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Habitat. En quoi l’environnement terre-air diffère-t-il de l’environnement aquatique ?

Il existe plusieurs principaux milieux de vie sur la planète Terre :

eau

sol-air

sol

Organisme vivant.

Milieu de vie aquatique.

Les organismes vivant dans l'eau ont des adaptations déterminées par les propriétés physiques de l'eau (densité, conductivité thermique, capacité à dissoudre les sels).

En raison de la force de poussée de l'eau, de nombreux petits habitants du milieu aquatique sont suspendus et ne sont pas capables de résister aux courants. L'ensemble de ces petits habitants aquatiques est appelé plancton. Le plancton comprend des algues microscopiques, des petits crustacés, des œufs et des larves de poissons, des méduses et de nombreuses autres espèces.

Plancton

Les organismes planctoniques sont transportés par les courants et sont incapables d’y résister. La présence de plancton dans l’eau permet une alimentation de type filtration, c’est-à-dire le filtrage, à l’aide de divers appareils, des petits organismes et des particules alimentaires en suspension dans l’eau. Il se développe chez les animaux de fond flottants et sessiles, tels que Lys de mer, moules, huîtres et autres. Une vie sédentaire serait impossible pour les habitants aquatiques s'il n'y avait pas de plancton, et cela, à son tour, n'est possible que dans un environnement suffisamment dense.

La densité de l'eau rend difficile les mouvements actifs, c'est pourquoi les animaux qui nagent rapidement, tels que les poissons, les dauphins, les calmars, doivent avoir des muscles forts et une forme corporelle profilée.

Requin mako

En raison de la densité élevée de l’eau, la pression augmente considérablement avec la profondeur. Profond la vie aquatique capable de résister à une pression des milliers de fois supérieure à celle de la surface terrestre.

La lumière ne pénètre dans l’eau qu’à faible profondeur, de sorte que les organismes végétaux ne peuvent exister que dans les horizons supérieurs de la colonne d’eau. Même dans les mers les plus propres, la photosynthèse n'est possible qu'à des profondeurs de 100 à 200 m. grandes profondeurs il n'y a pas de plantes et les animaux des eaux profondes vivent dans l'obscurité totale.

Le régime de température dans les réservoirs est plus doux que sur terre. En raison de la capacité thermique élevée de l'eau, les fluctuations de température y sont atténuées et les habitants aquatiques ne sont pas confrontés à la nécessité de s'adapter à fortes gelées ou une chaleur de quarante degrés. Ce n'est que dans les sources chaudes que la température de l'eau peut approcher le point d'ébullition.

L'une des difficultés de la vie des habitants aquatiques est la quantité limitée d'oxygène. Sa solubilité n'est pas très élevée et, de plus, diminue fortement lorsque l'eau est polluée ou chauffée. Par conséquent, dans les réservoirs, il y a parfois la famine - une mort massive d'habitants due à un manque d'oxygène, qui se produit pour diverses raisons.

Le poisson tue

La composition en sel du milieu est également très importante pour les organismes aquatiques. espèces marines ne peuvent pas vivre dans les eaux douces, et les animaux d’eau douce ne peuvent pas vivre dans les mers en raison d’une perturbation de la fonction cellulaire.

Environnement sol-air de la vie.

Cet environnement a un ensemble différent de fonctionnalités. Elle est généralement plus complexe et variée qu’aquatique. Il contient beaucoup d'oxygène, beaucoup de lumière, des changements de température plus brusques dans le temps et dans l'espace, des chutes de pression nettement plus faibles et un déficit d'humidité se produit souvent. Bien que de nombreuses espèces puissent voler et que les petits insectes, araignées, micro-organismes, graines et spores de plantes soient transportés par les courants d'air, l'alimentation et la reproduction des organismes se produisent à la surface du sol ou des plantes. Dans un environnement à faible densité comme l’air, les organismes ont besoin de soutien. Par conséquent, les plantes terrestres ont développé des tissus mécaniques et les animaux terrestres ont un squelette interne ou externe plus prononcé que les animaux aquatiques. La faible densité de l’air facilite les déplacements. Environ les deux tiers des habitants de la terre maîtrisent le vol actif et passif. La plupart d’entre eux sont des insectes et des oiseaux.

Milan noir

Papillon Caligo

L'air est un mauvais conducteur de chaleur. Cela facilite la conservation de la chaleur générée à l’intérieur des organismes et le maintien d’une température constante chez les animaux à sang chaud. Le développement même du sang chaud est devenu possible dans un environnement terrestre. Les ancêtres sont modernes mammifères aquatiques- les baleines, les dauphins, les morses, les phoques - vivaient autrefois sur terre.

Les habitants terrestres disposent d’une grande variété d’adaptations liées à l’approvisionnement en eau, en particulier dans des conditions sèches. Dans les plantes, c'est puissant système racinaire, une couche imperméable à la surface des feuilles et des tiges, la capacité de réguler l'évaporation de l'eau à travers les stomates. Chez les animaux, il s'agit également de caractéristiques structurelles différentes du corps et du tégument, mais, en outre, un comportement approprié contribue également au maintien de l'équilibre hydrique. Ils peuvent, par exemple, migrer vers des points d’eau ou éviter activement des conditions particulièrement sèches. Certains animaux peuvent vivre toute leur vie avec de la nourriture sèche, comme les gerboises ou la célèbre teigne des vêtements. Dans ce cas, l'eau nécessaire à l'organisme provient de l'oxydation des composants alimentaires.

Racine d'épine de chameau

De nombreux autres facteurs environnementaux jouent également un rôle important dans la vie des organismes terrestres, tels que la composition de l'air, les vents et la topographie de la surface terrestre. La météo et le climat sont particulièrement importants. Habitants terrestres environnement aérien doivent être adaptés au climat de la partie de la Terre où ils vivent et tolérer la variabilité conditions météorologiques.

Le sol comme milieu de vie.

Le sol est une fine couche de surface terrestre, transformée par l’activité des êtres vivants. Les particules solides sont imprégnées dans le sol par des pores et des cavités, remplies en partie d'eau et en partie d'air, de sorte que les petits organismes aquatiques peuvent également habiter le sol. Le volume des petites cavités du sol en est une caractéristique très importante. Dans les sols meubles, cela peut atteindre 70 % et dans les sols denses, environ 20 %. Dans ces pores et cavités ou à la surface des particules solides vivent une grande variété de créatures microscopiques : bactéries, champignons, protozoaires, vers ronds, arthropodes. Les animaux plus gros font eux-mêmes des passages dans le sol.

Habitants du sol

Le sol entier est pénétré par les racines des plantes. La profondeur du sol est déterminée par la profondeur de pénétration des racines et l’activité des animaux fouisseurs. Ce n'est pas plus de 1,5 à 2 m.

L'air dans les cavités du sol est toujours saturé de vapeur d'eau, sa composition est enrichie en dioxyde de carbone et appauvrie en oxygène. Les conditions de vie dans le sol ressemblent ainsi à celles du milieu aquatique. D’autre part, le rapport eau/air dans les sols change constamment en fonction des conditions météorologiques. Les variations de température sont très prononcées en surface, mais s'estompent rapidement en profondeur.

La principale caractéristique de l’environnement du sol est l’apport constant de matière organique, principalement due à la mort des racines des plantes et à la chute des feuilles. C’est une source d’énergie précieuse pour les bactéries, les champignons et de nombreux animaux, c’est pourquoi le sol constitue l’environnement le plus riche en vie. Son monde caché est très riche et diversifié.

Les organismes vivants comme milieu de vie.

Ténia large

La vie sur terre nécessitait des adaptations qui se sont avérées possibles uniquement dans des organismes vivants hautement organisés. L'environnement terrestre-air est plus difficile pour la vie ; il se caractérise par une teneur élevée en oxygène, une faible quantité de vapeur d'eau, une faible densité, etc. Cela a grandement modifié les conditions de respiration, d'échange d'eau et de mouvement des êtres vivants.

La faible densité de l'air détermine sa faible force de levage et son support insignifiant. Les organismes du milieu aérien doivent avoir leur propre système de support qui soutient le corps : les plantes - divers tissus mécaniques, les animaux - un squelette solide ou hydrostatique. De plus, tous les habitants de l'air sont étroitement liés à la surface de la terre, qui leur sert d'attachement et de support.

