Selon les hypothèses modernes sur l'origine de la vie, il est généralement admis que l'environnement primaire évolutif de notre planète était précisément l'environnement aquatique. La confirmation des affirmations acceptées est que la concentration dans notre sang d'oxygène, de calcium, de potassium, de sodium et de chlore est proche de celle de l'eau de mer.

Habitat aquatique

Dans sa composition, sauf mer océan, comprend toutes les rivières, lacs et eaux souterraines. Ces derniers, à leur tour, constituent une source de nourriture pour les rivières, les lacs et les mers. Ainsi, le cycle de l’eau dans la nature est la force motrice de l’hydrosphère et une source importante d’eau douce sur terre.

Sur la base de ce qui précède, l'hydrosphère doit être divisée en :

• surface (l'hydrosphère de surface comprend les mers et océans, les lacs, les rivières, les marécages, les glaciers, etc.) ;
• souterrain.

La principale caractéristique de l'hydrosphère de surface est qu'elle ne forme pas une couche continue, mais occupe en même temps une superficie importante - 70,8 % de la surface de la Terre.

La composition de l'hydrosphère souterraine est représentée par les eaux souterraines. Le volume total des réserves d'eau sur Terre est d'environ 1 370 millions de km3, dont environ 94 % sont concentrés dans les océans, 4,12 % dans les eaux souterraines, 1,65 % dans les glaciers et moins de 0,02 % de l'eau est contenue dans les lacs et les rivières.

Dans l'hydrosphère, en fonction des conditions de vie des organismes vivants, on distingue les zones suivantes :

• pélagique - colonne d'eau et benthique - fond ;
• dans le benthal, en fonction de la profondeur, on distingue le sous-littoral - une zone d'augmentation douce de la profondeur jusqu'à 200 m ;
• batial - pente inférieure ;
• abyssal - lit océanique, jusqu'à 6 km de profondeur ;
• ultraabyssal, représenté par les dépressions du fond océanique ;
• le littoral, représentant le bord de la côte, régulièrement inondé à marée haute et drainé à marée basse, et le sublittoral, représentant la partie de la côte humidifiée par les éclaboussures des vagues.

En fonction du type d'habitat et du mode de vie, les organismes vivants habitant l'hydrosphère sont répartis dans les groupes suivants :

1. pelagos - sont un ensemble d'organismes vivant dans la colonne d'eau. Parmi les pélagos, on distingue le plancton - un groupe d'organismes qui comprend des plantes (phytoplancton) et des animaux (zooplancton), qui ne sont pas capables de se déplacer de manière indépendante dans la colonne d'eau et sont déplacés par les courants, ainsi que le necton - un groupe d'organismes vivants. organismes capables de se déplacer de manière indépendante dans la colonne d'eau ( poissons, crustacés, etc.).
2. Le benthos est un groupe d'organismes vivant au fond et dans le sol. À son tour, le benthos est divisé en phytobenthos, représenté par les algues et les plantes supérieures, et en zoobenthos (étoiles de mer, crustacés, mollusques, etc.).

Facteurs écologiques dans les habitats aquatiques

Basique facteurs environnementaux V Environnement aquatique les habitats sont représentés par des courants et des vagues, agissant presque sans arrêt. Ils sont capables d'avoir un effet indirect sur les organismes en modifiant la composition ionique de l'eau, sa minéralisation, ce qui contribue à son tour à une modification des concentrations. nutriments. Quant à l'impact direct des facteurs ci-dessus, ils contribuent à l'adaptation des organismes vivants au flux. Ainsi, par exemple, les poissons qui vivent dans les eaux calmes ont un corps aplati sur les côtés (brème), tandis que chez les poissons rapides, il est rond en section transversale (truite).

Étant un milieu assez dense, l'eau offre une résistance tangible au mouvement des organismes vivants qui l'habitent. C'est pourquoi la plupart des habitants de l'hydrosphère ont une forme corporelle profilée (poissons, dauphins, calamars, etc.).

Note 1

Il convient de noter que l'embryon humain, dans les premières semaines de son développement, ressemble à bien des égards à l'embryon de poisson et qu'à l'âge d'un mois et demi à deux mois, il acquiert les caractéristiques caractéristiques d'une personne. Tout cela indique l’importance cruciale du milieu aquatique dans le développement de la vie.

Milieu de vie aquatique

D'un point de vue écologique, l'environnement est constitué des corps et phénomènes naturels avec lesquels l'organisme est en relation directe ou indirecte. L'habitat est une partie de la nature qui entoure les organismes vivants (individu, population, communauté) et a un certain impact sur eux.

Sur notre planète, les organismes vivants maîtrisent quatre habitats principaux : aquatique, sol-air, sol et organisme (c'est-à-dire formé par les organismes vivants eux-mêmes).

