Dom Razno

Stanište. Po čemu se kopneno-zračni okoliš razlikuje od vode

Na planeti Zemlji postoji nekoliko glavnih sredina života:

voda

zemlja-zrak

tlo

živi organizam.

Vodeni životni okoliš.

Organizmi koji žive u vodi imaju prilagodbe određene fizikalnim svojstvima vode (gustoća, toplinska vodljivost, sposobnost otapanja soli).

Zbog uzgona vode, mnogi mali stanovnici vodenog okoliša su u suspenziji i nisu u stanju odoljeti strujama. Ukupnost takvih malih vodenih stanovnika dobila je naziv plankton. Plankton uključuje mikroskopske alge, male rakove, riblja jaja i ličinke, meduze i mnoge druge vrste.

Plankton

Planktonske organizme nošene strujama ne mogu im se oduprijeti. Prisutnost planktona u vodi omogućuje filtracijski način prehrane, odnosno cijeđenje uz pomoć raznih naprava, malih organizama i čestica hrane suspendiranih u vodi. Razvijen je i kod plivajućih i kod sjedilačkih bentoskih životinja, kao npr morski ljiljani, dagnje, kamenice i dr. Sjedilački život bio bi nemoguć za vodene stanovnike da nema planktona, a on je, pak, moguć samo u okolišu dovoljne gustoće.

Gustoća vode otežava aktivno kretanje u njoj, tako da životinje koje brzo plivaju, kao što su ribe, dupini, lignje, moraju imati jake mišiće i aerodinamičan oblik tijela.

mako morski pas

Zbog velike gustoće vode, tlak snažno raste s dubinom. Duboko vodeni život sposobni izdržati pritisak tisućama puta veći nego na kopnu.

Svjetlost prodire u vodu samo do male dubine, pa biljni organizmi mogu postojati samo u gornjim horizontima vodenog stupca. Čak iu najčišćim morima fotosinteza je moguća samo do dubine od 100-200 m. velike dubine nema biljaka, a dubokovodne životinje žive u potpunom mraku.

Režim temperature u vodenim tijelima je blaži nego na kopnu. Zbog velikog toplinskog kapaciteta vode, temperaturne fluktuacije u njoj su izglađene, a vodeni stanovnici se ne suočavaju s potrebom prilagođavanja jaki mrazevi ili topline od četrdeset stupnjeva. Samo u toplim izvorima temperatura vode može se približiti vrelištu.

Jedna od poteškoća u životu vodenih stanovnika je ograničena količina kisika. Njegova topljivost nije jako visoka i, štoviše, znatno se smanjuje kada se voda kontaminira ili zagrijava. Stoga u akumulacijama ponekad dolazi do smrzavanja - masovne smrti stanovnika zbog nedostatka kisika, što se događa iz različitih razloga.

Ubijanje ribe

Sastav soli okoliša također je vrlo važan za vodeni organizmi. pogled na more ne mogu živjeti u slatkim vodama, a slatkovodne ne mogu živjeti u morima zbog poremećaja stanica.

Prizemno-zračni okoliš života.

Ovo okruženje ima drugačiji skup značajki. Općenito je složeniji i raznolikiji od vode. Ima puno kisika, puno svjetla, oštrije promjene temperature u vremenu i prostoru, znatno slabije padove tlaka, a često je i deficit vlage. Iako mnoge vrste mogu letjeti, a male kukce, paukove, mikroorganizme, sjemenke i spore biljaka nose zračne struje, organizmi se hrane i razmnožavaju na površini tla ili biljaka. U mediju niske gustoće kao što je zrak, organizmima je potrebna podrška. Stoga su kod kopnenih biljaka razvijena mehanička tkiva, a kod kopnenih životinja unutarnji ili vanjski skelet je izraženiji nego kod vodenih. Niska gustoća zraka olakšava kretanje u njemu. Oko dvije trećine stanovnika kopna ovladalo je aktivnim i pasivnim letom. Većina njih su kukci i ptice.

crni zmaj

Leptir Kaligo

Zrak je loš vodič topline. To olakšava mogućnost očuvanja topline stvorene unutar organizama i održavanje stalne temperature kod toplokrvnih životinja. Sam razvoj toplokrvnosti postao je moguć u kopnenom okruženju. Preci su moderni vodeni sisavci- kitovi, dupini, morževi, tuljani - nekada su živjeli na kopnu.

Stanovnici kopna imaju vrlo različite prilagodbe povezane s opskrbom vodom, osobito u sušnim uvjetima. U biljkama je to snažno korijenski sustav, vodonepropusni sloj na površini lišća i stabljike, sposobnost reguliranja isparavanja vode kroz puči. Kod životinja, to su također različite značajke strukture tijela i integumenta, ali, osim toga, odgovarajuće ponašanje također doprinosi održavanju ravnoteže vode. Mogu, na primjer, migrirati u vodotoke ili aktivno izbjegavati posebno suhe uvjete. Neke životinje mogu cijeli život živjeti na suhoj hrani, kao što su, na primjer, žerboi ili poznati moljac. U ovom slučaju, voda potrebna tijelu nastaje zbog oksidacije sastavnih dijelova hrane.

korijen devinog trna

U životu kopnenih organizama važnu ulogu igraju i mnogi drugi čimbenici okoliša, na primjer, sastav zraka, vjetrovi i topografija zemljine površine. Vrijeme i klima su od posebne važnosti. Stanovnici zemlje zračni okoliš moraju biti prilagođeni klimi dijela Zemlje u kojem žive i podnijeti promjenjivost vremenski uvjeti.

Tlo kao životna sredina.

Tlo je tanak sloj kopnene površine, prerađen djelovanjem živih bića. Čvrste čestice su u tlu prožete porama i šupljinama koje su dijelom ispunjene vodom, a dijelom zrakom, pa se u tlu mogu nastaniti i mali vodeni organizmi. Volumen malih šupljina u tlu je njegova vrlo važna karakteristika. U labavim tlima može biti do 70%, au gustim tlima - oko 20%. U tim porama i šupljinama ili na površini čvrstih čestica živi veliki broj mikroskopskih stvorenja: bakterije, gljive, protozoe, valjkasti crvi, člankonošci. Veće životinje prave svoje prolaze u tlu.

Stanovnici tla

Cijelo je tlo prožeto korijenjem biljaka. Dubina tla određena je dubinom prodiranja korijena i aktivnošću životinja koje kopaju jame. Nije više od 1,5-2 m.

