Milieu de vie aquatique.

Hydrosphère occupe environ 71% de la superficie de la planète. Sa principale quantité est concentrée dans les mers et les océans (94%). Dans les plans d'eau douce, la quantité d'eau est bien moindre (0,016 %).

Le milieu aquatique abrite environ 150 000 espèces d'animaux (7 % du nombre total sur Terre) et 10 000 espèces de plantes (8 %).

Particularités Environnement aquatique : mobilité, densité, sel spécial, conditions de lumière et de température, acidité (concentration en ions hydrogène), teneur en oxygène, dioxyde de carbone et nutriments.

Une caractéristique importante du milieu aquatique est sa mobilité. Dans les ruisseaux et les rivières vitesse moyenne le débit augmente généralement à mesure qu’il se déplace vers l’aval. En fait courant rapide poussent des plantes qui incrustent le substrat, ou encore des algues filamenteuses, des mousses et des hépatiques. Dans un courant faible, les plantes circulent autour du courant, n'y offrent pas beaucoup de résistance et sont solidement attachées à un objet stationnaire avec une croissance abondante de racines adventives. Les plantes libres et flottantes se trouvent dans des endroits où les courants sont lents ou où il n'y a pas de courant du tout.

Les animaux invertébrés des rivières turbulentes ont des corps extrêmement aplatis.

L'eau est 800 fois plus forte que l'air par densité. Densité eaux naturelles- 1,35 g/cm 3 en raison de la teneur en sel. Tous les 10 m de profondeur, la pression augmente de 1 atmosphère. Chez les hydrobiontes, les tissus mécaniques sont considérablement réduits. Le soutien de l'environnement sert de condition à l'envol et au maintien de formes non squelettiques dans l'eau. De nombreux hydrobiontes sont adaptés à ce mode de vie.

Régime de sel importante pour les organismes aquatiques. Selon la minéralisation générale, l'eau peut être divisée en eau douce avec une teneur en sel allant jusqu'à 1 g/l, saumâtre (1 - 25 g/l), salinité marine (26 - 50 g/l) et saumure (plus de 50 g/l) . Les substances dissoutes les plus importantes dans l’eau sont les carbonates, les sulfates et les chlorures.

Le calcium peut agir comme un facteur limitant. Il existe des eaux « douces » - contenant moins de 9 mg de calcium pour 1 litre et des eaux « dures » contenant plus de 25 mg de calcium pour 1 litre.

13 métalloïdes et au moins 40 métaux ont été trouvés dans l'eau de mer.

La salinité de l'eau peut avoir un impact significatif sur la répartition et l'abondance des organismes.

Les rayons des différentes parties du spectre solaire sont absorbés différemment par l’eau, la composition spectrale de la lumière change avec la profondeur et les rayons rouges sont affaiblis. Les rayons bleu-vert pénètrent à des profondeurs considérables. Le crépuscule qui s'approfondit dans l'océan est d'abord vert, puis bleu, indigo, bleu-violet, puis se mélange à une obscurité constante.

Dans les zones d'eau peu profonde, les plantes utilisent les rayons rouges, qui sont les plus absorbés par la chlorophylle ; en règle générale, les algues vertes prédominent. Dans les zones plus profondes, il y a algues brunes, qui, en plus de la chlorophylle, contiennent des pigments bruns, phycaféine, fucoxanthine, etc. Les algues rouges contenant le pigment phycoérythrine vivent encore plus profondément. Ce phénomène est appelé adaptation chromatographique.

Les animaux aux couleurs vives et variées vivent dans les couches d’eau claires et superficielles ; les espèces des grands fonds sont généralement dépourvues de pigments. Les organismes avec une teinte rougeâtre vivent dans la zone crépusculaire, cela les aide à se cacher des ennemis.

L'amplitude des fluctuations annuelles de température dans les couches supérieures de l'océan ne dépasse pas 10-15 0 C , dans les eaux continentales 30-35 0 C. Les couches d'eau profondes sont caractérisées par une température constante. Dans les eaux équatoriales, la température annuelle moyenne des couches superficielles est de 26 à 27 0 C, dans les eaux polaires, elle est d'environ 0 0 C et moins. L'exception concerne les sources thermales, où la température de la couche superficielle atteint 85 - 93 0 C.

Les caractéristiques thermodynamiques du milieu aquatique - capacité thermique spécifique élevée, conductivité thermique élevée et expansion lors du gel - créent des conditions favorables aux organismes vivants.

Avec promotion acidité l'eau, la diversité des espèces d'animaux habitant les rivières, les étangs et les lacs diminue généralement.

Les plans d'eau douce avec un pH de 3,7 à 4,7 sont considérés comme acides, de 6,95 à 7,3 - alcalins et avec un pH supérieur à 7,8 - alcalins. Dans les plans d’eau douce, le pH connaît des fluctuations importantes, souvent pendant la journée. L'eau de mer est plus alcaline et son pH change moins que l'eau douce. Le pH diminue avec la profondeur.

La plupart des poissons d'eau douce peuvent supporter un pH de 5 à 9. Si le pH est inférieur à 5, les poissons meurent massivement, et au-dessus de 10, tous les poissons et autres animaux meurent.

Les principaux gaz du milieu aquatique sont l'oxygène et le dioxyde de carbone, le sulfure d'hydrogène ou le méthane étant d'importance secondaire.

L'oxygène pour le milieu aquatique est le facteur environnemental le plus important. Il pénètre dans l'eau par l'air et est libéré par les plantes pendant le processus de photosynthèse. À mesure que la température et la salinité de l’eau augmentent, la concentration d’oxygène diminue. Dans les couches fortement peuplées d'animaux et de bactéries, un manque d'oxygène peut survenir en raison d'une consommation accrue d'oxygène. Les conditions au fond des réservoirs peuvent être proches de l’anaérobie.

Il y a 700 fois plus de dioxyde de carbone que dans l’atmosphère, car il est 35 fois plus soluble dans l’eau.

Dans le milieu aquatique, trois groupes écologiques d'organismes aquatiques peuvent être distingués :

1)necton (flottant) - Il s'agit d'un ensemble d'animaux en mouvement actif qui n'ont pas de lien direct avec le fond. Ce sont principalement de gros animaux capables de parcourir de longues distances et de forts courants.

2)plancton (errant, flottant) est un ensemble d'organismes qui n'ont pas la capacité de se déplacer activement et rapidement. Il est divisé en phytoplancton (plantes) et zooplancton (animaux). Les organismes planctoniques se trouvent à la surface de l'eau, en profondeur et dans la couche inférieure.

3) benthos (profondeur) est un ensemble d'organismes qui vivent au fond (sur le sol et dans le sol) des plans d'eau. Il est divisé en zoobenthos et phytobenthos.

Habitat aquatique

HABITAT ET LEURS CARACTÉRISTIQUES

Au cours du développement historique, les organismes vivants ont maîtrisé quatre habitats. Le premier est l’eau. La vie est née et s’est développée dans l’eau pendant plusieurs millions d’années. Les deuxièmes plantes et animaux, ceux de l'air terrestre, sont apparus sur terre et dans l'atmosphère et se sont rapidement adaptés aux nouvelles conditions. Transformant progressivement la couche supérieure de la terre - la lithosphère, ils ont créé un troisième habitat - le sol, et sont eux-mêmes devenus le quatrième habitat.

Habitat aquatique

L'eau couvre 71 % de la superficie de la Terre. La majeure partie de l'eau est concentrée dans les mers et les océans - 94 à 98 %, la glace polaire contient environ 1,2 % d'eau et une très petite proportion - moins de 0,5 %, dans les eaux douces des rivières, des lacs et des marécages.

Environ 150 000 espèces d’animaux et 10 000 plantes vivent dans les milieux aquatiques, représentant respectivement seulement 7 et 8 % du nombre total d’espèces sur Terre.

Dans les mers-océans, comme dans les montagnes, un zonage vertical s'exprime. Les espèces pélagiques - toute la colonne d'eau - et les espèces benthiques - le fond - diffèrent particulièrement du point de vue écologique. La colonne d'eau, la zone pélagique, est divisée verticalement en plusieurs zones : épipéligal, bathypéligal, abyssopéligal et ultraabyssopéligal(Fig.2).

En fonction de la raideur de la descente et de la profondeur du fond, on distingue également plusieurs zones, qui correspondent aux zones pélagiques indiquées :

Littoral – bord de la côte inondé lors des marées hautes.

Supralittoral - la partie de la côte au-dessus de la ligne de marée supérieure où atteignent les éclaboussures de surf.

Sublittoral - une diminution progressive des terres jusqu'à 200 m.

Bathial - une dépression abrupte de terre (pente continental),

Abyssal - une diminution progressive du fond du fond océanique ; la profondeur des deux zones atteint ensemble 3 à 6 km.

Ultra-abyssal - dépressions profondes de 6 à 10 km.

Groupes écologiques d'hydrobiontes. La plus grande variété de vie se trouve dans mers chaudes et les océans (40 000 espèces d'animaux) à l'équateur et sous les tropiques, au nord et au sud, la flore et la faune des mers sont des centaines de fois épuisées. Quant à la répartition des organismes directement dans la mer, la majeure partie d'entre eux est concentrée dans les couches superficielles (épipélagiques) et dans la zone sublittorale. En fonction de la méthode de déplacement et du séjour dans certaines couches, La vie marine sont divisés en trois groupes écologiques : necton, plancton et benthos.

Necton (nektos - flottant) - grands animaux en mouvement actif qui peuvent surmonter de longues distances et des courants forts : poissons, calmars, pinnipèdes, baleines. Dans les plans d'eau douce, le necton comprend des amphibiens et de nombreux insectes.

Plancton (plancton - errant, planant) - un ensemble de plantes (phytoplancton : diatomées, algues vertes et bleu-vert (plans d'eau douce uniquement), flagellés végétaux, péridiniens, etc.) et de petits organismes animaux (zooplancton : petits crustacés, du les plus gros - mollusques ptéropodes, méduses, cténophores, certains vers) vivant à différentes profondeurs, mais incapables de mouvement actif et de résistance aux courants. Le plancton comprend également des larves d'animaux, formant groupe spécial – Neuston . Il s'agit d'une population « temporaire » flottant passivement de la couche supérieure d'eau, représentée par divers animaux (décapodes, balanes et copépodes, échinodermes, polychètes, poissons, mollusques, etc.) au stade larvaire. Les larves, en grandissant, se déplacent vers les couches inférieures du pelagel. Au-dessus du Neuston se trouve plaiston - ce sont des organismes dont la partie supérieure du corps pousse au-dessus de l'eau, et la partie inférieure dans l'eau (lentilles d'eau - Lemma, siphonophores, etc.). Le plancton joue un rôle important dans les relations trophiques de la biosphère, car est la nourriture de nombreux habitants aquatiques, y compris la nourriture principale des baleines à fanons (Myatcoceti).

