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Milieu aquatique de la vie végétale. Notion de cadre de vie

Que faut-il pour survivre ? De la nourriture, de l'eau, un abri ? Les animaux ont besoin des mêmes choses et vivent dans des habitats qui peuvent leur fournir tout ce dont ils ont besoin. Chaque organisme possède un habitat unique qui satisfait tous ses besoins. Les animaux et les plantes qui vivent dans une certaine zone et partagent des ressources forment différentes communautés au sein desquelles les organismes occupent leur niche. Il existe trois habitats principaux : aquatique, aéroterrestre et terrestre.

Écosystème

Un écosystème est un espace dans lequel tous les éléments vivants et non vivants de la nature interagissent et dépendent les uns des autres. L'habitat d'un organisme est un lieu qui abrite un être vivant. Cet environnement comprend tout les conditions nécessaires pour la survie. Pour l’animal, cela signifie qu’il peut trouver ici de la nourriture et un partenaire pour se reproduire et procréer.

Pour une plante, un bon habitat doit offrir la bonne combinaison de lumière, d’air, d’eau et de sol. Par exemple, le figue de Barbarie, adapté aux sols sableux, aux climats secs et à la lumière du soleil, pousse bien dans les zones désertiques. Il ne pourrait pas survivre dans des endroits humides et frais avec beaucoup de pluie.

Principales composantes de l'habitat

Les principales composantes d'un habitat sont l'abri, l'eau, la nourriture et l'espace. En règle générale, l'habitat comprend tous ces éléments, mais dans la nature, on peut également constater l'absence d'un ou deux composants. Par exemple, l'habitat d'un animal comme le couguar fournit la bonne quantité de nourriture (cerfs, porcs-épics, lapins, rongeurs), d'eau (lac, rivière) et d'abri (arbres ou terriers). Cependant, ce grand prédateur manque parfois d’espace, d’espace pour établir son propre territoire.

Espace

La quantité d'espace dont un organisme a besoin varie considérablement d'une espèce à l'autre. Par exemple, une simple fourmi n’a besoin que de quelques centimètres carrés, mais un seul grand animal, une panthère, a besoin d’une grande quantité d’espace, qui peut atteindre environ 455 kilomètres carrés, pour chasser et trouver un partenaire. Les plantes ont aussi besoin d’espace. Certains arbres atteignent plus de 4,5 mètres de diamètre et 100 m de hauteur. Des plantes aussi massives nécessitent plus d’espace que les arbres et arbustes ordinaires d’un parc urbain.

Nourriture

La disponibilité de nourriture est la partie la plus importante de l'habitat d'un organisme particulier. Trop petit ou au contraire un grand nombre de la nourriture peut perturber l’habitat. D’une certaine manière, il est plus facile pour les plantes de trouver de la nourriture pour elles-mêmes, puisqu’elles sont capables de créer elles-mêmes leur propre nourriture grâce à la photosynthèse. Environnement aquatique l'habitat implique généralement la présence d'algues. Un nutriment tel que le phosphore les aide à se propager.

Lorsqu’il y a une augmentation soudaine du phosphore dans un habitat d’eau douce, cela signifie une prolifération rapide d’algues, appelée floraison, qui rend l’eau verte, rouge ou brune. Les proliférations d'algues peuvent également aspirer l'oxygène de l'eau, détruisant ainsi l'habitat d'organismes tels que les poissons et les plantes. Ainsi, l'excédent nutriments car les algues peuvent avoir un impact négatif sur toute la chaîne alimentaire la vie aquatique.

Eau

L'eau est essentielle à toutes les formes de vie. Presque tous les habitats doivent disposer d’une certaine forme d’approvisionnement en eau. Certains organismes ont besoin de beaucoup d’eau, tandis que d’autres en ont très peu. Par exemple, dromadaire peut rester sans eau pendant assez longtemps. Les dromadaires (Afrique du Nord et péninsule arabique), dotés d'une seule bosse, peuvent parcourir 161 kilomètres sans boire une gorgée d'eau. Malgré un accès rare à l’eau et un climat chaud et sec, ces animaux sont adaptés à de telles conditions de vie. Par contre, il y a des plantes qui poussent mieux dans endroits humides comme les marécages et les marécages. Les habitats aquatiques abritent une variété d’organismes.