Milieu de vie aquatique

Le milieu de la vie aquatique est le plus ancien. L'eau assure la fluidité du métabolisme dans le corps et le fonctionnement normal de l'organisme dans son ensemble. Certains organismes vivent dans l'eau, d'autres se sont adaptés à un manque constant d'humidité. La teneur moyenne en eau des cellules de la plupart des organismes vivants est d'environ 70 %.

Propriétés spécifiques de l'eau comme habitat

Un trait caractéristique du milieu aquatique est sa forte densité, elle est 800 fois supérieure à la densité du milieu aérien. Dans l'eau distillée par exemple, elle est égale à 1 g/cm3. Avec l'augmentation de la salinité, la densité augmente et peut atteindre 1,35 g/cm3. Tous les organismes aquatiques subissent une pression élevée, augmentant de 1 atmosphère tous les 10 m de profondeur. Certains d'entre eux, par exemple la baudroie, les céphalopodes, les crustacés, étoiles de mer et d'autres vivent grandes profondeursà une pression de 400...500 atm.

La densité de l'eau permet de s'appuyer dessus, ce qui est important pour les formes non squelettiques les organismes aquatiques.

Le biote des écosystèmes aquatiques est également affecté par les facteurs suivants :

1. concentration d'oxygène dissous ;

2. température de l’eau ;

3. transparence, caractérisée par une variation relative de l'intensité du flux lumineux avec la profondeur ;

4. la salinité, c'est-à-dire le pourcentage (en poids) de sels dissous dans l'eau, principalement NaCl, KC1 et MgS0 4 ;

5. disponibilité des éléments nutritifs, principalement des composés d'azote et de phosphore liés chimiquement.

Le régime d'oxygène du milieu aquatique est spécifique. Il y a 21 fois moins d'oxygène dans l'eau que dans l'atmosphère. La teneur en oxygène de l’eau diminue avec l’augmentation de la température, de la salinité et de la profondeur, mais augmente avec l’augmentation de la vitesse d’écoulement. Parmi les hydrobiontes, il existe de nombreuses espèces appartenant aux euryoxybiontes, c'est-à-dire des organismes capables de tolérer une faible teneur en oxygène dans l'eau (par exemple, certains types de mollusques, carpes, carassins, tanches et autres).

Les sténoxybiontes, par exemple la truite, les larves d'éphémères et autres, ne peuvent exister qu'à une saturation de l'eau en oxygène suffisamment élevée (7...11 cm 3 /l) et sont donc des bioindicateurs de ce facteur.

Le manque d'oxygène dans l'eau entraîne des phénomènes catastrophiques de mort (hiver comme été), accompagnés de la mort des organismes aquatiques.

Le régime de température du milieu aquatique se caractérise par une relative stabilité par rapport aux autres milieux. Dans les masses d'eau douce des latitudes tempérées, la température des couches superficielles varie de 0,9 °C à 25 °C, soit l'amplitude des changements de température est inférieure à 26 °C (sauf pour les sources thermiques, où la température peut atteindre 140 °C). En profondeur dans les plans d'eau douce, la température est constamment égale à 4 ... 5°C.

Le régime lumineux du milieu aquatique diffère sensiblement de celui du milieu air-terrestre. Il y a peu de lumière dans l'eau, car elle est partiellement réfléchie par la surface et partiellement absorbée lors de son passage à travers la colonne d'eau. Les particules en suspension dans l’eau obstruent également le passage de la lumière. A cet égard, dans les réservoirs profonds, on distingue trois zones : la lumière, le crépuscule et la zone d'obscurité éternelle.

On distingue les zones suivantes selon le degré d'éclairement :

zone littorale (la colonne d'eau où la lumière du soleil atteint le fond) ;

zone limnique (l'épaisseur de l'eau jusqu'à une profondeur où seulement 1 % de la lumière solaire pénètre et où la photosynthèse s'estompe) ;

zone euphotique (l'ensemble de la colonne d'eau éclairée, y compris les zones littorales et limniques) ;

zone profonde (fond et colonne d'eau où la lumière du soleil ne pénètre pas).

Par rapport à l'eau, on distingue parmi les organismes vivants les groupes écologiques suivants : les hygrophiles (qui aiment l'humidité), les xérophiles (qui aiment la sécheresse) et les mésophiles (groupe intermédiaire). Parmi les plantes, on trouve notamment les hygrophytes, les mésophytes et les xérophytes.

Les hygrophytes sont des plantes d’habitats humides qui ne supportent pas le manque d’eau. Ceux-ci incluent, par exemple : le potamot, le nénuphar, le roseau.

Les xérophytes sont des plantes vivant dans des habitats secs et capables de tolérer la surchauffe et la déshydratation. Il existe des plantes succulentes et des sclérophytes. Les plantes succulentes sont des plantes xérophytes avec des feuilles succulentes et charnues (par exemple, l'aloès) ou des tiges (par exemple, les cactus), dans lesquelles se développent des tissus stockant l'eau. Les sclérophytes sont des plantes xérophytes à pousses rigides, grâce auxquelles, en cas de carence en eau, elles ne présentent pas de motif externe de flétrissement (par exemple, herbe à plumes, saxaul).

