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.

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

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. En fait 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 à celui-ci, et attachées de manière fiable 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. Densité eaux naturelles- 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, il y a 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 С , 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 superficielle atteint 85 - 93 0 C.

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.

La plupart des poissons d'eau douce peuvent supporter 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 facteur environnemental le plus important. 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.

habitat aquatique

HABITAT ET LEURS CARACTERISTIQUES

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

habitat aquatique

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

Environ 150 000 espèces d'animaux et 10 000 plantes vivent dans le milieu aquatique, soit seulement 7 et 8 % du nombre total d'espèces sur Terre, respectivement.

Dans les mers-océans, comme dans les montagnes, la zonalité verticale s'exprime. Le pélagial - toute la colonne d'eau - et le benthal - le fond diffèrent particulièrement fortement en écologie. La colonne d'eau est pélagique, divisée verticalement en plusieurs zones : épipéligiale, bathypéligiale, abyssopéligiale et ultraabyssopéligiale(Fig. 2).

En fonction de la pente de la descente et de la profondeur au fond, on distingue également plusieurs zones, auxquelles correspondent les zones indiquées du pélagial :

Littoral - le bord de la côte, inondé lors des marées hautes.

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

Sublittoral - une diminution progressive des terres à 200m.

Batial - une forte baisse de terrain (pente continentale),

Abyssal - un abaissement en douceur du fond du lit de l'océan; la profondeur des deux zones atteint ensemble 3-6 km.

Ultra-abyssal - dépressions en eau profonde de 6 à 10 km.

Groupes écologiques d'hydrobiontes. La plus grande diversité de la vie est mers chaudes et les océans (40 000 espèces d'animaux) dans l'équateur et les tropiques, au nord et au sud, la flore et la faune des mers sont appauvries des centaines de fois. Quant à la répartition des organismes directement dans la mer, leur masse se concentre dans les couches superficielles (épipélagiques) et dans la zone sublittorale. Selon la manière de se déplacer et de rester dans certaines couches, La vie marine divisé en trois groupes écologiques : necton, plancton et benthos.

Necton (nektos - flottant) - déplacer activement de grands animaux capables de surmonter de longues distances et de forts courants: poissons, calmars, pinnipèdes, baleines. Dans les plans d'eau douce, le nekton comprend également des amphibiens et de nombreux insectes.

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

Benthos (benthos - profondeur) - hydrobiontes du fond. Représenté principalement par des animaux attachés ou se déplaçant lentement (zoobenthos : foraminephores, poissons, éponges, coelentérés, vers, mollusques, ascidies…), plus nombreux en eau peu profonde. Les végétaux (phytobenthos : diatomées, algues vertes, brunes, rouges, bactéries) pénètrent également dans le benthos en eau peu profonde. A une profondeur où il n'y a pas de lumière, le phytobenthos est absent. Les zones pierreuses du fond sont les plus riches en phytobenthos.

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

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

Régime thermique. Le milieu aquatique se caractérise par un apport de chaleur plus faible, car une partie importante de celle-ci est réfléchie et une partie tout aussi importante est dépensée en évaporation. Conformément à la dynamique des températures terrestres, la température de l'eau a moins de fluctuations dans les températures quotidiennes et saisonnières. De plus, les masses d'eau égalisent considérablement l'évolution des températures dans l'atmosphère des zones côtières. En l'absence de coquille de glace, la mer pendant la saison froide a un effet de réchauffement sur les terres adjacentes, en été, elle a un effet de refroidissement et d'hydratation.

La plage de température de l'eau dans l'océan mondial est de 38° (de -2 à +36°C), en eau douce - 26° (de -0,9 à +25°C). La température de l'eau baisse fortement avec la profondeur. Jusqu'à 50 m, des fluctuations de température quotidiennes sont observées, jusqu'à 400 - saisonnières, plus profondes, elles deviennent constantes, chutant à + 1-3 ° С. Comme le régime de température dans les réservoirs est relativement stable, leurs habitants se caractérisent par sténothermie.

En raison du degré de réchauffement différent des couches supérieures et inférieures au cours de l'année, des flux et reflux, des courants, des tempêtes, il y a un mélange constant des couches d'eau. Le rôle de l'eau de mélange pour la vie aquatique est exceptionnellement important, car. en même temps, la distribution d'oxygène et de nutriments à l'intérieur des réservoirs est nivelée, assurant des processus métaboliques entre les organismes et l'environnement.

Dans les masses d'eau stagnantes (lacs) des latitudes tempérées, un mélange vertical a lieu au printemps et en automne, et pendant ces saisons, la température dans l'ensemble de la masse d'eau devient uniforme, c'est-à-dire vient homothermie. En été et en hiver, à la suite d'une forte augmentation du chauffage ou du refroidissement des couches supérieures, le mélange d'eau s'arrête. Ce phénomène est appelé dichotomie de température, et la période de stagnation temporaire - stagnation(été ou hiver). En été, les couches chaudes plus légères restent en surface, se situant au-dessus des couches froides lourdes (Fig. 3). En hiver, au contraire, la couche inférieure a de l'eau plus chaude, car directement sous la glace, la température de l'eau de surface est inférieure à +4°C et, en raison des propriétés physicochimiques de l'eau, elle devient plus légère que l'eau avec une température supérieure à + 4°C.

Pendant les périodes de stagnation, trois couches se distinguent nettement : la supérieure (épilimnion) avec les plus fortes fluctuations saisonnières de la température de l'eau, la moyenne (métalimnion ou thermocline), dans lequel il y a un saut brusque de température, et près du fond ( hypolimnion), où la température varie peu au cours de l'année. Pendant les périodes de stagnation, un manque d'oxygène se forme dans la colonne d'eau - en été dans la partie inférieure et en hiver dans la partie supérieure, ce qui entraîne souvent la mort de poissons en hiver.

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

L'absorption de la lumière est d'autant plus forte que la transparence de l'eau est faible, laquelle dépend du nombre de particules en suspension dans celle-ci (suspensions minérales, plancton). Il diminue avec le développement rapide de petits organismes en été, et sous les latitudes tempérées et septentrionales, il diminue également en hiver, après l'établissement d'une couverture de glace et sa couverture de neige d'en haut.

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

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

Les plantes se sont adaptées au manque de lumière en développant de gros chromatophores, ainsi qu'en augmentant la surface des organes d'assimilation (indice de surface foliaire). Pour les algues d'eau profonde, les feuilles fortement disséquées sont typiques, les limbes des feuilles sont minces et translucides. Pour les plantes semi-immergées et flottantes, l'hétérophylle est caractéristique - les feuilles au-dessus de l'eau sont les mêmes que celles des plantes terrestres, elles ont une plaque entière, l'appareil stomatique est développé et dans l'eau les feuilles sont très fines, se composent de lobes filiformes étroits.