Abri

Le corps a besoin d’un abri qui le protégera des prédateurs et des intempéries. Ces refuges pour animaux peuvent accueillir le plus formes différentes. Un seul arbre, par exemple, peut fournir un habitat sûr à de nombreux organismes. La chenille peut se cacher dessous la partie au fond feuilles. Les températures fraîches peuvent servir d’abri aux champignons chaga. zone humide près des racines des arbres. Le pygargue à tête blanche trouve sa maison dans la canopée, où il construit un nid et guette ses futures proies.

Habitat aquatique

Les animaux qui utilisent l’eau comme habitat sont appelés aquatiques. En fonction des nutriments et des composés chimiques dissous dans l'eau, la concentration de certains types d'habitants aquatiques est déterminée. Par exemple, le hareng vit dans les milieux salés eaux de mer, tandis que le tilapia et le saumon vivent en eau douce.

Les plantes ont besoin d’humidité et de soleil pour réaliser la photosynthèse. Ils puisent l'eau du sol par leurs racines. L'eau transporte les nutriments vers d'autres parties de la plante. Certaines plantes, comme les nénuphars, ont besoin de beaucoup d’eau, tandis que les cactus du désert peuvent passer des mois sans humidité.

Les animaux ont aussi besoin d’eau. La plupart devraient boire régulièrement pour éviter la déshydratation. Pour de nombreux animaux, les habitats aquatiques sont leur habitat. Par exemple, les grenouilles et les tortues utilisent sources d'eau afin de pondre et de se reproduire. Certains serpents et autres reptiles vivent dans l'eau. L’eau douce contient souvent beaucoup de nutriments dissous, sans lesquels les organismes aquatiques ne pourraient pas continuer à exister.

Selon la majorité des auteurs étudiant l’origine de la vie sur Terre, le principal environnement évolutif de la vie était le milieu aquatique. Nous trouvons de nombreuses confirmations indirectes de cette position. Tout d’abord, la plupart des organismes ne sont pas capables de mener une vie active sans que de l’eau ne pénètre dans le corps ou, du moins, sans maintenir une certaine quantité de liquide à l’intérieur du corps. L'environnement interne de l'organisme, dans lequel se déroulent les principaux processus physiologiques, conserve évidemment encore les caractéristiques de l'environnement dans lequel s'est déroulée l'évolution des premiers organismes. Ainsi, la teneur en sel du sang humain (maintenue à un niveau relativement constant) est proche de celle de l’eau des océans. Les propriétés du milieu aquatique océanique ont largement déterminé l’évolution chimique et physique de toutes les formes de vie. La principale caractéristique distinctive du milieu aquatique est peut-être son relatif conservatisme. Par exemple, l'amplitude des fluctuations saisonnières ou quotidiennes de température dans le milieu aquatique est beaucoup plus faible que dans le milieu terrestre-air. Topographie du fond, différences de conditions selon les profondeurs, présence de récifs coralliens, etc. créer une variété de conditions dans le milieu aquatique. Les caractéristiques du milieu aquatique découlent des propriétés physiques et chimiques de l’eau. Ainsi, la densité et la viscosité élevées de l’eau revêtent une grande importance environnementale. La densité de l'eau est comparable à celle du corps des organismes vivants. La densité de l’eau est environ 1 000 fois supérieure à celle de l’air. Par conséquent, les organismes aquatiques (en particulier ceux qui se déplacent activement) sont confrontés à une grande force de résistance hydrodynamique. Pour cette raison, l'évolution de nombreux groupes d'animaux aquatiques s'est orientée vers la formation de formes corporelles et de types de mouvements réduisant la traînée, ce qui entraîne une diminution des coûts énergétiques pour la nage. Ainsi, une forme corporelle profilée se retrouve chez les représentants de divers groupes d'organismes vivant dans l'eau - dauphins (mammifères), poissons osseux et cartilagineux. La forte densité de l’eau est également la raison pour laquelle les vibrations mécaniques se propagent bien dans le milieu aquatique. Cela était d'une grande importance dans l'évolution des organes sensoriels, l'orientation spatiale et la communication entre les habitants aquatiques. La vitesse du son dans le milieu aquatique, quatre fois supérieure à celle dans l'air, détermine la fréquence plus élevée des signaux d'écholocation. En raison de la forte densité du milieu aquatique, ses habitants sont privés du lien obligatoire avec le substrat, caractéristique des formes terrestres et associé aux forces de gravité. C'est pourquoi il y a tout un groupe les organismes aquatiques(plantes et animaux), existant sans connexion obligatoire avec le fond ou un autre substrat, « flottant » dans la colonne d’eau. La conductivité électrique a ouvert la possibilité de la formation évolutive d’organes sensoriels électriques, de défense et d’attaque.

