Le milieu aquatique comprend les eaux de surface et souterraines. Les eaux de surface sont principalement concentrées dans l'océan, avec un contenu de 1 milliard 375 millions de km 3 - environ 98% de toute l'eau sur Terre. La surface de l'océan (zone d'eau) est de 361 millions de km 2. Elle est environ 2,4 fois plus grande que la superficie terrestre du territoire, qui occupe 149 millions de km 2. L'eau de l'océan est salée, et la majeure partie (plus de 1 milliard de km 3) conserve une salinité constante d'environ 3,5% et une température d'environ 3,7 ° C. Des différences notables de salinité et de température sont observées presque exclusivement dans la couche d'eau de surface, ainsi que dans les mers marginales et surtout en Méditerranée. La teneur en oxygène dissous dans l'eau diminue considérablement à une profondeur de 50 à 60 mètres.

Les eaux souterraines peuvent être salines, saumâtres (salinité plus faible) et douces ; les eaux géothermiques existantes ont une température élevée (plus de 30°C.). Pour les activités de production de l'humanité et ses besoins domestiques, l'eau douce est nécessaire, dont la quantité ne représente que 2,7% du volume total d'eau sur Terre, et une très petite partie (seulement 0,36%) est disponible dans des endroits qui sont facilement accessibles pour l'extraction. La majeure partie de l'eau douce est contenue dans les neiges et les icebergs d'eau douce que l'on trouve principalement dans les régions du Sud cercle polaire. Le ruissellement annuel des rivières d'eau douce dans le monde est de 37 300 km3. De plus, une partie des eaux souterraines égale à 13 000 km 3 peut être utilisée. Malheureusement, la majeure partie du débit fluvial en Russie, qui s'élève à environ 5000 km 3, tombe sur les territoires nordiques marginaux et peu peuplés. En l'absence d'eau douce, on utilise de l'eau salée de surface ou souterraine, produisant sa dessalement ou hyperfiltration : elle est passée sous une forte perte de charge à travers des membranes polymères à trous microscopiques qui piègent les molécules de sel. Ces deux processus sont très énergivores, par conséquent, la proposition est intéressante, qui consiste à utiliser des icebergs d'eau douce (ou des parties d'entre eux) comme source d'eau douce, qui à cette fin sont remorqués le long de l'eau jusqu'à des rivages qui ne disposent d'eau douce, où elles organisent leur fonte. Selon les calculs préliminaires des développeurs de cette proposition, la production d'eau douce sera environ deux fois moins énergivore que le dessalement et l'hyperfiltration. Une circonstance importante inhérente au milieu aquatique est que les maladies infectieuses y sont principalement transmises (environ 80 % de toutes les maladies). Cependant, certains d'entre eux, comme la coqueluche, la varicelle, la tuberculose, sont transmis par environnement aérien. Pour lutter contre la propagation des maladies dans le milieu aquatique, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) a déclaré la décennie en cours la décennie de l'eau potable.

Le bilan hydrique de la Terre

Pour imaginer la quantité d'eau impliquée dans le cycle, on caractérise les différentes parties de l'hydrosphère. Plus de 94% de celui-ci sont les océans. L'autre partie (4%) est constituée d'eaux souterraines. Dans le même temps, il convient de tenir compte du fait que la plupart d'entre eux appartiennent à des saumures profondes et que les eaux douces représentent 1/15 de la part. Le volume de glace des glaciers polaires est également important : en termes d'eau, il atteint 24 millions de km, soit 1,6 % du volume de l'hydrosphère. L'eau du lac est 100 fois moins - 230 000 km., Et les lits des rivières ne contiennent que 1200 m d'eau, soit 0,0001% de l'ensemble de l'hydrosphère. Cependant, malgré le faible volume d'eau, les rivières jouent un rôle très important : elles satisfont, comme les eaux souterraines, une part importante des besoins de la population, de l'industrie et de l'agriculture irriguée. Il y a beaucoup d'eau sur Terre. L'hydrosphère représente environ 1/4180 de la masse de notre planète. Or, la part d'eau douce, hors eau liée aux glaciers polaires, représente un peu plus de 2 millions de km, soit seulement 0,15 % du volume total de l'hydrosphère.

L'hydrosphère comme système naturel

L'hydrosphère est discontinue coquille d'eau Les terres, l'ensemble des mers, des océans, des eaux continentales (y compris souterraines) et des calottes glaciaires. Les mers et les océans occupent environ 71% la surface de la terre, ils contiennent environ 96,5% du volume total de l'hydrosphère. La superficie totale de toutes les masses d'eau intérieures est inférieure à 3% de sa superficie. Les glaciers représentent 1,6% des réserves d'eau de l'hydrosphère et leur superficie représente environ 10% de la superficie des continents.

La propriété la plus importante de l'hydrosphère est l'unité de tous les types eaux naturelles(Océan mondial, eaux terrestres, vapeur d'eau dans l'atmosphère, eaux souterraines), qui s'effectue dans le processus du cycle de l'eau dans la nature. Les forces motrices de ce processus global sont l'énergie thermique du Soleil arrivant à la surface de la Terre et la force de gravité, qui assure le mouvement et le renouvellement des eaux naturelles de toutes sortes.

L'évaporation de la surface de l'océan mondial et de la surface terrestre est le maillon initial du cycle de l'eau dans la nature, assurant non seulement le renouvellement de son composant le plus précieux - l'eau douce sur terre, mais également leur haute qualité. Un indicateur de l'activité des échanges naturels d'eau est le taux élevé de leur renouvellement, bien que diverses eaux naturelles soient renouvelées (remplacées) à des rythmes différents. L'agent le plus mobile de l'hydrosphère est l'eau des rivières, dont la période de renouvellement est de 10 à 14 jours.

La partie prédominante des eaux hydrosphériques est concentrée dans l'océan mondial. L'océan mondial est le principal maillon de fermeture du cycle de l'eau dans la nature. Il libère la majeure partie de l'humidité qui s'évapore dans l'atmosphère. Les organismes aquatiques peuplant la couche superficielle de l'océan mondial assurent le retour dans l'atmosphère d'une partie importante de l'oxygène libre de la planète.

L'énorme volume de l'océan mondial témoigne de l'inépuisabilité des ressources naturelles de la planète. De plus, les océans sont un collecteur les eaux de la rivière terre, prenant annuellement environ 39 000 m 3 d'eau. La pollution de l'océan mondial, qui a été décrite dans certaines régions, menace de perturber le processus naturel de circulation de l'humidité dans son maillon le plus critique - l'évaporation de la surface de l'océan.

L'eau en termes de chimie

Le rôle énorme de l'eau dans la vie humaine et la nature est la raison pour laquelle c'est l'un des premiers composés qui a attiré l'attention des scientifiques. Cependant, l'étude de l'eau est loin d'être terminée.