La faible densité de l'air offre une faible résistance au mouvement. Ainsi, de nombreux animaux terrestres ont acquis la capacité de voler. 75 % de tous les animaux terrestres, principalement les insectes et les oiseaux, se sont adaptés au vol actif.

Grâce à la mobilité de l'air et aux flux verticaux et horizontaux des masses d'air existant dans les couches inférieures de l'atmosphère, le vol passif des organismes est possible. À cet égard, de nombreuses espèces ont développé une anémochorie - dispersion à l'aide des courants d'air. L'anémochorie est caractéristique des spores, des graines et des fruits des plantes, des kystes de protozoaires, des petits insectes, des araignées, etc. Les organismes transportés passivement par les courants atmosphériques sont collectivement appelés aéroplancton.

Les organismes terrestres existent dans des conditions de pression relativement basse en raison de la faible densité de l'air. Normalement, c'est 760 mmHg. À mesure que l’altitude augmente, la pression diminue. Les basses pressions pourraient limiter la répartition des espèces en montagne. Pour les vertébrés, la limite supérieure de vie est d'environ 60 mm. Une diminution de la pression entraîne une diminution de l'apport d'oxygène et une déshydratation des animaux en raison d'une augmentation de la fréquence respiratoire. Les plantes supérieures ont à peu près les mêmes limites d'avancement en montagne. Les arthropodes, que l'on trouve sur les glaciers au-dessus de la ligne de végétation, sont un peu plus rustiques.

Composition gazeuse de l'air. Outre les propriétés physiques de l'environnement aérien, ses propriétés sont très importantes pour l'existence des organismes terrestres. Propriétés chimiques. La composition gazeuse de l'air dans la couche superficielle de l'atmosphère est assez uniforme en termes de teneur en composants principaux (azote - 78,1 %, oxygène - 21,0 %, argon - 0,9 %, dioxyde de carbone - 0,003 % en volume).

La teneur élevée en oxygène a contribué à une augmentation du métabolisme des organismes terrestres par rapport aux organismes aquatiques primaires. C'est dans le milieu terrestre, sur la base de la haute efficacité des processus oxydatifs dans l'organisme, qu'est née l'homéothermie animale. L'oxygène, en raison de sa teneur élevée et constante dans l'air, n'est pas un facteur limitant pour la vie dans l'environnement terrestre.

La teneur en dioxyde de carbone peut varier dans certaines zones de la couche superficielle de l'air dans des limites assez importantes. Augmentation de la saturation de l’air en CO ? se produit dans les zones d'activité volcanique, à proximité des sources thermales et d'autres exutoires souterrains de ce gaz. À des concentrations élevées, le dioxyde de carbone est toxique. Dans la nature, de telles concentrations sont rares. Une faible teneur en CO 2 inhibe le processus de photosynthèse. Dans des conditions de sol fermé, vous pouvez augmenter le taux de photosynthèse en augmentant la concentration de dioxyde de carbone. Ceci est utilisé dans la pratique de l’agriculture en serre et en serre.

L'azote de l'air est un gaz inerte pour la plupart des habitants du milieu terrestre, mais certains micro-organismes (bactéries nodulaires, bactéries azotées, algues bleu-vert, etc.) ont la capacité de le lier et de l'impliquer dans le cycle biologique des substances.

Le manque d’humidité est l’une des caractéristiques essentielles de l’environnement terre-air de la vie. Toute l'évolution des organismes terrestres a été sous le signe de l'adaptation à l'obtention et à la conservation de l'humidité. Les régimes d'humidité sur terre sont très divers - de la saturation complète et constante de l'air en vapeur d'eau dans certaines zones tropicales jusqu'à leur absence presque totale dans l'air sec des déserts. Il existe également une variabilité journalière et saisonnière importante dans la teneur en vapeur d'eau de l'atmosphère. L'approvisionnement en eau des organismes terrestres dépend également du régime des précipitations, de la présence de réservoirs, des réserves d'humidité du sol, de la proximité des eaux de mare, etc.

Cela a conduit au développement d’une adaptation à divers régimes d’approvisionnement en eau chez les organismes terrestres.

Conditions de température. La prochaine caractéristique distinctive environnement air-sol il y a des fluctuations de température importantes. Dans la plupart des régions terrestres, les écarts de température quotidiens et annuels sont de plusieurs dizaines de degrés. La résistance aux changements de température de l'environnement chez les habitants terrestres est très différente, selon l'habitat spécifique dans lequel se déroule leur vie. Cependant, en général, les organismes terrestres sont beaucoup plus eurythermiques que les organismes aquatiques.

Les conditions de vie dans l’environnement sol-air sont encore compliquées par l’existence de changements météorologiques. Météo - conditions changeantes de l'atmosphère à la surface, jusqu'à une altitude d'environ 20 km (la limite de la troposphère). La variabilité météorologique se manifeste par une variation constante de la combinaison de facteurs environnementaux tels que la température, l’humidité de l’air, la nébulosité, les précipitations, la force et la direction du vent, etc. Le régime météorologique à long terme caractérise le climat de la région. La notion de « Climat » comprend non seulement les valeurs moyennes des phénomènes météorologiques, mais aussi leur cycle annuel et journalier, leur écart par rapport à celui-ci et leur fréquence. Le climat est déterminé par les conditions géographiques de la région. Les principaux facteurs climatiques - température et humidité - sont mesurés par la quantité de précipitations et la saturation de l'air en vapeur d'eau.

Pour la plupart des organismes terrestres, en particulier les plus petits, le climat de la région n'est pas aussi important que les conditions de leur habitat immédiat. Très souvent, les éléments environnementaux locaux (relief, exposition, végétation, etc.) modifient le régime de température, d'humidité, de lumière, de mouvement de l'air dans une zone particulière de telle sorte qu'il diffère sensiblement des conditions climatiques de la zone. De telles modifications climatiques qui se développent dans la couche superficielle de l’air sont appelées microclimats. Dans chaque zone, le microclimat est très diversifié. Des microclimats de très petites zones peuvent être identifiés.

Le régime lumineux de l'environnement sol-air présente également quelques particularités. L'intensité et la quantité de lumière ici sont les plus importantes et ne limitent pratiquement pas la vie des plantes vertes, comme dans l'eau ou le sol. Sur terre, des espèces extrêmement aimant la lumière peuvent exister. Pour la grande majorité des animaux terrestres ayant une activité diurne et même nocturne, la vision est l'une des principales méthodes d'orientation. Chez les animaux terrestres, la vision est importante pour la recherche de proies ; de nombreuses espèces ont même une vision des couleurs. À cet égard, les victimes développent des caractéristiques adaptatives telles qu'une réaction défensive, une coloration de camouflage et d'avertissement, un mimétisme, etc. Chez les habitants aquatiques, ces adaptations sont beaucoup moins développées. L'apparition de fleurs aux couleurs vives des plantes supérieures est également associée aux caractéristiques de l'appareil pollinisateur et, finalement, au régime lumineux de l'environnement.

Les propriétés du terrain et du sol constituent également les conditions de vie des organismes terrestres et, en premier lieu, des plantes. Les propriétés de la surface de la Terre qui ont un impact écologique sur ses habitants sont unies par des « facteurs environnementaux édaphiques » (du grec « edaphos » - « sol »).

En fonction des différentes propriétés du sol, on peut distinguer un certain nombre de groupes écologiques de plantes. Ainsi, selon la réaction à l'acidité du sol, on distingue :

1) espèces acidophiles - poussent sur des sols acides avec un pH d'au moins 6,7 (plantes de tourbières à sphaignes) ;

2) neutrophile – a tendance à pousser sur des sols avec un pH de 6,7 à 7,0 (la plupart des plantes cultivées) ;

3) basophile - pousse à un pH supérieur à 7,0 (Echinops, anémone des bois) ;

4) indifférent - peut pousser sur des sols avec sens différent pH (muguet).

Les plantes diffèrent également en fonction de l'humidité du sol. Certaines espèces sont confinées à des substrats différents, par exemple les pétrophytes poussent sur des sols rocheux, les pasmophytes peuplent le sable meuble.