Benthos (benthos – profondeur) – hydrobiontes de fond. Il est représenté principalement par des animaux attachés ou se déplaçant lentement (zoobenthos : foraminephores, poissons, éponges, coelentérés, vers, mollusques, ascidies, etc.), plus nombreux dans les eaux peu profondes. En eau peu profonde, le benthos comprend également des plantes (phytobenthos : diatomées, algues vertes, brunes, rouges, bactéries). Aux profondeurs où il n’y a pas de lumière, le phytobenthos est absent. Les zones rocheuses du fond sont les plus riches en phytobenthos.

Dans les lacs, le zoobenthos est moins abondant et moins diversifié que dans la mer. Il est formé de protozoaires (ciliés, daphnies), de sangsues, de mollusques, de larves d'insectes, etc. Le phytobenthos des lacs est formé de diatomées flottantes, d'algues vertes et bleu-vert ; les algues brunes et rouges sont absentes.

La forte densité du milieu aquatique détermine la composition particulière et la nature des changements dans les facteurs essentiels à la vie. Certains d'entre eux sont les mêmes que sur terre - chaleur, lumière, d'autres sont spécifiques : pression de l'eau (augmente avec la profondeur de 1 atm tous les 10 m), teneur en oxygène, composition en sel, acidité. En raison de la forte densité de l'environnement, les valeurs de chaleur et de lumière changent beaucoup plus rapidement avec un gradient d'altitude que sur terre.

Mode thermique. Le milieu aquatique se caractérise par un apport thermique moindre, car une partie importante est réfléchie et une partie tout aussi importante est consacrée à l'évaporation. Conformément à la dynamique des températures terrestres, les températures de l’eau présentent de plus petites fluctuations des températures quotidiennes et saisonnières. De plus, les réservoirs égalisent considérablement la température de l'atmosphère des zones côtières. En l'absence de coquille de glace, les mers ont un effet de réchauffement sur les zones terrestres adjacentes pendant la saison froide et un effet de refroidissement et d'humidification en été.

La plage des températures de l'eau dans l'océan mondial est de 38° (de -2 à +36°C), dans les masses d'eau douce – 26° (de -0,9 à +25°C). Avec la profondeur, la température de l’eau baisse fortement. Jusqu'à 50 m, il y a des fluctuations de température quotidiennes, jusqu'à 400 – saisonnières, plus en profondeur, elles deviennent constantes, tombant jusqu'à +1-3°C. Le régime de température dans les réservoirs étant relativement stable, leurs habitants ont tendance à sténothermie.

En raison des différents degrés de réchauffement des couches supérieures et inférieures tout au long de l'année, des flux et reflux, des courants et des tempêtes, un mélange constant des couches d'eau se produit. Le rôle du mélange de l'eau pour les habitants aquatiques est extrêmement important, car en même temps, la répartition de l'oxygène et des nutriments dans les réservoirs est égalisée, garantissant ainsi les processus métaboliques entre les organismes et l'environnement.

Dans les réservoirs stagnants (lacs) des latitudes tempérées, un mélange vertical a lieu au printemps et en automne, et pendant ces saisons, la température dans tout le réservoir devient uniforme, c'est-à-dire vient homothermie. En été comme en hiver, à la suite d'une forte augmentation du chauffage ou du refroidissement des couches supérieures, le mélange de l'eau s'arrête. Ce phénomène est appelé dichotomie de température, et la période de stagnation temporaire est stagnation(été ou hiver). En été, des couches chaudes plus légères restent en surface, situées au-dessus des couches très froides (Fig. 3). En hiver, au contraire, l'eau est plus chaude dans la couche inférieure, puisque directement sous la glace, la température des eaux de surface est inférieure à +4°C et, en raison des propriétés physico-chimiques de l'eau, elles deviennent plus légères que l'eau avec une température supérieure à +4°C.

Pendant les périodes de stagnation, trois couches se distinguent clairement : la couche supérieure (épilimnion) avec les fluctuations saisonnières les plus spectaculaires de la température de l'eau, la couche intermédiaire (métalimnion ou thermocline), dans lequel il y a un brusque saut de température, et le fond ( hypolimnion), dans laquelle la température varie peu tout au long de l'année. Pendant les périodes de stagnation, un manque d'oxygène se produit dans la colonne d'eau - dans la partie inférieure en été et dans la partie supérieure en hiver, ce qui entraîne souvent la mortalité des poissons en hiver.

Mode lumière. L'intensité de la lumière dans l'eau est considérablement affaiblie en raison de sa réflexion par la surface et de son absorption par l'eau elle-même. Cela affecte grandement le développement des plantes photosynthétiques.

L'absorption de la lumière est d'autant plus forte que la transparence de l'eau est faible, ce qui dépend du nombre de particules en suspension (suspensions minérales, plancton). Elle diminue avec le développement rapide de petits organismes en été, et sous les latitudes tempérées et septentrionales même en hiver, après l'établissement d'une couverture de glace et son recouvrement de neige au sommet.

La transparence se caractérise par la profondeur maximale à laquelle un disque blanc spécialement abaissé d'un diamètre d'environ 20 cm (disque de Secchi) est encore visible. Les eaux les plus claires se trouvent dans la mer des Sargasses : le disque est visible jusqu'à une profondeur de 66,5 m. Dans l'océan Pacifique, le disque de Secchi est visible jusqu'à 59 m, dans l'océan Indien - jusqu'à 50, en mers peu profondes- jusqu'à 5-15m. La transparence des rivières est en moyenne de 1 à 1,5 m, et dans les rivières les plus boueuses de quelques centimètres seulement.

Dans les océans, où l'eau est très transparente, 1 % du rayonnement lumineux pénètre jusqu'à une profondeur de 140 m, et dans les petits lacs à une profondeur de 2 m, seuls des dixièmes de pour cent pénètrent. Des rayons Différents composants Le spectre est absorbé différemment dans l’eau ; les rayons rouges sont absorbés en premier. Avec la profondeur, elle devient plus sombre et la couleur de l'eau devient d'abord verte, puis bleue, indigo et enfin bleu-violet, se transformant en obscurité totale. Les hydrobiontes changent également de couleur en conséquence, s'adaptant non seulement à la composition de la lumière, mais aussi à son manque d'adaptation chromatique. Dans les zones claires, dans les eaux peu profondes, prédominent les algues vertes (Chlorophyta), dont la chlorophylle absorbe les rayons rouges, avec la profondeur elles sont remplacées par des brunes (Phaephyta) puis des rouges (Rhodophyta). Sur grandes profondeurs le phytobenthos est absent.

Les plantes se sont adaptées au manque de lumière en développant de grands chromatophores, ainsi qu'en augmentant la surface des organes assimilateurs (indice de surface foliaire). Pour les algues des grands fonds, les feuilles fortement disséquées sont typiques, les limbes des feuilles sont fins et translucides. Les plantes semi-immergées et flottantes sont caractérisées par l'hétérophyllie - les feuilles au-dessus de l'eau sont les mêmes que celles des plantes terrestres, elles ont un limbe solide, l'appareil stomatique est développé et dans l'eau les feuilles sont très fines, constituées de feuilles étroites. lobes filiformes.

Les animaux, comme les plantes, changent naturellement de couleur avec la profondeur. Dans les couches supérieures, ils sont de couleurs vives Couleurs différentes, dans la zone crépusculaire (bar, coraux, crustacés) sont peints dans des couleurs avec une teinte rouge - il est plus pratique de se cacher des ennemis. Les espèces des grands fonds manquent de pigments. Dans les profondeurs sombres de l’océan, les organismes utilisent la lumière émise par les êtres vivants comme source d’informations visuelles. bioluminescence.

Haute densité(1 g/cm3, soit 800 fois la densité de l'air) et la viscosité de l'eau ( 55 fois supérieure à celle de l'air) a conduit au développement d'adaptations particulières des organismes aquatiques :

1) Les plantes ont des tissus mécaniques très peu développés ou totalement absents - elles sont soutenues par l'eau elle-même. La plupart sont caractérisés par une flottabilité due aux cavités intercellulaires transportant de l'air. Caractérisé par une reproduction végétative active, le développement de l'hydrochorie - l'élimination des tiges florales au-dessus de l'eau et la distribution du pollen, des graines et des spores par les courants de surface.

2) Chez les animaux vivant dans la colonne d'eau et nageant activement, le corps a une forme profilée et est lubrifié avec du mucus, ce qui réduit la friction lors du mouvement. Dispositifs développés pour augmenter la flottabilité : accumulations de graisse dans les tissus, vessies natatoires chez les poissons, cavités d'air dans les siphonophores. Chez les animaux nageant passivement, la surface spécifique du corps augmente en raison des excroissances, des épines et des appendices ; le corps est aplati et les organes squelettiques sont réduits. Différentes méthodes de locomotion : flexion du corps, à l'aide de flagelles, de cils, mode de locomotion jet (céphalopodes).

Chez les animaux benthiques, le squelette disparaît ou est peu développé, la taille du corps augmente, la vision est fréquemment réduite et les organes tactiles se développent.

Courants. Un trait caractéristique du milieu aquatique est la mobilité. Elle est causée par les flux et reflux, les courants marins, les tempêtes et les différents niveaux d’élévation des lits des rivières. Adaptations des hydrobiontes :

1) Dans les réservoirs fluides, les plantes sont fermement attachées à des objets sous-marins fixes. La surface inférieure est avant tout un substrat pour eux. Ce sont des algues vertes et diatomées, des mousses d'eau. Les mousses forment même une couverture dense sur les rapides rapides des rivières. Dans la zone de marée des mers, de nombreux animaux disposent de dispositifs pour s'attacher au fond (gastéropodes, balanes), ou se cachent dans les crevasses.

2) Chez les poissons d'eau courante, le corps est rond de diamètre, et chez les poissons qui vivent près du fond, comme chez les animaux invertébrés benthiques, le corps est plat. Beaucoup ont des organes de fixation aux objets sous-marins sur la face ventrale.

Salinité de l'eau.

Les réservoirs naturels se caractérisent par un certain composition chimique. Les carbonates, les sulfates et les chlorures prédominent. Dans les plans d'eau douce, la concentration en sel ne dépasse pas 0,5 ‰ (et environ 80 % sont des carbonates), dans les mers - de 12 à 35 ‰ (principalement chlorures et sulfates). Lorsque la salinité est supérieure à 40 ppm, la masse d’eau est dite hypersaline ou sursalée.

1) En eau douce (milieu hypotonique), les processus d'osmorégulation sont bien exprimés. Les hydrobiontes sont obligés d'éliminer constamment l'eau qui y pénètre, ils sont homoyosmotiques (les ciliés « pompent » à travers eux-mêmes une quantité d'eau égale à son poids toutes les 2-3 minutes). Dans l'eau salée (environnement isotonique), la concentration de sels dans les corps et les tissus des hydrobiontes est la même (isotonique) que la concentration de sels dissous dans l'eau - ils sont poïkiloosmotiques. Par conséquent, les habitants des plans d’eau salée n’ont pas développé de fonctions osmorégulatrices et n’ont pas pu peupler les plans d’eau douce.

