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Habitat. En quoi l'environnement terre-air est-il différent de l'eau

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

l'eau

sol-air

sol

Organisme vivant.

Milieu de la vie aquatique.

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

En raison de la flottabilité de l'eau, de nombreux petits habitants du milieu aquatique sont en suspension et ne peuvent résister aux courants. La totalité de ces petits habitants aquatiques a reçu le nom de plancton. Le plancton comprend des algues microscopiques, de petits crustacés, des œufs et des larves de poissons, des méduses et de nombreuses autres espèces.

Plancton

Les organismes planctoniques sont emportés par les courants, incapables de leur résister. La présence de plancton dans l'eau rend possible le type de nutrition par filtration, c'est-à-dire le filtrage, à l'aide de divers dispositifs, de petits organismes et de particules alimentaires en suspension dans l'eau. Il est développé à la fois chez les animaux benthiques nageurs et sédentaires, tels que lys de mer, moules, huîtres et autres. La vie sédentaire serait impossible pour les habitants aquatiques s'il n'y avait pas de plancton, et elle, à son tour, n'est possible que dans un environnement avec une densité suffisante.

La densité de l'eau rend difficile de s'y déplacer activement, de sorte que les animaux qui nagent rapidement, tels que les poissons, les dauphins, les calmars, doivent avoir des muscles forts et une forme de corps profilée.

requin mako

En raison de la densité élevée de l'eau, la pression augmente fortement avec la profondeur. Profond la vie aquatique capable de résister à des pressions des milliers de fois plus élevées que sur terre.

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

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

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

Poisson tué

La composition en sel de l'environnement est également très importante pour les organismes aquatiques. vue sur la mer ils ne peuvent pas vivre dans les eaux douces, et ceux d'eau douce ne peuvent pas vivre dans les mers en raison de la perturbation des cellules.

Milieu de vie sol-air.

Cet environnement a un ensemble différent de fonctionnalités. Elle est généralement plus complexe et diversifiée que l'eau. Il a beaucoup d'oxygène, beaucoup de lumière, des changements de température plus nets dans le temps et dans l'espace, des pertes de charge beaucoup plus faibles et il y a souvent un déficit d'humidité. Bien que de nombreuses espèces puissent voler et que de petits insectes, araignées, micro-organismes, graines et spores de plantes soient transportés par les courants d'air, les organismes se nourrissent et se reproduisent à la surface de la terre ou des plantes. Dans un milieu aussi peu dense que l'air, les organismes ont besoin de soutien. Par conséquent, les tissus mécaniques se développent chez les plantes terrestres et chez les animaux terrestres, le squelette interne ou externe est plus prononcé que chez les aquatiques. La faible densité de l'air facilite les déplacements. Environ les deux tiers des habitants du pays maîtrisent le vol actif et passif. La plupart d'entre eux sont des insectes et des oiseaux.

cerf-volant noir

Kaligo papillon

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

Les habitants de la terre ont des adaptations très diverses associées à l'approvisionnement en eau, en particulier dans des conditions arides. Chez les plantes, il s'agit d'un puissant système racinaire, une couche imperméable à la surface des feuilles et des tiges, la capacité de réguler l'évaporation de l'eau à travers les stomates. Chez les animaux, ce sont également des caractéristiques différentes de la structure du corps et des téguments, mais, en outre, le comportement correspondant contribue également au maintien de l'équilibre hydrique. Ils peuvent, par exemple, migrer vers des points d'eau ou éviter activement des conditions particulièrement sèches. Certains animaux peuvent vivre toute leur vie avec de la nourriture sèche, comme par exemple les gerboises ou la fameuse mite des vêtements. Dans ce cas, l'eau nécessaire à l'organisme provient de l'oxydation des éléments constitutifs des aliments.

racine d'épine de chameau

Dans la vie des organismes terrestres, de nombreux autres facteurs environnementaux jouent également un rôle important, par exemple la composition de l'air, les vents et la topographie de la surface terrestre. Le temps et le climat revêtent une importance particulière. Les habitants de l'environnement sol-air doivent être adaptés au climat de la partie de la Terre où ils vivent et endurer la variabilité conditions météorologiques.

Le sol comme milieu de vie.

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

Habitants du sol

Tout le sol est imprégné de racines de plantes. La profondeur du sol est déterminée par la profondeur de pénétration des racines et l'activité des animaux fouisseurs. Ce n'est pas plus de 1,5-2 m.

L'air dans les cavités du sol est toujours saturé de vapeur d'eau, sa composition est enrichie en dioxyde de carbone et appauvrie en oxygène. De cette façon, les conditions de vie dans le sol ressemblent à un milieu aquatique. D'autre part, le rapport entre l'eau et l'air dans les sols change constamment en fonction des conditions météorologiques. Les fluctuations de température sont très fortes près de la surface, mais s'atténuent rapidement avec la profondeur.