Le relief et la nature du sol influencent les déplacements spécifiques des animaux : par exemple les ongulés, les autruches, les outardes vivant dans les espaces ouverts, les sols durs, pour renforcer la répulsion lors de la course. Chez les lézards qui vivent dans les sables mouvants, les orteils sont bordés d'une frange d'écailles cornées qui augmentent le soutien. Pour les habitants terrestres qui creusent des trous, un sol dense est défavorable. La nature du sol affecte dans certains cas la répartition des animaux terrestres qui creusent des trous ou s'enfouissent dans le sol, ou y pondent des œufs, etc.

Par « environnement », nous entendons tout ce qui entoure le corps et l’influence d’une manière ou d’une autre. En d’autres termes, le cadre de vie est caractérisé par un certain ensemble de facteurs environnementaux. Mercredi- milieu de vie - milieu aquatique - milieu sol-air - environnement du sol- l'organisme comme milieu de vie - concepts clés.

Définition généralement acceptée environnement C'est la définition de Nikolai Pavlovich Naumov : " Mercredi- tout ce qui entoure les organismes affecte directement ou indirectement leur état, leur développement, leur survie et leur reproduction. » Sur Terre, il existe quatre milieux de vie qualitativement différents qui présentent un ensemble de facteurs environnementaux spécifiques : -sol-aquatique (terre); - eau; - le sol; - d'autres organismes.

Sol-air l'environnement se caractérise par une grande variété de conditions de vie, niches écologiques et les organismes qui les habitent. Les organismes jouent un rôle primordial dans la détermination des conditions de l’environnement terrestre et aérien de la vie, et surtout dans la composition des gaz de l’atmosphère. Presque tout l'oxygène de l'atmosphère terrestre est d'origine biogénique. Les principales caractéristiques de l’environnement sol-air sont

Changements importants dans les facteurs environnementaux,

Hétérogénéité du milieu,

L'action des forces de gravité,

Faible densité de l'air.

Un complexe de facteurs physico-géographiques et climatiques liés à une certaine zone naturelle conduit à l'adaptation des organismes à la vie dans ces conditions et à la diversité des formes de vie. La teneur élevée en oxygène dans l'atmosphère (environ 21 %) détermine la possibilité de former un niveau métabolique (énergétique) élevé. Air atmosphérique caractérisé par une humidité faible et variable. Cette circonstance a largement limité les possibilités de développement de l'environnement sol-air.

Atmosphère(du grec atmos - vapeur et sphaira - boule), la coque gazeuse de la terre. Il est impossible d'indiquer la limite supérieure exacte de l'atmosphère terrestre. L'atmosphère a une structure en couches prononcée. Principales couches de l’atmosphère :

1)Troposphère- hauteur 8 - 17 km. toute la vapeur d'eau et les 4/5 de la masse de l'atmosphère y sont concentrés et tous les phénomènes météorologiques s'y développent.

2)Stratosphère- couche au-dessus de la troposphère jusqu'à 40 km. Il se caractérise par une température presque totalement constante avec l'altitude. Dans la partie supérieure de la stratosphère se trouve une concentration maximale d’ozone, qui absorbe une grande quantité de rayonnement ultraviolet du Soleil.

3) Mésosphère- couche comprise entre 40 et 80 km ; dans sa moitié inférieure, la température monte de +20 à +30 degrés, dans la moitié supérieure elle descend à près de -100 degrés.

4) Thermosphère(ionosphère) - une couche comprise entre 80 et 1 000 km, qui présente une ionisation accrue des molécules de gaz (sous l'influence d'un rayonnement cosmique pénétrant sans entrave).

5) Exosphère(sphère de diffusion) - une couche au-dessus de 800 à 1 000 km, à partir de laquelle les molécules de gaz sont dispersées dans l'espace. L'atmosphère transmet les 3/4 du rayonnement solaire, augmentant ainsi la quantité totale de chaleur utilisée pour le développement processus naturels Terre.

Milieu de vie aquatique. Hydrosphère (de hydro... et sphère), intermittente coquille d'eau Terre située entre l'atmosphère et la croûte solide (lithosphère). Représente la totalité des océans, des mers, des lacs, des rivières, des marécages ainsi que des eaux souterraines. L'hydrosphère couvre environ 71 % de la surface terrestre. Composition chimique L'hydrosphère se rapproche de la composition moyenne de l'eau de mer.

La quantité d’eau douce représente 2,5 % de toute l’eau de la planète ; 85% - eau de mer. Les réserves d'eau douce sont réparties de manière extrêmement inégale : 72,2 % - glace ; 22,4 % - eaux souterraines ; 0,35 % - atmosphère ; 5,05% - débit fluvial et eau de lac stables. L’eau que nous pouvons utiliser ne représente que 10 à 12 % de toute l’eau douce sur Terre.

Environnement principal la vie était précisément le milieu aquatique. Tout d’abord, la plupart des organismes ne sont pas capables de mener une vie active sans que de l’eau ne pénètre dans le corps ou sans maintenir une certaine quantité de liquide à l’intérieur du corps. Caractéristique principale Le milieu aquatique est : les fluctuations de température quotidiennes et saisonnières. Énorme importance écologique, ont une densité et une viscosité d'eau élevées. La densité de l'eau est comparable à celle du corps des organismes vivants. La densité de l’eau est environ 1 000 fois supérieure à celle de l’air. Par conséquent, les organismes aquatiques (en particulier ceux qui se déplacent activement) rencontrent une plus grande force de résistance hydrodynamique. La forte densité de l'eau est la raison pour laquelle les vibrations mécaniques (vibrations) se propagent bien dans le milieu aquatique. Ceci est très important pour les sens, l'orientation dans l'espace et entre les habitants aquatiques. La vitesse du son dans le milieu aquatique a une fréquence de signaux d'écholocation plus élevée. Quatre fois plus grand que dans l'air. Il existe donc tout un groupe d'organismes aquatiques (plantes et animaux) qui existent sans lien obligatoire avec le fond ou un autre substrat, « flottant » dans la colonne d'eau.

L'habitat terre-air est beaucoup plus complexe dans ses conditions écologiques que le milieu aquatique. Pour vivre sur terre, les plantes et les animaux devaient développer tout un ensemble d’adaptations fondamentalement nouvelles.

La densité de l’air est 800 fois inférieure à celle de l’eau, la vie en suspension dans l’air est donc pratiquement impossible. Seules les bactéries, les spores fongiques et le pollen des plantes sont régulièrement présents dans l'air et peuvent être transportés sur des distances importantes par les courants d'air, mais dans tous fonction principale cycle de vie - la reproduction a lieu à la surface de la terre, où se trouvent nutriments. Les habitants de la terre sont obligés de se développer système de support,

soutenir le corps. Chez les plantes, il s'agit d'une variété de tissus mécaniques ; les animaux ont un squelette osseux complexe. Une faible densité de l'air détermine une faible résistance au mouvement. Par conséquent, de nombreux animaux terrestres ont pu profiter des avantages environnementaux de cette caractéristique de l’environnement aérien au cours de leur évolution et ont acquis la capacité de voler à court ou à long terme. Non seulement les oiseaux et les insectes, mais même les mammifères et les reptiles ont la capacité de se déplacer dans les airs. En général, au moins 60 % des espèces animales terrestres peuvent voler ou planer activement en utilisant les courants d’air.

La vie de nombreuses plantes dépend en grande partie du mouvement des courants d’air, puisque c’est le vent qui transporte leur pollen et que la pollinisation se produit. Cette méthode de pollinisation est appelée anémophilie. L'anémophile est caractéristique de tous les gymnospermes et parmi les angiospermes, les plantes pollinisées par le vent représentent au moins 10 % du nombre total d'espèces. Caractéristique de nombreuses espèces anémochorie– le tassement par les courants d'air. Dans ce cas, ce ne sont pas les cellules germinales qui bougent, mais les embryons d'organismes et de jeunes individus - graines et petits fruits de plantes, larves d'insectes, petites araignées, etc. Les graines et fruits de plantes anémochores ont soit de très petites tailles (par exemple exemple, des graines d'orchidées) ou divers appendices en forme d'ailes et de parachutes , grâce auxquels la capacité de planification augmente. Les organismes transportés passivement par le vent sont collectivement appelés aéroplancton par analogie avec les habitants planctoniques du milieu aquatique.