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

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

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

2) Chez les animaux vivant dans la colonne d'eau et nageant activement, le corps a une forme profilée et est lubrifié avec du mucus, ce qui réduit la friction pendant le mouvement. Des adaptations ont été développées pour augmenter la flottabilité : accumulations de graisse dans les tissus, vessie natatoire chez les poissons, cavités d'air dans les siphonophores. Chez les animaux nageant passivement, la surface spécifique du corps augmente en raison des excroissances, des épines et des appendices; le corps s'aplatit, une réduction des organes squelettiques se produit. Différents modes de locomotion : flexion du corps, à l'aide de flagelles, cils, mode de locomotion en jet (céphalopodes).

Chez les animaux benthiques, le squelette disparaît ou est peu développé, la taille du corps augmente, la réduction de la vision est courante et le développement des organes tactiles.

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

1) Dans les eaux courantes, les plantes sont fermement attachées à des objets sous-marins immobiles. La surface inférieure pour eux est principalement un substrat. Ce sont des algues vertes et diatomées, des mousses d'eau. Les mousses forment même une couverture dense sur les rivières à débit rapide. Dans la zone de marée des mers, de nombreux animaux ont également des dispositifs pour se fixer au fond (gastéropodes, balanes), ou se cachent dans des crevasses.

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

Salinité de l'eau.

Les masses d'eau naturelles se caractérisent par une certaine composition chimique. Les carbonates, les sulfates et les chlorures prédominent. Dans les plans d'eau douce, la concentration en sel ne dépasse pas 0,5 ‰ (et environ 80% sont des carbonates), dans les mers - de 12 à 35 ‰ (principalement chlorures et sulfates). Avec une salinité supérieure à 40 ppm, le réservoir est dit hyperhalin ou sursalé.

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

2) Les plantes aquatiques sont capables d'absorber l'eau et les nutriments de l'eau - "bouillon", avec toute la surface, de sorte que leurs feuilles sont fortement disséquées et que les tissus conducteurs et les racines sont peu développés. Les racines servent principalement à se fixer au substrat sous-marin. La plupart des plantes d'eau douce ont des racines.

Espèces typiquement marines et typiquement d'eau douce - sténohalines, ne tolèrent pas changements importants dans la salinité de l'eau. Il existe peu d'espèces euryhalines. Ils sont fréquents dans les eaux saumâtres (dorés d'eau douce, brochets, brèmes, mulets, saumon côtier).

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

Propriétés uniques de l'eau :

1) inépuisabilité en tant que substance et ressource naturelle ;

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

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

4) capacité calorifique et conductivité thermique élevées;

5) la capacité des sols à passer à un état lié et dispersé ;

6) est un solvant universel, il n'y a donc pas d'eau parfaitement pure dans la nature.

La valeur de l'eau dans la nature :

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

2) Grâce à l'eau, les éléments chimiques migrent.

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

4) Réserves mondiales d'eau sur Terre 1353985 mille km. Parmi ceux-ci, seulement 2,5% sont de l'eau douce, mais c'est une quantité colossale - 35 millions de km.

5) L'homme puise actuellement à diverses sources et ne consomme que 0,12 à 0,15% des réserves d'eau douce. Mais ce n'est qu'un semblant de bien-être, car 70% de l'eau douce est concentrée dans les glaciers et les neiges éternelles, c'est-à-dire représente (stock mort). Il faut donc tenir compte de la vitesse de renouvellement ressources en eau. Les eaux du lac sont renouvelées après 17 ans, les eaux souterraines - après 1400 ans, et les eaux souterraines profondes ne sont pas renouvelées du tout.

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

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

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

Propriétés physiques:

1. Densité.

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

2. Température.

Évolution des t° en fonction de la profondeur et des fluctuations (journalières et saisonnières).

Le régime de température des masses d'eau est plus stable que sur terre, ce qui est associé à une capacité calorifique élevée de l'eau. Par exemple, les fluctuations de t° des couches supérieures de l'océan -10-15°С, couche plus profonde 3 -4°С.

3. Mode lumière.

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

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

4. Mobilité

Le mouvement constant des masses d'eau dans l'espace.

5. Transparence.

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

Propriétés chimiques:

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

Selon la salinité de l'eau il y a :

1) frais - jusqu'à 1 g / l de sels;

2) saumâtre - 1-3 g/l ;

3) légèrement salé - 3-10 g/l ;

4) salé - 10-50 g/l ;

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

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

2. La quantité d'O et de CO dissous . Oh - pour respirer.

3. Acide, neutre, alcalin .

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

Habitat aquatique.

	Caractéristique	Adaptation du corps à l'environnement
	Le plus ancien. L'éclairage diminue avec profondeur. Lorsqu'il est immergé pour chaque 10 m de pression augmente de 1 atmosphère. Manque d'oxygène. Relativement homogène dans l'espace et stable dans le temps.	silhouette profilée, flottabilité, muqueux couvertures, développement cavités d'air, osmorégulation.

Les moyens de résoudre le problème de la rareté de l'eau.

1) essai de technologies économes en eau;

2) passage à des cycles de production fermés ;

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

4) réduction des pertes d'eau lors du transport vers les consommateurs ;

5) création de réservoirs, réduction de l'évaporation de leur surface ;

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

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

Répartition des organismes selon les milieux de vie

Au cours d'un long développement historique de la matière vivante et de la formation de plus en plus formes parfaites les êtres vivants, organismes, maîtrisant de nouveaux habitats, se sont répartis sur la Terre selon ses enveloppes minérales (hydrosphère, lithosphère, atmosphère) et adaptés à l'existence dans des conditions strictement définies.

Le premier milieu de vie était l'eau. C'est en elle que la vie est née. Avec le développement historique, de nombreux organismes ont commencé à coloniser environnement sol-air. En conséquence, des plantes et des animaux terrestres sont apparus, qui ont rapidement évolué, s'adaptant aux nouvelles conditions d'existence.

Au cours du fonctionnement de la matière vivante sur terre, les couches superficielles de la lithosphère se sont progressivement transformées en sol, en un corps bio-inerte particulier, selon V. I. Vernadsky, de la planète. Le sol a commencé à être habité par des organismes aquatiques et terrestres, créant un complexe spécifique de ses habitants.

Ainsi, sur la Terre moderne, quatre environnements de vie sont clairement distingués - l'eau, le sol-air, le sol et les organismes vivants, qui diffèrent considérablement dans leurs conditions. Considérons chacun d'eux.