2) Les plantes aquatiques sont capables d'absorber l'eau et les nutriments de l'eau - le « bouillon », sur toute leur surface, donc leurs feuilles sont fortement disséquées et leurs tissus conducteurs et leurs racines sont peu développés. Les racines servent principalement à la fixation au substrat sous-marin. La plupart des plantes d'eau douce ont des racines.

Les espèces typiquement marines et typiquement d'eau douce sont sténohalines, ne tolèrent pas changements importants dans la salinité de l'eau. Il existe peu d'espèces euryhalines. Ils sont fréquents dans les eaux saumâtres (sandre d'eau douce, brochet, brème, mulet, saumon côtier).

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Toutes les eaux de la Terre ne font qu'une. Ils s'unissent dans hydrosphère, qui agit comme un environnement de vie indépendant et imprègne en même temps d'autres sphères de l'environnement de vie.

Propriétés uniques de l'eau :

1) l'inépuisabilité à la fois d'une substance et d'une ressource naturelle ;

2) la capacité d'être à l'état liquide, solide et gazeux ;

3) expansion lors de la congélation et réduction de volume lors du passage à l'état liquide ;

4) capacité thermique et conductivité thermique élevées ;

5) la capacité des sols à se transformer en un état lié et dispersé ;

6) est un solvant universel, il n’existe donc pas d’eau parfaitement pure dans la nature.

La signification de l'eau dans la nature :

1) Lors de la photosynthèse, l’eau se décompose et l’atmosphère se remplit d’oxygène.

2) Grâce à l'eau, la migration des éléments chimiques se produit.

3) La vie sur la planète trouve son origine dans l’eau. Dans les premiers stades, les organismes vivants étaient très faiblement séparés de l'eau et semblaient être à l'état semi-dissous. À l'heure actuelle, quel que soit le groupe auquel appartiennent les organismes, leur corps est constitué à plus de 50 % d'eau. La proportion d'eau dans le corps humain est proche de 60 %, mais dans les organes et tissus individuels, elle varie de 1 à 96 %.

4) Les réserves mondiales d'eau sur Terre s'élèvent à 1 353 985 000 km. Parmi celles-ci, seulement 2,5 % sont de l'eau douce, mais il s'agit d'une quantité colossale : 35 millions de km.

5) L'homme puise actuellement dans diverses sources et ne consomme que 0,12 à 0,15 % des réserves d'eau douce. Mais ce n'est qu'un semblant de prospérité, car 70 % de l'eau douce est concentrée dans les glaciers et les neiges éternelles, c'est-à-dire représente (stock mort). Il faut donc prendre en compte la rapidité du renouvellement ressources en eau. Les eaux des lacs se renouvellent après 17 ans, les eaux souterraines après 1 400 ans et les eaux souterraines profondes ne se renouvellent pas du tout.

6) Les eaux souterraines sont les plus pures, ce qui signifie qu'elles peuvent s'épuiser rapidement, malgré leurs importantes réserves (environ 10 millions de km). Les principaux volumes d’eau sont utilisés dans l’industrie, l’agriculture et d’autres secteurs et sont donc sensibles à la pollution.

7) Toute eau contient des substances dissoutes. Les éléments les plus courants dans l’eau sont Ca, Na, C1, K.

8) Les facteurs abiotiques du milieu aquatique sont les propriétés physiques et chimiques de l'eau en tant qu'habitat pour les organismes vivants.

Propriétés physiques:

1. Densité.

La densité en tant que facteur environnemental détermine les conditions de mouvement des organismes, et certains d'entre eux (céphalopodes, crustacés, etc.), vivant à de grandes profondeurs, peuvent résister à des pressions allant jusqu'à 400 à 500 atmosphères. La densité de l'eau permet également de s'appuyer sur elle, ce qui est particulièrement important pour les formes non squelettiques (plancton).

2. Température.

Evolution de la t° en fonction de la profondeur et des fluctuations (quotidiennes et saisonnières).

Le régime de température des masses d'eau est plus stable que sur terre, en raison de la capacité thermique élevée de l'eau. Par exemple, les fluctuations de température dans les couches supérieures de l’océan sont de -10 à 15°C, tandis que dans les couches plus profondes, elles sont de 3 à 4°C.

3. Mode lumière.

Joue un rôle important dans la répartition des organismes aquatiques. Les algues de l'océan vivent dans la zone éclairée, le plus souvent à une profondeur allant jusqu'à 40 m, si la transparence de l'eau est élevée, jusqu'à 200 M. Près des Bahamas, des algues ont été trouvées à une profondeur de 265 m, et seulement Le rayonnement solaire 5*10-6 y atteint.

La couleur des animaux change également avec la profondeur. Les habitants de la partie peu profonde de l'océan sont les plus colorés et les plus variés. Dans la zone des grands fonds, la coloration rouge est courante ; ici elle est perçue comme noire, ce qui permet aux animaux de se cacher des ennemis. Dans les zones les plus profondes de l’océan mondial, les organismes utilisent la lumière émise par les êtres vivants (bioluminescence) comme source de lumière.

4. Mobilité

Mouvement constant des masses d'eau dans l'espace.

5. Transparence.

Cela dépend de la teneur en particules en suspension. La plus propre est la mer de Weddell en Antarctique, visibilité 80 m (transparence de l'eau distillée).

Propriétés chimiques:

1. Salinité de l'eau - teneur en sulfates, chlorures, carbonates dissous.

Selon la salinité de l'eau, on distingue :

1) frais - jusqu'à 1 g/l de sels ;

2) saumâtre - 1-3 g/l ;

3) légèrement salé - 3-10 g/l ;

4) salé - 10-50 g/l ;

5) saumure (saumure) - plus de 50 g/l.

Il y a 35 g/l de sels dans l'océan. Mer Noire - 19 g/l. Les espèces d’eau douce ne peuvent pas vivre dans les mers et les espèces marines ne peuvent pas vivre dans les rivières. Cependant, les poissons comme le saumon et le hareng passent toute leur vie dans la mer et montent dans les rivières pour frayer.

2. Quantité d'O et de CO dissous . O - pour respirer.

3. Environnement acide, neutre, alcalin .

Tous les habitants se sont adaptés à certaines conditions acido-basiques. Leur modification due à la pollution peut entraîner la mort d'organismes.

Habitat aquatique.

	Caractéristique	Adaptation du corps à l'environnement
	Le plus ancien. L'éclairage diminue avec profondeur. En plongée pour chaque 10 m de pression augmente de 1 atmosphère. Manque d'oxygène. Relativement homogène dans l’espace et stable dans le temps.	Forme du corps épurée flottabilité, mucus couvertures, développement cavités aériennes, osmorégulation.

Moyens de résoudre le problème de la pénurie d'eau.

1) tester des technologies d'économie d'eau ;

2) transition vers des cycles de production fermés ;

3) exclusion de l'eau potable des processus de production ;

4) réduire les pertes d'eau lors du transfert vers les consommateurs ;

5) créer des réservoirs, réduisant l'évaporation de leur surface ;

6) amélioration des méthodes de purification de l'eau ;

7) ozonation de l'eau, traitement aux rayons UV, mise en place dans des réservoirs souterrains.

Répartition des organismes par milieu de vie

Dans le processus de long développement historique de la matière vivante et de la formation de plus en plus formes parfaites les êtres vivants, les organismes, explorant de nouveaux habitats, étaient répartis sur Terre selon ses coquilles minérales (hydrosphère, lithosphère, atmosphère) et adaptés à l'existence dans des conditions strictement définies.

Le premier milieu de vie était l’eau. C'est là que la vie est née. Au fur et à mesure du développement historique, de nombreux organismes ont commencé à coloniser environnement sol-air. En conséquence, des plantes et des animaux terrestres sont apparus, qui ont rapidement évolué, s'adaptant aux nouvelles conditions de vie.

Au cours du processus de fonctionnement de la matière vivante sur terre, les couches superficielles de la lithosphère se sont progressivement transformées en sol, en une sorte, comme l'a dit V.I. Vernadsky, d'un corps bioinerte de la planète. Le sol a commencé à être peuplé à la fois d'espèces aquatiques et organismes terrestres, créant un complexe spécifique de ses habitants.

Ainsi, sur la Terre moderne, on distingue clairement quatre environnements de vie - aquatique, terre-air, sol et organismes vivants - qui diffèrent considérablement par leurs conditions. Regardons chacun d'eux.

Caractéristiques générales. Le milieu aquatique de la vie, l'hydrosphère, occupe jusqu'à 71 % de la superficie du globe. En termes de volume, les réserves d'eau sur Terre sont estimées à 1 370 millions de mètres cubes. km, soit 1/800 du volume du globe. La majeure partie de l'eau, plus de 98 %, est concentrée dans les mers et les océans, 1,24 % est représentée par les glaces des régions polaires ; dans les eaux douces des rivières, des lacs et des marécages, la quantité d'eau ne dépasse pas 0,45 %.

Environ 150 000 espèces d'animaux vivent dans le milieu aquatique (environ 7 % de leur effectif total en globe) et 10 000 espèces végétales (8 %). Malgré le fait que les représentants de la grande majorité des groupes de plantes et d'animaux sont restés dans le milieu aquatique (dans leur « berceau »), le nombre de leurs espèces est bien inférieur à celui des espèces terrestres. Cela signifie que l'évolution sur terre s'est produite beaucoup plus rapidement.

La plante la plus diversifiée et la plus riche et le monde animal mers et océans des régions équatoriales et tropicales (notamment Pacifique et Océans Atlantiques). Au sud et au nord de ces ceintures composition de haute qualité les organismes s’épuisent progressivement. Dans la région de l'archipel des Indes orientales, environ 40 000 espèces d'animaux sont communes et dans la mer de Laptev, il n'y en a que 400. Dans le même temps, la majeure partie des organismes de l'océan mondial est concentrée dans une zone relativement petite. côtes de la mer zone tempérée et parmi les mangroves des pays tropicaux. Dans de vastes étendues d'eau éloignées de la côte se trouvent des zones désertiques, pratiquement dépourvues de vie.

La part des rivières, des lacs et des marécages dans la biosphère est insignifiante comparée à celle des mers et des océans. Néanmoins, ils créent l'approvisionnement en eau douce nécessaire à un grand nombre de plantes et d'animaux, ainsi qu'aux humains.