Zrak u šupljinama tla uvijek je zasićen vodenom parom, njegov sastav je obogaćen ugljičnim dioksidom i osiromašen kisikom. Na taj način uvjeti života u tlu nalikuju vodenom okolišu. S druge strane, omjer vode i zraka u tlima stalno se mijenja ovisno o vremenskim prilikama. Temperaturne fluktuacije su vrlo oštre blizu površine, ali brzo se izglađuju s dubinom.

Glavna značajka okoliša tla je stalna opskrba organskom tvari, uglavnom zbog odumiranja korijena biljaka i opadanja lišća. Vrijedan je izvor energije za bakterije, gljivice i mnoge životinje, pa je tlo najzasićenija sredina životom. Njezin skriveni svijet vrlo je bogat i raznolik.

Živi organizmi kao životna sredina.

široka vrpca

Život na kopnu zahtijevao je takve prilagodbe koje su bile moguće samo kod visoko organiziranih živih organizama. Prizemno-zračni okoliš je teži za život, karakterizira ga visok sadržaj kisika, mala količina vodene pare, niska gustoća itd. Time su se uvelike promijenili uvjeti disanja, izmjene vode i kretanja živih bića.

Mala gustoća zraka uvjetuje njegovu malu silu dizanja i neznatnu nosivost. Zračni organizmi moraju imati vlastiti potporni sustav koji podupire tijelo: biljke - različita mehanička tkiva, životinje - čvrsti ili hidrostatski kostur. Osim toga, svi stanovnici zračnog okoliša usko su povezani s površinom zemlje, koja im služi za pričvršćivanje i oslonac.

Niska gustoća zraka osigurava mali otpor kretanju. Stoga su mnoge kopnene životinje stekle sposobnost letenja. 75% svih kopnenih stvorenja, uglavnom kukaca i ptica, prilagodilo se aktivnom letu.

Zbog pokretljivosti zraka, vertikalnih i horizontalnih strujanja zračnih masa koje postoje u nižim slojevima atmosfere, moguće je pasivno letenje organizama. S tim u vezi, mnoge su vrste razvile anemohoriju - preseljenje uz pomoć zračnih struja. Anemohorija je karakteristična za spore, sjemenke i plodove biljaka, ciste protozoa, male insekte, paukove itd. Organizmi koji se pasivno prenose zračnim strujama zajednički se nazivaju aeroplankton.

Kopneni organizmi egzistiraju u uvjetima relativno niskog tlaka zbog niske gustoće zraka. Normalno je jednak 760 mm Hg. Kako se nadmorska visina povećava, tlak se smanjuje. Nizak tlak može ograničiti distribuciju vrsta u planinama. Za kralješnjake je gornja granica života oko 60 mm. Pad tlaka povlači za sobom smanjenje opskrbe kisikom i dehidraciju životinja zbog povećanja brzine disanja. Približno iste granice napredovanja u planinama imaju više biljke. Nešto su otporniji člankonošci koji se nalaze na ledenjacima iznad vegetacijske granice.

Plinski sastav zraka. Osim fizikalnih svojstava zračnog okoliša, njegovo postojanje vrlo je važno za postojanje kopnenih organizama. Kemijska svojstva. Plinski sastav zraka u površinskom sloju atmosfere prilično je homogen u pogledu sadržaja glavnih komponenti (dušik - 78,1%, kisik - 21,0%, argon - 0,9%, ugljični dioksid - 0,003% po volumenu).

Visok sadržaj kisika pridonio je povećanju metabolizma kopnenih organizama u usporedbi s primarnim vodenim. Upravo u kopnenom okruženju, na temelju visoke učinkovitosti oksidativnih procesa u tijelu, nastala je životinjska homeotermija. Kisik, zbog stalno visokog sadržaja u zraku, nije ograničavajući čimbenik za život u kopnenom okolišu.

Sadržaj ugljičnog dioksida može varirati u određenim područjima površinskog sloja zraka u prilično značajnim granicama. Povećana zasićenost zraka CO? javlja se u zonama vulkanske aktivnosti, u blizini termalnih izvora i drugih podzemnih izvora ovog plina. U visokim koncentracijama ugljikov dioksid je otrovan. U prirodi su takve koncentracije rijetke. Nizak sadržaj CO 2 inhibira proces fotosinteze. U zatvorenim uvjetima možete povećati stopu fotosinteze povećanjem koncentracije ugljičnog dioksida. Ovo se koristi u praksi staklenika i staklenika.

Dušik iz zraka za većinu stanovnika kopnenog okoliša je inertni plin, ali pojedini mikroorganizmi (kvržične bakterije, dušične bakterije, modrozelene alge i dr.) imaju sposobnost vezati ga i uključiti u biološki ciklus tvari.

Nedostatak vlage jedna je od bitnih značajki prizemno-zračnog okoliša života. Cijela evolucija kopnenih organizama bila je u znaku prilagodbe na crpljenje i očuvanje vlage. Načini vlažnosti okoliša na kopnu vrlo su raznoliki - od potpune i stalne zasićenosti zraka vodenom parom u nekim područjima tropskih krajeva do njihove gotovo potpune odsutnosti u suhom zraku pustinja. Također je značajna dnevna i sezonska varijabilnost sadržaja vodene pare u atmosferi. Opskrbljenost kopnenih organizama vodom ovisi i o načinu padalina, prisutnosti rezervoara, zalihama vlage u tlu, blizini podzemnih voda i dr.

To je dovelo do razvoja prilagodbi kopnenih organizama na različite režime opskrbe vodom.

Temperaturni režim. Sljedeća značajka razlikovanja okolina zrak-zemlja postoje značajne temperaturne fluktuacije. Na većini kopnenih područja dnevne i godišnje amplitude temperature iznose desetke stupnjeva. Otpornost na promjene temperature u okolišu kopnenih stanovnika vrlo je različita, ovisno o određenom staništu u kojem žive. Međutim, općenito, kopneni organizmi mnogo su euritermniji od vodenih.

Uvjete života u prizemno-zračnom okruženju dodatno otežava postojanje vremenskih promjena. Vrijeme - kontinuirano promjenjiva stanja atmosfere u blizini posuđene površine, do visine od oko 20 km (granica troposfere). Promjenjivost vremena očituje se u stalnoj promjeni kombinacije čimbenika okoliša kao što su temperatura, vlažnost zraka, naoblaka, oborine, snaga i smjer vjetra itd. Dugogodišnji vremenski režim karakterizira klimu područja. Pojam "Klima" uključuje ne samo prosječne vrijednosti meteoroloških pojava, već i njihov godišnji i dnevni tijek, odstupanje od njih i njihovu učestalost. Klima je određena geografskim uvjetima područja. Glavni klimatski čimbenici - temperatura i vlaga - mjere se količinom padalina i zasićenošću zraka vodenom parom.