Question 7. Environnement sol-air de la vie. L'environnement sol-air est caractérisé par une grande variété de conditions de vie, de niches écologiques et d'organismes qui les habitent. Il convient de noter que les organismes jouent un rôle primordial dans la détermination des conditions de l’environnement terre-air de la vie, et surtout dans la composition des gaz de l’atmosphère. Presque tout l'oxygène de l'atmosphère terrestre est d'origine biogénique. Les principales caractéristiques de l'environnement sol-air sont la grande amplitude de changement facteurs environnementaux, hétérogénéité de l'environnement, action des forces gravitationnelles, faible densité de l'air. Un complexe de facteurs physico-géographiques et climatiques caractéristiques d'une certaine zone naturelle conduit à la formation évolutive d'adaptations morphophysiologiques des organismes à la vie dans ces conditions, une diversité de formes de vie. La teneur élevée en oxygène dans l'atmosphère (environ 21 %) détermine la possibilité de formation d'un niveau (d'énergie) élevé métabolisme. L'air atmosphérique est caractérisé par une humidité faible et variable. Cette circonstance a largement limité (limité) les possibilités de maîtrise de l'environnement sol-air, et a également orienté l'évolution du métabolisme eau-sel et la structure des organes respiratoires.

Question 8. Le sol comme milieu de vie . Le sol est le résultat de l’activité d’organismes vivants. Les organismes qui peuplaient l’environnement sol-air ont conduit à l’émergence du sol comme habitat unique. Le sol est un système complexe comprenant une phase solide (particules minérales), une phase liquide (humidité du sol) et une phase gazeuse. La relation entre ces trois phases détermine les caractéristiques du sol en tant que milieu de vie. Une caractéristique importante du sol est également la présence d’une certaine quantité de matière organique. Il se forme à la suite de la mort d'organismes et fait partie de leurs excréments (sécrétions). Conditions environnement du sol les habitats sont déterminés par des propriétés du sol telles que son aération (c'est-à-dire sa saturation en air), son humidité (présence d'humidité), sa capacité thermique et son régime thermique (variations de température quotidiennes, saisonnières et annuelles). Le régime thermique, comparé à l’environnement sol-air, est plus conservateur, surtout à grandes profondeurs. En général, le sol présente des conditions de vie assez stables. Les différences verticales sont également caractéristiques d’autres propriétés du sol : par exemple, la pénétration de la lumière dépend naturellement de la profondeur. De nombreux auteurs notent la position intermédiaire du milieu pédologique de la vie entre les milieux aquatique et terrestre-air. Le sol peut abriter des organismes dotés d’une respiration à la fois aquatique et aérienne. Le gradient vertical de pénétration de la lumière dans le sol est encore plus prononcé que dans l’eau. Les micro-organismes sont présents dans toute l'épaisseur du sol et les plantes (principalement les systèmes racinaires) sont associées aux horizons extérieurs. Les organismes du sol sont caractérisés par des organes et des types de mouvements spécifiques (membres fouisseurs chez les mammifères ; capacité de modifier l'épaisseur du corps ; présence de capsules céphaliques spécialisées chez certaines espèces) ; forme du corps (rond, volcanique, en forme de ver); housses durables et flexibles ; réduction des yeux et disparition des pigments. Parmi les habitants du sol, la saprophagie est largement développée - mangeant les cadavres d'autres animaux, les restes en décomposition, etc.

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

Habitat aquatique

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Facteurs écologiques dans les habitats aquatiques

Les principaux facteurs environnementaux de l'habitat aquatique sont représentés par les courants et les vagues, opérant presque sans arrêt. Ils sont capables d'avoir un effet indirect sur les organismes, en modifiant la composition ionique de l'eau, sa minéralisation, ce qui à son tour contribue aux modifications des concentrations de nutriments. Quant à l'impact direct des facteurs ci-dessus, ils contribuent à l'adaptation des organismes vivants au flux. Ainsi, par exemple, les poissons qui vivent dans les eaux calmes ont un corps aplati sur les côtés (brème), tandis que dans les eaux rapides, ils ont un corps arrondi (truite).