Le milieu aquatique a Forte influence sur ses habitants. À son tour, la matière vivante de l'hydrosphère affecte l'habitat, le transforme et l'implique dans le cycle des substances. On estime que l'eau des mers et des océans, des rivières et des lacs se décompose et se reconstitue dans le cycle biotique en 2 millions d'années, c'est-à-dire qu'elle a entièrement traversé la matière vivante de la planète plus de mille fois*. Ainsi, l'hydrosphère moderne est le produit de l'activité vitale de la matière vivante non seulement des époques géologiques modernes, mais aussi des époques géologiques passées.

Une caractéristique du milieu aquatique est sa mobilité même dans les plans d'eau stagnants, sans parler des rivières et ruisseaux 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 du vent et de la température. Le mouvement de l'eau assure l'approvisionnement des organismes aquatiques en oxygène et en nutriments et conduit à une égalisation (diminution) de la température dans l'ensemble du réservoir.

Les habitants des réservoirs ont développé des adaptations appropriées à la mobilité du milieu. Par exemple, dans les réservoirs qui coulent, on trouve des plantes dites « salissantes » fermement attachées aux objets sous-marins - des algues vertes (Cladophora) avec une traînée de pousses, des diatomées (Diatomeae), des mousses d'eau (Fontinalis), formant une couverture dense même sur les pierres. dans les rapides des rivières.

Des animaux également adaptés à la mobilité du milieu aquatique. Chez les poissons qui vivent dans les rivières au débit rapide, le corps est presque rond en section transversale (truite, vairon). Ils se déplacent généralement à contre-courant. Les invertébrés des plans d'eau courants restent généralement au fond, leur corps est aplati dans le sens dorso-ventral, beaucoup ont divers organes de fixation sur la face ventrale, leur permettant de s'attacher aux objets sous-marins. Dans les mers, l'influence la plus forte des masses d'eau en mouvement est ressentie par les organismes des zones de marée et de surf. Sur les côtes rocheuses dans les vagues, les balanes (Balanus, Chthamalus), les gastéropodes (Patella Haliotis) et certaines espèces de crustacés cachés dans les crevasses du rivage sont courants.

Dans la vie des organismes aquatiques des latitudes tempérées, le mouvement vertical de l'eau dans les réservoirs stagnants joue un rôle important. L'eau qu'ils contiennent est clairement divisée en trois couches : l'épilimnion supérieur, dont la température connaît de fortes fluctuations saisonnières ; couche de saut de température – métalimnion (thermocline), où une forte différence de température est observée ; couche inférieure profonde, l'hypolimnion, où la température change légèrement tout au long de l'année.

En été, les couches d’eau les plus chaudes se trouvent à la surface et les plus froides au fond. Cette répartition couche par couche des températures dans un réservoir est appelée stratification directe. En hiver, avec une baisse de température, on observe une stratification inverse : les eaux de surface froides avec des températures inférieures à 4 °C se situent au-dessus des eaux relativement chaudes. Ce phénomène est appelé dichotomie de température. Elle est particulièrement prononcée dans la plupart de nos lacs en été comme en hiver. En raison de la dichotomie des températures, une stratification de densité de l'eau se forme dans un réservoir, sa circulation verticale est perturbée et une période de stagnation temporaire commence.

Au printemps, l'eau de surface, en raison du réchauffement jusqu'à 4 °C, devient plus dense et s'enfonce plus profondément, et de l'eau plus chaude monte des profondeurs pour prendre sa place. En raison d'une telle circulation verticale, une homothermie se produit dans le réservoir, c'est-à-dire que pendant un certain temps la température de toute la masse d'eau est égalisée. Avec une nouvelle augmentation de la température, les couches supérieures d'eau deviennent de moins en moins denses et ne coulent plus - la stagnation estivale s'installe.

En automne, la couche superficielle se refroidit, devient plus dense et s'enfonce plus profondément, déplaçant davantage eau chaude. Cela se produit avant le début de l’homothermie automnale. Lorsque les eaux de surface refroidissent en dessous de 4 °C, elles deviennent à nouveau moins denses et restent à nouveau en surface. En conséquence, la circulation de l'eau s'arrête et une stagnation hivernale se produit.

Les organismes des plans d'eau des latitudes tempérées sont bien adaptés aux mouvements verticaux saisonniers des couches d'eau, à l'homothermie printanière et automnale et à la stagnation estivale et hivernale (Fig. 13).

Dans les lacs des latitudes tropicales, la température de l'eau de surface ne descend jamais en dessous de 4 °C et le gradient de température s'y exprime clairement jusque dans les couches les plus profondes. En règle générale, le mélange des eaux se produit ici de manière irrégulière pendant la période la plus froide de l'année.

Des conditions de vie particulières se développent non seulement dans la colonne d'eau, mais également au fond du réservoir, car il n'y a pas d'aération dans les sols et les composés minéraux en sont éliminés. Par conséquent, ils ne sont pas fertiles et ne servent que de substrat plus ou moins solide aux organismes aquatiques, remplissant principalement une fonction mécano-dynamique. À cet égard, la plus grande importance environnementale est la taille des particules du sol, la densité de leur contact les unes avec les autres et la résistance au lessivage par les courants.

Facteurs abiotiques du milieu aquatique. L'eau en tant que milieu de vie possède des propriétés physiques et chimiques particulières.

Le régime de température de l'hydrosphère est fondamentalement différent de celui des autres environnements. Les fluctuations de température dans l’océan mondial sont relativement faibles : la plus basse est d’environ –2 °C et la plus élevée est d’environ 36 °C. L’amplitude des oscillations se situe donc ici dans la limite de 38 °C. Avec la profondeur, la température de l’eau des océans baisse. Même dans les zones tropicales, à une profondeur de 1 000 m, elle ne dépasse pas 4 à 5°C. Au fond de tous les océans se trouve une couche d'eau froide (de -1,87 à + 2°C).

Dans les masses d'eau douces intérieures des latitudes tempérées, la température des couches d'eau superficielles varie de – 0,9 à +25 °C, dans les eaux plus profondes, elle est de 4 à 5 °C. L’exception concerne les sources thermales, où la température de la couche superficielle atteint parfois 85 à 93 °C.

Les caractéristiques thermodynamiques du milieu aquatique, telles qu’une capacité thermique spécifique élevée, une conductivité thermique élevée et une dilatation lors du gel, créent des conditions particulièrement favorables à la vie. Ces conditions sont également assurées par la chaleur latente élevée de fusion de l'eau, de sorte qu'en hiver la température sous la glace n'est jamais inférieure à son point de congélation (pour l'eau douce environ 0°C). Étant donné que l'eau a la plus grande densité à 4°C et qu'en gelant, elle se dilate, en hiver, la glace ne se forme qu'au sommet, mais la majeure partie ne gèle pas.

Le régime de température des masses d'eau étant caractérisé par une grande stabilité, les organismes qui y vivent se caractérisent par une relative constance de la température corporelle et ont une plage étroite d'adaptabilité aux fluctuations de la température de l'environnement. Même des écarts mineurs du régime thermique peuvent entraîner des changements importants dans la vie des animaux et des plantes. Un exemple est «l'explosion biologique» du lotus (Nelumbium caspium) dans la partie la plus septentrionale de son habitat - dans le delta de la Volga. Pendant longtemps, cette plante exotique n’a habité qu’une petite baie. Au cours de la dernière décennie, la superficie des fourrés de lotus a été multipliée par près de 20 et occupe désormais plus de 1 500 hectares de plan d'eau. Cette propagation rapide du lotus s'explique par la baisse générale du niveau de la mer Caspienne, qui s'est accompagnée de la formation de nombreux petits lacs et estuaires à l'embouchure de la Volga. Pendant les mois chauds de l'été, l'eau s'est réchauffée ici plus qu'auparavant, ce qui a contribué à la croissance des bosquets de lotus.

L'eau se caractérise également par une densité importante (à cet égard, elle est 800 fois supérieure à celle de l'air) et une viscosité. Ces caractéristiques affectent les plantes dans le fait que leur tissu mécanique se développe très faiblement ou pas du tout, de sorte que leurs tiges sont très élastiques et se plient facilement. La plupart des plantes aquatiques se caractérisent par leur flottabilité et leur capacité à être suspendues dans la colonne d'eau. Ils remontent à la surface puis retombent. Chez de nombreux animaux aquatiques, le tégument est abondamment lubrifié avec du mucus, ce qui réduit les frottements lors du mouvement, et le corps prend une forme profilée.

Les organismes du milieu aquatique sont répartis sur toute son épaisseur (dans les dépressions océaniques, les animaux ont été trouvés à plus de 10 000 m de profondeur). Naturellement, à différentes profondeurs, ils subissent des pressions différentes. Les créatures des grands fonds sont adaptées aux hautes pressions (jusqu'à 1 000 atm), alors que les habitants des couches superficielles n'y sont pas soumis. En moyenne, dans la colonne d'eau, tous les 10 m de profondeur, la pression augmente de 1 atm. Tous les hydrobiontes sont adaptés à ce facteur et sont donc divisés en eaux profondes et en eaux peu profondes.

La transparence de l'eau et son régime lumineux ont une grande influence sur les organismes aquatiques. Cela affecte particulièrement la répartition des plantes photosynthétiques. Dans les réservoirs boueux, ils ne vivent que dans la couche superficielle et, là où la transparence est plus grande, ils pénètrent à des profondeurs importantes. Une certaine turbidité de l'eau est créée par un grand nombre de particules en suspension, ce qui limite la pénétration rayons de soleil. La turbidité de l'eau peut être causée par des particules de substances minérales (argile, limon) et de petits organismes. La transparence de l'eau diminue également en été avec la croissance rapide de la végétation aquatique et la reproduction massive de petits organismes en suspension dans les couches superficielles. Le régime lumineux des réservoirs dépend aussi de la saison. Au nord, sous les latitudes tempérées, lorsque les réservoirs gèlent et que la glace au sommet est encore recouverte de neige, la pénétration de la lumière dans la colonne d'eau est fortement limitée.

Le régime lumineux est également déterminé par la diminution naturelle de la lumière avec la profondeur, due au fait que l'eau absorbe la lumière du soleil. Dans ce cas, les rayons de différentes longueurs d'onde sont absorbés différemment : les rouges sont absorbés le plus rapidement, tandis que les bleus-verts pénètrent à des profondeurs importantes. L'océan devient plus sombre avec la profondeur. La couleur de l'environnement change, passant progressivement du verdâtre au vert, puis au bleu, bleu, bleu-violet, laissant place à une obscurité constante. Ainsi, avec la profondeur, les algues vertes (Chlorophyta) sont remplacées par des algues brunes (Phaeophyta) et rouges (Rhodophyta), dont les pigments sont adaptés pour capter la lumière solaire de différentes longueurs d'onde. La couleur des animaux change aussi naturellement avec la profondeur. À la surface vivent généralement de légères couches d’eau, des animaux aux couleurs vives et variées, tandis que les espèces des grands fonds sont dépourvues de pigments. Dans la zone crépusculaire de l'océan, vivent des animaux colorés d'une teinte rougeâtre, ce qui les aide à se cacher des ennemis, car la couleur rouge des rayons bleu-violet est perçue comme noire.