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

Organismes vivants comme milieu de vie.

large ruban

La vie sur terre exigeait de telles adaptations qui n'étaient possibles que chez des organismes vivants hautement organisés. L'environnement sol-air est plus difficile à vivre, il se caractérise par une forte teneur en oxygène, une faible quantité de vapeur d'eau, une faible densité, etc. Cela a considérablement modifié les conditions de respiration, d'échange d'eau et de mouvement des êtres vivants.

La faible densité de l'air détermine sa faible force de levage et sa capacité portante insignifiante. Les organismes aériens doivent avoir leur propre système de support qui soutient le corps: plantes - une variété de tissus mécaniques, animaux - un squelette solide ou hydrostatique. De plus, tous les habitants de l'environnement aérien sont étroitement liés à la surface de la terre, qui leur sert d'attache et de soutien.

La faible densité de l'air offre une faible résistance au mouvement. Par conséquent, de nombreux animaux terrestres ont acquis la capacité de voler. 75% de toutes les créatures terrestres, principalement des insectes et des oiseaux, se sont adaptées au vol actif.

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

Les organismes terrestres existent dans des conditions de pression relativement basse en raison de la faible densité de l'air. Normalement, elle est égale à 760 mm Hg. Lorsque l'altitude augmente, la pression diminue. Les basses pressions peuvent limiter la répartition des espèces dans les montagnes. Pour les vertébrés, la limite supérieure de la vie est d'environ 60 mm. Une diminution de la pression entraîne une diminution de l'apport d'oxygène et une déshydratation des animaux due à une augmentation de la fréquence respiratoire. Environ les mêmes limites d'avancée dans les montagnes ont des plantes plus hautes. Un peu plus robustes sont les arthropodes que l'on trouve sur les glaciers au-dessus de la ligne de végétation.

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

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

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

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

Le manque d'humidité est l'une des caractéristiques essentielles de l'environnement sol-air de la vie. Toute l'évolution des organismes terrestres était placée sous le signe de l'adaptation à l'extraction et à la conservation de l'humidité. Les modes d'humidité environnementale sur terre sont très divers - de la saturation complète et constante de l'air en vapeur d'eau dans certaines régions des tropiques à leur absence presque complète dans l'air sec des déserts. La variabilité quotidienne et saisonnière de la teneur en vapeur d'eau dans l'atmosphère est également importante. L'approvisionnement en eau des organismes terrestres dépend également du mode de précipitation, de la présence de réservoirs, des réserves d'humidité du sol, de la proximité des eaux souterraines, etc.

Cela a conduit au développement d'adaptations chez les organismes terrestres à divers régimes d'approvisionnement en eau.

Régime de température. La prochaine caractéristique distinctive environnement air-sol il y a des fluctuations de température importantes. Dans la plupart des régions terrestres, les amplitudes de température quotidiennes et annuelles sont de plusieurs dizaines de degrés. La résistance aux changements de température dans l'environnement des habitants terrestres est très différente selon l'habitat particulier dans lequel ils vivent. Cependant, en général, les organismes terrestres sont beaucoup plus eurythermiques que les organismes aquatiques.

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

Pour la plupart des organismes terrestres, en particulier les petits, le climat de la région n'est pas aussi important que les conditions de leur habitat immédiat. Très souvent, les éléments locaux de l'environnement (relief, exposition, végétation, etc.) modifient le régime des températures, de l'humidité, de la lumière, du mouvement de l'air dans une zone particulière de telle sorte qu'il diffère considérablement des conditions climatiques de la zone. Ces modifications du climat, qui prennent forme dans la couche superficielle de l'air, sont appelées le microclimat. Dans chaque zone, le microclimat est très diversifié. Des microclimats de très petites superficies peuvent être distingués.

Le régime lumineux de l'environnement sol-air présente également certaines caractéristiques. L'intensité et la quantité de lumière ici sont les plus grandes et ne limitent pratiquement pas la vie des plantes vertes, comme dans l'eau ou le sol. Sur terre, l'existence d'espèces extrêmement photophiles est possible. Pour la grande majorité des animaux terrestres ayant une activité diurne voire nocturne, la vision est l'un des principaux moyens d'orientation. Chez les animaux terrestres, la vision est essentielle pour trouver des proies, et de nombreuses espèces ont même une vision des couleurs. À cet égard, les victimes développent des caractéristiques adaptatives telles qu'une réaction défensive, une coloration de masquage et d'avertissement, un mimétisme, etc. Dans la vie aquatique, ces adaptations sont beaucoup moins développées. L'émergence de fleurs aux couleurs vives de plantes supérieures est également associée aux particularités de l'appareil des pollinisateurs et, finalement, au régime lumineux de l'environnement.

Le relief du terrain et les propriétés du sol sont aussi les conditions de la vie des organismes terrestres et, en premier lieu, des plantes. Les propriétés de la surface de la terre qui ont un impact écologique sur ses habitants sont réunies par des "facteurs environnementaux édaphiques" (du grec "edafos" - "sol").