Propriétés générales de l'eau

L'eau, en raison de la popularité de ses molécules, contribue à la décomposition des molécules de sel à son contact en ions, mais l'eau elle-même est plus stable et l'eau chimiquement pure contient très peu d'ions H + et OH -.

L'eau est un solvant inerte ; chimiquement ne change pas sous l'influence de la plupart des composés techniques qui ne se dissolvent pas. Ceci est très important pour tous les organismes vivants de notre planète, car les nutriments nécessaires aux tissus se présentent dans des solutions aqueuses sous une forme relativement peu modifiée. Dans des conditions naturelles, l'eau contient toujours l'une ou l'autre quantité d'impuretés, interagissant non seulement avec les substances solides et liquides, mais également avec les gaz dissolvants.

Même à partir d'eau de pluie fraîchement tombée, plusieurs dizaines de milligrammes de diverses substances qui y sont dissoutes peuvent être isolées par litre de volume. L'eau absolument pure n'a jamais été obtenue par personne dans aucun de ses états d'agrégation ; une eau chimiquement pure, en grande partie dépourvue de substances dissoutes, est produite par une purification longue et minutieuse dans des laboratoires ou dans des installations industrielles spéciales.

Dans des conditions naturelles, l'eau ne peut pas maintenir sa "pureté chimique". Constamment en contact avec toutes sortes de substances, il s'agit en fait toujours d'une solution aux propriétés diverses, souvent très complexes. Dans l'eau douce, la teneur en substances dissoutes dépasse généralement 1 g/l. De quelques à dizaines de grammes par litre, la teneur en sel de l'eau de mer fluctue: par exemple, dans la mer Baltique, il n'y a que 5 g / l, dans la mer Noire - 18 et dans la mer Rouge - même 41 g / l.

La composition saline de l'eau de mer est principalement composée de 89% de chlorures (principalement chlorure de sodium, potassium, calcium), 10% de sulfates (sodium, potassium, magnésium) et 1% de carbonates (sodium, calcium) et autres sels. Les eaux douces contiennent généralement le plus jusqu'à 80% de carbonates (sodium, calcium), environ 13% de sulfates (sodium, potassium, magnésium) et 7% de chlorures (sodium et calcium).

L'eau dissout bien les gaz (surtout basses températures), principalement oxygène, azote, dioxyde de carbone, sulfure d'hydrogène. La quantité d'oxygène atteint parfois 6 mg/l. À eaux minérales type narzan, la teneur totale en gaz peut atteindre 0,1%. L'eau naturelle contient des substances humiques - des composés organiques complexes formés à la suite d'une décomposition incomplète des restes de tissus végétaux et animaux, ainsi que des composés tels que des protéines, des sucres, des alcools.

L'eau a une capacité calorifique exceptionnellement élevée. La capacité calorifique de l'eau est prise comme unité. La capacité calorifique du sable, par exemple, est de 0,2, tandis que le fer ne représente que 0,107 de la capacité calorifique de l'eau. La capacité de l'eau à accumuler d'importantes réserves d'énergie thermique permet de lisser les fortes fluctuations de température dans les zones côtières de la Terre à différents moments de l'année et à différents moments de la journée : l'eau agit comme un régulateur de température sur l'ensemble de notre planète.

Il convient de noter une propriété particulière de l'eau - sa tension superficielle élevée - 72,7 erg / cm 2 (à 20 ° C). À cet égard, de tous les types de liquides, l'eau vient juste après le mercure. Une propriété similaire de l'eau est en grande partie due aux liaisons hydrogène entre les molécules individuelles de H 2 O. Le stress de surface se manifeste particulièrement clairement dans l'adhérence de l'eau à de nombreuses surfaces - le mouillage. Il a été établi que les substances - argile, sable, verre, tissus, papier et bien d'autres, facilement mouillées par l'eau, ont certainement des atomes d'oxygène dans leur composition. Ce fait s'est avéré essentiel pour expliquer la nature du mouillage : les molécules énergétiquement déséquilibrées de la couche superficielle de l'eau ont la possibilité de former des liaisons supplémentaires avec des atomes d'oxygène "étrangers".

Le mouillage et la tension superficielle font partie d'un phénomène appelé capillarité : dans les canaux étroits, l'eau est capable de monter à une hauteur bien supérieure à celle que la gravité « permet » pour une colonne d'une section donnée.

Dans les capillaires, l'eau a des propriétés étonnantes. B. V. Deryagin a établi que dans les capillaires, l'eau condensée à partir de la vapeur d'eau ne gèle pas à 0°C et même lorsque la température baisse de plusieurs dizaines de degrés.



Concepts clés : environnement - milieu vivant - milieu aquatique - milieu sol-air - milieu sol - organisme comme milieu vivant

Dans les leçons précédentes, nous avons souvent parlé de "milieu", "milieu de vie" et n'avons pas donné à ce concept une définition précise. Intuitivement, on entendait par "environnement" tout ce qui entoure l'organisme et d'une manière ou d'une autre l'affecte. L'influence de l'environnement sur le corps - et il y a des facteurs environnementaux que nous avons étudiés dans les leçons précédentes. En d'autres termes, le milieu de vie est caractérisé par un certain ensemble de facteurs environnementaux.

La définition généralement acceptée de l'environnement est la définition de Nikolai Pavlovich Naumov:

ENVIRONNEMENT - tout ce qui entoure les organismes affecte directement ou indirectement leur condition, leur développement, leur survie et leur reproduction.

Sur Terre, il existe une grande variété de conditions environnementales de vie, ce qui fournit une variété de niches écologiques et leur "établissement". Cependant, malgré cette diversité, il existe quatre milieux de vie qualitativement différents qui ont un ensemble spécifique de facteurs environnementaux, et nécessitent donc un ensemble spécifique d'adaptations. Ce sont les milieux de vie :

terre-eau (terre);

d'autres organismes.

Faisons connaissance avec les fonctionnalités de chacun de ces environnements.

Milieu aquatique la vie

Selon la majorité des auteurs étudiant l'origine de la vie sur Terre, c'est le milieu aquatique qui a été le milieu évolutif primaire de la vie. Nous trouvons pas mal de confirmations indirectes de cette position. Tout d'abord, la plupart des organismes ne sont pas capables d'une vie active sans que de l'eau pénètre dans le corps, ou du moins sans maintenir une certaine quantité de liquide à l'intérieur du corps. L'environnement interne de l'organisme, dans lequel se déroulent les principaux processus physiologiques, conserve évidemment encore les caractéristiques de l'environnement dans lequel s'est déroulée l'évolution des premiers organismes. Ainsi, la teneur en sel du sang humain (maintenue à un niveau relativement constant) est proche de celle de l'eau de mer. Les propriétés du milieu océanique aquatique ont largement déterminé l'évolution chimique et physique de toutes les formes de vie.