Za većinu kopnenih organizama, osobito malih, klima područja nije toliko važna koliko uvjeti njihovog neposrednog staništa. Vrlo često lokalni elementi okoliša (reljef, ekspozicija, vegetacija i dr.) mijenjaju režim temperatura, vlažnosti, svjetlosti, kretanja zraka na određenom području na način da se on bitno razlikuje od klimatskih uvjeta tog područja. Takve promjene klime, koje se oblikuju u površinskom sloju zraka, nazivaju se mikroklima. U svakoj zoni mikroklima je vrlo raznolika. Mogu se izdvojiti mikroklime vrlo malih površina.

Svjetlosni režim prizemno-zračnog okruženja također ima neke značajke. Intenzitet i količina svjetlosti ovdje su najveći i praktički ne ograničavaju život zelenih biljaka, kao u vodi ili tlu. Na kopnu je moguće postojanje izrazito fotofilnih vrsta. Za veliku većinu kopnenih životinja s dnevnom, pa čak i noćnom aktivnošću, vid je jedan od glavnih načina orijentacije. Kod kopnenih životinja vid je neophodan za pronalaženje plijena, a mnoge vrste imaju čak i vid u boji. U tom smislu, žrtve razvijaju takve adaptivne značajke kao što su obrambena reakcija, maskiranje i upozoravajuća boja, mimika itd. U vodenom životu takve su prilagodbe mnogo manje razvijene. Pojava jarko obojenih cvjetova viših biljaka također je povezana s osobitostima aparata oprašivača i, na kraju, sa svjetlosnim režimom okoliša.

Reljef terena i svojstva tla također su uvjeti za život kopnenih organizama, a prije svega biljaka. Svojstva zemljine površine koja imaju ekološki utjecaj na njezine stanovnike objedinjuju "edafski čimbenici okoliša" (od grčkog "edafos" - "tlo").

S obzirom na različita svojstva tla, mogu se razlikovati brojne ekološke skupine biljaka. Dakle, prema reakciji na kiselost tla, razlikuju se:

1) acidofilne vrste - rastu na kiselim tlima s pH od najmanje 6,7 (biljke sphagnum močvara);

2) neutrofilni - imaju tendenciju rasti na tlima s pH 6,7–7,0 (većina kultiviranih biljaka);

3) bazifilni - rastu na pH više od 7,0 (mordovnik, šumska anemona);

4) ravnodušan - može rasti na tlima s drugačije značenje pH (đurđica).

Biljke se razlikuju i po vlažnosti tla. Određene vrste su ograničene na različite podloge, na primjer, petrofiti rastu na kamenitim tlima, a pazmofiti nastanjuju slobodno protočne pijeske.

Teren i priroda tla utječu na specifičnosti kretanja životinja: na primjer, kopitari, nojevi, droplje koji žive na otvorenim prostorima, tvrdom tlu, kako bi se poboljšala odbojnost pri trčanju. U guštera koji žive u rastresitom pijesku, prsti su obrubljeni rožnatim ljuskama koje povećavaju oslonac. Za kopnene stanovnike koji kopaju rupe, gusto tlo je nepovoljno. Priroda tla u određenim slučajevima utječe na rasprostranjenost kopnenih životinja koje kopaju rupe ili se ukopavaju u zemlju, polažu jaja u tlo i sl.

Pod "okolinom" se podrazumijeva sve ono što okružuje tijelo i na ovaj ili onaj način utječe na njega. Drugim riječima, životni okoliš karakterizira određeni skup okolišnih čimbenika. srijeda- životni okoliš - vodeni okoliš - zemlja-zrak okoliš - okoliš tla- tijelo kao životna sredina - ključni pojmovi.

općeprihvaćena definicija okruženja je definicija Nikolaja Pavloviča Naumova: " srijeda- sve što okružuje organizme izravno ili neizravno utječe na njihovo stanje, razvoj, opstanak i razmnožavanje.“Na Zemlji postoje četiri kvalitativno različita životna okoliša koja imaju skup specifičnih okolišnih čimbenika: - zemlja-voda (zemlja); - voda; - tlo; - drugi organizmi.

zemlja-zrak okolinu karakterizira velika raznolikost uvjeta postojanja, ekološke niše i organizme koji ih nastanjuju. Organizmi imaju primarnu ulogu u oblikovanju uvjeta prizemno-zračnog okoliša života, a prije svega - plinskog sastava atmosfere. Gotovo sav kisik u zemljinoj atmosferi biogenog je podrijetla. Glavna obilježja prizemno-zračnog okoliša su

Velike promjene čimbenika okoliša,

Heterogenost sredine,

Djelovanje sila gravitacije

Niska gustoća zraka.

Sklop fizičkih, geografskih i klimatskih čimbenika vezanih uz određenu prirodnu zonu dovodi do prilagodbe organizama životu u tim uvjetima, raznolikosti životnih oblika. Visok sadržaj kisika u atmosferi (oko 21%) uvjetuje mogućnost stvaranja visoke (energetske) razine metabolizma. atmosferski zrak karakteriziran niskom i promjenjivom vlagom. Ta je okolnost umnogome ograničila mogućnosti ovladavanja tlo-zračnim okolišem.

Atmosfera(od grč. atmos - para i sphaira - lopta), plinoviti omotač zemlje. Točna gornja granica zemljine atmosfere ne može se odrediti. Atmosfera ima izraženu slojevitu strukturu. Glavni slojevi atmosfere:

1)Troposfera- visina 8 - 17 km. u njemu je koncentrirana sva vodena para i 4/5 mase atmosfere te se razvijaju sve vremenske pojave.

2)Stratosfera- sloj iznad troposfere do 40 km. Karakterizira ga gotovo potpuna nepromjenjivost temperature po visini. U gornjem dijelu stratosfere opaža se najveća koncentracija ozona, koji apsorbira veliku količinu ultraljubičastog zračenja sunca.

3) Mezosfera- sloj između 40 i 80 km; u donjoj polovici temperatura raste od +20 do +30 stupnjeva, u gornjoj polovici pada na gotovo -100 stupnjeva.

4) Termosfera(ionosfera) - sloj između 80 - 1000 km, koji ima povećanu ionizaciju molekula plina (pod utjecajem kozmičkog zračenja koje slobodno prodire).

5) Egzosfera(scattering sphere) - sloj iznad 800 - 1000 km, iz kojeg se molekule plina raspršuju u svemir. Atmosfera propušta 3/4 sunčevog zračenja, čime se povećava ukupna količina topline koja se koristi za razvoj prirodni procesi Zemlja.