Mésophytes de plantes d'habitats modérément humides ; un groupe intermédiaire entre les hydrophytes et les xérophytes.

Le milieu aquatique abrite environ 150 000 espèces d'animaux (soit environ 7 % du total) et 10 000 espèces de plantes (soit environ 8 % du total). Les organismes qui vivent dans l'eau sont appelés hydrobiontes.

Les organismes aquatiques, en fonction du type d'habitat et du mode de vie, sont regroupés dans les groupes écologiques suivants.

Le plancton est un organisme flottant en suspension qui se déplace passivement en raison des courants. Il existe du phytoplancton (algues unicellulaires) et du zooplancton (animaux unicellulaires, crustacés, méduses, etc.). Un type particulier de plancton est le groupe écologique Neuston, qui habite le film superficiel de l'eau à la frontière avec l'air (par exemple, les marcheurs aquatiques, les insectes et autres).

Les nectons sont des animaux qui se déplacent activement dans l'eau (poissons, amphibiens, céphalopodes, tortues, cétacés, etc.). Nage active des hydrobiontes combinée dans ce groupe environnemental, dépend directement de la densité de l'eau. Un mouvement rapide dans la colonne d’eau n’est possible que si vous avez une silhouette profilée et des muscles très développés.

Les benthos sont des organismes vivant au fond et dans le sol ; ils se divisent en phytobenthos (algues attachées et plantes supérieures) et en zoobenthos (crustacés, mollusques, étoiles de mer, etc.).

Environnement aquatique fait référence à un environnement dans lequel l'eau joue un rôle important en tant qu'environnement extérieur. L'eau occupe environ 71% de la surface globe:

• 98% - eau salée,
• 2% - glace des régions polaires.
• ~0,45 % rivières, lacs, marécages, sources, eau douce souterraine, etc.

Environ 150 000 espèces d'animaux vivent dans l'eau, soit environ 7 % de celles actuellement connues, et 10 000 espèces de plantes, 8 %. La plus grande diversité d'espèces se trouve dans les mers tropicales et subtropicales, à une profondeur ne dépassant pas 200 à 500 m.

Les traits caractéristiques de l'habitat aquatique sont les suivants.

1. Mobilité aquatique : flux et reflux, courants marins, mouvement des vagues, etc.
2. Densité du milieu et sa viscosité. La densité de l’eau est 800 fois supérieure à celle de l’air. L'eau douce a sa densité maximale à 4°C. En moyenne, dans la colonne d'eau, tous les 10 m de profondeur, la pression augmente de 1 atmosphère. La densité de l’eau permet aux organismes vivants d’en dépendre, ce qui est particulièrement important pour les formes non squelettiques. Le support de l'eau sert de condition pour flotter dans l'eau ;
3. La présence d’une tension superficielle, qui entraîne la formation d’un film mince, est le résultat de l’attraction de molécules liquides. Ceci est utilisé pour le mouvement des invertébrés aquatiques (marcheurs aquatiques, tourbillonnants), glissant le long de la surface de l'eau uniquement en courbant l'eau, formant un ménisque concave ;
4. Facteur de température - caractérisé par un apport de chaleur moindre, relativement constant, les habitants de l'eau sont des sténothermes, la pollution thermique est très dangereuse. Une partie de l'énergie thermique arrivant à la surface de l'eau est réfléchie et une partie va à l'évaporation.

Dans les lacs et les étangs, selon la température, on distingue trois couches d'eau :

• celui du haut est l'épilimnion, dont la température connaît de fortes fluctuations saisonnières et quotidiennes ;
• milieu, métalimnion, couche de saut de température, où il est noté forte baisse températures;
• mer profonde (en bas) - hypolimnion, où la température varie légèrement tout au long de l'année.

Les caractéristiques thermodynamiques du milieu, telles qu'une capacité thermique spécifique élevée, une conductivité thermique élevée et une expansion lors de la congélation (dans ce cas, la glace se forme uniquement sur le dessus et la majeure partie de l'eau ne gèle pas) créent conditions favorables aux organismes vivants.

Acidité du milieu facteur important, affectant souvent la répartition des organismes. Dans les plans d'eau douce, l'acidité connaît souvent des fluctuations importantes au cours de la journée. L'eau de mer est plus alcaline et ses fluctuations sont moins importantes. Le pH diminue avec la profondeur. Réservoirs avec un pH de 3,7 - 4, 7 - acide, 6,95 - 7,3 - neutre, supérieur à 7,8 - alcalin.

Majorité poisson d'eau douce résister à un pH de 5 à 9.

Mode lumière et transparence de l'eau dépendent de la quantité totale de lumière solaire tombant sur la surface de l’eau. Une partie est réfléchie, une autre est absorbée par la colonne d’eau. La composition spectrale de l'eau change avec la profondeur, puisque des vagues de différentes longueurs sont absorbées différemment par l'eau.