Peut-être le principal trait distinctif milieu aquatique est son relatif conservatisme. Par exemple, l'amplitude des fluctuations de température saisonnières ou quotidiennes dans le milieu aquatique est bien moindre que dans le sol-air. Le relief du fond, la différence des conditions à différentes profondeurs, la présence de récifs coralliens, etc. créer une variété de conditions dans le milieu aquatique.

Les caractéristiques du milieu aquatique découlent des propriétés physico-chimiques de l'eau. Ainsi, la densité et la viscosité élevées de l'eau sont d'une grande importance écologique. La gravité spécifique de l'eau est proportionnelle à celle du corps des organismes vivants. La densité de l'eau est d'environ 1000 fois celle de l'air. Par conséquent, les organismes aquatiques (en particulier ceux qui se déplacent activement) font face à une grande force de résistance hydrodynamique. Pour cette raison, l'évolution de nombreux groupes d'animaux aquatiques est allée dans le sens de la formation d'une forme corporelle et de types de mouvements qui réduisent la traînée, ce qui entraîne une diminution de la consommation d'énergie pour la nage. Ainsi, la forme profilée du corps se retrouve chez les représentants de divers groupes d'organismes vivant dans l'eau - dauphins (mammifères), poissons osseux et cartilagineux.

La forte densité de l'eau est aussi la raison pour laquelle les vibrations mécaniques (vibrations) se propagent bien dans le milieu aquatique. Cela a été important dans l'évolution des organes sensoriels, l'orientation dans l'espace et la communication entre les habitants aquatiques. Quatre fois plus grande que dans l'air, la vitesse du son dans le milieu aquatique détermine la fréquence plus élevée des signaux d'écholocation.

En raison de la forte densité du milieu aquatique, ses habitants sont privés de la connexion obligatoire avec le substrat, caractéristique de formes au sol et est lié aux forces de gravité. Par conséquent, il existe tout un groupe d'organismes aquatiques (plantes et animaux) qui existent sans la connexion obligatoire avec le fond ou un autre substrat, "flottant" dans la colonne d'eau.

La conductivité électrique a ouvert la possibilité de la formation évolutive d'organes sensoriels électriques, de défense et d'attaque.

Milieu de vie sol-air

L'environnement sol-air se caractérise par une grande variété de conditions de vie, de niches écologiques et d'organismes qui les habitent. Il convient de noter que les organismes jouent un rôle primordial dans la formation des conditions de l'environnement sol-air de la vie et, surtout, de la composition gazeuse de l'atmosphère. Presque tout l'oxygène de l'atmosphère terrestre est d'origine biogénique.

Les principales caractéristiques de l'environnement sol-air sont la grande amplitude des changements des facteurs environnementaux, l'hétérogénéité de l'environnement, l'action des forces de gravité et la faible densité de l'air. Un ensemble de facteurs physiques, géographiques et climatiques inhérents à un certain zone naturelle, conduit à la formation évolutive des adaptations morphophysiologiques des organismes à la vie dans ces conditions, la diversité des formes de vie.

Air atmosphérique L'air est caractérisé par une humidité faible et variable. Cette circonstance a largement limité (restreint) les possibilités de maîtrise de l'environnement sol-air, et a également dirigé l'évolution du métabolisme eau-sel et la structure des organes respiratoires.

Le sol comme milieu de vie

Le sol est le résultat des activités des organismes vivants. Les organismes habitant l'environnement sol-air ont conduit à l'émergence du sol en tant qu'habitat unique. Le sol est un système complexe qui comprend une phase solide (particules minérales), une phase liquide (humidité du sol) et une phase gazeuse. Le rapport de ces trois phases détermine les caractéristiques du sol en tant que milieu de vie.

Une caractéristique importante du sol est également la présence d'une certaine quantité de matière organique. Il se forme à la suite de la mort d'organismes et fait partie de leurs excrétions (excrétions).

Les conditions de l'habitat du sol déterminent des propriétés du sol telles que son aération (c'est-à-dire la saturation de l'air), son humidité (présence d'humidité), sa capacité thermique et son régime thermique (variation de température quotidienne, saisonnière et toute l'année). Le régime thermique, par rapport à l'environnement sol-air, est plus conservateur, surtout à grande profondeur. En général, le sol se caractérise par des conditions de vie assez stables.

Les différences verticales sont également caractéristiques d'autres propriétés du sol, par exemple, la pénétration de la lumière dépend bien sûr de la profondeur.

De nombreux auteurs notent la position intermédiaire du sol milieu de vie entre l'eau et environnements sol-air. Le sol peut être habité par des organismes qui ont à la fois de l'eau et type d'air respiration. Le gradient vertical de pénétration de la lumière dans le sol est encore plus prononcé que dans l'eau. Les micro-organismes se trouvent dans toute l'épaisseur du sol et les plantes (principalement, systèmes racinaires) sont associés aux horizons extérieurs.

Les organismes du sol sont caractérisés par des organes et des types de mouvement spécifiques (membres fouisseurs chez les mammifères, capacité de modifier l'épaisseur du corps, présence de capsules céphaliques spécialisées chez certaines espèces); formes corporelles (arrondies, en forme de loup, en forme de ver); couvertures durables et flexibles; réduction des yeux et disparition des pigments. Parmi les habitants du sol, la saprophagie est largement développée - manger les cadavres d'autres animaux, les restes en décomposition, etc.

Le corps comme habitat

Glossaire

NICHE ÉCOLOGIQUE

la position de l'espèce dans la nature, comprenant non seulement la place de l'espèce dans l'espace, mais aussi son rôle fonctionnel dans la communauté naturelle, la position par rapport aux conditions abiotiques d'existence, la place des phases individuelles cycle de la vie représentants de l'espèce dans le temps (par exemple, les espèces végétales du début du printemps occupent une niche écologique complètement indépendante).

ÉVOLUTION

développement historique irréversible de la faune, accompagné d'une modification de la composition génétique des populations, de la formation et de l'extinction des espèces, de la transformation des écosystèmes et de la biosphère dans son ensemble.

ENVIRONNEMENT INTERNE DE L'ORGANISME

un environnement caractérisé par une constance relative de composition et de propriétés, qui assure le flux des processus vitaux dans le corps. Pour une personne, l'environnement interne du corps est le système du sang, de la lymphe et du liquide tissulaire.