En ce qui concerne les différentes propriétés des sols, un certain nombre de groupes écologiques de plantes peuvent être distingués. Ainsi, selon la réaction à l'acidité du sol, ils distinguent :

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

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

3) basiphile - pousse à un pH supérieur à 7,0 (mordovnik, anémone forestière);

4) indifférent - peut pousser sur des sols avec signification différente pH (muguet).

Les plantes diffèrent également par rapport à l'humidité du sol. Certaines espèces sont confinées à différents substrats, par exemple, les pétrophytes poussent sur des sols pierreux et les pasmophytes habitent des sables à écoulement libre.

Le terrain et la nature du sol affectent les spécificités du mouvement des animaux : par exemple, ongulés, autruches, outardes vivant dans des espaces ouverts, sol dur, pour renforcer la répulsion lors de la course. Chez les lézards qui vivent dans les sables meubles, les doigts sont bordés d'écailles cornées qui augmentent le soutien. Pour les habitants terrestres creusant des trous, un sol dense est défavorable. La nature du sol affecte dans certains cas la répartition des animaux terrestres qui creusent des trous ou s'enfouissent dans le sol, ou pondent des œufs dans le sol, etc.

Par "environnement", on entend tout ce qui entoure le corps et d'une manière ou d'une autre l'affecte. En d'autres termes, le milieu de vie est caractérisé par un certain ensemble de facteurs environnementaux. Mercredi- milieu de vie - milieu aquatique - milieu sol-air - environnement du sol- le corps comme milieu de vie - concepts clés.

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

sol-air l'environnement est caractérisé par une grande variété de conditions d'existence, niches écologiques et les organismes qui les habitent. Les organismes jouent un rôle primordial dans la formation des conditions de l'environnement sol-air de la vie, et surtout - 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

Grands changements dans les facteurs environnementaux,

Hétérogénéité du milieu,

L'action des forces de gravité

Faible densité d'air.

L'ensemble des facteurs physiques, géographiques et climatiques liés à une certaine zone naturelle conduit à l'adaptation des organismes à la vie dans ces conditions, la diversité des formes de vie. La teneur élevée en oxygène dans l'atmosphère (environ 21%) détermine la possibilité de formation d'un niveau (énergétique) élevé de métabolisme. air atmosphérique caractérisée par une humidité faible et variable. Cette circonstance limitait largement les possibilités de maîtrise de l'environnement sol-air.

Atmosphère(du grec atmos - vapeur et sphaira - boule), la coquille gazeuse de la terre. La limite supérieure exacte de l'atmosphère terrestre ne peut être précisée. L'atmosphère a une structure en couches prononcée. Les couches principales de l'atmosphère :

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

2)Stratosphère- une couche au-dessus de la troposphère jusqu'à 40 km. Il se caractérise par une invariabilité presque complète de la température en hauteur. Dans la partie supérieure de la stratosphère, on observe la concentration maximale d'ozone, qui absorbe une grande quantité de rayonnement ultraviolet du soleil.

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

4) Thermosphère(ionosphère) - une couche entre 80 et 1000 km, qui a une ionisation accrue des molécules de gaz (sous l'influence du rayonnement cosmique pénétrant librement).

5) Exosphère(sphère de diffusion) - une couche au-dessus de 800 à 1000 km, à partir de laquelle les molécules de gaz sont dispersées dans l'espace. L'atmosphère transmet les 3/4 du rayonnement solaire, augmentant ainsi la quantité totale de chaleur utilisée pour le développement processus naturels Terre.

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

La quantité d'eau douce représente 2,5 % de toute l'eau de la planète ; 85% - eau de mer. Les réserves d'eau douce sont très inégalement réparties : 72,2 % - glace ; 22,4% - eaux souterraines ; 0,35% - atmosphère ; 5,05% - débit durable des rivières et de l'eau des lacs. La part d'eau que nous pouvons utiliser ne représente que 10 à 12 % de toute l'eau douce sur Terre.

Environnement primaire la vie était précisément le milieu aquatique. Tout d'abord, la plupart des organismes ne sont pas capables de mener une vie active sans que de l'eau pénètre dans le corps ou sans maintenir une certaine teneur en liquide à l'intérieur du corps. Caractéristique principale milieu aquatique est : les fluctuations de température quotidiennes et saisonnières. Énorme importance environnementale, ont une densité et une viscosité élevées de l'eau. 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 plus grande force de résistance hydrodynamique. La densité élevée de l'eau est la raison pour laquelle les vibrations mécaniques (vibrations) se propagent bien dans le milieu aquatique. Ceci est très important pour les sens, l'orientation dans l'espace et entre les habitants aquatiques. La vitesse du son dans le milieu aquatique a une fréquence plus élevée de signaux d'écholocation. Plus grand que dans les airs, quatre fois. 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.

L'habitat terre-air est beaucoup plus complexe en termes de conditions écologiques que le milieu aquatique. Pour la vie sur terre, les plantes et les animaux devaient développer toute une gamme d'adaptations fondamentalement nouvelles.