Vodeni životni okoliš. Hidrosfera (od hidro... i sfera), diskontinuirana vodena školjka Zemlja, smještena između atmosfere i čvrste zemljine kore (litosfere). Predstavlja ukupnost oceana, mora, jezera, rijeka, močvara i podzemnih voda. Hidrosfera pokriva oko 71% Zemljine površine. Kemijski sastav hidrosfera se približava prosječnom sastavu morske vode.

Količina slatke vode je 2,5% sve vode na planetu; 85% - morska voda. Rezerve slatke vode raspoređene su izrazito neravnomjerno: 72,2% - led; 22,4% - podzemne vode; 0,35% - atmosfera; 5,05% - održivi protok rijeka i voda jezera. Udio vode koji možemo iskoristiti iznosi samo 10-12% ukupne slatke vode na Zemlji.

Primarno okruženježivot je bio upravo vodeni okoliš. Prije svega, većina organizama nije sposobna za aktivan život bez ulaska vode u tijelo ili bez održavanja određenog sadržaja tekućine u tijelu. Glavna značajka vodeni okoliš je: dnevna i sezonska kolebanja temperature. Ogroman okolišni značaj, imaju veliku gustoću i viskoznost vode. Specifična težina vode razmjerna je gustoći tijela živih organizama. Gustoća vode je oko 1000 puta veća od gustoće zraka. Stoga se vodeni organizmi (osobito oni koji se aktivno kreću) suočavaju s većom silom hidrodinamičkog otpora. Velika gustoća vode je razlog da se mehaničke vibracije (vibracije) dobro šire u vodenom okolišu. To je vrlo važno za osjetila, orijentaciju u prostoru i među vodenim stanovnicima. Brzina zvuka u vodenom okolišu ima veću frekvenciju eholokacijskih signala. Veći nego u zraku, četiri puta. Dakle, postoji cijela skupina vodenih organizama (i biljaka i životinja) koji postoje bez obvezne veze s dnom ili drugim supstratom, "plutajući" u vodenom stupcu.

Kopneno-zračno stanište je po svojim ekološkim uvjetima mnogo složenije od vodenog okoliša. Za život na kopnu, i biljke i životinje trebale su razviti cijeli niz temeljno novih prilagodbi.

Gustoća zraka je 800 puta manja od gustoće vode, pa je život u suspenziji u zraku gotovo nemoguć. U zraku su redovito prisutne samo bakterije, spore gljivica i pelud biljaka koje zračne struje mogu prenijeti na znatne udaljenosti, no sve glavna funkcijaživotni ciklus - razmnožavanje se odvija na površini zemlje, gdje ih ima hranjivim tvarima. Stanovnici zemlje su prisiljeni imati razvijenu sustav podrške,

podupiranje tijela. Kod biljaka su to različita mehanička tkiva, dok životinje imaju složen koštani skelet. Niska gustoća zraka određuje mali otpor kretanju. Stoga su mnoge kopnene životinje tijekom svoje evolucije mogle iskoristiti ekološke dobrobiti ove značajke zračnog okoliša i stekle sposobnost kratkotrajnog ili dugotrajnog leta. Ne samo ptice i kukci, već čak i pojedinačni sisavci i gmazovi imaju sposobnost kretanja u zraku. Općenito, najmanje 60% kopnenih životinjskih vrsta može aktivno letjeti ili jedriti zahvaljujući zračnim strujanjima.

Život mnogih biljaka uvelike ovisi o kretanju zračnih struja, budući da je vjetar taj koji nosi njihov pelud i dolazi do oprašivanja. Ova vrsta oprašivanja naziva se anemofilija. Anemofilija je karakteristična za sve golosjemenjače, a među kritosjemenjačama one koje se oprašuju vjetrom čine najmanje 10% ukupnog broja vrsta. Za mnoge vrste to je uobičajeno anemohorija- taloženje uz pomoć zračnih struja. U ovom slučaju ne kreću se zametne stanice, već embriji organizama i mladi pojedinci - sjemenke i mali plodovi biljaka, ličinke insekata, mali pauci itd. Anemochore sjemenke i plodovi biljaka imaju vrlo male veličine (za npr. sjemenke orhideja), ili raznih pterigoidnih i padobranskih dodataka koji povećavaju sposobnost planiranja. Pasivno nošeni vjetrom organizmi zajednički su poznati kao aeroplankton po analogiji s planktonskim stanovnicima vodenog okoliša.

Mala gustoća zraka uzrokuje vrlo nizak pritisak na kopno u usporedbi s vodenim okolišem. Na razini mora iznosi 760 mm Hg. Umjetnost. Kako se visina povećava, tlak opada i na oko 6000 m je samo polovica onoga što se normalno opaža na površini Zemlje. Za većinu kralježnjaka i biljaka ovo je gornja granica rasprostranjenosti. Nizak tlak u planinama dovodi do smanjenja opskrbe kisikom i dehidracije životinja zbog povećanja brzine disanja. Općenito, velika većina kopnenih organizama mnogo je osjetljivija na promjene tlaka od vodenih stanovnika, jer obično fluktuacije tlaka u kopnenom okolišu ne prelaze desetine atmosfere. Čak i velike ptice koje se mogu popeti na visinu veću od 2 km padaju u uvjete u kojima se tlak ne razlikuje za više od 30% od tlaka na tlu.

Osim fizikalnih svojstava zračnog okoliša, za život kopnenih organizama vrlo su važna i njegova kemijska svojstva. Plinski sastav zraka u prizemnom sloju atmosfere posvuda je ujednačen, zbog stalnog miješanja zračnih masa konvekcijom i strujanjem vjetra. U sadašnjem stupnju razvoja Zemljine atmosfere u zraku prevladavaju dušik (78%) i kisik (21%), zatim inertni plin argon (0,9%) i ugljikov dioksid (0,035%). Veći sadržaj kisika u kopneno-zračnom staništu u odnosu na vodeni okoliš pridonosi povećanju razine metabolizma kopnenih životinja. U kopnenom okruženju nastali su fiziološki mehanizmi koji se temelje na visokoj energetskoj učinkovitosti oksidativnih procesa u tijelu, a koji su omogućili sisavcima i pticama da održavaju tjelesnu temperaturu i motoričku aktivnost na konstantnoj razini, što im je omogućilo živjeti samo u toplim, ali iu hladnim krajevima Zemlje. . Trenutno kisik, zbog visokog sadržaja u atmosferi, nije jedan od čimbenika koji ograničavaju život u kopnenom okolišu. Međutim, u tlu, pod određenim uvjetima, može doći do njegovog nedostatka.