Caractéristiques générales. Le milieu aquatique de la vie, l'hydrosphère, occupe jusqu'à 71% de la superficie du globe. En termes de volume, les réserves d'eau sur Terre sont estimées à 1370 millions de mètres cubes. km, soit 1/800 du volume du globe. La majeure partie de l'eau, plus de 98 %, est concentrée dans les mers et les océans, 1,24 % est représenté par la glace dans les régions polaires ; dans les eaux douces des rivières, des lacs et des marécages, la quantité d'eau ne dépasse pas 0,45%.

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

La flore et la faune les plus diverses et les plus riches des mers et des océans des régions équatoriales et tropicales (en particulier les océans Pacifique et Atlantique). Au sud et au nord de ces ceintures, la composition qualitative des organismes s'appauvrit progressivement. Environ 40 000 espèces d'animaux sont réparties dans la zone de l'archipel des Indes orientales et seulement 400 dans la mer de Laptev.Dans le même temps, 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. Dans de vastes zones éloignées de la côte, il existe des zones désertiques pratiquement dépourvues de vie.

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

Le milieu aquatique a Forte influence sur ses habitants. À son tour, la substance vivante de l'hydrosphère affecte l'environnement, le traite, l'impliquant dans la circulation des substances. Il a été calculé que l'eau des mers et des océans, 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 de la planète plus de mille fois*. Ainsi, 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.

Une caractéristique de l'environnement aquatique est sa mobilité même dans les masses d'eau stagnantes, sans parler des rivières et des ruisseaux qui coulent rapidement. Des flux et reflux, des courants puissants, des tempêtes s'observent dans les mers et les océans ; Dans les lacs, l'eau se déplace sous l'influence du vent et de la température. Le mouvement de l'eau assure l'approvisionnement des organismes aquatiques en oxygène et en nutriments, conduit à une égalisation (diminution) de la température dans tout le réservoir.

Les habitants des plans d'eau ont développé des adaptations appropriées à la mobilité de l'environnement. Par exemple, dans les masses d'eau qui coulent, il y a des plantes dites «salissures» fermement attachées aux objets sous-marins - algues vertes (Cladophora) avec un panache de processus, diatomées (Diatomeae), mousses d'eau (Fontinalis), formant une couverture dense même sur pierres dans les crevasses orageuses des rivières.

Les animaux se sont également adaptés à la mobilité du milieu aquatique. Chez les poissons qui vivent dans les rivières à courant rapide, le corps est presque rond en coupe transversale (truite, vairon). Ils se déplacent généralement vers le courant. Les invertébrés des plans d'eau qui coulent restent généralement au fond, leur corps est aplati dans le sens dorso-ventral, beaucoup ont divers organes de fixation sur le côté ventral, leur permettant de se fixer à des objets sous-marins. Dans les mers, les organismes des zones de marée et de surf subissent la plus forte influence des masses d'eau en mouvement. Les balanes (Balanus, Chthamalus), les gastéropodes (Patella Haliotis) et certaines espèces de crustacés cachés dans les crevasses du rivage sont communs sur les rivages rocheux de la zone de surf.

Dans la vie des organismes aquatiques sous les latitudes tempérées, le mouvement vertical de l'eau dans les masses d'eau stagnantes joue un rôle important. L'eau qu'elles contiennent est clairement divisée en trois couches: l'épilimnion supérieur, dont la température subit de fortes fluctuations saisonnières; couche de saut de température - métalimnion (thermocline), où il y a une forte baisse de température; couche profonde inférieure, hypolimnion - ici la température varie légèrement tout au long de l'année.

En été, les couches d'eau les plus chaudes sont situées à la surface et les plus froides - au fond. Une telle distribution en couches des températures dans un réservoir est appelée stratification directe. En hiver, avec une baisse de température, on observe une stratification inverse : les eaux froides de surface avec une température inférieure à 4°C se situent au-dessus des eaux relativement chaudes. Ce phénomène est appelé dichotomie de température. Elle est particulièrement prononcée dans la plupart de nos lacs en été comme en hiver. Du fait de la dichotomie de température, une stratification de la densité de l'eau se forme dans le réservoir, sa circulation verticale est perturbée et une période de stagnation temporaire s'installe.

Au printemps, l'eau de surface, en raison du réchauffement à 4 ° C, devient plus dense et s'enfonce plus profondément, et une eau plus chaude monte à sa place depuis la profondeur. À la suite d'une telle circulation verticale, l'homothermie s'installe dans le réservoir, c'est-à-dire que pendant un certain temps, la température de toute la masse d'eau s'égalise. 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, la couche de surface se refroidit, se densifie et s'enfonce plus profondément, déplaçant plus eau chaude. Cela se produit avant le début de l'homothermie d'automne. Lorsque les eaux de surface sont refroidies en dessous de 4 °C, elles redeviennent moins denses et restent à nouveau à la surface. En conséquence, la circulation de l'eau s'arrête et la stagnation hivernale s'installe.

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

Dans les lacs des latitudes tropicales, la température de l'eau à la surface ne descend jamais en dessous de 4 °C et le gradient de température y est clairement exprimé jusqu'aux couches les plus profondes. Le mélange d'eau, en règle générale, se produit ici de manière irrégulière pendant la période la plus froide de l'année.

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

Facteurs abiotiques du milieu aquatique. L'eau en tant que milieu vivant a des propriétés physiques et chimiques particulières.

Le régime de température de l'hydrosphère est fondamentalement différent de celui des autres environnements. Les fluctuations de température dans l'océan mondial sont relativement faibles: la plus basse est d'environ -2 ° C et la plus élevée d'environ 36 ° C. L'amplitude d'oscillation ici est donc inférieure à 38 °C. La température des océans baisse avec la profondeur. Même dans les régions tropicales à une profondeur de 1000 m, elle ne dépasse pas 4–5°С. Au fond de tous les océans se trouve une couche d'eau froide (de -1,87 à +2°C).

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

Ces caractéristiques thermodynamiques de l'environnement aquatique telles qu'une capacité thermique spécifique élevée, une conductivité thermique élevée et une expansion pendant la congélation créent des conditions particulièrement favorables à la vie. Ces conditions sont également assurées par la forte chaleur latente de fusion de l'eau, qui fait qu'en hiver la température sous la glace n'est jamais inférieure à son point de congélation (pour l'eau douce, environ 0°C). Étant donné que l'eau a la densité la plus élevée à 4 ° C et qu'elle se dilate lorsqu'elle gèle, en hiver, la glace ne se forme que par le haut, tandis que l'épaisseur principale ne gèle pas.

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

L'eau se caractérise également par une densité (elle est à cet égard 800 fois supérieure à l'air) et une viscosité importantes. Ces caractéristiques affectent les plantes en ce sens qu'elles développent très peu ou pas de tissu mécanique du tout, de sorte que leurs tiges sont très élastiques et facilement pliées. La plupart des plantes aquatiques sont inhérentes à la flottabilité et à la capacité d'être en suspension dans la colonne d'eau. Ils remontent ensuite à la surface, puis retombent. Chez de nombreux animaux aquatiques, le tégument est abondamment lubrifié avec du mucus, ce qui réduit la friction pendant le mouvement, et le corps acquiert une forme profilée.