ÉCHOLOCATION, LOCALISATION

détermination de la position dans l'espace d'un objet par des signaux émis ou réfléchis (dans le cas de l'écholocation, la perception de signaux sonores). La capacité d'écholocation est possédée par les cobayes, les dauphins, les chauves-souris. Radar et électrolocalisation - la perception des signaux radio réfléchis et des signaux de champ électrique. La capacité de ce type d'emplacement est possédée par certains poissons - le gimarchus à long nez du Nil.

Caractéristiques générales. L'hydrosphère en tant que milieu de vie aquatique occupe environ 71% de la superficie et 1/800 du volume le globe. La majeure partie de l'eau, plus de 94 %, est concentrée dans les mers et les océans (Fig. 5.2).

Riz. 5.2. Océan mondial par rapport à la terre (selon N. F. Reimers, 1990)

Dans les eaux douces des rivières et des lacs, la quantité d'eau ne dépasse pas 0,016% du volume total d'eau douce.

Dans l'océan avec ses mers constitutives, on distingue principalement deux zones écologiques : la colonne d'eau - pélagique et le bas benthal. Selon la profondeur, le benthal est divisé en zone sublittorale - la zone d'abaissement en douceur du terrain jusqu'à une profondeur de 200 m, bathyale - zone en pente raide et zone abyssale - lit océanique avec une profondeur moyenne de 3 à 6 km. Les zones plus profondes du benthal, correspondant aux dépressions du fond océanique (6-10 km), sont appelées ultraabyssal. Le bord de la côte qui est inondé à marée haute s'appelle littoral. La partie de la côte au-dessus du niveau des marées, humidifiée par les embruns du ressac, s'appelle supralittoral.

Les eaux libres des océans sont également divisées en zones verticales selon les zones benthiques : typepéligial, bati-péligial, abyssopégial(Fig. 5.3).

Riz. 5.3. Zonalité écologique verticale de l'océan

(d'après N.F. Reimers, 1990)

Environ 150 000 espèces d'animaux vivent dans le milieu aquatique, soit environ 7 % de leur nombre total (Fig. 5.4) et 10 000 espèces de végétaux (8 %).

Il convient également de prêter attention au fait que des représentants de la plupart des groupes de plantes et d'animaux sont restés dans le milieu aquatique (leur «berceau»), mais le nombre de leurs espèces est bien inférieur à celui des espèces terrestres. D'où la conclusion - l'évolution sur terre s'est déroulée beaucoup plus rapidement.

La diversité et la richesse de la flore et de la faune se distinguent par les mers et les océans des régions équatoriales et tropicales, principalement les océans Pacifique et Atlantique. Au nord et au sud de ces ceintures composition qualitative s'épuise progressivement. Par exemple, dans la zone de l'archipel des Indes orientales, au moins 40 000 espèces d'animaux sont réparties, alors que dans la mer de Laptev, il n'y en a que 400. La majeure partie des organismes de l'océan mondial est concentrée dans une zone relativement petite. côtes maritimes zone tempérée et parmi les mangroves des pays tropicaux.

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

Riz. 5.4. Répartition des principales classes d'animaux par milieu

habitats (selon G. V. Voitkevich et V. A. Vronsky, 1989)

Noter les animaux placés sous la ligne ondulée vivent dans la mer, au-dessus - dans l'environnement terre-air

On sait que non seulement le milieu aquatique a Forte influence sur ses habitants, mais aussi la substance vivante de l'hydrosphère, influençant l'habitat, le recycle et l'implique dans la circulation des substances. Il a été établi que l'eau des océans, des mers, des rivières et des lacs se décompose et se restitue dans le cycle biotique en 2 millions d'années, c'est-à-dire que la totalité a traversé la matière vivante sur Terre plus de mille fois.

Par conséquent, l'hydrosphère moderne est un produit de l'activité vitale de la matière vivante non seulement des époques géologiques modernes, mais aussi des époques passées.

Un trait caractéristique du milieu aquatique est sa mobilité, en particulier dans les cours d'eau et les rivières à débit rapide. Dans les mers et les océans, on observe 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.

Groupes écologiques d'hydrobiontes. colonne d'eau, ou pélagique(pelages - mer), habitée par des organismes pélagiques qui ont la capacité de nager ou de rester dans certaines couches (Fig. 5.5).

Riz. 5.5. Profil de l'océan et de ses habitants (selon N. N. Moiseev, 1983)

À cet égard, ces organismes sont divisés en deux groupes : necton et plancton. Le troisième groupe écologique - benthique - forment des habitants du fond.

Necton(nektos - flottant) est une collection d'animaux pélagiques en mouvement actif qui n'ont pas de lien direct avec le fond. Ce sont principalement de grands animaux capables de parcourir de longues distances et de forts courants d'eau. Ils ont une silhouette profilée et des organes de mouvement bien développés. Les organismes typiques du necton comprennent les poissons, les calmars, les baleines et les pinnipèdes. Le nekton dans les eaux douces, en plus des poissons, comprend des amphibiens et des insectes en mouvement actif. De nombreux poissons marins peuvent se déplacer dans la colonne d'eau à grande vitesse: jusqu'à 45-50 km / h - calmar (Oegophside), 100-150 km / h - voiliers (Jstiopharidae) et 130 km / h - espadon (Xiphias glabius).

Plancton(planktos - errant, planant) est une collection d'organismes pélagiques qui n'ont pas la capacité de se déplacer rapidement et activement. En règle générale, ce sont de petits animaux - zooplancton et plantes - phytoplancton, qui ne peut résister aux courants. La composition du plancton comprend également les larves de nombreux animaux "flottant" dans la colonne d'eau. Les organismes planctoniques sont situés à la fois à la surface de l'eau, en profondeur et dans la couche inférieure.

Les organismes qui vivent à la surface de l'eau sont groupe spécial - neuston. La composition du neuston dépend également du stade de développement d'un certain nombre d'organismes. Passant par le stade larvaire, en grandissant, ils quittent la couche superficielle qui leur servait de refuge, se déplacent pour vivre sur le fond ou dans les couches sous-jacentes et profondes. Il s'agit notamment des larves de décapodes, balanes, copépodes, gastéropodes et bivalves, igoodermes, polychètes, poissons, etc.

Les mêmes organismes, dont une partie du corps est au-dessus de la surface de l'eau, et l'autre dans l'eau, sont appelés pierre à jouer. Il s'agit notamment des lentilles d'eau (Lemma), des siphonophores (Siphonophora), etc.

Le phytoplancton joue un rôle important dans la vie des plans d'eau, car il est le principal producteur de matière organique. Le phytoplancton comprend principalement des diatomées (Diatomeae) et des algues vertes (Chlorophyta), des flagellés végétaux (Phytomastigina), des péridineae (Peridineae) et des coccolithophores (Coccolitophoridae). Dans les eaux douces, non seulement les algues vertes, mais aussi les algues bleu-vert (Cyanophyta) sont répandues.