Koncentracija ugljičnog dioksida može varirati u površinskom sloju unutar prilično značajnih granica. Primjerice, u nedostatku vjetra u velikim gradovima i industrijskim središtima sadržaj ovog plina može biti deset puta veći od koncentracije u prirodnim neporemećenim biocenozama, zbog njegovog intenzivnog oslobađanja pri izgaranju fosilnih goriva. Povišene koncentracije ugljičnog dioksida također se mogu pojaviti u područjima vulkanske aktivnosti. Visoke koncentracije CO 2 (više od 1%) su toksične za životinje i biljke, ali niske koncentracije ovog plina (manje od 0,03%) inhibiraju proces fotosinteze. Glavni prirodni izvor CO 2 je disanje organizama u tlu. Ugljični dioksid u atmosferu ulazi iz tla, a posebno ga intenzivno emitiraju umjereno vlažna, dobro zagrijana tla sa značajnom količinom organskog materijala. Na primjer, tlo bukve širokolisna šuma emitiraju od 15 do 22 kg / ha ugljičnog dioksida po satu, pjeskovita pjeskovita tla - ne više od 2 kg / ha. U sadržaju ugljičnog dioksida i kisika postoje dnevne promjene površinski slojevi zraka, zbog ritma disanja životinja i fotosinteze biljaka.

Dušik, koji je glavna komponenta zračne smjese, zbog svojih inertnih svojstava nedostupan je izravnoj asimilaciji za većinu stanovnika prizemno-zračnog okoliša. Samo neki prokariotski organizmi, uključujući kvržične bakterije i modrozelene alge, imaju sposobnost apsorbirati dušik iz zraka i uključiti ga u biološki ciklus tvari.

Najvažniji ekološki čimbenik u kopnenim staništima je sunčeva svjetlost. Svi živi organizmi za svoje postojanje trebaju energiju koja dolazi izvana. Njegov glavni izvor je sunčeva svjetlost, koja čini 99,9% ukupne energetske bilance na površini Zemlje, a 0,1% je energija dubokih slojeva našeg planeta, čija je uloga dovoljno visoka samo u određenim područjima intenzivne vulkanske aktivnosti. , primjerice, na Islandu ili Kamčatki u Dolini gejzira. Ako Sunčevu energiju koja dospije do površine Zemljine atmosfere uzmemo kao 100%, tada se oko 34% reflektira natrag u svemir, 19% se apsorbira prolazeći kroz atmosferu, a samo 47% dospijeva u ekosustave zemlja-zrak i voda. u obliku izravne i difuzne energije zračenja. Izravno sunčevo zračenje je elektromagnetsko zračenje valnih duljina od 0,1 do 30.000 nm. Udio raspršenog zračenja u obliku zraka reflektiranih od oblaka i Zemljine površine raste sa smanjenjem visine Sunca nad horizontom i povećanjem sadržaja čestica prašine u atmosferi. Priroda utjecaja sunčeve svjetlosti na žive organizme ovisi o njihovom spektralnom sastavu.

Ultraljubičaste kratkovalne zrake s valnim duljinama manjim od 290 nm štetne su za sva živa bića, jer. imaju sposobnost ioniziranja, cijepanja citoplazme živih stanica. Ove opasne zrake apsorbira 80 - 90% ozonskog omotača koji se nalazi na visinama od 20 do 25 km. Ozonski omotač, skup molekula O 3 , nastaje kao rezultat ionizacije molekula kisika i stoga je proizvod fotosintetske aktivnosti biljaka na globalnoj razini. Ovo je neka vrsta "kišobrana" koji pokriva zemaljske zajednice od štetnog ultraljubičastog zračenja. Pretpostavlja se da je nastao prije oko 400 milijuna godina, zbog oslobađanja kisika tijekom fotosinteze oceanskih algi, što je omogućilo razvoj života na kopnu. Visoko reaktivne su i dugovalne ultraljubičaste zrake valne duljine od 290 do 380 nm. Dugotrajna i intenzivna izloženost njima šteti organizmu, no za mnoge od njih potrebne su male doze. Zrake valne duljine od oko 300 nm uzrokuju stvaranje vitamina D kod životinja, valne duljine od 380 do 400 nm - dovode do pojave opeklina kao zaštitne reakcije kože. U području vidljive sunčeve svjetlosti, tj. koje percipira ljudsko oko, uključuje zrake valnih duljina od 320 do 760 nm. Unutar vidljivog dijela spektra nalazi se zona fotosintetski aktivnih zraka – od 380 do 710 nm. Upravo u tom rasponu svjetlosnih valova odvija se proces fotosinteze.

Svjetlost i njezina energija, koja uvelike određuje temperaturu okoliša pojedinog staništa, utječe na izmjenu plinova i isparavanje vode listovima biljaka, potiče rad enzima za sintezu proteina i nukleinskih kiselina. Biljke trebaju svjetlost za stvaranje pigmenta klorofila, formiranje strukture kloroplasta, tj. strukture odgovorne za fotosintezu. Pod utjecajem svjetlosti dolazi do diobe i rasta biljnih stanica, njihovog cvjetanja i plodonošenja. Konačno, rasprostranjenost i brojnost pojedinih biljnih vrsta, a time i struktura biocenoze, ovise o intenzitetu osvijetljenosti pojedinog staništa. Pri niskim razinama osvjetljenja, kao što je pod krošnjama širokolisne ili smrekove šume, ili tijekom jutarnjih i večernjih sati, svjetlost postaje važan ograničavajući čimbenik koji može ograničiti fotosintezu. Za vedrog ljetnog dana na otvorenom staništu ili u gornjem dijelu krošnje drveća u umjerenim i niskim geografskim širinama osvijetljenost može doseći 100.000 luksa, dok je za uspješnost fotosinteze dovoljno 10.000 luksa. Pri vrlo visokom osvjetljenju počinje proces izbjeljivanja i razaranja klorofila, što značajno usporava proizvodnju primarne organske tvari u procesu fotosinteze.

Kao što znate, fotosinteza uzima ugljični dioksid i oslobađa kisik. Međutim, tijekom disanja biljke tijekom dana, a osobito noću, kisik se apsorbira, a CO 2 se, naprotiv, oslobađa. Ako postupno povećavate intenzitet svjetlosti, tada će se brzina fotosinteze povećati u skladu s tim. S vremenom će doći trenutak kada će fotosinteza i disanje biljke točno uravnotežiti jedno drugo i stvaranje čiste biološke tvari, tj. ne troši sama biljka u procesu oksidacije i disanja za svoje potrebe, prestati. Ovo stanje u kojem je ukupna izmjena plinova CO 2 i O 2 0 naziva se kompenzacijska točka.

