grupe pecaroša, glavonošci, rakovi, morske zvijezde, pogonophora i drugi.

Gustoća vode omogućava životinjskim organizmima da se oslone na nju, što je posebno važno za neskeletne oblike. Podloga medijuma služi kao uslov za plutanje u vodi. Mnogi vodeni organizmi su prilagođeni ovakvom načinu života.

Lagani način rada. Na vodene organizme u velikoj mjeri utiču svjetlosni uvjeti i prozirnost vode. Intenzitet svjetlosti u vodi je znatno oslabljen (slika 5.10), jer se dio upadnog zračenja odbija od površine vode, dok se drugi apsorbira svojom debljinom. Slabljenje svjetlosti povezano je s prozirnošću vode. U okeanima, na primjer, sa velikom prozirnošću, oko 1% zračenja i dalje pada na dubinu od 140 m, a u malim jezerima s donekle zatvorenom vodom, već na dubini od 2 m, samo desetinke procenta.

Rice. 5.10. Osvetljenje u vodi tokom dana.

Cimljansko jezero (prema A. A. Potapovu,

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

Zbog činjenice da voda različito apsorbuje zrake različitih delova sunčevog spektra, spektralni sastav svetlosti se takođe menja sa dubinom, a crveni zraci su oslabljeni. Plavo-zeleni zraci prodiru na znatne dubine. Sumrak u okeanu, koji se s dubinom zgušnjava, prvo je zelen, zatim plavi, indigo, plavo-ljubičasti, a kasnije ustupa mjesto stalnoj tami. U skladu s tim, živi organizmi zamjenjuju jedni druge dubinom.

Tako biljke koje žive na površini vode ne osjećaju nedostatak svjetlosti, dok se potopljene, a posebno dubokomorske biljke svrstavaju u „sjenčanu floru“. Moraju se prilagoditi ne samo nedostatku svjetla, već i promjenama u njegovom sastavu stvaranjem dodatnih pigmenata. To se može vidjeti u poznatom uzorku obojenosti algi koje žive na različitim dubinama. U zonama plitkih voda, gdje biljke još uvijek imaju pristup crvenim zracima, koji se u najvećoj mjeri apsorbiraju hlorofilom, prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama ima smeđe alge, koji osim hlorofila imaju smeđe pigmente fikafein, fukoksantin itd. Crvene alge koje sadrže pigment fiko-eritrin žive još dublje. Ovdje je jasno vidljiva sposobnost snimanja. sunčeve zrake With različite dužine talasi. Ovaj fenomen se zove hromatska adaptacija.

Dubokomorske vrste imaju niz fizičkih osobina karakterističnih za biljke u sjeni. Među njima je vrijedno napomenuti nisku tačku kompenzacije za fotosintezu (30-100 luksa), "prirodu sjene" krivulje svjetlosti fotosinteze s niskim platoom zasićenja; alge, na primjer, imaju velike kromatofore. Dok su za površinske i plutajuće forme ove krive „lakšeg” tipa.

Za korištenje slabog svjetla u procesu fotosinteze potrebna je povećana površina organa za asimilaciju. Dakle, vrh strelice (Sagittaria sagittifolia) formira listove različitih oblika kada se razvija na kopnu i u vodi.

Nasljedni program kodira mogućnost razvoja u oba smjera. “Okidač” za razvoj “vodenih” oblika lišća je sjenčanje, a ne direktno djelovanje vode.

Često ostavlja vodenih biljaka, uronjeni u vodu, snažno su raščlanjeni na uske niti nalik na režnjeve, kao, na primjer, kod rogoza, urutija, mjehura, ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodne listove jajnih kapsula, lokvanja, listove potopljenog ribnjaka.

Ove karakteristike su također karakteristične za alge, kao što su nitaste alge, raščlanjeni tali Characeae i tanki prozirni tali mnogih dubokomorskih vrsta. Ovo omogućava hidrofitima da povećaju omjer površine tijela i zapremine, i stoga da razviju veću površinu uz relativno nisku cijenu organske mase.

U biljkama koje su djelomično potopljene u vodu, heterofilija, tj. razlika u strukturi nadvodnih i podvodnih listova iste biljke: To je jasno vidljivo na vodenom ljutiku (slika 5.11) Nadvodni imaju karakteristike zajedničke listovima nadzemnih biljaka (dorsoventralni struktura, dobro razvijeno pokrovno tkivo i stomatalni aparat), podvodno - vrlo tanke ili raščlanjene listove. Heterofilija je također zabilježena kod lokvanja i kapsula za jaja, vrhova strela i drugih vrsta.