La densité de l'air est 800 fois inférieure à la densité de l'eau, donc la vie en suspension dans l'air est presque impossible. Seules les bactéries, les spores fongiques et le pollen des plantes sont régulièrement présents dans l'air et peuvent être transportés sur des distances considérables par les courants d'air, cependant, pour toutes les fonctions principales du cycle de vie - la reproduction s'effectue à la surface de la terre , où il y a nutriments. Les habitants de la terre sont obligés d'avoir un développement système de support,

soutenant le corps. Chez les plantes, ce sont divers tissus mécaniques, tandis que les animaux ont un squelette osseux complexe. La faible densité de l'air détermine la faible résistance au mouvement. Par conséquent, de nombreux animaux terrestres ont pu utiliser au cours de leur évolution les avantages écologiques de cette caractéristique du milieu aérien et ont acquis la capacité de voler à court ou à long terme. Non seulement les oiseaux et les insectes, mais même les mammifères et les reptiles ont la capacité de se déplacer dans les airs. En général, au moins 60 % des espèces animales terrestres peuvent voler ou planer activement grâce aux courants d'air.

La vie de nombreuses plantes dépend en grande partie du mouvement des courants d'air, puisque c'est le vent qui transporte leur pollen et la pollinisation a lieu. Ce type de pollinisation est appelé anémophilie. L'anémophilie est caractéristique de tous les gymnospermes, et parmi les angiospermes, ceux pollinisés par le vent représentent au moins 10% du nombre total d'espèces. Pour de nombreuses espèces, il est caractéristique anémochorie- décantation à l'aide de courants d'air. Dans ce cas, ce ne sont pas les cellules germinales qui se déplacent, mais les embryons d'organismes et de jeunes individus - graines et petits fruits de plantes, larves d'insectes, petites araignées, etc. exemple, graines d'orchidées), ou divers appendices ptérygoïdes et en forme de parachute qui augmentent la capacité de planification. Les organismes soufflés passivement par le vent sont collectivement connus sous le nom de aéroplancton par analogie avec les habitants planctoniques du milieu aquatique.

La faible densité de l'air entraîne une très faible pression sur terre, par rapport au milieu aquatique. Au niveau de la mer, elle est de 760 mm Hg. Art. À mesure que l'altitude augmente, la pression diminue et à environ 6000 m n'est que la moitié de ce qui est normalement observé à la surface de la Terre. Pour la plupart des vertébrés et des plantes, il s'agit de la limite supérieure de distribution. La basse pression dans les montagnes entraîne une diminution de l'apport d'oxygène et une déshydratation des animaux en raison d'une augmentation du rythme respiratoire. En général, la grande majorité des organismes terrestres sont beaucoup plus sensibles aux changements de pression que les habitants aquatiques, car les fluctuations de pression dans l'environnement terrestre ne dépassent généralement pas les dixièmes de l'atmosphère. Même les grands oiseaux capables de grimper à des hauteurs de plus de 2 km tombent dans des conditions dans lesquelles la pression ne diffère pas de plus de 30 % de la pression au sol.

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

La concentration en dioxyde de carbone peut varier dans la couche superficielle dans des limites assez importantes. Par exemple, en l'absence de vent dans les grandes villes et les centres industriels, la teneur de ce gaz peut être dix fois supérieure à la concentration dans les biocénoses naturelles non perturbées, en raison de son rejet intensif lors de la combustion des combustibles fossiles. Des concentrations élevées de dioxyde de carbone peuvent également se produire dans les zones d'activité volcanique. De fortes concentrations de CO 2 (plus de 1 %) sont toxiques pour les animaux et les plantes, mais une faible teneur en ce gaz (moins de 0,03 %) inhibe le processus de photosynthèse. La principale source naturelle de CO2 est la respiration des organismes du sol. Le dioxyde de carbone pénètre dans l'atmosphère à partir du sol et il est particulièrement émis de manière intensive par des sols modérément humides et bien réchauffés contenant une quantité importante de matière organique. Par exemple, le sol de hêtre forêt de feuillusémettent de 15 à 22 kg / ha de dioxyde de carbone par heure, sols sableux sablonneux - pas plus de 2 kg / ha. Il y a des changements diurnes dans la teneur en dioxyde de carbone et en oxygène dans couches superficielles l'air, en raison du rythme de la respiration des animaux et de la photosynthèse des plantes.

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

Le facteur écologique le plus important dans les habitats terrestres est la lumière du soleil. Tous les organismes vivants ont besoin pour leur existence d'énergie venant de l'extérieur. Sa principale source est la lumière du soleil, qui représente 99,9% du bilan énergétique total à la surface de la Terre, et 0,1% est l'énergie des couches profondes de notre planète, dont le rôle n'est suffisamment élevé que dans certaines zones d'activité volcanique intense. , par exemple, en Islande ou au Kamtchatka dans la Vallée des Geysers. Si nous prenons l'énergie solaire atteignant la surface de l'atmosphère terrestre à 100 %, alors environ 34 % sont réfléchis vers l'espace extra-atmosphérique, 19 % sont absorbés lorsqu'ils traversent l'atmosphère et seulement 47 % atteignent les écosystèmes sol-air et eau. sous forme d'énergie rayonnante directe et diffuse. Le rayonnement solaire direct est un rayonnement électromagnétique avec des longueurs d'onde de 0,1 à 30 000 nm. La proportion de rayonnement diffusé sous forme de rayons réfléchis par les nuages et la surface de la Terre augmente avec une diminution de la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon et avec une augmentation de la teneur en particules de poussière dans l'atmosphère. La nature de l'impact de la lumière solaire sur les organismes vivants dépend de leur composition spectrale.