Voda je jedna od prijeko potrebnih tvari za uspješan tijek procesa fotosinteze, a njezin nedostatak negativno utječe na tijek mnogih staničnih procesa. Čak i nedostatak vlage u tlu nekoliko dana može dovesti do ozbiljnih gubitaka usjeva, jer. u lišću biljaka počinje nakupljati tvar koja sprječava rast tkiva - apscizinska kiselina.

Optimum za fotosintezu većine biljaka u umjerenom pojasu je temperatura zraka od oko 25 ºS. Pri višim temperaturama dolazi do usporavanja fotosinteze zbog povećanja troškova disanja, gubitka vlage u procesu isparavanja radi hlađenja biljke i smanjenja potrošnje CO 2 zbog smanjenja izmjene plinova.

Biljke razvijaju različite morfološke i fiziološke prilagodbe svjetlosni režim tlo-zračni okoliš. Prema zahtjevima za razinu osvjetljenja, sve biljke obično se dijele u sljedeće ekološke skupine.

Svjetloljubni odn heliofiti- biljke otvorenih, stalno dobro osvijetljenih staništa. Listovi heliofita obično su mali ili s rasječenom plojkom, s debelom vanjskom stijenkom epidermalnih stanica, često s prevlakom od voska koja djelomično reflektira višak svjetlosne energije ili s gustom dlakom koja omogućuje učinkovito odvođenje topline, s velikim brojem mikroskopske rupe - stomate, kroz koje dolazi do plinova.i izmjene vlage s okolinom, s dobro razvijenim mehaničkim tkivima i tkivima sposobnim za skladištenje vode. Listovi nekih biljaka iz ove skupine su fotometrijski, tj. mogu mijenjati svoj položaj ovisno o visini Sunca. U podne se listovi nalaze na rubu svjetiljke, a ujutro i navečer - paralelno s njegovim zrakama, što ih štiti od pregrijavanja i omogućuje korištenje svjetlosti i sunčeve energije u potrebnoj mjeri. Heliofiti su dio zajednica gotovo svih prirodnih zona, ali ih je najviše u ekvatorijalnom i tropskom pojasu. Ovo su kišne biljke. prašuma gornji sloj, biljke savana zapadne Afrike, stepe Stavropolja i Kazahstana. Na primjer, oni uključuju kukuruz, proso, sirak, pšenicu, klinčiće, euphorbia.

Sjenoviti ili sciofiti- biljke nižih slojeva šume, duboke gudure. Oni mogu živjeti u uvjetima značajnog zasjenjenja, što je za njih norma. Listovi sciofita su vodoravno raspoređeni, obično su tamnozelene boje i veći su od listova heliofita. Epidermalne stanice su velike, ali s tanjim vanjskim stijenkama. Kloroplasti su veliki, ali njihov broj u stanicama je mali. Broj stomata po jedinici površine je manji nego kod heliofita. Sjenovite biljke umjerene klimatske zone uključuju mahovine, mahovine, biljke iz obitelji đumbira, obični kiseljak, dvolisni cipal itd. Također uključuju mnoge biljke nižeg sloja tropska zona. Mahovine, kao biljke najnižeg šumskog sloja, mogu živjeti pri osvjetljenosti do 0,2% ukupne površine šumske biocenoze, klupčane mahovine - do 0,5%, a cvjetnice se mogu normalno razvijati samo pri osvjetljenosti od najmanje 1 % ukupnog iznosa. U sciofitima procesi disanja i izmjene vlage odvijaju se s manjim intenzitetom. Intenzitet fotosinteze brzo doseže maksimum, ali sa značajnim osvjetljenjem počinje se smanjivati. Točka kompenzacije nalazi se u uvjetima slabog osvjetljenja.

Biljke otporne na sjenu mogu tolerirati značajno zasjenjenje, ali također dobro rastu na svjetlu, prilagođene značajnim sezonskim promjenama osvjetljenja. Ova skupina uključuje livadne biljke, šumske trave i grmlje koje raste u zasjenjenim područjima. U jako osvijetljenim područjima rastu brže, ali se sasvim normalno razvijaju pri umjerenom svjetlu.

Odnos prema svjetlosnom režimu mijenja se kod biljaka tijekom njihova individualnog razvoja – ontogeneze. Sadnice i mlade biljke mnogih livadskih trava i drveća otpornije su na sjenu od odraslih.

U životu životinja vidljivi dio svjetlosnog spektra također igra prilično važnu ulogu. Svjetlo za životinje je nužan uvjet vizualna orijentacija u prostoru. Primitivne oči mnogih beskralješnjaka jednostavno su pojedinačne stanice osjetljive na svjetlost koje im omogućuju da opažaju određene fluktuacije u osvjetljenju, izmjenu svjetla i sjene. Pauci mogu razlikovati konture pokretnih objekata na udaljenosti ne većoj od 2 cm. Čegrtuše mogu vidjeti infracrveni dio spektra i mogu loviti u potpunom mraku, fokusirajući se na toplinske zrake žrtve. Kod pčela je vidljivi dio spektra pomaknut u područje kraće valne duljine. Oni percipiraju obojen značajan dio ultraljubičastih zraka, ali ne razlikuju crvene. Sposobnost percepcije boja ovisi o spektralnom sastavu aktivne tvari ove vrste. Većina sisavaca koji vode sumračni ili noćni način života ne razlikuju dobro boje i vide svijet crno-bijelo (predstavnici obitelji pasa i mačaka, hrčci itd.). Život u sumrak dovodi do povećanja veličine očiju. Ogromne oči, sposobne uhvatiti beznačajan dio svjetlosti, karakteristične su za noćne lemure, tarzijere i sove. Najsavršenije organe vida imaju glavonošci i viši kralježnjaci. Oni mogu adekvatno uočiti oblik i veličinu predmeta, njihovu boju, odrediti udaljenost do predmeta. Najsavršeniji trodimenzionalni binokularni vid karakterističan je za ljude, primate, ptice grabljivice - sove, sokolove, orlove, lešinare.

Položaj Sunca važan je čimbenik u navigaciji raznih životinja tijekom migracija na velike udaljenosti.