La salinité de l'eau joue un rôle important dans la vie des organismes aquatiques. Comme vous le savez, l’eau est un excellent solvant pour de nombreux composés minéraux. En conséquence, les réservoirs naturels ont une certaine composition chimique. Les carbonates, les sulfates et les chlorures sont de la plus haute importance. La quantité de sels dissous pour 1 litre d'eau dans les masses d'eau douce ne dépasse pas 0,5 g (généralement moins) ; dans les mers et les océans, elle atteint 35 g (tableau 6).

Tableau 6.Répartition des sels basiques dans divers réservoirs (d'après R. Dazho, 1975)

Le calcium joue un rôle essentiel dans la vie des animaux d'eau douce. Les mollusques, crustacés et autres invertébrés l'utilisent pour fabriquer des coquilles et l'exosquelette. Mais les masses d'eau douce, en fonction d'un certain nombre de circonstances (présence de certains sels solubles dans le sol du réservoir, dans le sol et le sol des berges, dans l'eau des rivières et ruisseaux affluents) varient considérablement tant en composition qu'en la concentration de sels dissous en eux. Les eaux marines sont plus stables à cet égard. Presque tous les éléments connus y ont été trouvés. Cependant, en termes d'importance, le sel de table occupe la première place, suivi du chlorure et du sulfate de magnésium et du chlorure de potassium.

Frais plantes aquatiques et les animaux vivent dans un environnement hypotonique, c'est-à-dire un environnement dans lequel la concentration de solutés est inférieure à celle des fluides et tissus corporels. En raison de la différence de pression osmotique à l'extérieur et à l'intérieur du corps, l'eau pénètre constamment dans le corps et les hydrobiontes d'eau douce sont obligés de l'éliminer intensément. À cet égard, leurs processus d'osmorégulation sont bien exprimés. La concentration de sels dans les fluides corporels et les tissus de nombreux les organismes marins isotonique à la concentration de sels dissous dans l’eau environnante. Par conséquent, leurs fonctions osmorégulatrices ne sont pas développées dans la même mesure que chez les animaux d’eau douce. Les difficultés d'osmorégulation sont l'une des raisons pour lesquelles de nombreuses plantes marines et surtout des animaux n'ont pas pu peupler les plans d'eau douce et se sont révélés, à l'exception de certains représentants, être des habitants marins typiques (coelenterata - Coelenterata, échinodermes - Echinodermata, pogonophora - Pogonophora , éponges - Spongia, tuniciers – Tunicata). À ce même Les insectes ne vivent pratiquement pas dans les mers et les océans, alors que les bassins d'eau douce en sont abondamment peuplés. Les espèces généralement marines et généralement d'eau douce ne tolèrent pas de changements significatifs dans la salinité de l'eau. Ce sont tous des organismes sténohalins. Il existe relativement peu d’animaux euryhalins d’origine marine et d’eau douce. On les trouve généralement, et en quantités importantes, dans les eaux saumâtres. Il s'agit du sandre d'eau douce (Stizostedion lucioperca), de la brème (Abramis brama), du brochet (Esox lucius) et de la famille des mulets marins (Mugilidae).

Dans les eaux douces, les plantes fixées au fond du réservoir sont courantes. Souvent, leur surface photosynthétique est située au-dessus de l'eau. Ce sont les quenouilles (Typha), les roseaux (Scirpus), les pointes de flèches (Sagittaria), les nénuphars (Nymphaea), les capsules d'œufs (Nuphar). Dans d’autres, les organes photosynthétiques sont immergés dans l’eau. Il s'agit notamment du potamot (Potamogeton), de l'urut (Myriophyllum) et de l'élodée (Elodea). Certaines plantes d'eau douce supérieures sont sans racines. Soit ils flottent librement, soit ils poussent sur des objets sous-marins ou des algues attachées au sol.

Bien que l’oxygène ne joue pas un rôle significatif dans l’environnement aérien, il constitue le facteur environnemental le plus important dans l’environnement aquatique. Sa teneur dans l'eau est inversement proportionnelle à la température. À mesure que la température diminue, la solubilité de l’oxygène, comme celle des autres gaz, augmente. L'accumulation d'oxygène dissous dans l'eau résulte de son entrée depuis l'atmosphère, ainsi que de l'activité photosynthétique des plantes vertes. Lorsque l'eau est mélangée, ce qui est typique des réservoirs fluides et en particulier des rivières et ruisseaux au débit rapide, la teneur en oxygène augmente également.

Différents animaux ont des besoins différents en oxygène. Par exemple, la truite (Salmo trutta) et le vairon (Phoxinus phoxinus) sont très sensibles à sa carence et ne vivent donc que dans des eaux à courant rapide, froides et bien mélangées. Le gardon (Rutilus rutilus), la grémille (Acerina cernua), la carpe (Cyprinus carpio), le carassin (Carassius carassius) sont sans prétention à cet égard, et les larves de moustiques chironomides (Chironomidae) et de vers tubifex (Tubifex) vivent à de grandes profondeurs, où il n’y a pas ou très peu d’oxygène. Les insectes aquatiques et les mollusques (Pulmonata) peuvent également vivre dans des plans d’eau à faible teneur en oxygène. Cependant, ils remontent systématiquement à la surface, emmagasinant de l'air frais pendant un certain temps.

Le dioxyde de carbone est environ 35 fois plus soluble dans l'eau que l'oxygène. Il y en a près de 700 fois plus dans l’eau que dans l’atmosphère d’où elle provient. De plus, les carbonates et bicarbonates de métaux alcalins et alcalino-terreux sont une source de dioxyde de carbone dans l'eau. Le dioxyde de carbone contenu dans l'eau assure la photosynthèse des plantes aquatiques et participe à la formation des structures squelettiques calcaires des animaux invertébrés.

La concentration en ions hydrogène (pH) est d'une grande importance dans la vie des organismes aquatiques. Les piscines d'eau douce avec un pH de 3,7 à 4,7 sont considérées comme acides, celles de 6,95 à 7,3 sont considérées comme neutres et celles dont le pH est supérieur à 7,8 sont alcalines. Dans les plans d’eau douce, le pH connaît même des fluctuations quotidiennes. L’eau de mer est plus alcaline et son pH change beaucoup moins que l’eau douce. Le pH diminue avec la profondeur.

La concentration en ions hydrogène joue un rôle important dans la répartition des organismes aquatiques. À un pH inférieur à 7,5, poussent les sauterelles (Isoetes) et les burberry (Sparganium); à 7,7-8,8, c'est-à-dire dans un environnement alcalin, de nombreux types de potamot et d'élodée se développent. Dans les eaux acides des marécages, les sphaignes (Sphagnum) prédominent, mais les mollusques élasmobranches du genre Unio sont absents ; les autres mollusques sont rares, mais les rhizomes de coquille (Testacea) sont abondants. La plupart des poissons d'eau douce peuvent supporter un pH compris entre 5 et 9. Si le pH est inférieur à 5, il y a une mort massive de poissons, et au-dessus de 10, tous les poissons et autres animaux meurent.

Groupes écologiques d'hydrobiontes. La colonne d'eau - pélagique (pelagos - mer) est habitée par des organismes pélagiques qui peuvent nager activement ou rester (flotter) dans certaines couches. Conformément à cela, les organismes pélagiques sont divisés en deux groupes : le necton et le plancton. Les habitants du fond forment le troisième groupe écologique d'organismes - le benthos.

Necton (nekios–· flottant)– Il s'agit d'un ensemble d'animaux pélagiques en mouvement actif qui n'ont pas de lien direct avec le fond. Il s’agit principalement de grands animaux capables de parcourir de longues distances et de forts courants d’eau. Ils se caractérisent par une forme corporelle profilée et des organes de mouvement bien développés. Les organismes nectoniques typiques sont les poissons, les calmars, les pinnipèdes et les baleines. Dans les eaux douces, outre les poissons, le necton comprend des amphibiens et des insectes en mouvement actif. De nombreux poissons marins peuvent se déplacer dans l’eau à grande vitesse. Certains calmars (Oegopsida) nagent très rapidement, jusqu'à 45 à 50 km/h, les voiliers (Istiopharidae) atteignent des vitesses allant jusqu'à 100 à 10 km/h et l'espadon (Xiphias glabius) atteint des vitesses allant jusqu'à 130 km/h.

Plancton– planer, errer)– Il s'agit d'un ensemble d'organismes pélagiques qui n'ont pas la capacité d'effectuer des mouvements actifs rapides. Les organismes planctoniques ne peuvent pas résister aux courants. Ce sont principalement des petits animaux - le zooplancton et les plantes - le phytoplancton. Le plancton comprend périodiquement les larves de nombreux animaux flottant dans la colonne d'eau.

Les organismes planctoniques se trouvent soit à la surface de l'eau, soit en profondeur, voire dans la couche inférieure. Les premiers forment un groupe spécial – Neuston. Les organismes dont une partie du corps est située dans l'eau et une partie au-dessus de sa surface sont appelés pleuston. Ce sont les siphonophores (Siphonophora), les lentilles d'eau (Lemna), etc.

Le phytoplancton est d'une grande importance dans la vie des plans d'eau, puisqu'il en est le principal producteur matière organique. Il comprend principalement les diatomées (Diatomeae) et les algues vertes (Chlorophyta), les flagellés végétaux (Phytomastigina), les péridineae (Peridineae) et les coccolithophoridés (Coccolitophoridae). Dans les eaux septentrionales de l'océan mondial, les diatomées prédominent, et dans les eaux tropicales et subtropicales, les flagellés cuirassés prédominent. Dans les eaux douces, outre les diatomées, les algues vertes et bleu-vert (Suanophyta) sont courantes.

Le zooplancton et les bactéries se trouvent à toutes les profondeurs. Le zooplancton marin est dominé par les petits crustacés (Copepoda, Amphipoda, Euphausiacea) et les protozoaires (Foraminifera, Radiolaria, Tintinnoidea). Ses plus grands représentants sont les ptéropodes (Pteropoda), les méduses (Scyphozoa) et les ctenophora flottantes (Ctenophora), les salpes (Salpae) et certains vers (Alciopidae, Tomopteridae). Dans les eaux douces, qui nagent mal, des crustacés relativement gros (Daphnia, Cyclopoidea, Ostracoda, Simocephalus ; Fig. 14), de nombreux rotifères (Rotatoria) et des protozoaires sont courants.

La plus grande diversité d’espèces est atteinte par le plancton des eaux tropicales.