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

Note 1

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

HABITAT ET LEURS CARACTÉRISTIQUES

Conditions de vie divers types les organismes sont très divers. Selon l'endroit où vivent les représentants des différentes espèces, ils sont affectés par différents ensembles de facteurs environnementaux. Sur notre planète, on peut distinguer plusieurs grands milieux de vie, très variés en termes de conditions de vie :

Habitat aquatique

· Environnement sol-air un habitat

· Le sol comme habitat

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

Habitat aquatique - hydrosphère

L'eau couvre 71% de la superficie globe et représente 1/800 du volume du terrain soit 1370 m3. La majeure partie de l'eau est concentrée dans les mers et les océans - 94 à 98 %, en glace polaire contient environ 1,2% d'eau et une très faible proportion - moins de 0,5% - dans les eaux douces des rivières, des lacs et des marécages. Ces relations sont constantes, même si dans la nature le cycle de l'eau se poursuit sans cesse.

Environ 150 000 espèces d’animaux et 10 000 plantes vivent dans les milieux aquatiques, représentant respectivement seulement 7 et 8 % du nombre total d’espèces sur Terre. Sur cette base, il a été conclu que l’évolution sur terre était beaucoup plus intense que dans l’eau.

Tous les habitants aquatiques, malgré leurs différences de mode de vie, doivent s'adapter aux principales caractéristiques de leur environnement. Ces caractéristiques sont déterminées en premier lieu propriétés physiques eau:

Densité,

· Conductivité thermique,

Capacité à dissoudre les sels et les gaz

· Mouvements verticaux de l'eau,

Mode lumière

Concentration en ions hydrogène (niveau de pH)

Densité l'eau détermine sa force de poussée importante. Cela signifie que le poids des organismes dans l’eau est allégé et qu’il devient possible de mener une vie permanente dans la colonne d’eau sans sombrer au fond. Un ensemble de petites espèces qui ne sont pas capables de nager activement rapidement et qui sont en suspension dans l'eau est appelé plancton.

Plancton(plancton - errant, planant) - un ensemble de plantes (phytoplancton : diatomées, algues vertes et bleu-vert (plans d'eau douce uniquement), flagellés végétaux, péridiniens, etc.) et de petits organismes animaux (zooplancton : petits crustacés, du les plus gros - mollusques ptéropodes, méduses, cténophores, certains vers) vivant à différentes profondeurs, mais incapables de mouvement actif et de résistance aux courants.

En raison de la forte densité du milieu et de la présence de plancton dans le milieu aquatique, une alimentation de type filtration est possible. Il se développe aussi bien chez les animaux aquatiques nageurs (baleines) que sessiles ( Lys de mer, moules, huîtres). Filtrer les matières en suspension de l’eau fournit de la nourriture à ces animaux. Un mode de vie sédentaire serait impossible pour les habitants aquatiques sans la densité suffisante du milieu.

La densité de l'eau distillée à une température de 4 0 C est égale à 1 g/cm 3 . Densité eaux naturelles contenant des sels dissous peuvent être plus élevés, jusqu'à 1,35 g/cm 3 .

En raison de la densité élevée de l’eau, la pression augmente considérablement avec la profondeur. En moyenne, tous les 10 m de profondeur, la pression augmente de 1 atmosphère. Les animaux des grands fonds sont capables de résister à une pression des milliers de fois supérieure à la pression terrestre (flet, raies pastenagues). Ils ont des adaptations particulières : une forme du corps aplatie des deux côtés, des nageoires massives. La densité de l'eau rend difficile les déplacements, c'est pourquoi les animaux qui nagent rapidement doivent avoir des muscles forts et une forme corporelle profilée (dauphins, requins, calmars, poissons).