Uvjeti života u prizemno-zračnom okruženju komplicirani su vremenskim prilikama i klimatske promjene. Vrijeme je stalno promjenjivo stanje atmosfere u blizini Zemljine površine do visine od oko 20 km (gornja granica troposfere). Varijabilnost vremena očituje se u stalnim kolebanjima vrijednosti kritični faktori okoliša, kao što su temperatura i vlažnost zraka, količina tekuće vode koja pada na površinu tla zbog taloženje, stupanj osvjetljenja, brzina strujanja vjetra itd. Vremenske karakteristike karakteriziraju ne samo prilično očite sezonske promjene, već i neperiodične nasumične fluktuacije tijekom relativno kratkih vremenskih razdoblja, kao iu dnevnom ciklusu, koje posebno nepovoljno utječu na živote kopnenih stanovnika, budući da je iznimno teško razviti učinkovite prilagodbe tim fluktuacijama. Vrijeme u znatno manjoj mjeri utječe na život stanovnika velikih vodenih tijela kopna i mora, a utječe samo na površinske biocenoze.

Dugoročni vremenski režim karakterizira klima teren. Pojam klime uključuje ne samo vrijednosti najvažnijih meteoroloških karakteristika i pojava u prosjeku u dužem vremenskom intervalu, već i njihov godišnji tijek, kao i vjerojatnost odstupanja od norme. Klima ovisi, prije svega, o geografskim uvjetima regije - geografskoj širini područja, nadmorskoj visini, blizini oceana itd. Zonska raznolikost klima ovisi i o utjecaju monsunskih vjetrova koji nositi toplo vlažno zračne mase od tropskih mora do kontinenata, od putanja ciklona i anticiklona, od utjecaja planinskih lanaca na kretanje zračnih masa i od mnogih drugih razloga koji stvaraju izvanrednu raznolikost životnih uvjeta na kopnu. Za većinu kopnenih organizama, posebno za biljke i male sjedilačke životinje, nisu toliko bitna velika obilježja klime tog prirodno područje u kojima žive, te uvjete koji se stvaraju u njihovom neposrednom staništu. Takve lokalne klimatske promjene nastale pod utjecajem brojnih pojava koje imaju lokalnu rasprostranjenost nazivamo mikroklima. Nadaleko su poznate razlike između temperature i vlažnosti šumskih i livadskih staništa, na sjevernim i južnim padinama brda. Stabilna mikroklima javlja se u gnijezdima, šupljinama, špiljama i jazbinama. Na primjer, u snježnoj jazbini polarni medvjed, do trenutka kada se mladunče pojavi, temperatura zraka može biti 50 ° C viša od temperature okoline.

Za prizemno-zračni okoliš karakteristična su znatno veća temperaturna kolebanja u dnevnom i sezonskom ciklusu nego za vodeni. U ogromnim prostranstvima umjerenih širina Euroazije i Sjeverna Amerika nalazi se na znatnoj udaljenosti od oceana, amplituda temperature u godišnjem hodu može doseći 60, pa čak i 100 ° C, zbog vrlo hladna zima i vruće ljeto. Stoga su temelj flore i faune u većini kontinentalnih regija euritermalni organizmi.

Književnost

Glavni - V.1 - str. 268 - 299; – c. 111 - 121 (prikaz, stručni). Dodatni ; .

Pitanja za samoispitivanje:

1. Koje su glavne fizičke razlike između prizemnog i zračnog staništa

iz vode?

2. Koji procesi određuju sadržaj ugljičnog dioksida u površinskom sloju atmosfere

i koja je njegova uloga u životu biljaka?

3. U kojem području zraka spektra svjetlosti se odvija fotosinteza?

4. Kakvo je značenje ozonskog omotača za stanovnike kopna, kako je nastao?

5. O kojim čimbenicima ovisi intenzitet fotosinteze biljaka?

6. Što je kompenzacijski bod?

7. Što su karakteristike heliofitne biljke?

8. Koje su karakteristične osobine sciofitnih biljaka?

9. Koja je uloga sunčeve svjetlosti u životu životinja?

10. Što je mikroklima i kako nastaje?

NOVI IZGLED Prilagodbe organizama na život u zemljino-zračnom okruženju Živi organizmi u tlo-zračni okoliš okružen zrakom. Zrak ima nisku gustoću i, kao rezultat toga, malu uzgonsku silu, neznatnu potporu i mali otpor kretanju organizama. Kopneni organizmi žive u uvjetima relativno niske i stalne atmosferski pritisak, također zbog niske gustoće zraka.

Zrak ima mali toplinski kapacitet, pa se brzo zagrijava i jednako brzo hladi. Brzina ovog procesa obrnuto je proporcionalna količini vodene pare koju sadrži.

Lagane zračne mase imaju veću pokretljivost, horizontalno i vertikalno. To pomaže u održavanju konstantne razine plinskog sastava zraka. Sadržaj kisika u zraku znatno je veći nego u vodi, pa kisik na kopnu nije ograničavajući faktor.

Svjetlost u uvjetima kopnenog obitavanja, zbog velike prozirnosti atmosfere, ne djeluje kao ograničavajući faktor, za razliku od vodenog okoliša.

Okolina tlo-zrak ima različite načine vlažnosti: od potpune i stalne zasićenosti zraka vodenom parom u nekim područjima tropskih krajeva do njihove gotovo potpune odsutnosti u suhom zraku pustinja. Velika je i varijabilnost vlažnosti zraka tijekom dana i godišnjih doba.

Vlaga na kopnu djeluje kao ograničavajući faktor.

Zbog prisutnosti gravitacije i nedostatka uzgona, kopneni stanovnici kopna imaju dobro razvijene potporne sustave koji podupiru njihovo tijelo. Kod biljaka su to različita mehanička tkiva, posebno snažno razvijena kod drveća. Životinje su tijekom evolucijskog procesa razvile i vanjski (člankonožac) i unutarnji (hordat) kostur. Neke skupine životinja imaju hidrokostur (okrugli i prstenastih lišća). Problemi zemaljskih organizama s održavanjem tijela u svemiru i svladavanjem sila gravitacije ograničili su ih ograničiti težinu i veličine. Najveće kopnene životinje su inferiorne u veličini i masi od divova vodenog okoliša (masa slona doseže 5 tona, a plavi kit- 150 tona).

Mali otpor zraka pridonio je progresivnoj evoluciji sustava za kretanje kopnenih životinja. Dakle, sisavci su stekli najveću brzinu kretanja na kopnu, a ptice su ovladale zračnim okruženjem, razvivši sposobnost letenja.

Veliku pokretljivost zraka u okomitom i vodoravnom smjeru koriste neki kopneni organizmi u različitim fazama svog razvoja za naseljavanje uz pomoć zračnih struja (mladi pauci, kukci, spore, sjemenke, plodovi biljaka, ciste protista). Po analogiji s vodenim planktonskim organizmima, kukci su kao prilagodbe za pasivno lebdenje u zraku razvili slične prilagodbe - male veličine tijela, razne izrasline koje povećavaju relativnu površinu tijela ili pojedinih njegovih dijelova. Sjemenke i plodovi raspršeni vjetrom imaju različite pterigoidne i paragajatne dodatke koji povećavaju njihovu sposobnost planiranja.