Les groupes d'organismes planctoniques sont différenciés par leur taille. Le nannoplancton (nannos - nain) est la plus petite algue et bactérie ; microplancton (micros – petit) – la plupart des algues, protozoaires et rotifères ; mésoplancton (mésos - milieu) - copépodes et cladocères, crevettes et un certain nombre d'animaux et de plantes, ne mesurant pas plus de 1 cm de longueur ; macroplancton (macros - grands) - méduses, mysides, crevettes et autres organismes de plus de 1 cm ; mégaloplancton (mégalos – énorme) – très gros animaux, mesurant plus de 1 m. Par exemple, le cténophore nageur (Cestus veneris) atteint une longueur de 1,5 m et la méduse cyanea (Suapea) a une cloche d'un diamètre allant jusqu'à 2 m et des tentacules de 30 m de long.

Les organismes planctoniques constituent un élément alimentaire important pour de nombreux animaux aquatiques (y compris des géants tels que les baleines à fanons - Mystacoceti), d'autant plus qu'eux, et en particulier le phytoplancton, sont caractérisés par des poussées saisonnières de reproduction massive (proliférations d'eau).

Benthos– profondeur)– un ensemble d'organismes qui vivent au fond (au sol et dans le sol) des plans d'eau. Il est divisé en phytobenthos et zoobenthos. Principalement représenté par des animaux attachés ou se déplaçant lentement, ainsi que par des animaux fouisseurs. Ce n'est que dans les eaux peu profondes qu'il est constitué d'organismes qui synthétisent la matière organique (producteurs), la consomment (consommateurs) et la détruisent (décomposeurs). Aux grandes profondeurs, là où la lumière ne pénètre pas, le phytobenthos (producteur) est absent.

Les organismes benthiques diffèrent par leur mode de vie - mobile, sédentaire et immobile ; par méthode d'alimentation - photosynthétique, carnivore, herbivore, détritivore ; par taille – macro-, méso-microbenthos.

Le phytobenthos des mers comprend principalement des bactéries et des algues (diatomées, vertes, brunes, rouges). Le long des côtes on trouve également des plantes à fleurs : Zostera, Phyllospadix, Rup-pia. Le phytobenthos le plus riche se trouve dans les zones rocheuses et pierreuses du fond. Le long des côtes, le varech (Laminaria) et le fucus (Fucus) forment parfois une biomasse allant jusqu'à 30 kg par mètre carré. m. Sur les sols meubles, où les plantes ne peuvent pas s'attacher fermement, le phytobenthos se développe principalement dans des endroits protégés des vagues.

Le phytobenzos d'eau douce est représenté par des bactéries, des diatomées et des algues vertes. Les plantes côtières sont abondantes et situées à l'intérieur des terres par rapport au rivage dans des ceintures clairement définies. Dans la première zone poussent des plantes semi-immergées (roseaux, roseaux, quenouilles et carex). La deuxième zone est occupée par des plantes immergées à feuilles flottantes (nénuphars, lentilles d'eau, nénuphars). La troisième zone est dominée par les plantes immergées - potamot, élodée, etc.

Selon leur mode de vie, toutes les plantes aquatiques peuvent être divisées en deux groupes écologiques principaux : les hydrophytes - plantes qui ne sont immergées dans l'eau qu'avec leur partie inférieure et qui s'enracinent généralement dans le sol, et les hydatophytes - plantes complètement immergées dans l'eau, mais parfois flotter à la surface ou avoir des feuilles flottantes.

Le zoobenthos marin est dominé par les foraminifères, les éponges, les coelentérés, les némertés, les vers polychètes, les sipunculidés, les bryozoaires, les brachiopodes, les mollusques, les ascidies et les poissons. Les formes benthiques sont plus nombreuses dans les eaux peu profondes, où leur biomasse totale atteint souvent des dizaines de kilogrammes par mètre carré. m Avec la profondeur, le nombre de benthos diminue fortement et à de grandes profondeurs s'élève à des milligrammes par 1 carré. m.

Dans les eaux douces, il y a moins de zoobenthos que dans les mers et les océans, et la composition des espèces est plus uniforme. Il s'agit principalement de protozoaires, de quelques éponges, de vers ciliés et oligochètes, de sangsues, de bryozoaires, de mollusques et de larves d'insectes.

Plasticité écologique des organismes aquatiques. Les organismes aquatiques ont moins de plasticité écologique que les organismes terrestres, puisque l'eau est un environnement plus stable et facteurs abiotiques il subit des fluctuations relativement mineures. Les plantes et animaux marins sont les moins plastiques. Ils sont très sensibles aux changements de salinité et de température de l’eau. Ainsi, les coraux madrépores ne peuvent pas résister même à un faible dessalement de l'eau et ne vivent que dans les mers, de plus, sur un sol solide à une température non inférieure à 20 ° C. Ce sont des sténobiotes typiques. Cependant, il existe des espèces présentant une plasticité écologique accrue. Par exemple, le rhizome Cyphoderia ampulla est un eurybionte typique. Il vit dans les mers et les eaux douces, dans les étangs chauds et les lacs froids.

En règle générale, les animaux et les plantes d'eau douce sont beaucoup plus plastiques que les animaux marins, car l'eau douce en tant que milieu de vie est plus variable. Les plus flexibles sont les habitants des eaux saumâtres. Ils sont adaptés aussi bien à des concentrations élevées de sels dissous qu’à un dessalement important. Cependant, il existe un nombre relativement restreint d'espèces, car dans les eaux saumâtres facteurs environnementaux subir des changements importants.

L'étendue de la plasticité écologique des organismes aquatiques est évaluée non seulement par rapport à l'ensemble des facteurs (eury- et stanobionticité), mais également à chacun d'entre eux. Les plantes et les animaux côtiers, contrairement aux habitants des zones ouvertes, sont principalement des organismes eurythermiques et euryhalins, car près du rivage les conditions de température et le régime salin sont assez variables (réchauffement par le soleil et refroidissement relativement intense, dessalement par l'afflux d'eau des ruisseaux et rivières, notamment pendant la saison des pluies, etc.). Une espèce sténothermique typique est le lotus. Il ne pousse que dans des réservoirs peu profonds et bien chauffés. Pour les mêmes raisons, les habitants des couches superficielles s'avèrent plus eurythermiques et euryhalines par rapport aux formes des grands fonds.

La plasticité écologique est un régulateur important de la dispersion des organismes. En règle générale, les organismes aquatiques à haute plasticité écologique sont assez répandus. Cela s'applique, par exemple, à l'élodée. Cependant, le crustacé artemia salina (Artemia salina) lui est diamétralement opposé en ce sens. Il vit dans de petits plans d’eau aux eaux très salées. Il s'agit d'un représentant sténohalin typique avec une plasticité écologique étroite. Mais par rapport à d’autres facteurs, il est très plastique et se retrouve donc partout dans les plans d’eau salée.

La plasticité écologique dépend de l'âge et de la phase de développement de l'organisme. Ainsi, le gastéropode marin Littorina, à l'âge adulte, reste longtemps sans eau chaque jour à marée basse, et ses larves mènent un mode de vie purement planctonique et ne supportent pas le dessèchement.

Caractéristiques adaptatives des plantes aquatiques. L’écologie des plantes aquatiques, comme indiqué, est très spécifique et diffère fortement de l’écologie de la plupart des organismes végétaux terrestres. La capacité des plantes aquatiques à absorber l’humidité et les sels minéraux directement de l’environnement se reflète dans leur organisation morphologique et physiologique. Les plantes aquatiques se caractérisent principalement par un faible développement des tissus conducteurs et du système racinaire. Ce dernier sert principalement à la fixation au substrat sous-marin et, contrairement aux plantes terrestres, ne remplit pas la fonction de nutrition minérale et d'approvisionnement en eau. À cet égard, les racines des plantes aquatiques enracinées sont dépourvues de poils absorbants. Ils se nourrissent de toute la surface du corps. Les rhizomes puissamment développés de certains d’entre eux servent à la multiplication végétative et au stockage des nutriments. Il s'agit de nombreux potamots, nénuphars et capsules d'œufs.

La forte densité de l’eau permet aux plantes d’habiter toute son épaisseur. À cette fin, les plantes inférieures qui habitent diverses couches et mènent une vie flottante ont des appendices spéciaux qui augmentent leur flottabilité et leur permettent de rester suspendues. Le tissu mécanique est peu développé chez les hydrophytes supérieurs. Comme indiqué, dans leurs feuilles, leurs tiges et leurs racines, se trouvent des cavités intercellulaires contenant de l'air. Cela augmente la légèreté et la flottabilité des organes en suspension dans l'eau et flottant à la surface, et aide également à éliminer les cellules internes avec de l'eau contenant des gaz et des sels dissous. Les hydatophytes sont généralement caractérisés par une grande surface foliaire avec un petit volume total de plante. Cela leur permet un échange gazeux intense en cas de manque d'oxygène et d'autres gaz dissous dans l'eau. De nombreux potamots (Potamogeton lusens, P. perfoliatus) ont des tiges et des feuilles fines et très longues, leurs couvertures sont facilement perméables à l'oxygène. D'autres plantes ont des feuilles fortement disséquées (renoncule d'eau – Ranunculus aquatilis, urut – Myriophyllum spicatum, hornwort – Ceratophyllum dernersum).

Un certain nombre de plantes aquatiques ont développé une hétérophylie (diverses feuilles). Par exemple, chez Salvinia, les feuilles immergées servent de nutrition minérale, tandis que les feuilles flottantes servent de nutrition organique. Dans les nénuphars et les capsules d’œufs, les feuilles flottantes et submergées sont très différentes les unes des autres. La surface supérieure des feuilles flottantes est dense et coriace avec un grand nombre de stomates. Cela favorise un meilleur échange gazeux avec l’air. Sur la partie au fond Il n'y a aucun stomate flottant ou sur les feuilles sous-marines.

Une caractéristique adaptative tout aussi importante des plantes vivant en milieu aquatique est que les feuilles immergées dans l’eau sont généralement très fines. La chlorophylle qu'ils contiennent est souvent située dans les cellules de l'épiderme. Cela conduit à une augmentation du taux de photosynthèse dans des conditions de faible luminosité. Ces caractéristiques anatomiques et morphologiques sont plus clairement exprimées chez de nombreux potamots (Potamogeton), élodées (Helodea canadensis), mousses d'eau (Riccia, Fontinalis) et Vallisneria spiralis.

La protection des plantes aquatiques contre le lessivage des sels minéraux des cellules réside dans la sécrétion de mucus par des cellules spéciales et la formation d'endoderme sous la forme d'un anneau de cellules à parois plus épaisses.

Relativement basse température dans le milieu aquatique provoque la mort des parties végétatives des plantes immergées dans l'eau après la formation des bourgeons d'hiver, ainsi que le remplacement des feuilles d'été tendres et fines par des feuilles d'hiver plus coriaces et plus courtes. Dans le même temps, la basse température de l'eau affecte négativement les organes génitaux des plantes aquatiques et sa densité élevée rend le transfert de pollen difficile. Les plantes aquatiques se reproduisent donc intensément par voie végétative. Le processus sexuel est supprimé chez beaucoup d'entre eux. S'adaptant aux caractéristiques du milieu aquatique, la plupart des plantes immergées et flottantes transportent dans l'air des tiges fleuries et se reproduisent sexuellement (le pollen est transporté par le vent et les courants de surface). Les fruits, graines et autres rudiments qui en résultent sont également distribués par les courants de surface (hydrochorie).