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

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

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

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

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

Les plantes ont diverses adaptations morphologiques et physiologiques au régime lumineux de l'habitat sol-air. Selon les exigences relatives au niveau d'éclairage, toutes les plantes sont généralement divisées en groupes écologiques suivants.

Aimant la lumière ou héliophytes- plantes d'habitats ouverts et constamment bien éclairés. Les feuilles des héliophytes sont généralement petites ou avec un limbe disséqué, avec une paroi externe épaisse de cellules épidermiques, souvent avec un revêtement cireux pour refléter partiellement l'excès d'énergie lumineuse ou avec une pubescence dense qui permet une dissipation efficace de la chaleur, avec un grand nombre de trous microscopiques - stomates, à travers lesquels le gaz se produit et l'échange d'humidité avec l'environnement, avec des tissus mécaniques bien développés et des tissus capables de stocker de l'eau. Les feuilles de certaines plantes de ce groupe sont photométriques, c'est-à-dire capables de changer de position en fonction de la hauteur du Soleil. A midi, les feuilles sont situées au bord du luminaire, et le matin et le soir - parallèlement à ses rayons, ce qui les protège de la surchauffe et permet l'utilisation de la lumière et de l'énergie solaire dans la mesure nécessaire. Les héliophytes font partie des communautés de presque toutes les zones naturelles, mais leur plus grand nombre se trouve dans les zones équatoriales et tropicales. Ce sont des plantes pluviales. forêt tropicale niveau supérieur, plantes des savanes d'Afrique de l'Ouest, des steppes de Stavropol et du Kazakhstan. Par exemple, ils comprennent le maïs, le millet, le sorgho, le blé, les clous de girofle, l'euphorbe.

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

Les plantes tolérantes à l'ombre peuvent tolérer un ombrage important, mais aussi bien pousser à la lumière, adaptées aux changements saisonniers importants de l'éclairage. Ce groupe comprend les plantes des prés, les graminées forestières et les arbustes poussant dans les zones ombragées. Dans les zones intensément éclairées, elles poussent plus vite, mais elles se développent tout à fait normalement sous une lumière modérée.

L'attitude vis-à-vis du régime lumineux change chez les plantes au cours de leur développement individuel - l'ontogenèse. Les semis et les jeunes plants de nombreuses graminées et arbres des prés sont plus tolérants à l'ombre que les adultes.

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

La position du Soleil est un facteur important dans la navigation de divers animaux lors de migrations à longue distance.

Les conditions de vie dans l'environnement sol-air sont compliquées par les conditions météorologiques et changement climatique. Le temps est l'état en constante évolution de l'atmosphère près de la surface de la terre jusqu'à une hauteur d'environ 20 km (la limite supérieure de la troposphère). La variabilité météorologique se manifeste par des fluctuations constantes des valeurs facteurs critiques environnement, tels que la température et l'humidité de l'air, la quantité d'eau liquide tombant à la surface du sol en raison des précipitations atmosphériques, le degré d'éclairage, la vitesse du vent, etc. Les caractéristiques météorologiques se caractérisent non seulement par des changements saisonniers assez évidents, mais aussi par des fluctuations aléatoires non périodiques sur des intervalles de temps relativement courts, ainsi que dans le cycle journalier, ce qui affecte notamment négativement la vie des habitants du territoire, car il est extrêmement difficile de développer des adaptations efficaces à ces fluctuations. Le temps affecte la vie des habitants des grands plans d'eau terrestres et maritimes dans une bien moindre mesure, n'affectant que les biocénoses de surface.

Le régime climatique à long terme caractérise climat terrain. Le concept de climat comprend non seulement les valeurs des caractéristiques et phénomènes météorologiques les plus importants moyennés sur un long intervalle de temps, mais également leur évolution annuelle, ainsi que la probabilité d'écart par rapport à la norme. Le climat dépend tout d'abord des conditions géographiques de la région - la latitude de la zone, la hauteur au-dessus du niveau de la mer, la proximité de l'océan, etc. La diversité zonale des climats dépend également de l'influence des vents de mousson qui transportent des masses d'air chaud et humide des mers tropicales vers les continents, sur les trajectoires des cyclones et des anticyclones, de l'influence des chaînes de montagnes sur le mouvement des masses d'air, et de bien d'autres raisons qui créent une extraordinaire variété de conditions de vie sur terre. Pour la plupart des organismes terrestres, en particulier pour les plantes et les petits animaux sédentaires, ce ne sont pas tant les caractéristiques à grande échelle du climat de zone naturelle dans lequel ils vivent et les conditions créées dans leur habitat immédiat. De telles modifications climatiques locales, créées sous l'influence de nombreux phénomènes qui ont une distribution locale, sont appelées microclimat. Les différences entre la température et l'humidité des habitats de forêt et de prairie, sur les versants nord et sud des collines, sont largement connues. Un microclimat stable se produit dans les nids, les creux, les grottes et les terriers. Par exemple, dans un repaire de neige ours polaire, au moment où le petit apparaît, la température de l'air peut être supérieure de 50 ° C à la température ambiante.