Le zooplancton et les bactéries peuvent être trouvés à différentes profondeurs. Dans les eaux douces, la plupart des crustacés relativement gros (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), de nombreux rotifères (Rotatoria) et protozoaires sont communs.

Le zooplancton marin est dominé par les petits crustacés (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae), les protozoaires (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Parmi les grands représentants, ce sont les ptéropodes (Pteropoda), les méduses (Scyphozoa) et les cténophores flottants (Ctenophora), les salpes (Salpae), certains vers (Aleiopidae, Tomopteridae).

Les organismes planctoniques sont importants composant alimentaire pour de nombreux animaux aquatiques, y compris des géants tels que les baleines à fanons (Mystacoceti), fig. 5.6.

Figure 5.6. Schéma des principales directions d'échange d'énergie et de matière dans l'océan

Benthos(benthos - profondeur) est un ensemble d'organismes qui vivent au fond (au sol et dans le sol) des réservoirs. Il est subdivisé en zoobenthos et phytobenthos. Pour la plupart, il est représenté par des animaux attachés, ou se déplaçant lentement, ou s'enfouissant dans le sol. En eau peu profonde, il est constitué d'organismes qui synthétisent matière organique(producteurs), en le consommant (consommateurs) et en le détruisant (réducteurs). Aux profondeurs où il n'y a pas de lumière, les phytobenthos (producteurs) sont absents. Le zoobenthos marin est dominé par les foraminiphores, les éponges, les coelentérés, les vers, les brachiopodes, les mollusques, les ascidies, les poissons, etc. Les formes benthiques sont plus nombreuses dans les eaux peu profondes. Leur biomasse totale peut atteindre ici des dizaines de kilogrammes par 1 m2.

Le phytobenthos des mers comprend principalement des algues (diatomées, vertes, brunes, rouges) et des bactéries. Le long des côtes, il y a des plantes à fleurs - Zostera (Zostera), ruppia (Ruppia), phyllospodix (Phyllospadix). Les zones rocheuses et pierreuses du fond sont les plus riches en phytobenthos.

Dans les lacs, comme dans les mers, ils distinguent plancton, necton et benthos.

Cependant, dans les lacs et autres masses d'eau douce, il y a moins de zoobenthos que dans les mers et les océans, et sa composition en espèces est uniforme. Ce sont principalement des protozoaires, des éponges, des vers ciliaires et oligochètes, des sangsues, des mollusques, des larves d'insectes, etc.

Le phytobenthos des eaux douces est représenté par des bactéries, des diatomées et des algues vertes. Les plantes côtières sont situées à partir de la côte en profondeur dans des ceintures clairement définies. Première ceinture - plantes semi-immergées (roseaux, quenouilles, carex et roseaux); deuxième ceinture - plantes immergées à feuilles flottantes (vodokras, gélules, nénuphars, lentilles d'eau). À troisième ceinture les plantes prédominent - potamot, élodée, etc. (Fig. 5.7).

Riz. 5.7. Plantes enracinées au fond (A) :

1 - quenouille; 2- se précipiter ; 3 - pointe de flèche; 4 - nénuphar; 5, 6 - potamots; 7-hara. Algues flottant librement (B): 8, 9 - vert filamenteux; 10-13 - vert; 14-17 - diatomées; 18-20 - bleu-vert

Selon leur mode de vie, les plantes aquatiques se divisent en deux principaux groupes environnementaux: hydrophytes - des plantes immergées uniquement au fond de l'eau et généralement enracinées dans le sol, et hydatophytes - plantes complètement immergées dans l'eau, et parfois flottant à la surface ou ayant des feuilles flottantes.

Dans la vie des organismes aquatiques, le mouvement vertical des régimes de l'eau, de la densité, de la température, de la lumière, du sel, des gaz (teneur en oxygène et en dioxyde de carbone) et la concentration des ions hydrogène (pH) jouent un rôle important.

Régime de température. Il diffère dans l'eau, d'une part, par un moindre apport de chaleur, et d'autre part, par une plus grande stabilité que sur terre. Une partie de l'énergie thermique pénétrant à la surface de l'eau est réfléchie, une partie est dépensée en évaporation. L'évaporation de l'eau à la surface des réservoirs, qui consomme environ 2263x8J/g, évite la surchauffe des couches inférieures, et la formation de glace, qui libère la chaleur de fusion (333,48 J/g), ralentit leur refroidissement.

Le changement de température dans les eaux courantes suit ses changements dans l'air ambiant, différant par une plus petite amplitude.

Dans les lacs et les étangs des latitudes tempérées, le régime thermique est déterminé par un phénomène physique bien connu : l'eau a une densité maximale à 4°C. L'eau qu'elles contiennent est clairement divisée en trois couches: la supérieure - épilimnion, dont la température connaît de fortes fluctuations saisonnières ; transition, couche de saut de température, - métalimnion, où est célébré forte baisse températures; en haute mer (en bas) - hypolimnion atteignant tout en bas, où la température tout au long de l'année changements légèrement.

En été, les couches d'eau les plus chaudes sont situées à la surface et les plus froides - au fond. Ce type la distribution en couches des températures dans un réservoir est appelée stratification directe En hiver, lorsque la température baisse, stratification inverse. La couche d'eau superficielle a une température proche de 0°C. Au fond, la température est d'environ 4°C, ce qui correspond à sa densité maximale. Ainsi, la température augmente avec la profondeur. Ce phénomène est appelé dichotomie de température. On l'observe dans la plupart de nos lacs été comme hiver. En conséquence, la circulation verticale est perturbée, une stratification de la densité de l'eau se forme, une période de stagnation temporaire s'installe - stagnation(Fig. 5.8).

Avec une nouvelle augmentation de la température, les couches d'eau supérieures deviennent moins denses et ne coulent plus - la stagnation estivale s'installe. "

En automne, les eaux de surface se refroidissent à nouveau jusqu'à 4°C et descendent au fond, provoquant un brassage secondaire des masses dans l'année avec égalisation des températures, c'est-à-dire l'apparition de l'homothermie automnale

À milieu marin il existe également une stratification thermique déterminée par la profondeur. Les couches suivantes se distinguent dans les océans Surface- les eaux sont exposées à l'action du vent, et par analogie avec l'atmosphère, cette couche est appelée troposphère ou marine thermosphérique. Des fluctuations quotidiennes de la température de l'eau sont observées ici jusqu'à environ 50 mètres de profondeur, et des fluctuations saisonnières sont observées encore plus profondément. L'épaisseur de la thermosphère atteint 400 m. Intermédiaire - représente thermocline constante. La température dans les différentes mers et océans tombe à 1-3°C. Il s'étend jusqu'à une profondeur d'environ 1500 m. Mer profonde - caractérisée par la même température d'environ 1-3°C, à l'exception des régions polaires, où la température est proche de 0°C.