Les plantes hydrochores comprennent non seulement les plantes aquatiques, mais aussi de nombreuses plantes côtières. Leurs fruits sont très flottants et peuvent rester longtemps dans l'eau sans perdre leur germination. L'eau transporte les fruits et les graines de chastukha (Alisma plantago-aquatica), de pointe de flèche (Sagittaria sagittifolia), d'armoise (Butomusumbellatus), de potamot et d'autres plantes. Les fruits de nombreux carex (Sagekh) sont enfermés dans des sacs aériens particuliers et sont également transportés par les courants d'eau. On pense que même les cocotiers se sont répandus dans les archipels des îles tropicales. Océan Pacifique grâce à la flottabilité de ses fruits - les noix de coco. Le long de la rivière Vakhsh, le long des canaux, l'herbe gumai (Sorgnum halepense) se propage de la même manière.

Caractéristiques adaptatives des animaux aquatiques. Les adaptations des animaux au milieu aquatique sont encore plus diverses que celles des plantes. Ils possèdent des caractéristiques anatomiques, morphologiques, physiologiques, comportementales et autres caractéristiques adaptatives. Même une simple liste est difficile. Nous n’en citerons donc en termes généraux que les plus caractéristiques.

Les animaux qui vivent dans la colonne d'eau disposent tout d'abord d'adaptations qui augmentent leur flottabilité et leur permettent de résister au mouvement de l'eau et des courants. Les organismes du fond, au contraire, développent des adaptations qui les empêchent de monter dans la colonne d'eau, c'est-à-dire qu'ils réduisent la flottabilité et leur permettent de rester au fond même dans des eaux à courant rapide.

Chez les petites formes vivant dans la colonne d'eau, on observe une réduction des formations squelettiques. Chez les protozoaires (Rhizopoda, Radiolaria), les coquilles sont poreuses et les épines en silex du squelette sont creuses à l'intérieur. La densité spécifique des méduses (Scyphozoa) et des cténophores (Ctenophora) diminue en raison de la présence d'eau dans les tissus. Une augmentation de la flottabilité est également obtenue par l'accumulation de gouttelettes de graisse dans le corps (veilleuses - Noctiluca, radiolaires - Radiolaria). Des accumulations de graisse plus importantes sont également observées chez certains crustacés (Cladocera, Copepoda), poissons et cétacés. La densité spécifique du corps est également réduite par les bulles de gaz dans le protoplasme des amibes testiculaires et les chambres à air dans les coquilles des mollusques. De nombreux poissons ont une vessie natatoire remplie de gaz. Les siphonophores Physalia et Velella développent de puissantes cavités aériennes.

Les animaux nageant passivement dans la colonne d'eau se caractérisent non seulement par une diminution du poids, mais également par une augmentation de la surface spécifique du corps. Le fait est que plus la viscosité du milieu est grande et plus la surface spécifique du corps est élevée, plus il s'enfonce lentement dans l'eau. En conséquence, le corps de l’animal s’aplatit et toutes sortes d’épines, d’excroissances et d’appendices se forment dessus. Ceci est caractéristique de nombreux radiolaires (Chalengeridae, Aulacantha), flagellés (Leptodiscus, Craspedotella) et foraminifères (Globigerina, Orbulina). Puisque la viscosité de l’eau diminue avec l’augmentation de la température et augmente avec l’augmentation de la salinité, les adaptations à l’augmentation du frottement sont plus prononcées lorsque hautes températures et de faibles salinités. Par exemple, les Ceratium flagellés de l’océan Indien sont armés d’appendices plus longs en forme de corne que ceux que l’on trouve dans les eaux froides de l’Atlantique Est.

La nage active chez les animaux est réalisée à l'aide de cils, de flagelles et de flexions du corps. C'est ainsi que se déplacent les protozoaires, les vers ciliés et les rotifères.

Parmi les animaux aquatiques, la nage réactive est courante en raison de l'énergie du jet d'eau éjecté. Ceci est typique des protozoaires, des méduses, des larves de libellules et de certains bivalves. Le mode de locomotion réactif atteint sa plus haute perfection chez les céphalopodes. Certains calmars, lorsqu'ils jettent de l'eau, développent une vitesse de 40 à 50 km/h. Les animaux plus grands développent des membres spécialisés (pattes nageuses chez les insectes, les crustacés ; nageoires, nageoires). Le corps de ces animaux est recouvert de mucus et a une forme profilée.

Un grand groupe d’animaux, principalement d’eau douce, utilisent un film superficiel d’eau (tension superficielle) pour se déplacer. Par exemple, les coléoptères filants (Gyrinidae) et les punaises aquatiques (Gerridae, Veliidae) y courent librement. De petits coléoptères Hydrophilidae se déplacent le long de la surface inférieure du film, et des escargots d'étang (Limnaea) et des larves de moustiques y sont suspendus. Tous présentent un certain nombre de caractéristiques dans la structure de leurs membres et leurs téguments ne sont pas mouillés par l'eau.

Ce n'est que dans le milieu aquatique que l'on trouve des animaux immobiles menant une vie attachée. Ils se caractérisent par une forme particulière du corps, une légère flottabilité (la densité du corps est supérieure à la densité de l'eau) et des dispositifs spéciaux de fixation au substrat. Certains s'attachent au sol, d'autres rampent dessus ou mènent une vie fouisseuse, certains s'installent sur des objets sous-marins, notamment le fond des navires.

Parmi les animaux attachés au sol, les plus caractéristiques sont les éponges, de nombreux coelentérés, notamment les hydroïdes (Hydroidea) et les polypes coralliens (Anthozoa), Lys de mer(Crinoidées), bivalves(Bivalvia), balanes (Cirripedia), etc.

Parmi les animaux fouisseurs, on trouve particulièrement de nombreux vers, larves d'insectes et mollusques. Certains poissons (épis - Cobitis taenia, plies - Pleuronectidae, raies pastenagues - Rajidae) et les larves de lamproie (Petromyzones) passent un temps important dans le sol. L'abondance de ces animaux et la diversité de leurs espèces dépendent du type de sol (cailloux, sable, argile, limon). Il y en a généralement moins sur les sols rocheux que sur les sols boueux. Les invertébrés, qui colonisent en grand nombre les sols boueux, créent des conditions optimales pour la vie d'un certain nombre de grands prédateurs benthiques.

La plupart des animaux aquatiques sont poïkilothermes et leur température corporelle dépend de la température de l'environnement. Chez les mammifères homéothermes (pinnipèdes, cétacés), une couche épaisse se forme graisse sous cutanée, remplissant une fonction d'isolation thermique.

Pour les animaux aquatiques, la pression environnementale est importante. À cet égard, il existe des animaux sténobathes, qui ne peuvent pas résister à de grandes fluctuations de pression, et des animaux eurybathes, qui vivent à la fois à haute et basse pression. Les holothuries (Elpidia, Myriotrochus) vivent à des profondeurs de 100 à 9 000 m, et de nombreuses espèces d'écrevisses de Storthyngura, pogonophora, crinoïdes se trouvent à des profondeurs de 3 000 à 10 000 m. Ces animaux des grands fonds ont des caractéristiques organisationnelles spécifiques : une augmentation de la taille du corps ; disparition ou mauvais développement du squelette calcaire ; souvent – ​​réduction des organes visuels; renforcer le développement des récepteurs tactiles; manque de pigmentation corporelle ou, à l'inverse, coloration foncée.

Le maintien d'une certaine pression osmotique et d'un état ionique des solutions dans le corps des animaux est assuré par des mécanismes complexes du métabolisme eau-sel. Cependant, la plupart des organismes aquatiques sont poïkilosmotiques, c'est-à-dire que la pression osmotique dans leur corps dépend de la concentration de sels dissous dans l'eau environnante. Seuls les vertébrés, les crustacés supérieurs, les insectes et leurs larves sont homoiosmotiques : ils maintiennent une pression osmotique constante dans le corps, quelle que soit la salinité de l'eau.

Les invertébrés marins ne disposent généralement pas de mécanismes permettant le métabolisme eau-sel : anatomiquement, ils sont fermés à l’eau, mais osmotiquement, ils sont ouverts. Cependant, il serait inexact de dire qu’ils ne disposent absolument d’aucun mécanisme permettant de contrôler le métabolisme eau-sel.

Ils sont tout simplement imparfaits, et cela s'explique par le fait que la salinité de l'eau de mer est proche de la salinité des sucs corporels. En effet, dans les hydrobiontes d'eau douce, la salinité et l'état ionique des substances minérales présentes dans les sucs corporels sont généralement plus élevés que dans l'eau environnante. Leurs mécanismes d’osmorégulation sont donc bien exprimés. Le moyen le plus courant de maintenir une pression osmotique constante consiste à éliminer régulièrement l'eau qui pénètre dans le corps à l'aide de vacuoles pulsées et d'organes excréteurs. Chez d'autres animaux, des couvertures impénétrables de chitine ou de formations cornées se développent à ces fins. Certaines personnes produisent du mucus à la surface de leur corps.

La difficulté de réguler la pression osmotique chez les organismes d’eau douce explique la pauvreté de leurs espèces par rapport aux habitants marins.

Prenons l'exemple des poissons pour voir comment se produit l'osmorégulation des animaux en mer et en eaux douces. Poisson d'eau douce l'excès d'eau est éliminé par un travail accru du système excréteur et les sels sont absorbés par les filaments branchiaux. Poisson de mer, au contraire, sont obligés de se réapprovisionner en eau et donc de boire eau de mer, et les sels en excès qui l'accompagnent sont éliminés du corps par les filaments branchiaux (Fig. 15).

Les conditions changeantes du milieu aquatique provoquent certaines réactions comportementales des organismes. Les migrations verticales des animaux sont associées à des changements d'éclairage, de température, de salinité, de régime gazeux et d'autres facteurs. Dans les mers et les océans, des millions de tonnes d'organismes aquatiques participent à de telles migrations (descente dans les profondeurs, remontée à la surface). Lors de migrations horizontales, les animaux aquatiques peuvent parcourir des centaines et des milliers de kilomètres. Il s’agit des migrations de frai, d’hivernage et d’alimentation de nombreux poissons et mammifères aquatiques.

Les biofiltres et leur rôle écologique. L'une des spécificités du milieu aquatique est la présence en son sein grande quantité petites particules de matière organique - détritus, formés par des plantes et des animaux mourants. D'énormes masses de ces particules se déposent sur les bactéries et, grâce aux gaz libérés par le processus bactérien, sont constamment en suspension dans la colonne d'eau.