Pour l'environnement sol-air, des fluctuations de température beaucoup plus importantes dans le cycle journalier et saisonnier sont caractéristiques que pour l'eau. Dans les vastes étendues de latitudes tempérées d'Eurasie et d'Amérique du Nord, situées à une distance considérable de l'Océan, l'amplitude de température au cours annuel peut atteindre 60 et même 100 ° C, en raison d'hivers très froids et d'étés chauds. Par conséquent, la base de la flore et de la faune dans la plupart des régions continentales sont des organismes eurythermaux.

Littérature

Principal - V.1 - p. 268 - 299 ; – ch. 111 - 121; Supplémentaire ; .

Questions pour l'auto-examen :

1. Quelles sont les principales différences physiques entre l'habitat sol-air

de l'eau ?

2. Quels processus déterminent la teneur en dioxyde de carbone dans la couche superficielle de l'atmosphère

et quel est son rôle dans la vie végétale ?

3. Dans quelle gamme de rayons du spectre lumineux la photosynthèse a-t-elle lieu ?

4. Quelle est l'importance de la couche d'ozone pour les habitants de la terre, comment est-elle née ?

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

6. Quel est le point de compensation ?

7. Quels sont-ils les caractéristiques plantes héliophytes ?

8. Quelles sont les caractéristiques des plantes sciophytes ?

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

10. Qu'est-ce qu'un microclimat et comment se forme-t-il ?

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

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

Les masses d'air légères ont une plus grande mobilité, à la fois horizontalement et verticalement. Cela aide à maintenir un niveau constant de la composition gazeuse de l'air. La teneur en oxygène dans l'air est beaucoup plus élevée que dans l'eau, de sorte que l'oxygène sur terre n'est pas un facteur limitant.

Lumière dans des conditions habitation terrestre du fait de la grande transparence de l'atmosphère, elle n'agit pas comme un facteur limitant, contrairement au milieu aquatique.

L'environnement sol-air a différents modes d'humidité: de la saturation complète et constante de l'air en vapeur d'eau dans certaines régions des tropiques à leur absence presque complète dans l'air sec des déserts. La variabilité de l'humidité de l'air au cours de la journée et des saisons de l'année est également importante.

L'humidité du sol agit comme un facteur limitant.

En raison de la présence de gravité et du manque de flottabilité, les habitants terrestres de la terre ont des systèmes de soutien bien développés qui soutiennent leur corps. Chez les plantes, ce sont divers tissus mécaniques, particulièrement puissamment développés chez les arbres. Les animaux ont développé à la fois un squelette externe (arthropode) et un squelette interne (chordé) au cours du processus évolutif. Certains groupes d'animaux ont un hydrosquelette (rond et annélides). Les problèmes rencontrés par les organismes terrestres pour maintenir le corps dans l'espace et surmonter les forces de gravité les ont limités poids limite et tailles. Les plus gros animaux terrestres ont une taille et une masse inférieures aux géants du milieu aquatique (la masse d'un éléphant atteint 5 tonnes et une baleine bleue - 150 tonnes).

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

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

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

Le sol est un système complexe composé de particules solides entourées d'air et d'eau.

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

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

L'eau dans le sol est présente dans les vides, les plus petits espaces. La composition de l'air du sol change considérablement avec la profondeur : la teneur en oxygène diminue et le dioxyde de carbone augmente. Lorsque le sol est inondé d'eau ou de décomposition intensive de résidus organiques, des zones anoxiques apparaissent. Ainsi, les conditions d'existence dans le sol sont différentes à ses différents horizons.

Au cours de l'évolution, ce milieu a été maîtrisé plus tard que l'eau. Sa particularité réside dans le fait qu'il est gazeux, il se caractérise donc par une faible humidité, densité et pression, une forte teneur en oxygène.

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

Les animaux dans l'environnement sol-air se déplacent dans le sol ou dans l'air (oiseaux, insectes) et les plantes prennent racine dans le sol. À cet égard, les animaux ont développé des poumons et des trachées, tandis que les plantes ont développé un appareil stomatique, c'est-à-dire

organes par lesquels les habitants terrestres de la planète absorbent l'oxygène directement de l'air. Les organes squelettiques, qui assurent l'autonomie de mouvement sur terre et soutiennent le corps avec tous ses organes dans des conditions de faible densité du milieu, des milliers de fois inférieures à l'eau, ont connu un fort développement.

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

Leur impact sur les organismes est inextricablement lié au mouvement de l'air et à la position par rapport aux mers et océans et est très différent de l'impact sur le milieu aquatique (tableau 1).