À En général, il convient de noter que 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.

Riz. 5.8. Stratification et mélange des eaux du lac

(d'après E. Günter et al., 1982)

Les couches d'eau profondes sont caractérisées par une température constante. Dans les eaux équatoriales température annuelle moyenne couches de surface est de 26-27°C, dans la polaire - environ 0°C et moins. Une exception sont les sources thermales, où la température de la couche superficielle atteint 85-93°C.

Dans l'eau en tant que milieu vivant, d'une part, il existe une variété assez importante de conditions de température et, d'autre part, les caractéristiques thermodynamiques du milieu aquatique, telles qu'une chaleur spécifique élevée, une conductivité thermique élevée et une dilatation lors de la congélation ( dans ce cas, la glace ne se forme que par le haut et la colonne d'eau principale ne gèle pas), créer des conditions favorables pour les organismes vivants.

Ainsi, pour l'hivernage des hydrophytes pérennes dans les rivières et les lacs, la distribution verticale des températures sous la glace est d'une grande importance. L'eau la plus dense et la moins froide avec une température de 4 ° C est située dans la couche inférieure, où descendent les bourgeons hivernaux (turions) de hornwort, pemphigus, aquarelle, etc. (Fig. 5.9), ainsi que des plantes à feuilles entières , comme la lentille d'eau, Elodea.

Riz. 5.9. Vodokras (Hydrocharias morsus ranae) en automne.

Les bourgeons hivernants sont visibles et coulent au fond

(tiré de TK Goryshinoya, 1979)

On croyait que l'immersion était associée à l'accumulation d'amidon et au poids des plantes. Au printemps, l'amidon est converti en sucres solubles et en graisses, ce qui rend les bourgeons plus légers et leur permet de flotter.

Les organismes des réservoirs 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. Le régime de température des masses d'eau étant caractérisé par une grande stabilité, la sténothermie est plus fréquente chez les hydrobiontes que chez les organismes terrestres.

Les espèces eurythermales se trouvent principalement dans les masses d'eau continentales peu profondes et dans le littoral des mers des latitudes élevées et tempérées, où les fluctuations quotidiennes et saisonnières sont importantes.

Densité de l'eau. L'eau est plus dense que l'air. A cet égard, il est 800 fois supérieur au milieu aérien. La masse volumique de l'eau distillée à 4 °C est de 1 g/cm3. La densité des eaux naturelles contenant des sels dissous peut être plus élevée : jusqu'à 1,35 g/cm 3 . En moyenne, dans la colonne d'eau, pour chaque 10 m de profondeur, la pression augmente de 1 atmosphère. La haute densité de l'eau se reflète dans la structure du corps des hydrophytes. Ainsi, si les tissus mécaniques sont bien développés chez les plantes terrestres, qui assurent la solidité des troncs et des tiges, la localisation des tissus mécaniques et conducteurs le long de la périphérie de la tige crée une structure de « tuyau » qui résiste bien aux plis et se plie, puis chez les hydrophytes , les tissus mécaniques sont fortement réduits, puisque les plantes sont supportées par elles-mêmes. Les éléments mécaniques et les faisceaux conducteurs sont assez souvent concentrés au centre de la tige ou du pétiole de la feuille, ce qui donne la possibilité de se plier lorsque l'eau se déplace.

Les hydrophytes submergés ont une bonne flottabilité créée par des dispositifs spéciaux (sacs aériens, gonflements). Ainsi, les feuilles de la pataugeoire reposent à la surface de l'eau et sous chaque feuille elles ont une bulle flottante remplie d'air. Comme un minuscule gilet de sauvetage, la bulle permet à la feuille de flotter à la surface de l'eau. Les chambres à air dans la tige maintiennent la plante droite et fournissent de l'oxygène aux racines.

La flottabilité augmente également avec l'augmentation de la surface corporelle. Cela se voit clairement dans les algues planctoniques microscopiques. Diverses excroissances du corps les aident à "flotter" librement dans la colonne d'eau.

Les organismes du milieu aquatique sont répartis dans toute son épaisseur. Par exemple, dans les fosses océaniques, des animaux ont été trouvés à des profondeurs de plus de 10 000 m et peuvent résister à des pressions allant de plusieurs à des centaines d'atmosphères. Ainsi, les habitants d'eau douce (coléoptères flottants, pantoufles, suvoyi, etc.) résistent jusqu'à 600 atmosphères lors d'expériences. Les holothuries du genre Elpidia et les vers Priapulus caudatus habitent de la zone côtière à l'ultraabyssal. Dans le même temps, il convient de noter que de nombreux habitants des mers et des océans sont relativement murés et confinés à certaines profondeurs. Cela s'applique principalement aux espèces d'eau peu profonde et profonde. Vivre uniquement dans le littoral ver annelé Sandworm Arenicola, mollusques - patelles marines (Patella). Sur le grandes profondeursà une pression d'au moins 400-500 atmosphères, on trouve des poissons du groupe de pêcheurs, céphalopodes, crustacés, étoiles de mer, pogonophores et autres.

La densité de l'eau permet aux organismes animaux d'en dépendre, ce qui est particulièrement important pour les formes non squelettiques. Le support du milieu sert de condition pour planer dans l'eau. De nombreux hydrobiontes sont adaptés à ce mode de vie.

Mode lumière. Les organismes aquatiques sont fortement influencés par le régime lumineux et la transparence de l'eau. L'intensité de la lumière dans l'eau est fortement affaiblie (Fig. 5.10), car une partie du rayonnement incident est réfléchie par la surface de l'eau, tandis que l'autre partie est absorbée par son épaisseur. L'atténuation de la lumière est liée à la transparence de l'eau. Dans les océans, par exemple, avec une transparence élevée, environ 1% du rayonnement tombe encore à une profondeur de 140 m, et dans les petits lacs avec de l'eau quelque peu fermée déjà à une profondeur de 2 m - seulement des dixièmes de pour cent.

Riz. 5.10. Illumination dans l'eau pendant la journée.

Réservoir de Tsimlyansk (selon A. A. Potapov,

Profondeur : 1 - en surface ; 2-0,5 m ; 3- 1,5 m ; 4-2m

Du fait que les rayons des différentes parties du spectre solaire ne sont pas également absorbés par l'eau, la composition spectrale de la lumière change également avec la profondeur, les rayons rouges sont atténués. Les rayons bleu-vert pénètrent à des profondeurs considérables. Le crépuscule qui s'approfondit avec la profondeur de l'océan est initialement vert, puis bleu, bleu, bleu-violet, puis se transforme en obscurité constante. En conséquence, les organismes vivants se remplacent par la profondeur.