La faible densité de l’air entraîne une très faible pression sur terre par rapport au milieu aquatique. Au niveau de la mer, elle est de 760 mmHg. Art. À mesure que l'altitude augmente, la pression diminue et, à une altitude d'environ 6 000 m, elle n'est que la moitié de celle habituellement observée à la surface de la Terre. Pour la plupart des vertébrés et des plantes, il s'agit de la limite supérieure de répartition. La basse pression dans les montagnes entraîne une diminution de l'apport d'oxygène et une déshydratation des animaux en raison d'une augmentation du taux respiratoire. En général, la grande majorité des organismes terrestres sont beaucoup plus sensibles aux changements de pression que les habitants aquatiques, car les fluctuations de pression dans l'environnement terrestre ne dépassent généralement pas les dixièmes d'atmosphère. Même les grands oiseaux capables de s'élever à plus de 2 km de hauteur se retrouvent dans des conditions dans lesquelles la pression ne diffère pas de plus de 30 % par rapport au niveau du sol.

Outre les propriétés physiques de l’air, ses propriétés chimiques sont également très importantes pour la vie des organismes terrestres. La composition gazeuse de l'air dans la couche superficielle de l'atmosphère est uniforme partout, en raison du mélange constant des masses d'air par convection et par vent. Au stade actuel de l’évolution de l’atmosphère terrestre, la composition de l’air est dominée par l’azote (78 %) et l’oxygène (21 %), suivis du gaz inerte argon (0,9 %) et du dioxyde de carbone (0,035 %). La teneur plus élevée en oxygène dans l'habitat terrestre-air, par rapport au milieu aquatique, contribue à une augmentation du niveau de métabolisme chez les animaux terrestres. C'est dans l'environnement terrestre que sont apparus les mécanismes physiologiques, basés sur la haute efficacité énergétique des processus oxydatifs dans le corps, offrant aux mammifères et aux oiseaux la possibilité de maintenir leur température corporelle et leur activité physique à un niveau constant, ce qui leur a donné la possibilité de vivent uniquement dans les régions chaudes, mais aussi froides de la Terre. Actuellement, l’oxygène, en raison de sa forte teneur dans l’atmosphère, ne fait pas partie des facteurs limitant la vie dans le milieu terrestre. Cependant, dans certaines conditions, sa carence peut survenir dans le sol.

La concentration de dioxyde de carbone peut varier dans la couche superficielle dans des limites assez importantes. Par exemple, en l'absence de vent dans les grandes villes et les centres industriels, la teneur de ce gaz peut être des dizaines de fois supérieure à la concentration dans les biocénoses naturelles non perturbées, en raison de sa libération intensive lors de la combustion de combustible organique. Des concentrations accrues de dioxyde de carbone peuvent également se produire dans les zones d'activité volcanique. Des concentrations élevées de CO 2 (plus de 1 %) sont toxiques pour les animaux et les plantes, mais de faibles niveaux de ce gaz (moins de 0,03 %) inhibent le processus de photosynthèse. Principal source naturelle Le CO 2 est la respiration des organismes du sol. Le dioxyde de carbone provient du sol dans l'atmosphère et est émis de manière particulièrement intense par les sols modérément humides et bien réchauffés avec une quantité importante de matière organique. Par exemple, la terre de hêtre forêt de feuillusémettent de 15 à 22 kg/ha de dioxyde de carbone par heure, sols sableux - pas plus de 2 kg/ha. Il y a des changements quotidiens dans la teneur en dioxyde de carbone et en oxygène dans couches de sol l'air, déterminé par le rythme de la respiration animale et de la photosynthèse végétale.

L'azote, qui est le composant principal du mélange air, est inaccessible à l'absorption directe pour la plupart des habitants de l'environnement sol-air en raison de ses propriétés inertes. Seuls certains organismes procaryotes, notamment les bactéries nodulaires et les algues bleu-vert, ont la capacité d'absorber l'azote de l'air et de l'impliquer dans le cycle biologique des substances.

Le facteur environnemental le plus important dans les habitats terrestres est la lumière du soleil. Tous les organismes vivants ont besoin d’énergie extérieure pour exister. Sa principale source est la lumière solaire, qui représente 99,9 % du bilan énergétique total à la surface de la Terre, et 0,1 % est l'énergie des couches profondes de notre planète, dont le rôle n'est assez élevé que dans certaines zones d'intense activité volcanique. , par exemple en Islande ou au Kamtchatka dans la Vallée des Geysers. Si l'on considère que 100 % de l'énergie solaire atteint la surface de l'atmosphère terrestre, environ 34 % sont réfléchis dans l'espace, 19 % sont absorbés lors de leur passage à travers l'atmosphère et seulement 47 % atteignent les écosystèmes terrestres, aériens et aquatiques. forme d’énergie rayonnante directe et diffuse. Le rayonnement solaire direct est un rayonnement électromagnétique dont les longueurs d'onde vont de 0,1 à 30 000 nm. La part du rayonnement diffusé sous forme de rayons réfléchis par les nuages et la surface de la Terre augmente avec une diminution de la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon et avec une augmentation de la teneur en particules de poussière dans l'atmosphère. La nature de l'impact de la lumière solaire sur les organismes vivants dépend de leur composition spectrale.

Les rayons ultraviolets à ondes courtes d'une longueur d'onde inférieure à 290 nm sont destructeurs pour tous les êtres vivants, car ont la capacité d'ioniser et de diviser le cytoplasme des cellules vivantes. Ces rayons dangereux sont absorbés à 80-90 % par la couche d’ozone, située à des altitudes de 20 à 25 km. La couche d'ozone, qui est un ensemble de molécules d'O 3, se forme à la suite de l'ionisation des molécules d'oxygène et est donc le produit de l'activité photosynthétique des plantes à l'échelle mondiale. Il s'agit d'une sorte de « parapluie » qui protège les communautés terrestres des rayons ultraviolets nocifs. On suppose qu’elle est apparue il y a environ 400 millions d’années, en raison de la libération d’oxygène lors de la photosynthèse des algues océaniques, qui a permis à la vie de se développer sur terre. Les rayons ultraviolets à ondes longues, dont les longueurs d'onde sont comprises entre 290 et 380 nm, sont également très réactifs chimiquement. Une exposition prolongée et intense à ces substances est nocive pour les organismes, mais nombre d’entre eux nécessitent de petites doses. Les rayons d'une longueur d'onde d'environ 300 nm provoquent la formation de vitamine D chez les animaux, d'une longueur d'onde de 380 à 400 nm - conduisent à l'apparition d'un bronzage en tant que réaction protectrice de la peau. Dans la zone de lumière solaire visible, c'est-à-dire perçu par l'œil humain, comprend des rayons dont les longueurs d'onde vont de 320 à 760 nm. Dans la partie visible du spectre, il existe une zone de rayons photosynthétiquement actifs - de 380 à 710 nm. C'est dans cette gamme d'ondes lumineuses que se déroule le processus de photosynthèse.

La lumière et son énergie, qui déterminent en grande partie la température d'un habitat particulier, affectent les échanges gazeux et l'évaporation de l'eau par les feuilles des plantes et stimulent le travail des enzymes pour la synthèse des protéines et des acides nucléiques. Les plantes ont besoin de lumière pour la formation du pigment chlorophyllien, la formation de la structure des chloroplastes, c'est-à-dire structures responsables de la photosynthèse. Sous l’influence de la lumière, les cellules végétales se divisent et se développent, fleurissent et fructifient. Enfin, la répartition et l'abondance de certaines espèces végétales, et par conséquent la structure de la biocénose, dépendent de l'intensité lumineuse d'un habitat particulier. Dans des conditions de faible luminosité, comme sous la canopée d’une forêt de feuillus ou d’épicéas, ou le matin et le soir, la lumière devient un facteur limitant important qui peut limiter la photosynthèse. Par une journée d'été claire dans un habitat ouvert ou dans la partie supérieure de la canopée des arbres dans les latitudes tempérées et basses, l'éclairage peut atteindre 100 000 lux, alors que 10 000 lux suffisent pour le succès de la photosynthèse. Avec un éclairage très élevé, le processus de blanchiment et de destruction de la chlorophylle commence, ce qui ralentit considérablement la production de matière organique primaire lors de la photosynthèse.