En général minéralisation les eaux sont divisées en :

• frais – jusqu'à 1 g/l;
• saumâtre – 1 – 25 g/l;
• salinité de la mer – 26 – 50 g/l ;
• saumures – plus de 50 g/l.

La salinité est le facteur limitant.

Mode gaz déterminé principalement par les concentrations d’oxygène et de dioxyde de carbone. En plus d'eux, l'eau contient du sulfure d'hydrogène, du méthane, etc.

La teneur en oxygène de l'eau est un facteur limitant. Le dioxyde de carbone pénètre dans l'eau à la suite de la dissolution de l'air, de la respiration des organismes aquatiques, de la décomposition des résidus organiques et de la libération des carbonates. Il se dissout mieux dans l'eau que dans l'oxygène. La teneur en dioxyde de carbone de l’eau est 700 fois supérieure à celle de l’air. L'eau de mer est le principal réservoir de dioxyde de carbone de la planète.

Le dioxyde de carbone participe à la formation des formations squelettiques calcaires des animaux invertébrés et assure la photosynthèse plantes aquatiques.

Dans l'habitat aquatique, il existe 3 groupes écologiques d'organismes :

• Nekton est une collection d'animaux nageant librement qui n'ont aucun lien avec le fond d'un réservoir - poissons, calmars, cétacés. Représenté par de grands animaux capables de parcourir de longues distances et de surmonter la résistance à l'eau. Ils ont une forme corporelle profilée et des organes de mouvement bien développés. La vitesse de déplacement des calmars est de 50 km/h, celle des voiliers est de 100-150 km/h et celle de l'espadon est de 130 km/h.
• Le plancton est un ensemble d’organismes pélagiques qui n’ont pas la capacité de se déplacer activement. En règle générale, ce sont de petits animaux transportés par les courants. Le plancton est divisé en zooplancton, phytoplancton et bactéries aquatiques.
• Les Neuston sont des organismes qui habitent le film superficiel de l’eau à la frontière avec l’air. En règle générale, ce sont des organismes au stade de développement larvaire. En grandissant, ils quittent la couche superficielle qui leur sert de refuge et se déplacent pour vivre dans d’autres couches. L'hyponeuston comprend de grands invertébrés, des larves et des alevins de poissons.

Un groupe spécial d'organismes aquatiques est animaux des grands fonds. Ils sont généralement aveugles ou ont des yeux télescopiques, des récepteurs tactiles très développés, sont de couleur rouge ou incolore, n'ont pas de vessie natatoire, ont généralement une forme bizarre, de grandes bouches, des organes lumineux, des ventres extensibles, tout ce qui contribue à l'absorption des aliments. dans le noir. Leur diversité est associée à la stabilité des écosystèmes sur une longue période historique, qui a permis à des espèces anciennes de survivre.

Par mobilité tous les hydrobiontes sont divisés en :

• sédentaire;
• immobile;
• mobile.

Par façon de manger sont divisées en:

• autotrophes;
• hétérotrophes.

Par tailles sur : micro ; macro; méso.

Caractéristiques de l'adaptation des animaux au milieu aquatique .

Le necton et le plancton ont des adaptations qui augmentent la flottabilité, tandis que le benthos s'adapte à un mode de vie de fond.

Anatomique et morphologique:

1. Chez les petites formes vivant dans la colonne d'eau, on observe une réduction du squelette, la formation de cavités dans les structures squelettiques et les coquilles (radiolaires, rhizopodes).
2. La présence d'une grande quantité d'eau dans les tissus - méduse.
3. Accumulation de gouttelettes de graisse dans le corps (mites, radiolaires), grandes accumulations de graisse - crustacés, poissons, cétacés.
4. La présence de vessies natatoires remplies de gaz chez les poissons.
5. Développement de cavités aériennes.
6. Augmentation de la surface corporelle du plancton.
7. Emplacement du trou de respiration. Par exemple, chez les dauphins dans la partie pariétale de la tête, qui permet d'inspirer sans ralentir son mouvement.
8. Utiliser la tension superficielle de l'eau pour le mouvement - marcheurs aquatiques, coléoptères tourbillonnants.
9. Nage active à l'aide de cils (ciliés pantoufle, ciliés trompette), de flagelles (euglène verte), de courbure du corps (lamproies, myxines, anguilles), de manière réactive grâce à l'énergie du jet éjecté (céphalopodes, nautile) , mouvement à l'aide de pseudopodes (sarcodes), membres nageurs spécialisés (nageoires de poisson, nageoires de mammifères).
10. Forme du corps profilée pour les nageurs actifs.
11. Couvrir le corps de mucus, ce qui réduit la friction.
12. Certains poissons sont capables de voler (poissons volants, ventre en coin) jusqu'à une distance de 400 m.
13. Trouvé uniquement dans les milieux aquatiques stationnaire, menant attaché animaux de style de vie : hydroïdes, polypes coralliens, Lys de mer, bivalves, etc. Ils ont une forme de corps ramifiée, des branchies bien développées et une légère flottabilité.
14. Les fonds marins présentent des caractéristiques spécifiques évoquées précédemment.
15. Adaptations de la forme du corps qui se déguisent en objets environnementaux (poisson-flèche, hippocampe, poisson-feuille, poisson-scorpion).
16. La présence de la ligne médiane chez les poissons est un organe spécialisé pour le milieu aquatique.