Les organismes du milieu aquatique sont répartis sur toute son épaisseur (dans les dépressions océaniques, des animaux ont été retrouvés à plus de 10 000 m de profondeur). Naturellement, à différentes profondeurs, ils subissent des pressions différentes. Les grands fonds sont adaptés aux hautes pressions (jusqu'à 1000 atm), alors que les habitants des couches superficielles n'y sont pas soumis. En moyenne, dans la colonne d'eau, pour chaque 10 m de profondeur, la pression augmente de 1 atm. Tous les hydrobiontes sont adaptés à ce facteur et, par conséquent, sont divisés en eaux profondes et vivant à faible profondeur.

La transparence de l'eau et son régime lumineux ont une grande influence sur les organismes aquatiques. Cela affecte particulièrement la distribution des plantes photosynthétiques. Dans les plans d'eau boueux, ils ne vivent que dans la couche de surface, et là où il y a une grande transparence, ils pénètrent à des profondeurs considérables. Une certaine turbidité de l'eau est créée par une quantité énorme de particules en suspension dans celle-ci, ce qui limite la pénétration rayons de soleil. La turbidité de l'eau peut être causée par des particules de substances minérales (argile, limon), de petits organismes. La transparence de l'eau diminue également en été avec la croissance rapide de la végétation aquatique, avec la reproduction massive de petits organismes en suspension dans les couches superficielles. Le régime lumineux des réservoirs dépend également de la saison. Au nord, dans les latitudes tempérées, lorsque les masses d'eau gèlent et que la glace est encore recouverte de neige d'en haut, la pénétration de la lumière dans la colonne d'eau est fortement limitée.

Le régime lumineux est également déterminé par la décroissance régulière de la lumière avec la profondeur due au fait que l'eau absorbe la lumière du soleil. Dans le même temps, les rayons de différentes longueurs d'onde sont absorbés différemment : les rouges sont les plus rapides, tandis que les bleu-vert pénètrent à des profondeurs considérables. L'océan s'assombrit avec la profondeur. La couleur de l'environnement change en même temps, passant progressivement du verdâtre au vert, puis au bleu, bleu, bleu-violet, remplacé par une obscurité constante. Ainsi, avec la profondeur, les algues vertes (Chlorophyta) sont remplacées par des algues brunes (Phaeophyta) et rouges (Rhodophyta), dont les pigments sont adaptés pour capter la lumière du soleil avec des longueurs d'onde différentes. Avec la profondeur, la couleur des animaux change aussi naturellement. En surface, de légères couches d'eau, vivent généralement des animaux aux couleurs vives et diverses, tandis que les espèces des grands fonds sont 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 salinité joue un rôle important dans la vie des organismes aquatiques. Comme vous le savez, l'eau est un excellent solvant pour de nombreux composés minéraux. En conséquence, les masses d'eau naturelles ont une certaine composition chimique. Les plus importants sont les carbonates, les sulfates, les chlorures. La quantité de sels dissous pour 1 litre d'eau dans les masses d'eau douce ne dépasse pas 0,5 g (généralement moins), dans les mers et les océans, elle atteint 35 g (tableau 6).

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

Le calcium joue un rôle essentiel dans la vie des animaux d'eau douce. Mollusques, crustacés et autres invertébrés l'utilisent pour construire leurs coquilles et leur exosquelette. Mais les masses d'eau douce, en fonction d'un certain nombre de circonstances (présence de certains sels solubles dans le sol du réservoir, dans le sol et le sol des berges, dans l'eau des rivières et ruisseaux qui coulent), diffèrent grandement tant par leur composition et dans la concentration des sels qui y sont dissous. Les eaux marines sont plus stables à cet égard. Presque tous les éléments connus y ont été trouvés. Cependant, en termes d'importance, la première place est occupée par le sel de table, puis le chlorure et le sulfate de magnésium et le chlorure de potassium.

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

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

Si l'oxygène ne joue pas un rôle significatif pour l'environnement de l'air, alors pour l'eau, c'est le facteur environnemental le plus important. Sa teneur en eau est inversement proportionnelle à la température. Lorsque la température diminue, la solubilité de l'oxygène, comme celle des autres gaz, augmente. L'accumulation d'oxygène dissous dans l'eau résulte de son entrée depuis l'atmosphère, ainsi que de l'activité photosynthétique des plantes vertes. Lorsque l'eau est mélangée, ce qui est typique des masses d'eau courantes et en particulier des rivières et des ruisseaux à débit rapide, la teneur en oxygène augmente également.

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

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

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

La concentration des ions hydrogène joue un rôle important dans la distribution des hydrobiontes. À un pH inférieur à 7,5, la demi-herbe (Isoetes), la burrweed (Sparganium) pousse, à 7,7–8,8, c'est-à-dire qu'en milieu alcalin, de nombreux types de potamots et d'élodées se développent. Les mousses de sphaigne (Sphagnum) prédominent dans les eaux acides des marais, mais il n'y a pas de mollusques à lamelles branchiales du genre Toothless (Unio), les autres mollusques sont rares, mais les rhizomes de coquille (Testacea) sont abondants. La plupart des poissons d'eau douce peuvent supporter un pH de 5 à 9. Si le pH est inférieur à 5, il y a une mort massive de poissons, et au-dessus de 10, tous les poissons et autres animaux meurent.

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

Nekton (nékios–· flottant)– il s'agit d'une collection d'animaux pélagiques en mouvement actif qui n'ont pas de lien direct avec le fond. Fondamentalement, ce sont de gros animaux qui peuvent parcourir de longues distances et de forts courants d'eau. Ils se caractérisent par une silhouette profilée et des organes de mouvement bien développés. Les organismes typiques du necton sont les poissons, les calmars, les pinnipèdes et les baleines. Dans les eaux douces, en plus des poissons, le nekton comprend des amphibiens et des insectes en mouvement actif. De nombreux poissons marins peuvent se déplacer dans la colonne d'eau à grande vitesse. Certains calmars (Oegopsida) nagent très vite, jusqu'à 45–50 km/h, les voiliers (Istiopharidae) atteignent des vitesses allant jusqu'à 100 km/h et l'espadon (Xiphias glabius) jusqu'à 130 km/h.

Plancton (planctos– planant, errant)– il s'agit d'une collection d'organismes pélagiques qui n'ont pas la capacité de se déplacer rapidement et activement. Les organismes planctoniques ne peuvent pas résister aux courants. Ce sont principalement de petits animaux - zooplancton et des plantes - phytoplancton. La composition du plancton comprend périodiquement les larves de nombreux animaux planant dans la colonne d'eau.