Mode thermique. Le milieu aquatique se caractérise par un apport thermique moindre, car une partie importante est réfléchie et une partie tout aussi importante est consacrée à l'évaporation. L'eau a une capacité thermique élevée. Conformément à la dynamique des températures terrestres, les températures de l’eau présentent de plus petites fluctuations des températures quotidiennes et saisonnières. Par conséquent, les habitants aquatiques ne sont pas confrontés à la nécessité de s'adapter à fortes gelées ou une chaleur de 40 degrés. Ce n'est que dans les sources chaudes que la température de l'eau peut approcher le point d'ébullition. De plus, les réservoirs égalisent considérablement la température de l'atmosphère des zones côtières. En l'absence de coquille de glace, les mers ont un effet de réchauffement sur les zones terrestres adjacentes pendant la saison froide et un effet de refroidissement et d'humidification en été.

Caractéristique Le milieu aquatique est sa mobilité, notamment dans les ruisseaux et rivières à débit rapide. Les mers et les océans connaissent des flux et reflux, des courants puissants et des tempêtes. Dans les lacs, la température de l’eau change en raison de la température et du vent. Les changements de température dans les eaux courantes suivent les changements dans l'air ambiant et ont une amplitude plus petite.

Dans les lacs et étangs des latitudes tempérées, l'eau est clairement divisée en trois couches :

Pendant les périodes de stagnation, trois couches se distinguent clairement : la supérieure (épilimnion) avec les fluctuations saisonnières les plus fortes de la température de l'eau, la moyenne (métalimnion ou thermocline), dans laquelle se produit un brusque saut de température, et la inférieure (hypolimnion), dans dont la température change peu tout au long de l'année. En été, les couches les plus chaudes se situent en surface et les plus froides au fond. Ce type La répartition couche par couche des températures dans un réservoir est appelée STRATIFICATION DIRECTE. En hiver, avec une baisse de température, une STRATIFICATION INVERSÉE se produit. La couche superficielle a une température proche de zéro. Au fond, la température est d'environ 4 0 C. Ainsi, la température augmente avec la profondeur. En conséquence, la circulation verticale est perturbée et une période de stagnation temporaire commence - la STAGNATION hivernale.

Avec une nouvelle augmentation de la température, les couches supérieures d'eau deviennent moins denses et ne coulent plus - la stagnation estivale s'installe. En automne, les eaux de surface refroidissent à nouveau jusqu'à 4 0 C et coulent vers le fond, provoquant un mélange secondaire des masses d'eau avec égalisation des températures.

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

Ainsi, dans l'eau en tant que milieu de vie, d'une part, il existe une variété assez importante de conditions de température, et d'autre part, les caractéristiques thermodynamiques du milieu aquatique (chaleur spécifique élevée, conductivité thermique élevée, dilatation lors du gel) créent conditions favorables aux organismes vivants.

Mode lumière. L'intensité de la lumière dans l'eau est considérablement affaiblie en raison de sa réflexion par la surface et de son absorption par l'eau elle-même. Cela affecte grandement le développement des plantes photosynthétiques. Moins l’eau est transparente, plus la lumière est absorbée. La transparence de l'eau est limitée par les suspensions minérales et le plancton. Elle diminue avec le développement rapide de petits organismes en été, et sous les latitudes tempérées et septentrionales même en hiver, après l'établissement d'une couverture de glace et son recouvrement de neige au sommet.

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

La lumière ne pénètre qu’à une profondeur relativement faible, de sorte que les organismes végétaux (phytobenthos) ne peuvent exister que dans les horizons supérieurs de la colonne d’eau. Sur grandes profondeurs il n'y a pas de plantes et les animaux des grands fonds vivent dans l'obscurité totale, s'adaptant de manière unique à ce mode de vie.

Les heures de clarté sont beaucoup plus courtes (surtout dans les couches profondes) que sur terre. La quantité de lumière dans les couches supérieures des réservoirs varie en fonction de la latitude de la zone et de la période de l'année. Ainsi, les longues nuits polaires limitent considérablement la période propice à la photosynthèse dans l’Arctique et l’Antarctique, et la couverture de glace rend difficile l’accès de la lumière à toutes les masses d’eau gelées en hiver.

Mode gaz. Les principaux gaz présents dans l'eau sont l'oxygène et le dioxyde de carbone. Le reste est d'importance secondaire (sulfure d'hydrogène, méthane).

Une quantité limitée d'oxygène est l'une des principales difficultés de la vie des habitants aquatiques. La teneur totale en oxygène dans les couches supérieures de l’eau (comment s’appelle-t-elle ?) est 6-8 ml/litre ou dans 21 fois plus bas que dans l'atmosphère (rappelez-vous les chiffres !).