Physiologique.

1. Mécanisme complexe du métabolisme eau-sel. La présence d'organes spéciaux pour éliminer l'excès d'eau : vacuoles pulsées, organes excréteurs.
2. Enlever les sels de les organismes marinsà travers les filaments branchiaux.
3. Pièces buccales de type filtrant (coelentérés, mollusques, lancettes, échinodermes, crustacés). Ils jouent un rôle important dans l’épuration des plans d’eau.
4. La capacité de capter les sons (avant l'échographie). Capacité d'écholocation.
5. La capacité de produire de l’électricité ( Raie électrique, anguille électrique).
6. La présence de chimiorécepteurs développés.

Comportemental.

1. Mouvements verticaux (quotidiens, pour le frai, la chasse).
2. Mouvements horizontaux (fraie, hivernage, alimentation).
3. Capacité à construire (araignée argentée, poulpe, larve de caddis).
4. Comportement spécifique des habitants des réservoirs en voie d'assèchement, capables de supporter de longues périodes sans eau en état d'hypobiose (activité vitale réduite).

Les conditions environnementales des eaux douces diffèrent fortement de celles des eaux marines et se caractérisent principalement par une diversité et une large gamme de fluctuations. Contrairement à l'océan mondial, dont toutes les parties communiquent entre elles et représentent généralement un seul bassin, les plans d'eau douce sont séparés. Il se peut qu’il n’y ait pas de liens directs entre les animaux qui les habitent, comme on l’observe par exemple entre bassins fluviaux et bassins versants isolés. Uniquement associé aux eaux douces amphibiens e) Néanmoins, la faune d'eau douce vient de la mer et l'introduction d'animaux de la mer dans les rivières et les lacs se poursuit encore aujourd'hui.

Malgré toutes les différences entre les bassins d'eau douce, ils sont caractérisés par des facteurs environnementaux communs qui influencent la répartition des organismes vivants qui y vivent. Il s'agit principalement de la chimie, de la température, de la présence ou de l'absence de mouvement de l'eau. Contrairement à la mer, dans les plans d’eau douce, la pression ne joue pratiquement pas un rôle important.

Un facteur important pour les masses d’eau douce est la dureté de l’eau (teneur en chaux). Ainsi, les éponges, les bryozoaires et certaines écrevisses ne vivent que dans les eaux douces.

La teneur en humus ainsi que la quantité d’oxygène dissoute dans l’eau sont également importantes pour les animaux d’eau douce. Les réservoirs d'humus (rivières forestières, marécages) sont généralement pauvres en vie : ils contiennent non seulement peu de poissons et de crustacés, mais aussi des larves de moustiques.

Température les masses d'eau continentales sont déterminées par la latitude de la région et son climat. De plus, des changements brusques de température peuvent être observés dans le même plan d’eau. Ainsi, la plupart des habitants eaux intérieures fait référence aux organismes eurythermaux.

La lumière dans les eaux douces en raison de leurs eaux majoritairement peu profondes, il ne joue pas de rôle particulier. Il pénètre généralement jusqu'au fond et provoque le développement d'une riche végétation aquatique. Ce dernier fournit un grand nombre de oxygène et sert de source de nourriture aux animaux herbivores. Ce n'est que dans les lacs profonds comme le Baïkal qu'il existe une véritable zone aphotique.

Parmi les facteurs mécaniques dans les bassins d'eau douce en l'absence de flux et de reflux et d'affaiblissement des vagues, ils sont très importants courants. Les animaux d'eau douce sont très sensibles à la vitesse du mouvement de l'eau et, à cet égard, sont divisés en habitants des eaux vives - rhéophiles et amoureux des eaux stagnantes - limnophiles.

L'eau en tant qu'habitat a un certain nombre propriétés spécifiques, tels qu'une densité élevée, de fortes différences de pression, une teneur en oxygène relativement faible, une forte absorption rayons de soleil etc. Les réservoirs et leurs sections individuelles diffèrent également par leur régime salin, la vitesse des mouvements horizontaux (courants) et la teneur en particules en suspension. Pour la vie des organismes benthiques, les propriétés du sol, le mode de décomposition des résidus organiques, etc. sont importants. Par conséquent, parallèlement aux adaptations à les propriétés générales Dans le milieu aquatique, ses habitants doivent également s'adapter à diverses conditions particulières. Les habitants du milieu aquatique reçus en écologie Nom commun les hydrobiontes. Ils habitent les océans, les eaux continentales et les eaux souterraines. Dans tout réservoir, des zones peuvent être distinguées selon les conditions.