Les organismes planctoniques sont localisés soit à la surface de l'eau, soit en profondeur, soit même dans la couche inférieure. Les premiers constituent un groupe spécial - les neuston. D'autre part, les organismes dont une partie du corps est dans l'eau et une autre au-dessus de sa surface sont appelés pleuston. Ce sont les siphonophores (Siphonophora), les lentilles d'eau (Lemna), etc.

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

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

Le plancton des eaux tropicales atteint la plus grande diversité d'espèces.

Les groupes d'organismes planctoniques se distinguent par leur taille. Le nannoplancton (nannos - nain) sont les plus petites algues et bactéries ; microplancton (micros - petit) - la plupart des algues, protozoaires, rotifères ; mésoplancton (mésos - moyen) - copépodes et cladocères, crevettes et un certain nombre d'animaux et de plantes, d'une longueur maximale de 1 cm; macroplancton (macros - grand) - méduses, mysidacés, crevettes et autres organismes de plus de 1 cm; mégaloplancton (megalos - énorme) - très gros, plus de 1 m, animaux. Par exemple, la ceinture de vénus en gelée à peigne flottant (Cestus veneris) atteint une longueur de 1,5 m, et la méduse au cyanure (Suapea) a une cloche jusqu'à 2 m de diamètre et des tentacules de 30 m de long.

Les organismes planctoniques sont une composante alimentaire importante de nombreux animaux aquatiques (y compris des géants tels que les baleines à fanons - Mystacoceti), d'autant plus qu'ils, et surtout le phytoplancton, sont caractérisés par des épidémies saisonnières de reproduction massive (efflorescences aquatiques).

Benthos (benthos– profondeur)– ensemble d'organismes vivant au fond (au sol et dans le sol) des plans d'eau. Il est subdivisé en phytobenthos et zoobenthos. Il est principalement représenté par des animaux attachés ou se déplaçant lentement, ainsi que par des terriers dans le sol. Ce n'est qu'en eau peu profonde qu'il est constitué d'organismes qui synthétisent la matière organique (producteurs), la consomment (consommateurs) et la détruisent (décomposeurs). Aux grandes profondeurs où la lumière ne pénètre pas, les phytobenthos (producteurs) sont absents.

Les organismes benthiques diffèrent par leur mode de vie - mobiles, inactifs et immobiles ; selon la méthode de nutrition - photosynthétique, carnivore, herbivore, détritivore; par taille - macro-, méso-microbenthos.

Le phytobenthos des mers comprend principalement des bactéries et des algues (diatomées, vertes, brunes, rouges). On trouve également des plantes à fleurs le long des côtes : Zostera (Zostera), phyllospodix (Phyllospadix), ruppia (Rup-pia). Le phytobenthos est le plus riche dans les zones rocheuses et les fonds rocheux. Le long des côtes, le varech (Laminaria) et le fucus (Fucus) forment parfois une biomasse allant jusqu'à 30 kg au km2. m.Sur les sols meubles, où les plantes ne peuvent pas être fermement attachées, le phytobenthos se développe principalement dans des endroits protégés des vagues.

Le phytobenos d'eau douce est représenté par des bactéries, des diatomées et des algues vertes. Les plantes côtières sont abondantes, situées de la côte profondément dans des ceintures clairement définies. Des plantes semi-submergées (roseaux, roseaux, quenouilles et carex) poussent dans la première ceinture. La deuxième ceinture est occupée par des plantes submergées à feuilles flottantes (gousses, nénuphars, lentilles d'eau, vodokras). Dans la troisième ceinture, les plantes submergées prédominent - potamot, élodée, etc.

Toutes les plantes aquatiques peuvent être divisées en deux groupes écologiques principaux selon leur mode de vie : les hydrophytes - plantes immergées dans l'eau uniquement avec leur partie inférieure et généralement enracinées dans le sol, et les hydatophytes - plantes complètement immergées dans l'eau, mais flottant parfois à la surface ou ayant des feuilles flottantes.

Le zoobenthos marin est dominé par les foraminifères, les éponges, les coelentérés, les némertiens, les polychètes, les sipunculides, les bryozoaires, les brachiopodes, les mollusques, les ascidies et les poissons. Les plus nombreuses sont les formes benthiques des eaux peu profondes, où leur biomasse totale atteint souvent des dizaines de kilogrammes par 1 km2. M. Avec la profondeur, le nombre de benthos diminue fortement et à de grandes profondeurs est de milligrammes par 1 km². M.

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

Plasticité écologique des organismes aquatiques. Les organismes aquatiques ont une plasticité écologique moindre que les organismes terrestres, car l'eau est un milieu plus stable et facteurs abiotiques il subit des fluctuations relativement faibles. Les plantes et les animaux marins sont les moins plastiques. Ils sont très sensibles aux changements de salinité et de température de l'eau. Ainsi, les coraux durs ne supportent pas une dessalement de l'eau même faible et ne vivent que dans les mers, de plus, sur un sol solide à une température d'au moins 20 °C. Ce sont des sténobiontes typiques. Cependant, il existe des espèces avec une plasticité écologique accrue. Par exemple, le rhizopode Cyphoderia ampulla est un eurybionte typique. Il vit dans les mers et les eaux douces, dans les étangs chauds et les lacs froids.

Les animaux et les plantes d'eau douce ont tendance à être beaucoup plus flexibles que les animaux marins car l'eau douce est un environnement plus variable. Les plus plastiques sont les habitants des eaux saumâtres. Ils sont adaptés à la fois à de fortes concentrations de sels dissous et à un dessalement important. Cependant, il existe un nombre relativement restreint d'espèces, car dans les eaux saumâtres facteurs environnementaux subir des changements importants.

L'ampleur de la plasticité écologique des hydrobiontes est évaluée non seulement par rapport à l'ensemble des facteurs (eury- et stanobionte), mais aussi à chacun d'eux. Les plantes et les animaux côtiers, contrairement aux habitants des zones ouvertes, sont principalement des organismes eurythermes et euryhalins, car près de la côte les conditions de température et le régime salin sont assez variables (chauffage par le soleil et refroidissement relativement intense, dessalement par l'afflux d'eau des ruisseaux et des rivières, surtout pendant la saison des pluies, etc.). Une espèce sténothermique typique est le lotus. Il ne pousse que dans des plans d'eau peu profonds et bien réchauffés. Pour les mêmes raisons, les habitants des couches superficielles s'avèrent plus eurythermes et euryhalins par rapport aux formes profondes.