La teneur en oxygène est inversement proportionnelle à la température. À mesure que la température et la salinité de l’eau augmentent, la concentration d’oxygène diminue. Dans les couches fortement peuplées d'animaux et de bactéries, un manque d'oxygène peut survenir en raison d'une consommation accrue d'oxygène. Ainsi, dans l'océan mondial, les profondeurs riches en vie de 50 à 1 000 mètres se caractérisent par une forte détérioration de l'aération. Il est 7 à 10 fois inférieur à celui des eaux de surface habitées par du phytoplancton. Les conditions au fond des réservoirs peuvent être proches de l’anaérobie.

Dans les plans d'eau, il peut parfois y avoir se fige– mort massive d’habitants par manque d’oxygène. Les raisons en sont les conditions stagnantes dans les petits réservoirs. Recouvrir la surface d'un réservoir de glace en hiver, polluer le réservoir, augmenter la température de l'eau. Lorsque la concentration en oxygène est inférieure à 0,3-3,5 ml/l, la vie des aérobies dans l’eau est impossible.

Gaz carbonique. Voies par lesquelles le dioxyde de carbone pénètre dans l’eau :

· Dissolution du carbone contenu dans l'air ;

· Respiration des organismes aquatiques ;

· Décomposition des résidus organiques ;

· Libération de carbonates.

Les habitants du milieu aquatique ont reçu un nom commun en écologie les hydrobiontes. Ils habitent l'océan mondial, les réservoirs continentaux et les eaux souterraines. Dans n’importe quel plan d’eau, des zones présentant des conditions différentes peuvent être distinguées.

Dans l'océan et ses mers, il existe principalement deux zones écologiques : la colonne d'eau - pélagique et le bas - benthal. Les habitants des profondeurs abyssales et ultra-abyssales existent dans l'obscurité, à température constante et à pression énorme. La population entière des fonds marins a été nommée benthos.

Propriétés fondamentales du milieu aquatique.

Densité de l'eau est un facteur qui détermine les conditions de mouvement des organismes aquatiques et la pression à différentes profondeurs. Pour l'eau distillée, la densité est de 1 g/cm 3 à 4 °C. La densité des eaux naturelles contenant des sels dissous peut être plus élevée, jusqu'à 1,35 g/cm 3 . La pression augmente avec la profondeur en moyenne de 1 × 10 5 Pa (1 atm) tous les 10 m. La densité de l'eau permet de s'appuyer sur elle, ce qui est particulièrement important pour les formes non squelettiques. La densité du milieu est une condition pour flotter dans l'eau, et de nombreux organismes aquatiques sont spécifiquement adaptés à ce mode de vie. Les organismes en suspension flottant dans l'eau sont regroupés en un groupe écologique spécial d'organismes aquatiques - plancton(« planctos » – planer). Le plancton est dominé par des algues unicellulaires et coloniales, des protozoaires, des méduses, des siphonophores, des cténophores, des ptéropodes et des mollusques carlins, divers petits crustacés, des larves d'animaux de fond, des œufs et des alevins de poissons, et bien d'autres. Algue (phytoplancton) planer passivement dans l'eau, tandis que la plupart des animaux planctoniques sont capables de nager activement, mais dans des limites limitées. Un type particulier de plancton est un groupe écologique Neuston(« nein » - nager) - habitants du film d'eau superficiel à la frontière avec environnement aérien. La densité et la viscosité de l’eau influencent grandement la possibilité d’une nage active. Les animaux capables de nager rapidement et de surmonter la force des courants sont réunis dans un groupe écologique necton(« nektos » – flottant).

Régime d'oxygène. Dans l'eau saturée en oxygène, sa teneur ne dépasse pas 10 ml pour 1 litre, soit 21 fois inférieure à celle de l'atmosphère. Par conséquent, les conditions respiratoires des organismes aquatiques sont considérablement compliquées. L'oxygène pénètre dans l'eau principalement par l'activité photosynthétique des algues et par diffusion depuis l'air. Par conséquent, les couches supérieures de la colonne d’eau sont généralement plus riches en ce gaz que les couches inférieures. À mesure que la température et la salinité de l’eau augmentent, la concentration d’oxygène diminue. Dans les couches fortement peuplées d'animaux et de bactéries, une forte carence en O 2 peut être créée en raison de sa consommation accrue. Les conditions au fond des réservoirs peuvent être proches de l’anaérobie.