Ainsi, les plantes vivant à la surface de l'eau ne manquent pas de lumière, et les plantes immergées et surtout profondes sont appelées « flore d'ombre ». Ils doivent s'adapter non seulement à un manque de lumière, mais aussi à une modification de sa composition en produisant des pigments supplémentaires. Cela peut être vu dans le motif de couleur bien connu des algues vivant à différentes profondeurs. Dans les zones d'eau peu profonde, où les plantes ont encore accès aux rayons rouges, qui sont le plus absorbés par la chlorophylle, les algues vertes prédominent généralement. Dans les zones plus profondes, il y a algues brunes, qui, en plus de la chlorophylle, possèdent des pigments bruns phycoféine, fucoxanthine, etc. Les algues rouges contenant le pigment phyco-érythrine vivent encore plus profondément. Ici, la capacité de capter rayons de soleil Avec longueur différente vagues. Ce phénomène a été nommé adaptation chromatique.

Les espèces d'eau profonde ont un certain nombre de traits physiques trouvés dans les plantes d'ombre. Parmi eux, il convient de noter le point bas de la compensation de la photosynthèse (30-100 lux), le «caractère d'ombre» de la courbe lumineuse de la photosynthèse avec un plateau de saturation bas, chez les algues, par exemple, la grande taille des chromatophores. Alors que pour les formes de surface et flottantes, ces courbes sont de type « plus léger ».

Pour utiliser une lumière faible dans le processus de photosynthèse, une surface accrue d'organes d'assimilation est nécessaire. Ainsi, la pointe de flèche (Sagittaria sagittifolia) forme des feuilles de formes différentes lorsqu'elle se développe sur terre et dans l'eau.

Le programme héréditaire encode la possibilité de développement dans les deux sens. Le "déclencheur" du développement des formes "aquatiques" de feuilles est l'ombrage, et non l'action directe de l'eau.

Laisse souvent plantes aquatiques, immergés dans l'eau, sont fortement disséqués en lobes filamenteux étroits, comme par exemple chez hornwort, uruti, pemphigus, ou ont une fine plaque translucide - feuilles sous-marines de capsules d'œufs, nénuphars, feuilles de potamots submergés.

Ces caractéristiques sont également caractéristiques des algues, telles que les algues filamenteuses, les thalles disséqués de characées, les thalles fins et transparents de nombreuses espèces d'eaux profondes. Cela permet aux hydrophytes d'augmenter le rapport de la surface corporelle au volume et, par conséquent, de développer une grande surface à un coût de masse organique relativement faible.

Les plantes partiellement immergées dans l'eau ont un hétérophilie, c'est-à-dire la différence de structure des feuilles superficielles et sous-marines d'une même plante : Ceci est clairement visible dans les renoncules aquatiques de diverses feuilles (Fig. 5.11) La surface a des caractéristiques communes aux feuilles des plantes aériennes (structure dorso-ventrale, tissus tégumentaires et appareil stomatique) , sous l'eau - limbes foliaires très fins ou disséqués. L'hétérophilie a également été notée chez les nénuphars et les capsules d'œufs, les pointes de flèches et d'autres espèces.

Riz. 5.11. Hétérophilie dans la renoncule d'eau

Ranunculus diversifolius (tiré de T, G. Goryshina, 1979)

Feuilles : 1 - surface ; 2 - sous l'eau

Un exemple illustratif est la guimauve (Simn latifolium), sur la tige de laquelle on peut voir plusieurs formes de feuilles, reflétant toutes les transitions du typiquement terrestre au typiquement aquatique.

La profondeur du milieu aquatique affecte également les animaux, leur coloration, la composition des espèces, etc. Par exemple, dans un écosystème lacustre, la vie principale est concentrée dans la couche d'eau, où pénètre une quantité de lumière suffisante pour la photosynthèse. La limite inférieure de cette couche est appelée niveau de compensation. Au-dessus de cette profondeur, les plantes libèrent plus d'oxygène qu'elles n'en consomment, et d'autres organismes peuvent utiliser l'excès d'oxygène. En dessous de cette profondeur, la photosynthèse ne peut pas assurer la respiration ; en relation avec cela, seul l'oxygène est disponible pour les organismes, qui vient avec l'eau des couches les plus superficielles du lac.

Les animaux aux couleurs vives et variées vivent dans des couches superficielles d'eau claires, tandis que les espèces d'eau profonde sont généralement dépourvues de pigments. Dans la zone crépusculaire de l'océan, les animaux sont peints dans des couleurs avec une teinte rougeâtre, ce qui les aide à se cacher des ennemis, car la couleur rouge dans les rayons bleu-violet est perçue comme noire. La coloration rouge est typique des animaux de la zone crépusculaire tels que le bar, le corail rouge, divers crustacés, etc.

L'absorption de la lumière dans l'eau est d'autant plus forte que sa transparence est faible, ce qui est dû à la présence de particules de substances minérales (argile, limon) dans celle-ci. La transparence de l'eau diminue également avec la croissance rapide de la végétation aquatique dans période estivale ou lors de la reproduction en masse de petits organismes qui se trouvent dans les couches superficielles en suspension. La transparence est caractérisée par une profondeur extrême, où un disque de Secchi spécialement abaissé (un disque blanc d'un diamètre de 20 cm) est toujours visible. Dans la mer des Sargasses (les eaux les plus claires), le disque de Secchi est visible jusqu'à une profondeur de 66,5 m, en océan Pacifique- jusqu'à 59 ans, en indien - jusqu'à 50 ans, en mers peu profondes- jusqu'à 5-15 m.La transparence des rivières ne dépasse pas 1-1,5 m, et dans les rivières d'Asie centrale Amu Darya et Syr Darya - quelques centimètres. Par conséquent, les limites des zones de photosynthèse varient considérablement dans les différents plans d'eau. Dans les eaux les plus pures, la zone de photosynthèse, ou zone euphotique, atteint une profondeur maximale de 200 m, la zone crépusculaire (dysphotique) s'étend jusqu'à 1000-1500 m, et plus profondément, dans la zone aphotique, la lumière du soleil ne pénètre pas du tout .

Les heures de clarté dans l'eau sont beaucoup plus courtes (en particulier dans les couches profondes) que sur terre. La quantité de lumière dans les couches supérieures des plans d'eau varie à la fois de la latitude de la région et de la période de l'année. Ainsi, les longues nuits polaires limitent sévèrement le temps propice à la photosynthèse dans les bassins arctique et antarctique, et la couverture de glace rend difficile l'accès de la lumière à toutes les masses d'eau gelées en hiver.