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

La plasticité écologique dépend de l'âge et de la phase de développement de l'organisme. Ainsi, le mollusque gastéropode marin Littorina à l'état adulte quotidiennement à marée basse se passe longtemps d'eau, et ses larves mènent une vie purement planctonique et ne supportent pas la dessiccation.

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

La densité élevée de l'eau permet aux plantes de vivre dans toute son épaisseur. Pour ce faire, les plantes inférieures qui habitent différentes couches et mènent une vie flottante ont des appendices spéciaux qui augmentent leur flottabilité et leur permettent de rester en suspension. Chez les hydrophytes supérieurs, le tissu mécanique se développe mal. Dans leurs feuilles, tiges, racines, comme indiqué, se trouvent des cavités intercellulaires à air. Cela augmente la légèreté et la flottabilité des organes suspendus dans l'eau et flottant à la surface, et favorise également le rinçage des cellules internes avec de l'eau contenant des gaz et des sels dissous. Les hydatophytes sont généralement caractérisés par une grande surface foliaire avec un petit volume total de plante. Cela leur fournit des échanges gazeux intensifs avec un manque d'oxygène et d'autres gaz dissous dans l'eau. De nombreux potamots (Potamogeton lusens, P. perfoliatus) ont des tiges et des feuilles fines et très longues, leurs couvertures sont facilement perméables à l'oxygène. D'autres plantes ont des feuilles fortement disséquées (renoncule d'eau - Ranunculus aquatilis, urt - Myriophyllum spicatum, hornwort - Ceratophyllum dernersum).

Un certain nombre de plantes aquatiques ont développé une hétérophilie (diversité). Par exemple, à Salvinia (Salvinia), les feuilles immergées remplissent la fonction de nutrition minérale et flottantes - organiques. Dans les nénuphars et les capsules d'œufs, les feuilles flottantes et submergées diffèrent considérablement les unes des autres. La surface supérieure des feuilles flottantes est dense et coriace avec un grand nombre de stomates. Cela contribue à un meilleur échange gazeux avec l'air. Sur le la partie au fond il n'y a pas de stomates flottant et sur les feuilles sous-marines.

Une caractéristique adaptative tout aussi importante des plantes pour vivre dans un environnement aquatique est le fait que les feuilles immergées dans l'eau sont généralement très fines. La chlorophylle en eux est souvent située dans les cellules de l'épiderme. Cela conduit à une augmentation de l'intensité de la photosynthèse dans des conditions de faible luminosité. Ces caractéristiques anatomiques et morphologiques sont le plus clairement exprimées dans de nombreux potamots (Potamogeton), Elodea (Helodea canadensis), mousses d'eau (Riccia, Fontinalis), Vallisneria (Vallisneria spiralis).

La protection des plantes aquatiques contre le lessivage des sels minéraux des cellules (lessivage) est la sécrétion de mucus par des cellules spéciales et la formation d'endoderme sous la forme d'un anneau de cellules à paroi plus épaisse.

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

Non seulement aquatiques, mais aussi de nombreuses plantes côtières appartiennent aux hydrochoirs. Leurs fruits sont très flottants et peuvent rester longtemps dans l'eau sans perdre leur germination. Les fruits et les graines de chastukha (Alisma plantago-aquatica), de pointe de flèche (Sagittaria sagittifolia), de susak (Butomusumbellatus), de potamots et d'autres plantes sont transportés par l'eau. Les fruits de nombreux carex (Cageh) sont enfermés dans des sacs particuliers avec de l'air et sont également transportés par les courants d'eau. On pense que même les cocotiers se sont répandus dans les archipels des îles tropicales de l'océan Pacifique en raison de la flottabilité de leurs fruits - les noix de coco. Le long de la rivière Vakhsh, la mauvaise herbe humai (Sorgnum halepense) s'est propagée à travers les canaux de la même manière.

Caractéristiques adaptatives des animaux aquatiques. Les adaptations des animaux au milieu aquatique sont encore plus diverses que celles des plantes. Ils peuvent distinguer les caractéristiques anatomiques, morphologiques, physiologiques, comportementales et autres caractéristiques adaptatives. Même une simple énumération d'entre eux est difficile. Par conséquent, nous ne nommerons en termes généraux que les plus caractéristiques d'entre eux.

Les animaux vivant dans la colonne d'eau, tout d'abord, ont des adaptations qui augmentent leur flottabilité et leur permettent de résister au mouvement de l'eau, des courants. Les organismes de fond, au contraire, développent des dispositifs qui les empêchent de remonter dans la colonne d'eau, c'est-à-dire réduisent la flottabilité et leur permettent de rester sur le fond même dans les eaux à courant rapide.

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

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

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

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

Un grand groupe d'animaux, principalement d'eau douce, utilise le film d'eau de surface (tension superficielle) lorsqu'ils se déplacent. Par exemple, les coléoptères (Gyrinidae), les punaises des marcheurs d'eau (Gerridae, Veliidae) y courent librement. De petits coléoptères Hydrophilidae se déplacent le long de la surface inférieure du film, des escargots de bassin (Limnaea) et des larves de moustiques s'y accrochent également. Tous ont un certain nombre de caractéristiques dans la structure des membres et leurs couvertures ne sont pas mouillées par l'eau.

Ce n'est que dans le milieu aquatique que les animaux immobiles mènent une vie attachée. Ils se caractérisent par une forme de corps particulière, une légère flottabilité (la densité du corps est supérieure à la densité de l'eau) et des dispositifs spéciaux de fixation au substrat. Certains sont attachés au sol, d'autres rampent dessus ou mènent une vie de fouisseur, certains se fixent sur des objets sous-marins, en particulier la carène des navires.

Parmi les animaux attachés au sol, les plus caractéristiques sont les éponges, de nombreux coelentérés, en particulier les hydroïdes (Hydroidea) et les polypes coralliens (Anthozoa), les nénuphars (Crinoidea), bivalves(Bivalvia), balanes (Cirripedia), etc.

Parmi les animaux fouisseurs, on trouve surtout de nombreux vers, des larves d'insectes, mais aussi des mollusques. Certains poissons passent beaucoup de temps dans le sol (épi - Cobitis taenia, poissons plats - Pleuronectidae, raies pastenagues - Rajidae), larves de lamproies (Petromyzones). L'abondance de ces animaux et leur diversité spécifique dépendent du type de sol (cailloux, sable, argile, limon). Sur les sols caillouteux, elles sont généralement moindres que sur les sols limoneux. Les invertébrés qui habitent en masse les fonds limoneux créent des conditions optimales pour la vie d'un certain nombre de grands prédateurs benthiques.

La plupart des animaux aquatiques sont poïkilothermes et leur température corporelle dépend de la température ambiante. Chez les mammifères homoiothermes (pinnipèdes, cétacés), une couche puissante se forme graisse sous cutanée, qui remplit une fonction d'isolation thermique.