Les détritus constituent une nourriture de haute qualité pour de nombreux organismes aquatiques, c'est pourquoi certains d'entre eux, appelés biofiltres, se sont adaptés pour les obtenir en utilisant des structures microporeuses spécifiques. Ces structures, pour ainsi dire, filtrent l'eau, retenant les particules en suspension. Cette méthode d'alimentation est appelée filtration. Un autre groupe d'animaux dépose des détritus à la surface de leur propre corps ou sur des dispositifs de piégeage spéciaux. Cette méthode est appelée sédimentation. Souvent, le même organisme se nourrit à la fois par filtration et par sédimentation.

Les animaux de biofiltration (mollusques élasmobranches, échinodermes sessiles et annélides polychètes, bryozoaires, ascidies, crustacés planctoniques et bien d'autres) jouent un rôle important dans l'épuration biologique des plans d'eau. Par exemple, une colonie de moules (Mytilus) par 1 m². m traverse la cavité du manteau jusqu'à 250 mètres cubes. m d'eau par jour, la filtrant et précipitant les particules en suspension. Le crustacé presque microscopique Calanus (Calanoida) purifie jusqu'à 1,5 litre d'eau par jour. Si l'on prend en compte le nombre énorme de ces crustacés, le travail qu'ils effectuent dans l'épuration biologique des plans d'eau semble vraiment énorme.

Dans les eaux douces, les biofiltres actifs sont l'orge perlé (Unioninae), les moules édentées (Anodontinae), les moules zébrées (Dreissena), les daphnies (Daphnia) et d'autres invertébrés. Leur importance en tant que sorte de « système de nettoyage » biologique des masses d'eau est si grande qu'il est presque impossible de la surestimer.

Zonage du milieu aquatique. Le milieu de vie aquatique se caractérise par un zonage horizontal et surtout vertical bien défini. Tous les hydrobiontes sont strictement confinés à la vie dans certaines zones qui diffèrent par des conditions de vie différentes.

Dans l'océan mondial, la colonne d'eau est dite pélagique et le fond est benthique. En conséquence, on distingue également des groupes écologiques d'organismes vivant dans la colonne d'eau (pélagiques) et au fond (benthiques).

Le fond, en fonction de la profondeur de son apparition par rapport à la surface de l'eau, est divisé en sous-littoral (une zone de déclin progressif jusqu'à une profondeur de 200 m), bathyal (pente raide), abyssal (fond océanique d'une profondeur moyenne de 3 à 6 km), ultra-abyssal (le fond des dépressions océaniques situées à une profondeur de 6 à 10 km). On distingue également la zone littorale - le bord de la côte, qui est périodiquement inondé lors des marées hautes (Fig. 16).

Les eaux libres de l'Océan Mondial (pélagiales) sont également divisées en zones verticales correspondant aux zones benthiques : épipélagique, bathypélagique, abyssopélagique.

Les zones littorales et sublittorales sont les plus richement peuplées de plantes et d'animaux. Il y a beaucoup de soleil, une basse pression et des fluctuations de température importantes. Les habitants des profondeurs abyssales et ultra-abyssales vivent à température constante, dans l'obscurité, et subissent une pression énorme, atteignant plusieurs centaines d'atmosphères dans les dépressions océaniques.

Une zonation similaire, mais moins clairement définie, est également caractéristique des masses d'eau douce intérieures.

Habitat aquatique. Adaptation spécifique des hydrobiontes. Propriétés fondamentales du milieu aquatique. Quelques équipements spéciaux.

L'eau en tant qu'habitat possède un certain nombre de propriétés spécifiques, telles qu'une densité élevée, de fortes chutes de pression, une teneur en oxygène relativement faible, une forte absorption de la lumière solaire, etc. Les réservoirs et leurs zones individuelles diffèrent également par le régime salin, la vitesse des mouvements horizontaux (courants) , teneur en particules en suspension. Pour la vie des organismes benthiques, les propriétés du sol, le mode de décomposition des résidus organiques sont importants, etc.. Dans l'océan et les mers qui le composent, on en distingue principalement deux : domaines environnementaux : colonne d'eau - pélagique et le bas - benthal . En fonction de la profondeur, le benthal est divisé en zone sublittorale - une zone de déclin lisse des terres jusqu'à une profondeur d'environ 200 m, la zone bathyale - une zone de pente raide et la zone abyssale - une zone de ​​le fond océanique avec une profondeur moyenne de 3 à 6 km.

Groupes écologiques d'hydrobiontes. La colonne d'eau est peuplée d'organismes capables de nager ou de rester dans certaines couches. À cet égard, les organismes aquatiques sont divisés en groupes.

Necton - il s'agit d'un ensemble d'êtres vivants pélagiques qui se déplacent activement et n'ont aucun lien avec le fond. Il s'agit principalement de grands êtres vivants capables de parcourir de longues distances et de forts courants d'eau. Ils ont une forme corporelle profilée et des organes de mouvement bien développés. Ceux-ci incluent les poissons, les calmars, les baleines et les pinnipèdes.

Plancton - il s'agit d'un ensemble d'organismes pélagiques qui n'ont pas la capacité d'effectuer des mouvements actifs rapides. En règle générale, ce sont de petits animaux - zooplancton et les plantes - le phytoplancton, qui ne résiste pas aux courants.

Plaiston - On appelle les organismes qui flottent passivement à la surface de l'eau ou mènent une vie semi-submergée. Les animaux pléistoniques typiques sont les siphonophores, certains mollusques, etc.

Benthos - il s'agit d'un groupe d'organismes qui vivent au fond (au sol et dans le sol) des réservoirs. -Pour la plupart, ils sont représentés par des êtres vivants attachés, ou se déplaçant lentement, ou enfouissant dans le sol-

Neuston - une communauté d'organismes vivant à proximité du film superficiel de l'eau. Organismes qui vivent au-dessus du film de surface - Épineuston, ci-dessous - hyponeuston. Neuston se compose de quelques protozoaires, de petits mollusques pulmonaires, de marcheurs aquatiques, de tourbillons et de larves de moustiques.

Périphyton - une boule d'organismes qui se déposent sur des objets ou des plantes sous-marines et forment ainsi des salissures sur des surfaces dures naturelles ou artificielles - pierres, rochers, parties sous-marines des navires, pieux (algues, balanes, mollusques, bryozoaires, éponges, etc.).

Propriétés fondamentales du milieu aquatique.

Densité de l'eau - c'est un facteur qui détermine les conditions de mouvement des organismes aquatiques et la pression à différentes profondeurs. Pour l'eau distillée, la densité est de 1 g/cm3 à 4 °C. La densité des eaux naturelles contenant des sels dissous peut être plus élevée, jusqu'à 1,35 g/cm3. La pression augmente avec la profondeur en moyenne de 1 × 105 Pa (1 atm) tous les 10 m.

En raison du fort gradient de pression dans les masses d’eau, les organismes aquatiques sont généralement beaucoup plus eurybathiques 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 et les vers Priapulus caudatus vivent de la zone côtière jusqu'à la zone ultra-abyssale. Même les habitants d'eau douce, par exemple les ciliés, les ciliés, les coléoptères nageurs, etc., peuvent résister jusqu'à 6 × 10 7 Pa (600 atm) lors d'expériences.

Régime d'oxygène. L'oxygène pénètre dans l'eau principalement en raison de l'activité photosynthétique des algues et de la 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. Parmi les habitants aquatiques, il existe de nombreuses espèces capables de tolérer de larges fluctuations de la teneur en oxygène de l'eau, jusqu'à son absence presque totale. (euryoxybiontes - « oxy » - oxygène, « biont » - habitant). Cependant, un certain nombre de types sténoxybionte - ils ne peuvent exister qu'avec une saturation de l'eau en oxygène suffisamment élevée (truite arc-en-ciel, truite fario, vairon, ver des cils Planaria alpina, larves d'éphémères, mouches de pierre, etc.). La respiration des organismes aquatiques se fait soit par la surface du corps, soit par des organes spécialisés - branchies, poumons, trachée.

Régime de sel. 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. Des quantités excessives d'eau dans les cellules entraînent des modifications de la pression osmotique et une perturbation des fonctions vitales les plus importantes. La plupart de la vie aquatique poïkilosmotique : la pression osmotique dans leur corps dépend de la salinité de l'eau environnante. Par conséquent, le principal moyen pour les organismes aquatiques de maintenir leur équilibre salin est d’éviter les habitats à salinité inappropriée. Les vertébrés, les crustacés supérieurs, les insectes et leurs larves vivant dans l'eau appartiennent à homoiosmotique espèces, maintenant une pression osmotique constante dans le corps quelle que soit la concentration de sels dans l’eau.

Température les réservoirs 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, la température annuelle moyenne des couches superficielles est de +(26-27) °C, dans les eaux polaires, elle est d'environ 0 °C et moins. Dans les sources chaudes terrestres, la température de l'eau peut approcher +100 °C, et dans les geysers sous-marins à hypertension artérielle une température de +380 °C a été enregistrée au fond de l'océan. En raison d'une plus durable conditions de température Dans l'eau, la sténothermie est bien plus courante parmi les hydrobiontes que parmi la population terrestre. Les espèces eurythermiques se trouvent principalement dans les réservoirs continentaux peu profonds et dans la zone littorale des mers de latitudes élevées et tempérées, où les fluctuations de température quotidiennes et saisonnières sont importantes.

Mode lumière. Il y a beaucoup moins de lumière dans l'eau que dans l'air. La réflexion est d’autant plus forte que la position du Soleil est basse, donc la journée sous l’eau est plus courte que sur terre. Par exemple, une journée d'été près de l'île de Madère à une profondeur de 30 m - 5 heures, et à une profondeur de 40 m seulement 15 minutes. La diminution rapide de la quantité de lumière avec la profondeur est associée à son absorption par l'eau. Les rayons de différentes longueurs d'onde sont absorbés différemment : les rouges disparaissent près de la surface, tandis que les bleus-verts pénètrent beaucoup plus profondément. Le crépuscule de l'océan, qui s'approfondit avec la profondeur, est d'abord vert, puis bleu, indigo et bleu-violet, pour finalement laisser la place à une obscurité constante. Ainsi, les algues vertes, brunes et rouges, spécialisées dans la capture de la lumière de différentes longueurs d'onde, se remplacent en profondeur. La couleur des animaux change tout aussi naturellement avec la profondeur. Les habitants des zones littorales et sublittorales sont de couleurs très vives et variées. De nombreux organismes profonds, comme les organismes des cavernes, ne possèdent pas de pigments. Dans la zone crépusculaire, la coloration rouge est répandue, complémentaire de la lumière bleu-violet à ces profondeurs.

Dans les profondeurs sombres de l’océan, les organismes utilisent la lumière émise par les êtres vivants comme source d’informations visuelles. AVEC