Comme vous le savez, grâce à la photosynthèse, le dioxyde de carbone est absorbé et l'oxygène est libéré. Cependant, lors de la respiration des plantes pendant la journée, et surtout la nuit, l'oxygène est absorbé et le CO 2, au contraire, est libéré. Si vous augmentez progressivement l’intensité lumineuse, le taux de photosynthèse augmentera en conséquence. Au fil du temps, un moment viendra où la photosynthèse et la respiration de la plante s'équilibreront précisément et la production de matière biologique pure, c'est-à-dire non consommés par la plante elle-même dans le processus d'oxydation et de respiration pour ses besoins, cessent. Cet état dans lequel l'échange gazeux total de CO 2 et O 2 est égal à 0 est appelé point de compensation.

L'eau est l'une des substances absolument nécessaires au bon déroulement du processus de photosynthèse, et sa carence affecte négativement le déroulement de nombreux processus cellulaires. Même un manque d'humidité dans le sol pendant plusieurs jours peut entraîner de graves pertes de récolte, car... Une substance qui inhibe la croissance des tissus, l'acide abscissique, commence à s'accumuler dans les feuilles des plantes.

La température optimale de l'air pour la photosynthèse de la plupart des plantes de la zone tempérée est d'environ 25 ºC. À des températures plus élevées, le taux de photosynthèse ralentit en raison de l’augmentation des coûts de respiration, de la perte d’humidité par évaporation pour refroidir la plante et de la diminution de la consommation de CO2 due à la diminution des échanges gazeux.

Les plantes connaissent diverses adaptations morphologiques et physiologiques mode lumière habitat sol-air. Selon les exigences relatives au niveau d'éclairage, toutes les plantes sont généralement divisées dans les groupes environnementaux suivants.

Photophile ou héliophytes– les plantes d'habitats ouverts et constamment bien éclairés. Les feuilles des héliophytes sont généralement petites ou avec un limbe disséqué, avec une paroi externe épaisse de cellules épidermiques, souvent avec une couche cireuse pour refléter partiellement l'excès d'énergie lumineuse ou avec une pubescence dense qui permet une dissipation efficace de la chaleur, avec un grand nombre de trous microscopiques - stomates, à travers lesquels les gaz se produisent et les échanges d'humidité avec l'environnement, avec des tissus mécaniques bien développés et des tissus capables de stocker de l'eau. Les feuilles de certaines plantes de ce groupe sont photométriques, c'est-à-dire capables de changer de position en fonction de la hauteur du Soleil. À midi, les feuilles sont positionnées par la tranche par rapport au soleil, et le matin et le soir, parallèlement à ses rayons, ce qui les protège de la surchauffe et permet d'utiliser la lumière et l'énergie solaire dans la mesure nécessaire. Les héliophytes font partie des communautés dans presque toutes les zones naturelles, mais leur plus grand nombre se trouve dans les zones équatoriales et tropicales. Ce sont des plantes de pluie forêts tropicalesétage supérieur, plantes des savanes d'Afrique de l'Ouest, des steppes de Stavropol et du Kazakhstan. Par exemple, il s’agit du maïs, du mil, du sorgho, du blé, des clous de girofle et des euphorbes.

Amoureux de l'ombre ou sciophytes– les plantes des étages inférieurs de la forêt, les ravins profonds. Ils sont capables de vivre dans des conditions d’ombrage important, ce qui est la norme pour eux. Les feuilles des sciophytes sont disposées horizontalement, elles sont généralement de couleur vert foncé et de plus grande taille que celles des héliophytes. Les cellules épidermiques sont grandes, mais avec des parois externes plus minces. Les chloroplastes sont gros, mais leur nombre dans les cellules est faible. Le nombre de stomates par unité de surface est inférieur à celui des héliophytes. Les plantes qui aiment l'ombre de la zone climatique tempérée comprennent les mousses, les mousses, les herbes de la famille du gingembre, l'oseille commune, le mynika à deux feuilles, etc. Il s'agit également de nombreuses plantes du niveau inférieur. zone tropicale. Les mousses, en tant que plantes de la couche forestière la plus basse, peuvent vivre avec un éclairage allant jusqu'à 0,2% du total à la surface de la biocénose forestière, les mousses - jusqu'à 0,5%, et les plantes à fleurs ne peuvent se développer normalement qu'avec un éclairage d'au moins 1 % du total. Chez les sciophytes, les processus de respiration et d'échange d'humidité se produisent avec moins d'intensité. L'intensité de la photosynthèse atteint rapidement un maximum, mais avec un éclairage important, elle commence à diminuer. Le point de compensation est situé dans des conditions de faible luminosité.

Les plantes tolérantes à l'ombre peuvent tolérer une ombre importante, mais elles poussent également bien à la lumière et s'adaptent aux changements saisonniers importants d'éclairage. Ce groupe comprend les plantes de prairie, les herbes forestières et les arbustes poussant dans les zones ombragées. Ils poussent plus vite dans les zones intensément éclairées, mais se développent tout à fait normalement sous un éclairage modéré.

L'attitude envers le régime lumineux change chez les plantes tout au long de leur développement individuel - l'ontogenèse. Les semis et les jeunes plants de nombreuses graminées des prés et arbres tolèrent mieux l'ombre que les plantes adultes.

Dans la vie des animaux, la partie visible du spectre lumineux joue également un rôle assez important. La lumière pour les animaux est condition nécessaire orientation visuelle dans l'espace. Les yeux primitifs de nombreux invertébrés sont simplement des cellules individuelles sensibles à la lumière qui leur permettent de percevoir certaines fluctuations d'éclairage, l'alternance de lumière et d'ombre. Les araignées peuvent distinguer les contours des objets en mouvement à une distance ne dépassant pas 2 cm. Serpents à sonnettes sont capables de voir la partie infrarouge du spectre et sont capables de chasser dans l'obscurité totale, en se concentrant sur les rayons thermiques de la proie. Chez les abeilles, la partie visible du spectre est décalée vers des longueurs d’onde plus courtes. Ils perçoivent une partie importante des rayons ultraviolets comme colorés, mais ne distinguent pas les rouges. La capacité à percevoir les couleurs dépend de la composition spectrale dans laquelle elle est active ce type. La plupart des mammifères menant une vie crépusculaire ou nocturne distinguent mal les couleurs et voient le monde en noir et blanc (représentants des familles canines et félines, hamsters, etc.). Vivre au crépuscule entraîne une augmentation de la taille des yeux. Des yeux énormes, capables de capter des quantités insignifiantes de lumière, sont caractéristiques des lémuriens, des tarsiers et des hiboux nocturnes. Ils possèdent les organes visuels les plus avancés céphalopodes et les vertébrés supérieurs. Ils peuvent percevoir adéquatement la forme et la taille des objets, leur couleur et déterminer la distance par rapport aux objets. La vision binoculaire tridimensionnelle la plus parfaite est caractéristique des humains, des primates et des oiseaux de proie : hiboux, faucons, aigles et vautours.

La position du Soleil est un facteur important dans la navigation de divers animaux lors de migrations sur de longues distances.

Les conditions de vie dans l'environnement sol-air sont compliquées par les conditions météorologiques et changement climatique. Le temps est l'état en constante évolution de l'atmosphère près de la surface de la Terre jusqu'à une altitude d'environ 20 km (la limite supérieure de la troposphère). La variabilité météorologique se manifeste par des fluctuations constantes des valeurs les facteurs les plus importants l'environnement, comme la température et l'humidité, la quantité d'eau liquide tombant à la surface du sol en raison de précipitations atmosphériques, degré d'éclairage, vitesse du vent, etc. Les caractéristiques météorologiques sont caractérisées non seulement par des changements saisonniers assez évidents, mais également par des fluctuations aléatoires non périodiques sur des périodes de temps relativement courtes, ainsi que dans le cycle quotidien, qui affectent particulièrement négativement la la vie des habitants de la terre ferme, car il est extrêmement difficile de développer des adaptations efficaces à ces fluctuations. La vie des habitants des grandes étendues d'eau terrestres et maritimes est beaucoup moins affectée par les conditions météorologiques, n'affectant que les biocénoses de surface.