Considérez les propriétés fondamentales de l’eau en tant qu’habitat.

Densité de l'eau - C'est un facteur qui détermine les conditions de mouvement des organismes aquatiques et la pression à différentes profondeurs. La densité des eaux naturelles contenant des sels dissous peut être plus élevée, jusqu'à 1,35 g/cm 3 . La pression augmente avec la profondeur en moyenne de 101,3 kPa (1 atm) tous les 10 m.

En raison des changements brusques de pression dans les plans d’eau, les organismes aquatiques tolèrent généralement plus facilement les changements de pression que les organismes terrestres. Certaines espèces, réparties à différentes profondeurs, tolèrent une pression de plusieurs à plusieurs centaines d'atmosphères. Par exemple, les holothuries du genre Elpidia vivent dans la zone allant de la zone côtière à la zone des plus grandes profondeurs océaniques, entre 6 et 11 km. Cependant, la plupart des habitants des mers et des océans vivent à une certaine profondeur.

La densité de l'eau permet de s'appuyer dessus, ce qui est particulièrement important pour les formes non squelettiques. La densité du milieu est une condition pour flotter dans l'eau, et de nombreux organismes aquatiques sont spécifiquement adaptés à ce mode de vie. Les organismes en suspension flottant dans l'eau sont regroupés en un groupe écologique spécial d'organismes aquatiques - plancton(« planctos » - planant). Le plancton comprend des algues unicellulaires et coloniales, des protozoaires, des méduses, divers petits crustacés, des larves d'animaux de fond, des œufs et des alevins de poisson, et bien d'autres.

La densité et la viscosité de l'eau affectent grandement la possibilité d'une baignade active. Les animaux capables de nager rapidement et de surmonter la force des courants sont réunis dans un groupe écologique necton(« nektos » - flottant). Les représentants du necton sont les poissons, les calmars et les dauphins. Un mouvement rapide dans la colonne d’eau n’est possible que si vous avez une silhouette profilée et des muscles très développés.

1. Régime d'oxygène. Dans l'eau saturée en oxygène, sa teneur ne dépasse pas 10 ml pour 1 litre, soit 21 fois inférieure à celle de l'atmosphère. Par conséquent, les conditions respiratoires des organismes aquatiques sont considérablement compliquées. L'oxygène pénètre dans l'eau principalement par l'activité photosynthétique des algues et par diffusion depuis l'air. Par conséquent, les couches supérieures de la colonne d’eau sont généralement plus riches en ce gaz que les couches inférieures. À mesure que la température et la salinité de l’eau augmentent, la concentration d’oxygène diminue.

La respiration des organismes aquatiques se fait soit par la surface du corps, soit par des organes spécialisés - branchies, poumons, trachée. Dans ce cas, le tégument peut servir d'organe respiratoire supplémentaire. Par exemple, la loche consomme en moyenne 63 % d’oxygène à travers sa peau. De nombreux animaux sessiles et sédentaires renouvellent l'eau qui les entoure, soit en créant un courant dirigé, soit par des mouvements oscillants, favorisant son mélange. Bivalves Les cils tapissant les parois de la cavité du manteau servent à cet effet ; crustacés - le travail des pattes abdominales ou thoraciques. Les sangsues et les larves de moustiques cloches (vers de sang) balancent leur corps en sortant du sol.

Les mammifères qui sont passés au cours du processus de développement évolutif d'un mode de vie terrestre à un mode de vie aquatique, par exemple les pinnipèdes, les cétacés, les coléoptères aquatiques, les larves de moustiques, conservent généralement type atmosphérique respirer et ont donc besoin d'un contact avec l'air.

Le manque d'oxygène dans l'eau conduit parfois à des phénomènes catastrophiques - la mort, accompagnée de la mort de nombreux hydrobiontes. La mort hivernale est souvent causée par la formation de glace à la surface des réservoirs et l'arrêt du contact avec l'air ; été - une augmentation de la température de l'eau et une diminution de la solubilité de l'oxygène qui en résulte.