Rice. 5.11. Heterofilija u vodenom ljutiku

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

Listovi: 1 - nadvodni; 2 - pod vodom

Ilustrativan primjer je lišćar (Simn latifolium), na čijoj stabljici se može vidjeti nekoliko oblika listova, koji odražavaju sve prijelaze od tipično kopnenog do tipično vodenog.

Dubina vodenog okoliša također utiče na životinje, njihovu boju, sastav vrsta itd. Na primjer, u jezerskom ekosistemu glavni život je koncentrisan u sloju vode u koji prodire količina svjetlosti dovoljna za fotosintezu. Donja granica ovog sloja naziva se nivo kompenzacije. Iznad ove dubine, biljke oslobađaju više kisika nego što troše, a višak kisika mogu iskoristiti drugi organizmi. Ispod ove dubine fotosinteza ne može osigurati disanje, stoga je organizmima dostupan samo kisik koji dolazi s vodom iz više površinskih slojeva jezera.

Životinje jarkih i raznolikih boja žive u svijetlim, površinskim slojevima vode, dok su dubokomorske vrste obično lišene pigmenata. U zoni sumraka oceana žive životinje koje su obojene crvenkastom nijansom, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja, jer se crvena boja u plavo-ljubičastim zrakama percipira kao crna. Crvena boja je karakteristična za životinje iz zone sumraka kao što su brancin, crveni koralji, razni rakovi itd.

Apsorpcija svjetlosti u vodi je jača što je njena prozirnost manja, što je posljedica prisustva mineralnih čestica (glina, mulj) u njoj. Prozirnost vode također se smanjuje s brzim rastom vodene vegetacije ljetni period ili tokom masovne reprodukcije malih organizama suspendovanih u površinskim slojevima. Transparentnost se odlikuje izuzetnom dubinom, gdje je još uvijek vidljiv posebno spušten Secchi disk (bijeli disk prečnika 20 cm). U Sargaskom moru (najbistrije vode), Sekijev disk je vidljiv do dubine od 66,5 m, u pacifik- do 59, na indijskom - do 50, in plitka mora- do 5-15 m. Prozirnost rijeka ne prelazi 1-1,5 m, au srednjoazijskim rijekama Amu Darya i Syr Darya - nekoliko centimetara. Stoga se granice zona fotosinteze uvelike razlikuju u različitim vodenim tijelima. U najčistijim vodama fotosintetička zona, ili eufotička zona, doseže dubinu ne veću od 200 m, sumračna (disfotična) zona se proteže do 1000-1500 m, a dublje u afotičnu zonu sunčeva svjetlost uopće ne prodire.

Dnevno vrijeme u vodi je mnogo kraće (posebno u dubokim slojevima) nego na kopnu. Količina svjetlosti u gornjim slojevima rezervoara varira u zavisnosti od geografske širine područja i doba godine. Dakle, duge polarne noći uvelike ograničavaju vrijeme pogodno za fotosintezu u arktičkom i antarktičkom bazenu, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti pristup svim zaleđenim vodenim tijelima zimi.

Režim soli. Salinitet vode ili režim soli igra važnu ulogu u životu vodenih organizama. Hemijski sastav voda nastaje pod uticajem prirodnih istorijskih i geoloških uslova, kao i antropogenim uticajem. Sadržaj hemijskih jedinjenja (soli) u vodi određuje njen salinitet i izražava se u gramima po litru ili u po milji(°/od). Prema opštoj mineralizaciji vode se mogu podijeliti na slatke sa udjelom soli do 1 g/l, bočate (1-25 g/l), morske slanosti (26-50 g/l) i slane vode (više od 50). g/l). Najvažnije otopljene tvari u vodi su karbonati, sulfati i hloridi (tabela 5.1).

Prema modernim hipotezama o nastanku života, općenito je prihvaćeno da je evolucijski primarni okoliš na našoj planeti bio vodeni okoliš. Potvrda prihvaćenih tvrdnji je da je koncentracija kiseonika, kalcijuma, kalijuma, natrijuma i hlora u našoj krvi približna onoj u okeanskoj vodi.

Vodeno stanište

U svom sastavu, osim morski okean, obuhvata sve rijeke, jezera i podzemne vode. Potonji su, pak, izvor hrane za rijeke, jezera i mora. Dakle, kruženje vode u prirodi je pokretačka snaga hidrosfere i važan izvor slatke vode na kopnu.

Na osnovu navedenog, hidrosferu treba podijeliti na:

• površina (površinska hidrosfera uključuje mora i okeane, jezera, rijeke, močvare, glečere, itd.);
• underground.

Glavna karakteristika površinske hidrosfere je da ne čini neprekidan sloj, ali istovremeno zauzima značajno područje - 70,8% Zemljine površine.