Le régime météorologique à long terme caractérise climat terrain. Le concept de climat comprend non seulement les valeurs des caractéristiques et phénomènes météorologiques les plus importants moyennés sur un intervalle de temps long, mais également leur évolution annuelle, ainsi que la probabilité d'écart par rapport à la norme. Le climat dépend avant tout des conditions géographiques de la région - latitude, altitude, proximité de l'Océan, etc. La diversité zonale des climats dépend également de l'influence des vents de mousson transportant des eaux chaudes et humides. masses d'air des mers tropicales aux continents, des trajectoires des cyclones et des anticyclones, de l'influence des chaînes de montagnes sur le mouvement des masses d'air et de bien d'autres raisons qui créent une extraordinaire variété de conditions de vie sur terre. Pour la plupart des organismes terrestres, en particulier pour les plantes et les petits animaux sédentaires, ce ne sont pas tant les caractéristiques climatiques à grande échelle qui sont importantes. espace naturel dans lequel ils vivent, mais les conditions créées dans leur habitat immédiat. De telles modifications locales du climat, créées sous l'influence de nombreux phénomènes distribués localement, sont appelées microclimat. Les différences entre la température et l’humidité dans les habitats forestiers et herbagers, sur les pentes nord et sud des collines, sont largement connues. Un microclimat stable se produit dans les nids, les creux, les grottes et les terriers. Par exemple, dans une tanière de neige ours polaire, au moment où le petit apparaît, la température de l'air peut être supérieure de 50 °C à la température ambiante.

L’environnement terre-air se caractérise par des fluctuations de température nettement plus importantes dans le cycle quotidien et saisonnier que l’environnement aquatique. Sur de vastes zones de latitudes tempérées d'Eurasie et Amérique du Nord situé à une distance considérable de l'Océan, l'amplitude de température dans le cycle annuel peut atteindre 60 et même 100 °C, en raison de la très grande hiver froid et un été chaud. Par conséquent, la base de la flore et de la faune dans la plupart des régions continentales sont des organismes eurythermaux.

Littérature

Principal – T.1 – p. 268-299 ; – c. 111-121 ; Supplémentaire ; .

Questions d'auto-test :

1. Quelles sont les principales différences physiques entre les habitats terrestres et aériens ?

de l'eau ?

2. De quels processus dépend la teneur en dioxyde de carbone dans la couche superficielle de l'atmosphère ?

et quel est son rôle dans la vie végétale ?

3. Dans quelle gamme de rayons du spectre lumineux se produit la photosynthèse ?

4. Quelle est l’importance de la couche d’ozone pour les habitants de la terre ferme et comment est-elle apparue ?

5. De quels facteurs dépend l'intensité de la photosynthèse des plantes ?

6. Qu'est-ce qu'un point d'indemnisation ?

7. Quels sont-ils ? caractéristiques des plantes héliophytes ?

8. Quelles sont les caractéristiques des plantes sciophytes ?

9. Quel est le rôle de la lumière du soleil dans la vie des animaux ?

10. Qu'est-ce que le microclimat et comment se forme-t-il ?

UN NOUVEAU LOOK Adaptations des organismes à la vie dans l'environnement sol-airOrganismes vivants dans environnement sol-air entouré d'air. L'air a une faible densité et, par conséquent, une faible force de levage, un support insignifiant et une faible résistance au mouvement des organismes. Les organismes terrestres vivent dans des conditions de température relativement faibles et constantes. pression atmosphérique, également en raison de la faible densité de l'air.

L'air a une faible capacité thermique, il se réchauffe donc rapidement et se refroidit tout aussi rapidement. La vitesse de ce processus est inversement proportionnelle à la quantité de vapeur d’eau qu’il contient.

Les masses d'air légères ont une plus grande mobilité, tant horizontalement que verticalement. Cela aide à maintenir une composition gazeuse constante de l’air. La teneur en oxygène de l'air est beaucoup plus élevée que celle de l'eau, donc l'oxygène sur terre n'est pas un facteur limitant.

La lumière dans les habitats terrestres, du fait de la grande transparence de l'atmosphère, n'agit pas comme un facteur limitant, contrairement au milieu aquatique.

L'environnement sol-air présente différents régimes d'humidité : de la saturation complète et constante de l'air en vapeur d'eau dans certaines zones tropicales jusqu'à leur absence quasi totale dans l'air sec des déserts. Il existe également une grande variabilité de l’humidité de l’air au cours de la journée et des saisons.

L'humidité du sol constitue un facteur limitant.

En raison de la présence de la gravité et du manque de force de poussée, les habitants terrestres disposent de systèmes de soutien bien développés qui soutiennent leur corps. Chez les plantes, il s'agit de divers tissus mécaniques, particulièrement développés chez les arbres. Les animaux, au cours du processus évolutif, ont développé à la fois un squelette externe (arthropode) et interne (cordés). Certains groupes d'animaux possèdent un hydrosquelette (rond et annélides). Les problèmes des organismes terrestres pour maintenir leur corps dans l'espace et surmonter les forces de gravité les ont limités. poids maximum et tailles. Les plus gros animaux terrestres sont inférieurs en taille et en poids aux géants du milieu aquatique (la masse d'un éléphant atteint 5 tonnes, et baleine bleue- 150 tonnes).

La faible résistance de l'air a contribué à l'évolution progressive des systèmes de locomotion des animaux terrestres. Ainsi, les mammifères ont acquis la vitesse de déplacement la plus élevée sur terre et les oiseaux ont maîtrisé l'environnement aérien, développant la capacité de voler.

La grande mobilité de l'air dans les directions verticale et horizontale est utilisée par certains organismes terrestres à différents stades de leur développement pour se disperser à l'aide des courants d'air (jeunes araignées, insectes, spores, graines, fruits des plantes, kystes protistes). Par analogie avec les organismes planctoniques aquatiques, les insectes ont développé des adaptations similaires à celles du vol passif dans les airs - petites tailles corporelles, diverses excroissances qui augmentent la surface relative du corps ou de certaines de ses parties. Les graines et les fruits dispersés par le vent possèdent divers appendices en forme d'ailes et de paragaute qui améliorent leur capacité de vol plané.

Les adaptations des organismes terrestres pour conserver l’humidité sont également diverses. Chez les insectes, le corps est protégé de manière fiable contre le dessèchement par une cuticule chitinisée multicouche, dont la couche externe contient des graisses et des substances ressemblant à de la cire. Des dispositifs similaires d’économie d’eau sont également développés chez les reptiles. La capacité de fécondation interne développée chez les animaux terrestres les rendait indépendants de la présence d'un milieu aquatique.

Le sol est un système complexe constitué de particules solides entourées d’air et d’eau.

Selon le type - argileux, sableux, argilo-sableux etc. - le sol est plus ou moins imprégné de cavités remplies d'un mélange de gaz et de solutions aqueuses. Dans le sol, par rapport à la couche d'air souterraine, les fluctuations de température sont atténuées et à une profondeur de 1 m, les changements saisonniers de température sont également imperceptibles.

L'horizon du sol le plus élevé contient plus ou moins humus, dont dépend la productivité des plantes. La couche intermédiaire située en dessous contient les éléments délavés de la couche supérieure et substances transformées. La couche inférieure est représentée race maternelle.

L’eau du sol est présente dans des vides, des espaces minuscules. La composition de l'air du sol change fortement avec la profondeur : la teneur en oxygène diminue et la teneur en dioxyde de carbone augmente. Lorsque le sol est inondé d'eau ou que les résidus organiques se décomposent intensément, des zones sans oxygène apparaissent. Ainsi, les conditions d’existence dans le sol sont différentes selon les horizons.

Au cours de l'évolution, ce milieu s'est développé plus tard que le milieu aquatique. Sa particularité est qu'il est gazeux, il se caractérise donc par une faible humidité, densité et pression, et une teneur élevée en oxygène.