• 2. Régime de sel. Le maintien de l'équilibre hydrique des organismes aquatiques a ses spécificités. Si pour les animaux et les plantes terrestres, il est très important de fournir au corps de l'eau dans des conditions de carence, alors pour les hydrobiontes, il n'est pas moins important de maintenir une certaine quantité d'eau dans le corps lorsqu'il y en a un excès dans environnement. Une quantité excessive d'eau dans les cellules entraîne des modifications de la pression osmotique et une perturbation des fonctions vitales les plus importantes. Par conséquent, les formes d’eau douce ne peuvent exister dans les mers et les formes marines ne peuvent tolérer le dessalement. Si la salinité de l'eau est sujette à des changements, les animaux se déplacent à la recherche d'un environnement favorable.
• 3. Température les réservoirs, comme déjà noté, sont plus stables que sur terre. L'amplitude des fluctuations annuelles de température dans les couches supérieures de l'océan ne dépasse pas 10-15°C, dans les eaux continentales - 30-35°C. Les couches d'eau profondes sont caractérisées par une température constante. Dans les eaux équatoriales température annuelle moyenne couches superficielles +26-27 °C, dans les couches polaires - environ 0 °C et moins. Dans les sources souterraines chaudes, la température de l'eau peut approcher les +100°C, et dans les geysers sous-marins à hypertension artérielle une température de +380 °C a été enregistrée au fond de l'océan. Mais verticalement régime de température varié, par exemple, des fluctuations saisonnières de température apparaissent dans les couches supérieures, tandis que dans les couches inférieures le régime thermique est constant.
• 4. Mode lumière. Il y a beaucoup moins de lumière dans l'eau que dans l'air. Certains des rayons incidents à la surface du réservoir se reflètent dans environnement aérien. Plus la position du Soleil est basse, plus la réflexion est forte, donc la journée sous l'eau est plus courte que sur terre. La diminution rapide de la quantité de lumière avec la profondeur est associée à son absorption par l'eau. Rayons avec différentes longueurs les ondes sont absorbées différemment : les rouges disparaissent près de la surface, tandis que les bleu-vert pénètrent beaucoup plus profondément. Cela affecte la couleur des organismes aquatiques, par exemple, avec la profondeur, la couleur des algues change : algues vertes, brunes et rouges, spécialisées dans la capture de la lumière de différentes longueurs d'onde. La couleur des animaux change tout aussi naturellement avec la profondeur. De nombreux organismes profonds ne possèdent pas de pigments.

Dans les profondeurs sombres de l’océan, les organismes utilisent la lumière émise par les êtres vivants comme source d’informations visuelles. La lueur d'un organisme vivant s'appelle bioluminescence.

Ainsi, les propriétés de l'environnement déterminent en grande partie les modes d'adaptation de ses habitants, leur mode de vie et leurs modes d'utilisation des ressources, créant des chaînes de dépendances de cause à effet. Ainsi, la haute densité de l'eau rend possible l'existence du plancton, et la présence d'organismes flottant dans l'eau est une condition préalable au développement d'une alimentation de type filtration, dans laquelle un mode de vie sédentaire des animaux est également possible. En conséquence, un puissant mécanisme d'auto-purification des masses d'eau d'importance pour la biosphère est formé. Il s'agit d'un très grand nombre d'hydrobiontes, tant benthiques (vivant au sol et dans les sols du fond des réservoirs) que pélagiques (plantes ou animaux vivant dans l'épaisseur ou à la surface de l'eau), depuis les protozoaires unicellulaires jusqu'aux vertébrés. Par exemple, seuls les copépodes marins planctoniques (Calanus) sont capables de filtrer les eaux de tout l'océan mondial en quelques années, c'est-à-dire environ 1,37 milliard de km 3. La perturbation de l'activité des filtreurs par diverses influences anthropiques constitue une menace sérieuse pour le maintien de la pureté de l'eau.

Questions et tâches pour la maîtrise de soi

• 1. Énumérer les principales propriétés de l'habitat aquatique.
• 2. Expliquez comment la densité de l'eau détermine la forme des animaux capables de nager rapidement.
• 3. Indiquez la raison du gel.
• 4. Quel phénomène est appelé « bioluminescence » ? Connaissez-vous des organismes vivants qui ont une propriété similaire ?
• 5. Quel rôle écologique jouent les filtreurs ?

Introduction

Sur notre planète, les organismes vivants maîtrisent quatre habitats. Le milieu aquatique a été le premier dans lequel la vie est apparue et s'est répandue. Ce n’est qu’à ce moment-là que les organismes ont maîtrisé le système sol-air, créé et peuplé le sol, et sont devenus eux-mêmes le quatrième environnement spécifique vie. L'eau en tant qu'habitat possède un certain nombre de propriétés spécifiques, telles qu'une densité élevée, de fortes chutes de pression, une faible teneur en oxygène et une forte absorption de la lumière solaire. De plus, les réservoirs et leurs sections individuelles diffèrent par le régime salin, la vitesse du courant et la teneur en particules en suspension. Pour certains organismes, les propriétés du sol, le mode de décomposition des résidus organiques, etc. sont également importants. Ainsi, outre les adaptations aux propriétés générales du milieu aquatique, ses habitants doivent également s'adapter à diverses conditions particulières.

L’eau est un milieu plusieurs fois plus dense que l’air. De ce fait, il exerce une certaine pression sur les organismes qui y vivent et a en même temps la capacité de soutenir des corps, selon la loi d'Archimède, selon laquelle tout corps situé dans l'eau perd autant de poids que le poids de l'eau. l'eau qu'il déplace.