Tableau 5

Conditions de vie des organismes de l'air et de l'eau

(selon DF Mordukhai-Boltovsky, 1974)

environnement aérien

Environnement aquatique

Humidité	Très important (souvent en pénurie)	N'a pas (toujours en excès)
Densité	Mineur (sauf pour le sol)	Grand par rapport à son rôle pour les habitants de l'air
Pression	N'a presque pas	Grand (peut atteindre 1000 atmosphères)
Température	Significatif (fluctue dans de très larges limites - de -80 à + 100 ° С et plus)	Moins que la valeur pour les habitants de l'air (fluctue beaucoup moins, généralement de -2 à + 40 ° C)
Oxygène	Mineur (surtout en excès)	Essentiel (souvent en nombre insuffisant)
matières solides en suspension	sans importance; non utilisé pour l'alimentation (principalement minéral)	Important (source de nourriture, surtout matière organique)
Solutés dans l'environnement	Dans une certaine mesure (uniquement pertinent dans les solutions de sol)	Important (dans une certaine quantité nécessaire)

Les animaux et les plantes terrestres ont développé leurs propres adaptations non moins originales aux facteurs environnementaux défavorables: la structure complexe du corps et de ses téguments, la périodicité et le rythme Les cycles de la vie, mécanismes de thermorégulation, etc.

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

Bon nombre des adaptations dont nous avons discuté ci-dessus, à titre d'exemples de caractérisation facteurs abiotiques environnement.

Par conséquent, cela n'a aucun sens de répéter maintenant, car nous y reviendrons dans des exercices pratiques

Le sol comme habitat

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

Cette coquille s'est formée à une époque historiquement prévisible - c'est le même âge que la vie terrestre sur la planète. Pour la première fois, la question de l'origine du sol a été répondue par M.V. Lomonosov ("Sur les couches de la terre"): "... le sol est venu de la flexion des corps animaux et végétaux ... au fil du temps ...".

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

sol maternel rochers. ... Tous ces agents de formation du sol, par essence, sont d'une ampleur tout à fait équivalente et prennent une part égale dans la formation d'un sol normal ... ".

Et le pédologue moderne bien connu N.A.

Kachinsky ("Soil, its properties and life", 1975) donne la définition suivante du sol : "Sous le sol, il faut comprendre toutes les couches superficielles des roches, transformées et modifiées par l'influence combinée du climat (lumière, chaleur, air, l'eau), les organismes végétaux et animaux".

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

Base minérale (squelette)(50-60% de tout le sol) est matière inorganique, formé à la suite de la roche de montagne sous-jacente (parent, parent) à la suite de son altération.

Tailles des particules squelettiques : des rochers et des pierres aux plus petits grains de particules de sable et de limon. Les propriétés physico-chimiques des sols sont principalement déterminées par la composition des roches mères.

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

À climat tempéré idéalement, si le sol est formé par des quantités égales d'argile et de sable, c'est-à-dire représente le limon.

Dans ce cas, les sols ne sont menacés ni par l'engorgement ni par l'assèchement. Les deux sont également préjudiciables aux plantes et aux animaux.

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

Suite éléments simples, formés à la suite de la décomposition de la matière organique, sont à nouveau absorbés par les plantes et interviennent dans le cycle biologique.

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

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

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

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

Facilement absorbé par les plantes.

hygroscopique ou lié– s'adsorbe autour des particules colloïdales (argile, quartz) du sol et est retenue sous forme de film mince grâce aux liaisons hydrogène. Libéré d'eux haute température(102-105°C). Il est inaccessible aux plantes, ne s'évapore pas. Dans les sols argileux, cette eau peut atteindre 15%, dans les sols sableux - 5%.

capillaire- est maintenu autour des particules de sol par la force de la tension superficielle.

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

Les plantes l'absorbent facilement.

Vaporeux- occupe tous les pores exempts d'eau. S'évapore en premier.

Il y a un échange constant de sol de surface et d'eau souterraine, en tant que lien dans le cycle général de l'eau dans la nature, changeant de vitesse et de direction en fonction de la saison et des conditions météorologiques.

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

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

C'est dans l'environnement terrestre, sur la base de la grande efficacité des processus oxydatifs dans l'organisme, que l'homoiothermie animale est apparue. L'oxygène, du fait de sa teneur constamment élevée dans l'air, n'est pas un facteur limitant la vie dans le milieu terrestre. Ce n'est que par endroits, dans des conditions spécifiques, qu'un déficit temporaire se crée, par exemple, dans les accumulations de résidus végétaux en décomposition, les stocks de céréales, de farine, etc.

Par exemple, en l'absence de vent au centre des grandes villes, sa concentration est décuplé. Variations quotidiennes régulières de la teneur en dioxyde de carbone dans les couches superficielles, associées au rythme de la photosynthèse des plantes, et saisonnières, dues aux variations de l'intensité de la respiration des organismes vivants, principalement la population microscopique des sols. Une saturation accrue de l'air en dioxyde de carbone se produit dans les zones d'activité volcanique, à proximité des sources thermales et d'autres exutoires souterrains de ce gaz.