Sastav podzemne hidrosfere predstavljaju podzemne vode. Ukupna zapremina vodenih rezervi na Zemlji je oko 1370 miliona km3, od čega je oko 94% koncentrisano u okeanima, 4,12% u podzemnim vodama, 1,65% u glečerima i manje od 0,02% vode sadržano je u jezerima i rijekama.

U hidrosferi, na osnovu uslova života živih organizama, razlikuju se sljedeće zone:

• pelagični - vodeni stupac i bentoski - dno;
• u bentalu, ovisno o dubini, razlikuje se sublitoral - područje glatkog povećanja dubine do 200 m;
• batial - donji nagib;
• ponor - oceansko korito, do 6 km dubine;
• ultraabisalno, predstavljeno depresijama okeanskog dna;
• litoral, koji predstavlja rub obale, redovno plavljen za vrijeme plime i dreniran osekom i sublitoral, koji predstavlja dio obale navlažen pljuskovima valova.

Na osnovu vrste staništa i načina života, živi organizmi koji nastanjuju hidrosferu dijele se u sljedeće grupe:

1. pelagos - su skup organizama koji žive u vodenom stupcu. Među pelagoma se izdvaja plankton - grupa organizama koja uključuje biljke (fitoplankton) i životinje (zooplankton), koji nisu sposobni za samostalno kretanje u vodenom stupcu i pokreću se strujama, kao i nekton - grupa živih organizmi sposobni za samostalno kretanje u vodenom stupcu (ribe, školjke, itd.).
2. bentos je grupa organizama koji žive na dnu i u tlu. Zauzvrat, bentos je podijeljen na fitobentos, predstavljen algama i višim biljkama, i zoobentos ( morske zvijezde, rakovi, mekušci, itd.).

Ekološki faktori u vodenim staništima

Glavni faktori životne sredine u vodenom staništu predstavljaju struje i talasi, koji rade gotovo bez prestanka. Oni su u stanju da indirektno utiču na organizme, menjajući jonski sastav vode, njenu mineralizaciju, što zauzvrat doprinosi promeni koncentracija hranljive materije. Što se tiče direktnog uticaja navedenih faktora, oni doprinose prilagođavanju živih organizama na protok. Tako, na primjer, ribe koje žive u mirnim vodama imaju tijelo koje je spljošteno sa strane (deverika), dok u brzim vodama imaju zaobljeno tijelo (pastrmka).

Budući da je prilično gust medij, voda pruža značajan otpor kretanju živih organizama koji je nastanjuju. Zbog toga većina stanovnika hidrosfere ima aerodinamičan oblik tijela (ribe, delfini, lignje itd.).

Napomena 1

Vrijedi napomenuti da ljudski embrij u prvim tjednima svog razvoja po mnogo čemu podsjeća na riblji embrion i tek u dobi od jednog i pol do dva mjeseca poprima osobine karakteristične za ljude. Sve ovo ukazuje na kritičnu važnost vodene sredine u razvoju života.

Vodeno životno okruženje.

Hidrosfera zauzima oko 71% površine planete. Njegova glavna količina je koncentrisana u morima i okeanima (94%). U slatkovodnim vodnim tijelima količina vode je znatno manja (0,016%).

U vodenom okruženju živi oko 150 hiljada vrsta životinja (7% od ukupnog broja na Zemlji) i 10 hiljada vrsta biljaka (8%).

Karakteristike vodene sredine: pokretljivost, gustina, specijalna sol, svjetlost i temperaturni uslovi, kiselost (koncentracija vodikovih jona), sadržaj kisika, ugljičnog dioksida i hranjivih tvari.

Važna karakteristika vodene sredine je njena mobilnost. U potocima i rijekama prosječna brzina protok se obično povećava kako se kreće nizvodno. Zapravo brza struja rastu biljke koje oblažu supstrat, ili nitaste alge, mahovine i jetrenjak. U slaboj struji - biljke kruže oko toka, ne pružaju mu veliki otpor i sigurno su pričvršćene za stacionarni objekt s obilnim rastom nasumičnih korijena. Nevezane, slobodno plutajuće biljke nalaze se na mjestima sa sporim strujama ili gdje struje uopće nema.

Beskičmenjaci turbulentnih rijeka imaju izrazito spljoštena tijela.

Voda je 800 puta jača od vazduha po gustini. Gustina prirodnih voda je 1,35 g/cm3 zbog sadržaja soli. Na svakih 10 m dubine, pritisak se povećava za 1 atmosferu. U hidrobiontima su mehanička tkiva u velikoj mjeri reducirana. Podrška okoline služi kao uslov za lebdenje i održavanje neskeletnih oblika u vodi. Mnogi hidrobionti su prilagođeni ovom načinu života.