Pour les animaux aquatiques, la pression environnementale compte. À cet égard, on distingue les animaux sténobates, qui ne peuvent pas supporter de fortes fluctuations de pression, et les animaux eurybates, qui vivent à la fois à haute et à basse pression. Les holothuries (Elpidia, Myriotrochus) vivent à des profondeurs de 100 à 9 000 m, et de nombreuses espèces d'écrevisses de Storthyngura, de pogonophores, de nénuphars sont situées à des profondeurs de 3 000 à 10 000 m. Ces animaux des grands fonds ont des caractéristiques organisationnelles spécifiques: une augmentation du corps Taille; disparition ou faible développement du squelette calcaire ; souvent - réduction des organes de vision; développement accru des récepteurs tactiles; absence de pigmentation corporelle ou, au contraire, coloration foncée.

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

Les invertébrés marins n'ont fondamentalement pas de mécanismes d'échange eau-sel : anatomiquement ils sont fermés à l'eau, mais osmotiquement ouverts. Cependant, il serait faux de parler de l'absence absolue de mécanismes qui contrôlent le métabolisme eau-sel en eux.

Ils sont tout simplement imparfaits, et c'est parce que la salinité de l'eau de mer est proche de la salinité des sucs corporels. En effet, dans les hydrobiontes d'eau douce, la salinité et l'état ionique des substances minérales des sucs corporels sont, en règle générale, supérieurs à ceux de l'eau environnante. Par conséquent, ils ont des mécanismes d'osmorégulation bien définis. Le moyen le plus courant de maintenir une pression osmotique constante consiste à éliminer régulièrement l'eau entrante à l'aide de vacuoles pulsées et d'organes excréteurs. Chez d'autres animaux, des couvertures impénétrables de formations de chitine ou de corne se développent à ces fins. Certains produisent du mucus à la surface du corps.

La difficulté à réguler la pression osmotique des organismes d'eau douce explique leur pauvreté spécifique par rapport aux habitants de la mer.

Suivons l'exemple des poissons comment l'osmorégulation des animaux est réalisée dans les eaux marines et douces. poisson d'eau douce l'excès d'eau est éliminé par le travail accru du système excréteur et les sels sont absorbés par les filaments branchiaux. poisson de mer, au contraire, ils sont obligés de reconstituer les réserves d'eau et donc de boire de l'eau de mer, et les sels en excès qui l'accompagnent sont éliminés du corps par les filaments branchiaux (Fig. 15).

Les conditions changeantes du milieu aquatique provoquent certaines réactions comportementales des organismes. Les migrations verticales des animaux sont associées à des changements d'éclairage, de température, de salinité, de régime gazeux et d'autres facteurs. Dans les mers et les océans, des millions de tonnes d'organismes aquatiques participent à ces migrations (descendre en profondeur, remonter à la surface). Lors des migrations horizontales, les animaux aquatiques peuvent parcourir des centaines et des milliers de kilomètres. Telles sont les migrations de frai, d'hivernage et d'alimentation de nombreux poissons et mammifères aquatiques.

Les biofiltres et leur rôle écologique. L'une des spécificités du milieu aquatique est la présence dans celui-ci un grand nombre petites particules de matière organique - détritus, formés par la mort de plantes et d'animaux. D'énormes masses de ces particules se déposent sur les bactéries et, en raison du gaz libéré à la suite du processus bactérien, sont constamment en suspension dans la colonne d'eau.

Pour de nombreux organismes aquatiques, les détritus sont un aliment de haute qualité, c'est pourquoi certains d'entre eux, les soi-disant biofiltres, se sont adaptés pour les extraire à l'aide de structures microporeuses spécifiques. Ces structures, pour ainsi dire, filtrent l'eau en retenant les particules en suspension. Cette façon de manger s'appelle le filtrage. Un autre groupe d'animaux dépose des détritus à la surface de leur propre corps ou sur des dispositifs de piégeage spéciaux. Cette méthode s'appelle la sédimentation. Souvent, le même organisme se nourrit à la fois par filtration et par sédimentation.

Les animaux biofiltrants (mollusques lamellaires, échinodermes sessiles et anneaux polychètes, bryozoaires, ascidies, crustacés planctoniques, et bien d'autres) jouent un rôle important dans l'épuration biologique des masses d'eau. Par exemple, une colonie de moules (Mytilus) pour 1 m². m traverse la cavité du manteau jusqu'à 250 mètres cubes. m d'eau par jour, en la filtrant et en décantant les particules en suspension. Un calanus de crustacé presque microscopique (Calanoida) nettoie jusqu'à 1,5 litre d'eau par jour. Si l'on prend en compte le grand nombre de ces crustacés, alors le travail qu'ils font dans la purification biologique des masses d'eau semble vraiment grandiose.

En eau douce, l'orge (Unioninae), l'édenté (Anodontinae), la moule zébrée (Dreissena), la daphnie (Daphnia) et d'autres invertébrés sont des biofiltres actifs. Leur importance en tant que sorte de "système de nettoyage" biologique des réservoirs est si grande qu'il est presque impossible de la surestimer.

Zonage du milieu aquatique. Le milieu aquatique de la vie se caractérise par une zonalité horizontale et surtout verticale bien définie. Tous les hydrobiontes sont strictement confinés à vivre dans certaines zones, qui diffèrent par des conditions de vie différentes.

Dans l'océan mondial, la colonne d'eau s'appelle le pélagial et le fond s'appelle le benthal. En conséquence, les groupes écologiques d'organismes vivant dans la colonne d'eau (pélagique) et au fond (benthique) sont également distingués.

Le fond, en fonction de la profondeur de son apparition à partir de la surface de l'eau, est divisé en sublittoral (la zone de diminution douce jusqu'à une profondeur de 200 m), bathyal (pente raide), abyssal (lit océanique avec une moyenne profondeur de 3-6 km), ultra-abyssale (le fond des dépressions océaniques situées à une profondeur de 6 à 10 km). Le littoral se distingue également - le bord de la côte, périodiquement inondé lors des marées hautes (Fig. 16).

Les eaux libres de l'océan mondial (pélagiale) sont également divisées en zones verticales selon les zones benthiques : épipélagiale, bathypélagique, abyssopélagique.

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

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

Habitat aquatique. Spécificité des hydrobiontes adaptatifs. Propriétés fondamentales du milieu aquatique. Quelques équipements spéciaux.