Faible densité d'air détermine sa faible force de levage et sa capacité portante insignifiante.

Les habitants de l'air doivent avoir leur propre système de soutien qui soutient le corps: plantes - une variété de tissus mécaniques, animaux - un squelette solide ou, beaucoup moins souvent, un squelette hydrostatique.

Vent

tempêtes

Pression

La faible densité de l'air entraîne une pression relativement faible sur la terre. Normalement, elle est égale à 760 mm Hg, Art. Lorsque l'altitude augmente, la pression diminue. A 5800 m d'altitude, ce n'est qu'à moitié normal. Les basses pressions peuvent limiter la répartition des espèces dans les montagnes. Pour la plupart des vertébrés, la limite supérieure de la vie est d'environ 6000 M. Une diminution de la pression entraîne une diminution de l'apport d'oxygène et une déshydratation des animaux en raison d'une augmentation de la fréquence respiratoire.

Approximativement les mêmes sont les limites de l'avancement vers les montagnes des plantes supérieures. Un peu plus robustes sont les arthropodes (collemboles, acariens, araignées) que l'on peut trouver sur les glaciers au-dessus de la limite de la végétation.

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

Habitat sol-air

Au cours de l'évolution, ce milieu a été maîtrisé plus tard que l'eau. Les facteurs écologiques de l'environnement terrestre-air diffèrent des autres habitats par une intensité lumineuse élevée, des fluctuations importantes de la température et de l'humidité de l'air, la corrélation de tous les facteurs avec la situation géographique, le changement des saisons de l'année et l'heure de la journée.

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

Caractérisation des facteurs environnementaux abiotiques de lumière, température, humidité - voir le cours précédent.

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

À l'heure actuelle, l'atmosphère se compose principalement d'azote, d'oxygène et de quantités relativement plus faibles d'argon et de dioxyde de carbone.

Tous les autres gaz présents dans l'atmosphère ne sont contenus qu'à l'état de traces. La teneur relative en oxygène et en dioxyde de carbone revêt une importance particulière pour le biote.

Ce n'est que par endroits, dans des conditions spécifiques, qu'un déficit temporaire se crée, par exemple, dans les accumulations de résidus végétaux en décomposition, les stocks de céréales, de farine, etc.

La teneur en dioxyde de carbone peut varier dans certaines zones de la couche d'air superficielle dans une plage assez importante. Par exemple, en l'absence de vent au centre des grandes villes, sa concentration est décuplé. Variations quotidiennes régulières de la teneur en dioxyde de carbone dans les couches superficielles, associées au rythme de la photosynthèse des plantes, et saisonnières, dues aux variations de l'intensité de la respiration des organismes vivants, principalement la population microscopique des sols.

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

Dans des conditions intérieures, le taux de photosynthèse peut être augmenté en augmentant la concentration de dioxyde de carbone; ceci est utilisé dans la pratique de la serre et de l'agriculture sous serre.

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

Les impuretés locales pénétrant dans l'air peuvent également affecter de manière significative les organismes vivants.

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

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

Faible densité d'air détermine sa faible force de levage et sa capacité portante insignifiante. Les habitants de l'air doivent avoir leur propre système de soutien qui soutient le corps: plantes - une variété de tissus mécaniques, animaux - un squelette solide ou, beaucoup moins souvent, un squelette hydrostatique.

De plus, tous les habitants de l'environnement aérien sont étroitement liés à la surface de la terre, qui leur sert d'attache et de soutien. La vie à l'état suspendu dans l'air est impossible. Certes, de nombreux micro-organismes et animaux, spores, graines et pollen de plantes sont régulièrement présents dans l'air et sont transportés par les courants d'air (anémochorie), de nombreux animaux sont capables de vol actif, mais chez toutes ces espèces la fonction principale de leur cycle de vie est la reproduction - réalisée à la surface de la terre.

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

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

De plus, le vent augmente l'évapotranspiration dans des conditions de faible humidité. D'une grande importance sont tempêtes, bien que leur action soit purement locale. Les ouragans, ainsi que les vents ordinaires, sont capables de transporter des animaux et des plantes sur de longues distances et de modifier ainsi la composition des communautés.

Pression, apparemment, n'est pas un facteur limitant de l'action directe, mais il est directement lié au temps et au climat, qui ont un effet limitant direct.

Les basses pressions peuvent limiter la répartition des espèces dans les montagnes.

Pour la plupart des vertébrés, la limite supérieure de la vie est d'environ 6000 M. Une diminution de la pression entraîne une diminution de l'apport d'oxygène et une déshydratation des animaux en raison d'une augmentation de la fréquence respiratoire. Approximativement les mêmes sont les limites de l'avancement vers les montagnes des plantes supérieures. Un peu plus robustes sont les arthropodes (collemboles, acariens, araignées) que l'on peut trouver sur les glaciers au-dessus de la limite de la végétation.