Au cours de l'évolution, les organismes vivants ont développé les adaptations anatomiques, morphologiques, physiologiques, comportementales et autres nécessaires.

Les animaux de l'environnement sol-air se déplacent sur le sol ou dans les airs (oiseaux, insectes), et les plantes s'enracinent dans le sol. À cet égard, les animaux ont développé des poumons et une trachée, et les plantes ont développé un appareil stomatique, c'est-à-dire

organes avec lesquels les habitants terrestres de la planète absorbent l'oxygène directement de l'air. Les organes squelettiques se sont fortement développés, assurant l'autonomie de mouvement sur terre et soutenant le corps avec tous ses organes dans des conditions de densité environnementale insignifiante, des milliers de fois inférieure à celle de l'eau.

Facteurs environnementaux dans l'environnement sol-air diffèrent des autres habitats par une intensité lumineuse élevée, des fluctuations significatives de la température et de l'humidité de l'air et la corrélation de tous les facteurs avec localisation géographique, changeant les saisons de l'année et l'heure de la journée.

Leurs effets sur les organismes sont inextricablement liés au mouvement de l'air et à la position par rapport aux mers et aux océans et sont très différents des effets sur le milieu aquatique (tableau

Tableau 5

Conditions d'habitat des organismes de l'air et de l'eau

(d'après D.F. Mordukhai-Boltovsky, 1974)

environnement aérien

Environnement aquatique

Humidité	Très important (souvent en pénurie)	N'a pas (toujours en excès)
Densité	Mineur (sauf pour le sol)	Grand par rapport à son rôle pour les habitants de l'air
Pression	Presque aucun	Grand (peut atteindre 1000 atmosphères)
Température	Significatif (varie dans des limites très larges - de -80 à +1ОО°С et plus)	Inférieure à la valeur pour les habitants de l'air (varie beaucoup moins, généralement de -2 à +40°C)
Oxygène	Non essentiel (principalement en excès)	Essentiel (souvent en pénurie)
Matières solides en suspension	Sans importance; non utilisé pour l'alimentation (principalement des minéraux)	Important (source de nourriture, notamment matière organique)
Substances dissoutes dans environnement	Dans une certaine mesure (uniquement pertinent dans les solutions de sol)	Important (certaines quantités requises)

Les animaux terrestres et les plantes ont développé leurs propres adaptations, non moins originales, à des facteurs environnementaux défavorables : la structure complexe du corps et de son tégument, sa périodicité et son rythme. Les cycles de la vie, mécanismes de thermorégulation, etc.

La mobilité ciblée des animaux à la recherche de nourriture s'est développée, des spores, des graines et du pollen transportés par le vent sont apparus, ainsi que des plantes et des animaux dont la vie était entièrement liée à l'environnement aérien. Une relation fonctionnelle, ressource et mécanique exceptionnellement étroite s’est nouée avec le sol.

De nombreuses adaptations ont été discutées ci-dessus, à titre d'exemples pour caractériser facteurs abiotiques environnement.

Il ne sert donc à rien de se répéter maintenant, puisque nous y reviendrons lors des cours pratiques.

Le sol comme habitat

La Terre est la seule planète qui possède un sol (édasphère, pédosphère) - une coquille supérieure spéciale de terre.

Cette coquille s'est formée à une époque historiquement prévisible - elle correspond au même âge que la vie terrestre sur la planète. Pour la première fois, M.V. a répondu à la question sur l'origine du sol. Lomonossov (« Sur les couches de la Terre ») : « …le sol est issu de la décomposition des corps animaux et végétaux… au fil du temps… ».

Et vous, le grand scientifique russe. Toi. Dokuchaev (1899 : 16) fut le premier à appeler le sol un corps naturel indépendant et à prouver que le sol est « ... le même corps historique naturel indépendant que n'importe quelle plante, n'importe quel animal, n'importe quel minéral... c'est le résultat, une fonction. de l'activité totale et mutuelle du climat d'une zone donnée, de ses organismes végétaux et animaux, de la topographie et de l'âge du pays..., enfin, du sous-sol, c'est-à-dire

terre maternelle rochers. ... Tous ces agents formant le sol sont, par essence, en quantités tout à fait équivalentes et participent à parts égales à la formation du sol normal... »

Et le pédologue moderne et bien connu N.A.

Kaczynski (« Le sol, ses propriétés et sa vie », 1975) donne la définition suivante du sol : « Le sol doit être compris comme toutes les couches superficielles de roches, transformées et modifiées par l'influence conjointe du climat (lumière, chaleur, air, eau) , organismes végétaux et animaux » .

Les principaux éléments structurels du sol sont : la base minérale, matière organique, l'air et l'eau.

Base minérale (squelette)(50 à 60 % du sol total) est substance inorganique, formé à la suite de l'altération de la roche de montagne sous-jacente (mère, formant le sol).

La taille des particules squelettiques va des rochers et des pierres aux minuscules grains de sable et aux particules de boue. Les propriétés physicochimiques des sols sont déterminées principalement par la composition des roches formant le sol.

La perméabilité et la porosité du sol, qui assurent la circulation de l'eau et de l'air, dépendent de la proportion d'argile et de sable dans le sol et de la taille des fragments.

DANS climat tempéré idéalement, si le sol est formé de quantités égales d'argile et de sable, c'est-à-dire représente le terreau.

Dans ce cas, les sols ne risquent ni d’être engorgés ni de se dessécher. Les deux sont également destructeurs pour les plantes et les animaux.

matière organique– jusqu'à 10 % du sol, est formé de biomasse morte (masse végétale - litière de feuilles, branches et racines, troncs morts, chiffons d'herbe, organismes d'animaux morts), broyée et transformée en humus du sol par des micro-organismes et certains groupes de Animaux et plantes.

Plus éléments simples, formés à la suite de la décomposition de la matière organique, sont à nouveau absorbés par les plantes et participent au cycle biologique.

Air(15-25%) dans le sol est contenu dans des cavités - pores, entre les particules organiques et minérales. En l'absence (sols argileux lourds) ou en remplissage des pores par l'eau (lors d'inondations, dégel du pergélisol), l'aération du sol se détériore et des conditions anaérobies se développent.

Dans de telles conditions, les processus physiologiques des organismes consommateurs d'oxygène - les aérobies - sont inhibés et la décomposition de la matière organique est lente. En s'accumulant progressivement, ils forment de la tourbe. Les grandes réserves de tourbe sont typiques des marécages, des forêts marécageuses et des communautés de la toundra. L'accumulation de tourbe est particulièrement prononcée dans les régions du nord, où le froid et l'engorgement des sols sont interdépendants et se complètent.

Eau(25-30%) dans le sol est représenté par 4 types : gravitationnel, hygroscopique (lié), capillaire et vapeur.

gravitationnel- l'eau mobile, occupant de larges espaces entre les particules du sol, s'infiltre sous son propre poids jusqu'au niveau de la nappe phréatique.

Facilement absorbé par les plantes.

Hygroscopique ou apparenté– s’adsorbe autour des particules colloïdales (argile, quartz) du sol et est retenu sous forme d’un film mince grâce aux liaisons hydrogène. Libéré d'eux quand haute température(102-105°C). Il est inaccessible aux plantes et ne s'évapore pas. Dans les sols argileux, il y a jusqu'à 15 % de cette eau, dans les sols sableux – 5 %.

Capillaire– retenu autour des particules de sol par tension superficielle.

À travers des pores et des canaux étroits - capillaires, il s'élève du niveau de la nappe phréatique ou s'écarte des cavités contenant de l'eau gravitationnelle. Il est mieux retenu par les sols argileux et s'évapore facilement.

Les plantes l'absorbent facilement.

Vaporeux– occupe tous les pores sans eau. Il s'évapore d'abord.

Il y a un échange constant entre les sols de surface et les eaux souterraines, qui constituent un maillon du cycle général de l'eau dans la nature, changeant de vitesse et de direction en fonction de la saison et des conditions météorologiques.

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Composition gazeuse de l'atmosphère est également un facteur climatique important.

Il y a environ 3 à 3,5 milliards d'années, l'atmosphère contenait de l'azote, de l'ammoniac, de l'hydrogène, du méthane et de la vapeur d'eau, et elle ne contenait pas d'oxygène libre. La composition de l’atmosphère était largement déterminée par les gaz volcaniques.