Parmi les habitants aquatiques, il existe de nombreuses espèces capables de tolérer de larges fluctuations de la teneur en oxygène de l'eau, jusqu'à son absence presque totale. (euryoxybiontes – « oxy » – oxygène, « biont » – habitant). Ceux-ci incluent, par exemple, les gastéropodes. Parmi les poissons, la carpe, la tanche et le carassin peuvent résister à une très faible saturation de l'eau en oxygène. Cependant, un certain nombre de types sténoxybionte– ils ne peuvent exister qu'avec une saturation de l'eau en oxygène suffisamment élevée (truite arc-en-ciel, truite fario, vairon).

Régime de sel. Le maintien de l'équilibre hydrique des organismes aquatiques a ses spécificités. Si pour les animaux et les plantes terrestres, il est très important de fournir au corps de l'eau dans des conditions de carence, alors pour les hydrobiontes, il n'est pas moins important de maintenir une certaine quantité d'eau dans le corps lorsqu'il y en a un excès dans l'environnement. . Une quantité excessive d'eau dans les cellules entraîne des modifications de la pression osmotique et une perturbation des fonctions vitales les plus importantes. La plupart de la vie aquatique poïkilosmotique : la pression osmotique dans leur corps dépend de la salinité de l'eau environnante. Par conséquent, le principal moyen pour les organismes aquatiques de maintenir leur équilibre salin est d’éviter les habitats à salinité inappropriée. Les formes d’eau douce ne peuvent exister dans les mers et les formes marines ne peuvent tolérer le dessalement. Les vertébrés, les crustacés supérieurs, les insectes et leurs larves vivant dans l'eau appartiennent à homoiosmotique espèces, maintenant une pression osmotique constante dans le corps quelle que soit la concentration de sels dans l’eau.

Mode lumière. Il y a beaucoup moins de lumière dans l'eau que dans l'air. Certains rayons incidents à la surface d’un réservoir se réfléchissent dans l’air. Plus la position du Soleil est basse, plus la réflexion est forte, donc la journée sous l'eau est plus courte que sur terre. Dans les profondeurs sombres de l’océan, les organismes utilisent la lumière émise par les êtres vivants comme source d’informations visuelles. La lueur d'un organisme vivant s'appelle bioluminescence. Les réactions utilisées pour générer de la lumière sont variées. Mais dans tous les cas il s’agit de l’oxydation de composés organiques complexes (luciférines) utilisant des catalyseurs protéiques (luciférase).

Méthodes d'orientation des animaux en milieu aquatique. Vivre constamment dans le crépuscule ou dans l’obscurité limite considérablement vos options orientation visuelle les hydrobiontes. En raison de l'atténuation rapide des rayons lumineux dans l'eau, même ceux qui possèdent des organes visuels bien développés ne peuvent les utiliser que pour naviguer à courte distance.

Le son se propage plus vite dans l'eau que dans l'air. L'orientation sonore est généralement mieux développée chez les organismes aquatiques que l'orientation visuelle. Un certain nombre d'espèces détectent même les vibrations à très basse fréquence (infrasons) , survenant lorsque le rythme des vagues change et descend des couches superficielles vers les couches plus profondes avant la tempête (par exemple, les méduses). De nombreux habitants des plans d'eau - mammifères, poissons, mollusques, crustacés - émettent eux-mêmes des sons. Un certain nombre d'hydrobiontes trouvent de la nourriture et naviguent en utilisant écholocation– perception des ondes sonores réfléchies (cétacés). Beaucoup perçoivent des impulsions électriques réfléchies , produisant des décharges de différentes fréquences en nageant. De nombreux poissons utilisent également les champs électriques pour se défendre et attaquer (raie pastenague électrique, anguille électrique, etc.).

Pour une orientation en profondeur, il est utilisé perception de la pression hydrostatique. Elle est réalisée à l'aide de statocystes, de chambres à gaz et d'autres organes.

La filtration comme type de nutrition. De nombreux hydrobiontes ont un mode d'alimentation particulier : il s'agit de la filtration ou de la sédimentation de particules d'origine organique en suspension dans l'eau et de nombreux petits organismes.

Forme du corps. La plupart des hydrobiontes ont une forme corporelle profilée.