Mode sel. La salinité ou régime salin joue un rôle important dans la vie des organismes aquatiques. Composition chimique l'eau se forme sous l'influence de conditions naturelles, historiques et géologiques, ainsi que sous l'impact anthropique. La teneur en composés chimiques (sels) de l'eau détermine sa salinité et s'exprime en grammes par litre ou en ppm(°/od). Selon la minéralisation générale de l'eau, celle-ci 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 saumures (plus supérieur à 50 g/l). Les plus importantes des substances dissoutes dans l'eau sont les carbonates, les sulfates et les chlorures (tableau 5.1).

Selon les hypothèses modernes sur l'origine de la vie, il est généralement admis que le milieu primaire évolutif sur notre planète était précisément le milieu aquatique. La confirmation des déclarations 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, outre mer océan, comprend toutes les rivières, lacs et eaux souterraines. Ces derniers, à leur tour, sont 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 les océans, les lacs, les rivières, les marécages, les glaciers, etc.) ;
• clandestinement.

La principale caractéristique de l'hydrosphère de surface est qu'elle ne forme pas une couche continue, mais qu'elle occupe en même temps une surface 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 1370 millions de km3, dont environ 94% sont concentrés dans l'océan, 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:

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

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

1. Pelagos - sont une collection d'organismes qui vivent dans la colonne d'eau. Parmi les pélagos, on distingue le plancton - un groupe d'organismes comprenant des plantes (phytoplancton) et des animaux (zooplancton), qui ne sont pas capables de mouvement indépendant 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 indépendamment dans la colonne d'eau (poissons, crustacés, etc.).
2. benthos - un groupe d'organismes vivant sur le fond et dans le sol. À son tour, le benthos est divisé en phytobenthos, représenté par les algues et les plantes supérieures, et zoobenthos ( étoiles de mer, crustacés, mollusques, etc.).

Facteurs environnementaux dans les habitats aquatiques

Les principaux facteurs écologiques de l'habitat aquatique sont représentés par les courants et les vagues, agissant presque sans interruption. Ils sont capables d'avoir un effet indirect sur les organismes en modifiant la composition ionique de l'eau, sa minéralisation, qui à son tour contribue à modifier les concentrations en 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 des eaux calmes ont un corps aplati sur les côtés (daurade), tandis que dans les rapides, il est rond en coupe 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 silhouette élancée (poissons, dauphins, calmars, etc.).

Remarque 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 d'une personne. Tout cela témoigne de l'importance cruciale du milieu aquatique dans le développement de la vie.

Milieu de la vie aquatique.

Hydrosphère occupe environ 71% de la surface de la planète. Son montant principal est concentré dans les mers et les océans (94%). Dans les réservoirs d'eau douce, la quantité d'eau est bien moindre (0,016%).

Environ 150 000 espèces animales (7% du nombre total d'entre elles sur Terre) et 10 000 espèces végétales (8%) vivent dans le milieu aquatique.

Caractéristiques du milieu aquatique: mobilité, densité, sel spécial, lumière et conditions 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 que vous vous déplacez vers l'aval. Réellement courant rapide poussent des plantes qui poussent sur le substrat avec une croûte, ou des algues filamenteuses, des mousses et des hépatiques. Sur un courant faible - plantes rationalisées par un ruisseau, et n'offrant pas beaucoup de résistance et solidement attachées à un objet immobile avec une croissance abondante de racines adventives. Les plantes lâches et flottantes se trouvent dans des endroits où le débit est lent ou pas ressenti du tout.

Les invertébrés des rivières turbulentes ont un corps extrêmement aplati.

L'eau est 800 fois supérieure à l'air par densité. La densité des eaux naturelles est de 1,35 g / cm 3 en raison de la teneur en sel. Pour chaque 10 m de profondeur, la pression augmente de 1 atmosphère. Chez les hydrobiontes, les tissus mécaniques sont fortement réduits. Le support du milieu sert de condition pour planer et maintenir des formes non squelettiques dans l'eau. De nombreux hydrobiontes sont adaptés à ce mode de vie.

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

Le calcium peut agir comme un facteur limitant. Il existe des eaux "douces" - teneur en calcium inférieure à 9 mg 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 distribution et l'abondance des organismes.

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

Dans les zones peu profondes, les plantes utilisent les rayons rouges, les plus absorbés par la chlorophylle, en règle générale, les algues vertes prédominent. Dans les zones plus profondes, on trouve des algues brunes qui, en plus de la chlorophylle, possèdent des pigments bruns phycoféine, 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 des couches superficielles d'eau claires, tandis que les espèces d'eau profonde sont généralement dépourvues de pigments. Les organismes avec une teinte rougeâtre vivent dans la zone crépusculaire, ce qui 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 de surface est de 26 à 27 0 С, dans les eaux polaires - environ 0 0 С et moins. L'exception concerne les sources thermales, où la température de la couche de surface atteint 85 - 93 0 С.

Les caractéristiques thermodynamiques de l'environnement aquatique - capacité thermique spécifique élevée, conductivité thermique élevée et expansion lors de la congélation, créent des conditions favorables pour les organismes vivants.

Avec une augmentation acidité l'eau, la diversité des espèces d'animaux vivant dans les rivières, les étangs et les lacs est généralement réduite.

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

Majorité poisson d'eau douce supporte un pH de 5 à 9. Si le pH est inférieur à 5, on observe une mort massive de poissons, 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, et le sulfure d'hydrogène ou le méthane sont d'importance secondaire.

L'oxygène pour le milieu aquatique est le plus important facteur environnemental. Il pénètre dans l'eau par l'air et est libéré par les plantes lors du processus de photosynthèse. Avec une augmentation de la température et de la salinité de l'eau, la concentration d'oxygène dans celle-ci diminue. Dans les couches fortement peuplées d'animaux et de bactéries, une carence en oxygène peut être créée en raison de sa consommation accrue. Près du fond des plans d'eau, les conditions peuvent être proches de l'anaérobie.

Le dioxyde de carbone est 700 fois plus important que dans l'atmosphère, puisqu'il est 35 fois plus soluble dans l'eau.

Dans le milieu aquatique, on distingue trois groupes écologiques d'hydrobiontes :

1)nekton (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 grands animaux capables de parcourir de longues distances et de forts courants.

2)plancton (errant, planant)- est un ensemble d'organismes qui n'ont pas la capacité de mouvement actif rapide. Il est divisé en phytoplancton (plantes) et zooplancton (animaux). Les organismes planctoniques sont situés à la fois à la surface de l'eau, en profondeur et dans la couche inférieure.

3) benthos (profondeur)- un ensemble d'organismes vivant au fond (au sol et dans le sol) des plans d'eau. Il est subdivisé en zoobenthos et phytobenthos.