Režim soli značajna za vodene organizme.Prema opštoj mineralizaciji voda se deli na slatku sa sadržajem soli do 1 g/l, bočatu (1 - 25 g/l), morsku slanost (26 - 50 g/l) i rasol (više od 50 g/l) . Najvažnije rastvorene supstance u vodi su karbonati, sulfati i hloridi.

Kalcijum može delovati kao ograničavajući faktor. Postoje "meke" vode - sadržaj kalcijuma manji od 9 mg po 1 litru i "tvrde" vode koje sadrže više od 25 mg kalcijuma po 1 litru.

U morskoj vodi pronađeno je 13 metaloida i najmanje 40 metala.

Salinitet vode može imati značajan uticaj na distribuciju i brojnost organizama.

Zrake različitih delova sunčevog spektra voda različito apsorbuje, spektralni sastav svetlosti se menja sa dubinom, a crveni zraci su oslabljeni. Plavo-zeleni zraci prodiru na znatne dubine. Sve dublji sumrak u okeanu je prvo zelen, zatim plavi, indigo, plavo-ljubičasti, kasnije se meša sa stalnom tamom.

U zonama plitkih voda biljke koriste crvene zrake koje najviše apsorbira hlorofil; u pravilu prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama nalaze se smeđe alge koje pored hlorofila sadrže smeđe pigmente fikafein, fukoksantin itd. Crvene alge koje sadrže pigment fikoeritrin žive još dublje. Ovaj fenomen se naziva kromatografska adaptacija.

Životinje jarkih i raznolikih boja žive u svijetlim, površinskim slojevima vode; dubokomorske vrste obično su lišene pigmenata. Organizmi s crvenkastom nijansom žive u zoni sumraka, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja.

Amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija u gornjim slojevima okeana nije veća od 10-15 0 C , u kontinentalnim vodama 30-35 0 C. Duboke slojeve vode karakterizira konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura površinskih slojeva je 26–27 0 C, u polarnim vodama oko 0 0 C i niže. Izuzetak su termalni izvori, gdje temperatura površinskog sloja dostiže 85 - 93 0 C.

Termodinamičke karakteristike vodene sredine - visok specifični toplotni kapacitet, visoka toplotna provodljivost i ekspanzija tokom smrzavanja - stvaraju povoljne uslove za žive organizme.

Sa promocijom kiselost voda, raznovrsnost vrsta životinja koje nastanjuju rijeke, bare i jezera obično se smanjuje.

Slatkovodna tijela sa pH od 3,7 - 4,7 smatraju se kiselim, 6,95 - 7,3 - alkalnim, a sa pH većim od 7,8 - alkalnim. U slatkovodnim tijelima pH ima značajne fluktuacije, često tokom dana. Morska voda alkalnije i pH se mijenja manje od slatke vode. pH se smanjuje sa dubinom.

Većina slatkovodne ribe podnosi pH nivoe od 5 do 9. Ako je pH manji od 5, onda se opaža masovna smrt riba, a iznad 10 sve ribe i druge životinje uginu.

Glavni plinovi vodenog okoliša su kisik i ugljični dioksid, a sumporovodik ili metan su od sekundarnog značaja.

Kiseonik je najvažniji za vodenu sredinu faktor životne sredine. U vodu ulazi iz zraka i biljke ga oslobađaju tokom procesa fotosinteze. Kako temperatura i salinitet vode rastu, koncentracija kisika u njoj opada. U slojevima koji su jako naseljeni životinjama i bakterijama, može doći do nedostatka kisika zbog povećane potrošnje kisika. Uslovi u blizini dna rezervoara mogu biti bliski anaerobnim.

Ugljičnog dioksida ima 700 puta više nego u atmosferi, jer je 35 puta rastvorljiviji u vodi.

U vodenom okruženju mogu se razlikovati tri ekološke grupe vodenih organizama:

1)nekton (plutajući) - Ovo je zbirka životinja koje se aktivno kreću koje nemaju direktnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje sposobne putovati na velike udaljenosti i jake struje.

2)plankton (lutajući, plutajući) je skup organizama koji nemaju sposobnost brzog aktivnog kretanja. Dijeli se na fitoplankton (biljke) i zooplankton (životinje). Planktonski organizmi se nalaze i na površini vode, na dubini i u donjem sloju.

3) bentos (dubina) je skup organizama koji žive na dnu (na tlu i u tlu) vodenih tijela. Dijeli se na zoobentos i fitobentos.