Tous les habitants du milieu aquatique ont reçu le nom général d'hydrobiontes en écologie.

Les hydrobiontes habitent l'océan mondial, les réservoirs continentaux et les eaux souterraines.

caractéristiques générales Environnement aquatique

L'hydrosphère en tant que milieu de vie aquatique occupe environ 71 % de la superficie et 1/800 du volume du globe. La majeure partie de l'eau, plus de 94 %, est concentrée dans les mers et les océans. Dans les eaux douces des rivières et des lacs, la quantité d'eau ne dépasse pas 0,016 % du volume total d'eau douce. Ces relations sont constantes, même si dans la nature le cycle de l'eau se poursuit sans cesse (Figure 1).

Figure 1 - Cycle de l'eau dans la nature

organisme d'adaptation au milieu aquatique

Dans l'océan et ses mers constitutives, on distingue principalement deux régions écologiques : la colonne d'eau - pélagique et le fond - benthique. En fonction de la profondeur, le benthal est divisé en une zone sublittorale - une zone de déclin lisse des terres jusqu'à une profondeur de 200 m, une zone bathyale - une zone de forte pente et une zone abyssale - le lit océanique avec une profondeur moyenne de 3 à 6 km. Les régions benthiques plus profondes correspondant aux dépressions du fond océanique (6-10 km) sont dites ultra-abyssales. La bordure de la côte inondée lors des marées hautes est appelée zone littorale. La partie de la côte au-dessus du niveau de la marée, humidifiée par les embruns des vagues, est appelée superlittorale (Figure 2).

Les eaux libres de l'océan mondial sont également divisées en zones verticalement correspondant aux zones benthiques : épipéligale, bathypéligale, abyssopéligale.

Le milieu aquatique abrite environ 150 000 espèces animales, soit environ 7 % du total, et 10 000 espèces végétales (8 %).

La part des rivières, des lacs et des marécages, comme indiqué précédemment, est insignifiante par rapport à celle des mers et des océans. Cependant, ils créent l’approvisionnement en eau douce nécessaire aux plantes, aux animaux et aux humains.

Une caractéristique du milieu aquatique est sa mobilité, en particulier dans les ruisseaux et les rivières à débit rapide. Les mers et les océans connaissent des flux et reflux, des courants puissants et des tempêtes. Dans les lacs, l'eau se déplace sous l'influence de la température et du vent.

L'eau est un milieu tout à fait unique à bien des égards : la molécule d'eau, composée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène, est étonnamment stable. L'eau est un composé unique qui existe simultanément à l'état gazeux, liquide et solide.

L’eau n’est pas seulement une source de vie pour tous les animaux et plantes de la Terre, mais elle constitue également un habitat pour nombre d’entre eux. Il s'agit par exemple de nombreuses espèces de poissons, dont le carassin, qui habitent les rivières et les lacs de la région, ainsi que poissons d'aquarium dans nos maisons. Comme vous pouvez le constater, ils se sentent bien parmi les plantes aquatiques. Les poissons respirent par des branchies, extrayant l'oxygène de l'eau. Certaines espèces de poissons, comme les macropodes, respirent air atmosphérique, ils remontent donc périodiquement à la surface.

L'eau est l'habitat de nombreuses plantes et animaux aquatiques. Certains d’entre eux passent toute leur vie dans l’eau, tandis que d’autres ne sont dans le milieu aquatique qu’au début de leur vie. Vous pouvez le vérifier en visitant un petit étang ou un marais. Dans l'élément eau, vous pouvez trouver les plus petits représentants - des organismes unicellulaires, qui nécessitent un microscope pour être examinés. Ceux-ci comprennent de nombreuses algues et bactéries. Leur nombre se mesure en millions par millimètre cube d'eau.

Figure 1 - Zonation verticale de la mer (d'après A.S. Konstantinov, 1967)

L'eau complètement purifiée n'existe que dans des conditions de laboratoire. N'importe lequel eau naturel contient de nombreuses substances différentes. Dans « l'eau brute », il s'agit principalement de ce qu'on appelle un système protecteur ou complexe carbonique, constitué d'un sel d'acide carbonique, de carbonate et de bicarbonate. Ce facteur permet de déterminer le type d'eau - acide, neutre ou basique - en fonction de sa valeur pH, qui d'un point de vue chimique désigne la proportion d'ions hydrogène contenus dans l'eau. L'eau neutre a un pH=7, les valeurs inférieures indiquent acidité accrue l'eau, et les plus élevées, car elle est alcaline. Dans les zones calcaires, l'eau des lacs et des rivières a généralement des valeurs de pH élevées par rapport aux plans d'eau des endroits où la teneur en calcaire du sol est négligeable.

Si l'eau des lacs et des rivières est considérée comme douce, alors eau de mer appelé salé ou saumâtre. Il existe de nombreux types intermédiaires entre l’eau douce et l’eau salée.