L'eau en tant qu'habitat a un certain nombre de propriétés spécifiques, telles qu'une densité élevée, de fortes chutes de pression, une teneur en oxygène relativement faible, une forte absorption de la lumière solaire, etc. Les réservoirs et leurs sections individuelles diffèrent, en outre, par le régime salin, la vitesse de les mouvements horizontaux (courants) , la teneur en particules en suspension. Pour la vie des organismes benthiques, les propriétés du sol, le mode de décomposition des résidus organiques, etc., sont importants. Dans l'océan et ses mers constitutives, tout d'abord, deux zones écologiques : colonne d'eau - pélagique et le bas benthal . En fonction de la profondeur, le benthal est divisé en zone sublittorale - la zone d'une diminution douce des terres jusqu'à une profondeur d'environ 200 m, le bathyal - la zone d'une pente raide et l'abîme zone - la zone du fond de l'océan avec une profondeur moyenne de 3 à 6 km.

Groupes écologiques d'hydrobiontes. La colonne d'eau est habitée par des organismes qui ont la capacité de nager ou de rester dans certaines couches. À cet égard, les organismes aquatiques sont divisés en groupes.

Necton - il s'agit d'une collection d'êtres vivants pélagiques en mouvement actif, et non de leur lien avec le fond. Ce sont principalement de grandes créatures vivantes capables de surmonter de longues distances et de forts courants d'eau. Ils ont une silhouette profilée et des organes de mouvement bien développés. Ceux-ci incluent les poissons, les calmars, les baleines, les pinnipèdes.

Plancton - il s'agit d'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.

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

Benthos - c'est une boule d'org-s vivant au fond (au sol et dans le sol) des réservoirs. -Principalement représenté par attaché, ou se déplaçant lentement, ou s'enfouissant dans le sol vivant-mi-

Neuston - une communauté d'orgs vivant à proximité du film d'eau superficiel. Organismes vivant au-dessus du film de surface - épineuston, bas - hyponeuton. Neuston est composé de protozoaires, de petits mollusques pulmonaires, de marcheurs d'eau, de tourbillons et de larves de moustiques.

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

Propriétés fondamentales du milieu aquatique.

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

En raison du fort gradient de pression dans les masses d'eau, les hydrobiontes sont généralement beaucoup plus eurybatiques que les organismes terrestres. Certaines espèces, réparties à différentes profondeurs, supportent des pressions de plusieurs à plusieurs centaines d'atmosphères. Par exemple, les holothuries du genre Elpidia et les vers Priapulus caudatus habitent de la zone côtière à l'ultraabyssal. Même les habitants d'eau douce, tels que les ciliés, les pantoufles, les suvoys, les coléoptères nageurs et autres, résistent jusqu'à 6 x 10 7 Pa (600 atm) dans l'expérience.

Mode oxygène. L'oxygène pénètre dans l'eau principalement en raison de l'activité photosynthétique des algues et de la diffusion à partir de l'air. Par conséquent, les couches supérieures de la colonne d'eau sont généralement plus riches en ce gaz que les couches inférieures. Avec une augmentation de la température et de la salinité de l'eau, la concentration d'oxygène dans celle-ci diminue. Parmi la vie aquatique, de nombreuses espèces peuvent tolérer de grandes fluctuations de la teneur en oxygène de l'eau, jusqu'à son absence presque totale. (euryoxybiontes - "oxy" - oxygène, "biote" - habitant). Cependant, un certain nombre de types sténoxybionte - ils ne peuvent exister qu'à une saturation suffisamment élevée en eau en oxygène (truite arc-en-ciel, truite fario, vairon, ver ciliaire Planaria alpina, larves d'éphémères, de mouches à pierre, etc.). La respiration des hydrobiontes s'effectue soit à travers la surface du corps, soit à travers des organes spécialisés - branchies, poumons, trachée.

Mode sel. Si pour les animaux et les plantes terrestres, il est plus important de fournir de l'eau au corps dans des conditions de carence, alors pour les hydrobiontes, il n'est pas moins important de maintenir une certaine quantité d'eau dans le corps lorsqu'elle est en excès dans l'environnement. Une quantité excessive d'eau dans les cellules entraîne une modification de leur pression osmotique et une violation des fonctions vitales les plus importantes. La plupart de la vie aquatique poïkilosmotique : la pression osmotique dans leur corps dépend de la salinité de l'eau environnante. Par conséquent, pour les organismes aquatiques, le principal moyen de maintenir leur équilibre salin est d'éviter les habitats dont la salinité n'est pas adaptée. Les vertébrés, les écrevisses supérieures, les insectes et leurs larves vivant dans l'eau appartiennent à homoiosmotique espèces, en maintenant une pression osmotique constante dans le corps, quelle que soit la concentration de sels dans l'eau.

Régime de température les masses d'eau sont plus stables que sur terre. L'amplitude des fluctuations annuelles de température dans les couches supérieures de l'océan ne dépasse pas 10-15 °C, dans les eaux continentales - 30-35 °C. Les couches d'eau profondes sont caractérisées par une température constante. Dans les eaux équatoriales, la température annuelle moyenne des couches de surface est de + (26-27) ° С, dans les eaux polaires - d'environ 0 ° C et moins. Dans les sources souterraines chaudes, la température de l'eau peut approcher +100 ° C, et dans les geysers sous-marins à haute pression La température enregistrée au fond de l'océan est de +380 °C. En raison de plus durable régime de température l'eau parmi les hydrobiontes dans une bien plus grande mesure que parmi la population de la terre, la sténothermie est courante. 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 de température quotidiennes et saisonnières sont importantes.

Mode lumière. Il y a beaucoup moins de lumière dans l'eau que dans l'air. La réflexion est d'autant plus forte que la position du Soleil est basse, donc la journée sous l'eau est plus courte que sur terre. Par exemple, une journée d'été près de l'île de Madère à une profondeur de 30 m - 5 heures et à une profondeur de 40 m - seulement 15 minutes. La diminution rapide de la quantité de lumière avec la profondeur est due à son absorption par l'eau. Les rayons de différentes longueurs d'onde sont absorbés différemment : les rouges disparaissent près de la surface, tandis que les bleus-verts pénètrent beaucoup plus profondément. L'approfondissement du crépuscule dans l'océan est d'abord vert, puis bleu, bleu et bleu-violet, pour finalement céder la place à l'obscurité permanente. Ainsi, les algues vertes, brunes et rouges se substituent à la profondeur, spécialisée dans la capture de la lumière avec différentes longueurs d'onde. La couleur des animaux change avec la profondeur de la même manière. Les habitants des zones littorales et sublittorales sont les plus colorés et les plus divers. De nombreux organismes profonds, comme ceux des cavernes, n'ont pas de pigments. Dans la zone crépusculaire, la coloration rouge est répandue, complémentaire de la lumière bleu-violet à ces profondeurs.

Dans les profondeurs sombres de l'océan, les organismes utilisent la lumière émise par les êtres vivants comme source d'informations visuelles. À PARTIR DE