C'est dans le milieu terrestre, sur la base de la haute efficacité des processus oxydatifs dans l'organisme, qu'est née l'homéothermie animale. L'oxygène, du fait de sa teneur constamment élevée dans l'air, n'est pas un facteur limitant la vie dans le milieu terrestre. Ce n'est qu'à certains endroits, dans des conditions spécifiques, qu'une carence temporaire se crée, par exemple dans les accumulations de résidus végétaux en décomposition, les réserves de céréales, de farine, etc.

Par exemple, en l’absence de vent au centre des grandes villes, sa concentration est multipliée par dix. Il existe des changements quotidiens réguliers dans la teneur en dioxyde de carbone dans les couches souterraines, associés au rythme de la photosynthèse des plantes, et des changements saisonniers, provoqués par des changements dans le taux de respiration des organismes vivants, principalement la population microscopique des sols. Une saturation accrue de l'air en dioxyde de carbone se produit dans les zones d'activité volcanique, à proximité des sources thermales et d'autres sorties souterraines de ce gaz.

Faible densité de l'air détermine sa faible force de levage et son support insignifiant.

Les habitants du milieu aérien doivent disposer de leur propre système de support qui soutient le corps : des plantes - avec divers tissus mécaniques, des animaux - avec un squelette solide ou, beaucoup moins souvent, hydrostatique.

Vent

tempêtes

Pression

Une faible densité de l’air entraîne une pression relativement faible sur la terre. Normalement, c'est 760 mmHg. À mesure que l’altitude augmente, la pression diminue. À une altitude de 5 800 m, ce n’est qu’à moitié normal. Les basses pressions pourraient limiter la répartition des espèces en montagne. Pour la plupart des vertébrés, la limite supérieure de vie est d'environ 6 000 M. Une diminution de la pression entraîne une diminution de l'apport en oxygène et une déshydratation des animaux en raison d'une augmentation du taux respiratoire.

Les limites de progression des plantes supérieures dans les montagnes sont à peu près les mêmes. Les arthropodes (colloboles, acariens, araignées) sont un peu plus rustiques, que l'on trouve sur les glaciers au-dessus de la ligne de végétation.

En général, tous les organismes terrestres sont beaucoup plus sténobatiques que les organismes aquatiques.

Habitat sol-air

Au cours de l'évolution, ce milieu s'est développé plus tard que le milieu aquatique. Les facteurs écologiques de l'environnement sol-air diffèrent des autres habitats par la forte intensité lumineuse, les fluctuations importantes de la température et de l'humidité de l'air, la corrélation de tous les facteurs avec la situation géographique, le changement des saisons et l'heure de la journée.

L'environnement est gazeux, il se caractérise donc par une faible humidité, densité et pression, ainsi qu'une teneur élevée en oxygène.

Caractéristiques des facteurs environnementaux abiotiques : lumière, température, humidité - voir cours précédent.

Composition gazeuse de l'atmosphère est également un facteur climatique important. Il y a environ 3 à 3,5 milliards d'années, l'atmosphère contenait de l'azote, de l'ammoniac, de l'hydrogène, du méthane et de la vapeur d'eau, et elle ne contenait pas d'oxygène libre. La composition de l’atmosphère était largement déterminée par les gaz volcaniques.

Actuellement, l’atmosphère est principalement composée d’azote, d’oxygène et de quantités relativement plus faibles d’argon et de dioxyde de carbone.

Tous les autres gaz présents dans l’atmosphère ne sont contenus qu’à l’état de traces. La teneur relative en oxygène et en dioxyde de carbone est particulièrement importante pour le biote.

Ce n'est qu'à certains endroits, dans des conditions spécifiques, qu'une carence temporaire se crée, par exemple dans les accumulations de résidus végétaux en décomposition, les réserves de céréales, de farine, etc.

La teneur en dioxyde de carbone peut varier dans certaines zones de la couche superficielle de l'air dans des limites assez importantes. Par exemple, en l’absence de vent au centre des grandes villes, sa concentration est multipliée par dix. Il existe des changements quotidiens réguliers dans la teneur en dioxyde de carbone dans les couches souterraines, associés au rythme de la photosynthèse des plantes, et des changements saisonniers, provoqués par des changements dans le taux de respiration des organismes vivants, principalement la population microscopique des sols.

Une saturation accrue de l'air en dioxyde de carbone se produit dans les zones d'activité volcanique, à proximité des sources thermales et d'autres sorties souterraines de ce gaz. Une faible teneur en dioxyde de carbone inhibe le processus de photosynthèse.

Dans des conditions de sol fermé, il est possible d'augmenter le taux de photosynthèse en augmentant la concentration de dioxyde de carbone ; ceci est utilisé dans la pratique de l’agriculture en serre et en serre.

L'azote de l'air est un gaz inerte pour la plupart des habitants du milieu terrestre, mais un certain nombre de micro-organismes (bactéries nodulaires, Azotobacter, clostridies, algues bleu-vert, etc.) ont la capacité de le lier et de l'impliquer dans le cycle biologique.

Les polluants locaux qui pénètrent dans l’air peuvent également affecter considérablement les organismes vivants.

Cela s'applique particulièrement aux substances gazeuses toxiques - méthane, oxyde de soufre (IV), monoxyde de carbone (II), oxyde d'azote (IV), sulfure d'hydrogène, composés chlorés, ainsi que les particules de poussière, de suie, etc., polluant l'air zones industrielles. La principale source moderne de pollution chimique et physique de l'atmosphère est anthropique : travaux de diverses entreprises industrielles et de transports, érosion des sols, etc.

n. L'oxyde de soufre (SO2), par exemple, est toxique pour les plantes même à des concentrations allant d'un cinquante millième à un millionième du volume d'air. Certaines espèces végétales sont particulièrement sensibles au S02 et servent d'indicateur sensible de son accumulation dans l'air (par exemple, les lichens.

Faible densité de l'air détermine sa faible force de levage et son support insignifiant. Les habitants du milieu aérien doivent disposer de leur propre système de support qui soutient le corps : des plantes - avec divers tissus mécaniques, des animaux - avec un squelette solide ou, beaucoup moins souvent, hydrostatique.

De plus, tous les habitants de l'air sont étroitement liés à la surface de la terre, qui leur sert d'attachement et de support. La vie en suspension dans les airs est impossible. Certes, de nombreux micro-organismes et animaux, spores, graines et pollens de plantes sont régulièrement présents dans l'air et sont transportés par les courants d'air (anémochorie), de nombreux animaux sont capables de voler activement, mais chez toutes ces espèces la fonction principale de leur cycle de vie est la reproduction - effectuée à la surface de la terre.

Pour la plupart d'entre eux, rester dans les airs n'est associé qu'à l'installation ou à la recherche de proies.

Vent a un effet limitant sur l'activité et même la répartition des organismes. Le vent peut même changer apparence plantes, en particulier dans les habitats, par exemple dans les zones alpines, où d'autres facteurs ont un effet limitant. Dans les habitats de montagne ouverts, le vent limite la croissance des plantes et les fait se pencher du côté au vent.

De plus, le vent augmente l’évapotranspiration dans des conditions de faible humidité. Sont d'une grande importance tempêtes, bien que leur effet soit purement local. Les ouragans, et même les vents ordinaires, peuvent transporter des animaux et des plantes sur de longues distances et ainsi modifier la composition des communautés.

Pression, apparemment, n'est pas un facteur limitant direct, mais il est directement lié aux conditions météorologiques et au climat, qui ont un effet limitant direct.

Les basses pressions pourraient limiter la répartition des espèces en montagne.

Pour la plupart des vertébrés, la limite supérieure de vie est d'environ 6 000 M. Une diminution de la pression entraîne une diminution de l'apport en oxygène et une déshydratation des animaux en raison d'une augmentation du taux respiratoire. Les limites de progression des plantes supérieures dans les montagnes sont à peu près les mêmes. Les arthropodes (colloboles, acariens, araignées) sont un peu plus rustiques, que l'on trouve sur les glaciers au-dessus de la ligne de végétation.