Prilagodbe kopnenih organizama na očuvanje vlage također su raznolike. Kod insekata, tijelo je pouzdano zaštićeno od isušivanja višeslojnom hitiniziranom kutikulom, čiji vanjski sloj sadrži masti i tvari slične vosku. Slične prilagodbe za uštedu vode također su razvijene kod gmazova. Sposobnost unutarnje oplodnje razvijena kod kopnenih životinja učinila ih je neovisnima o prisutnosti vodenog okoliša.

Tlo je složeni sustav koji se sastoji od čvrstih čestica okruženih zrakom i vodom.

Ovisno o vrsti - glinast, pjeskovit, glinasto-pjeskovit i drugi – tlo je više ili manje prožeto šupljinama ispunjenim mješavinom plinova i vodenih otopina. U tlu, u usporedbi s površinskim slojem zraka, temperaturne fluktuacije su izglađene, a na dubini od 1 m sezonske promjene temperature također su neprimjetne.

Najgornji horizont tla sadrži više ili manje humus, o čemu ovisi proizvodnost biljaka. Srednji sloj koji se nalazi ispod njega sadrži isprani gornji sloj i pretvorene tvari. Donji sloj je matična pasmina.

Voda u tlu je prisutna u šupljinama, najmanjim prostorima. Sastav zraka u tlu dramatično se mijenja s dubinom: sadržaj kisika opada, a ugljični dioksid raste. Pri poplavi tla vodom ili intenzivnom truljenju organskih ostataka nastaju anoksične zone. Dakle, uvjeti postojanja u tlu različiti su na njegovim različitim horizontima.

U evoluciji je ovaj okoliš ovladao kasnije od vode. Njegova osobitost leži u činjenici da je plinovit, stoga ga karakterizira niska vlažnost, gustoća i tlak, visok sadržaj kisika.

Živi organizmi su tijekom evolucije razvili potrebne anatomske, morfološke, fiziološke, bihevioralne i druge prilagodbe.

Životinje se u prizemno-zračnom okruženju kreću kroz tlo ili kroz zrak (ptice, kukci), a biljke se ukorjenjuju u tlu. S tim u vezi, kod životinja su se pojavila pluća i dušnik, a kod biljaka stomatalni aparat, tj.

organa pomoću kojih kopneni stanovnici planeta apsorbiraju kisik izravno iz zraka. Snažan razvoj dobili su skeletni organi, koji osiguravaju autonomiju kretanja na kopnu i podupiru tijelo sa svim njegovim organima u uvjetima niske gustoće medija, tisućama puta manje od vode.

Okolišni čimbenici u prizemno-zračnom okruženju razlikuju se od ostalih staništa po visokom intenzitetu osvjetljenja, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti zraka, korelaciji svih čimbenika s zemljopisna lokacija, promjena godišnjih doba i doba dana.

Njihov utjecaj na organizme neraskidivo je povezan s kretanjem zraka i položajem u odnosu na mora i oceane te se uvelike razlikuje od utjecaja u vodenom okolišu (tablica 1).

Tablica 5

Životni uvjeti organizama u zraku i vodi

(prema D. F. Mordukhai-Boltovsky, 1974.)

zračni okoliš

vodeni okoliš

Vlažnost	Vrlo važno (često u nedostatku)	Nema (uvijek u višku)
Gustoća	Manji (osim za tlo)	Velika u usporedbi s njegovom ulogom za stanovnike zraka
Pritisak	Gotovo da nema	Velika (može doseći 1000 atmosfera)
Temperatura	Značajno (fluktuira u vrlo širokim granicama - od -80 do + 100 ° C i više)	Manje od vrijednosti za stanovnike zraka (mnogo manje varira, obično od -2 do + 40 ° C)
Kisik	Minor (uglavnom u višku)	Neophodan (često u nedostatku)
suspendirane tvari	nebitno; ne koristi se za hranu (uglavnom mineralna)	Važno (izvor hrane, posebno organske tvari)
Otopljene tvari u okoliš	U određenoj mjeri (važno samo za otopine tla)	Važno (u određenoj potrebnoj količini)

Kopnene životinje i biljke razvile su vlastite, ne manje originalne prilagodbe nepovoljnim čimbenicima okoliša: složenu strukturu tijela i njegovih integumenata, periodičnost i ritam životni ciklusi, mehanizmi termoregulacije itd.

Razvila se svrhovita pokretljivost životinja u potrazi za hranom, pojavile su se vjetrom nošene spore, sjemenke i pelud biljaka, kao i biljaka i životinja čiji je život u potpunosti povezan sa zrakom. S tlom je formiran izuzetno tijesan funkcionalni, resursni i mehanički odnos.

Mnoge prilagodbe o kojima smo raspravljali gore, kao primjere u karakterizaciji abiotski faktori okoliš.

Stoga nema smisla sada ponavljati, jer ćemo im se vratiti u praktičnim vježbama

Tlo kao stanište

Zemlja je jedini planet koji ima tlo (edasferu, pedosferu) – posebnu, gornju ovojnicu kopna.

Ova školjka nastala je u povijesno dogledno vrijeme - iste je starosti kao kopneni život na planetu. Po prvi put na pitanje podrijetla tla odgovorio je M.V. Lomonosov ("O slojevima zemlje"): "... tlo je nastalo od savijanja životinjskih i biljnih tijela ... duljinom vremena ...".

I veliki ruski znanstvenik ti. Vas. Dokuchaev (1899: 16) je prvi nazvao tlo neovisnim prirodnim tijelom i dokazao da je tlo "... isto neovisno prirodno-povijesno tijelo kao i svaka biljka, svaka životinja, bilo koji mineral ... ono je rezultat, funkcija kumulativnog, međusobnog djelovanja klime određenog područja, njegovih biljnih i životinjskih organizama, reljefa i starosti zemlje ..., konačno, podzemlje, tj.

tlo materinsko stijene. ... Svi ovi agensi koji tvore tlo, u biti, potpuno su jednaki po veličini i jednako sudjeluju u formiranju normalnog tla ... ".

I moderni poznati znanstvenik za tlo N.A.

Kachinsky ("Tlo, njegova svojstva i život", 1975.) daje sljedeću definiciju tla: "Tlo treba shvatiti kao sve površinske slojeve stijena, prerađene i promijenjene zajedničkim utjecajem klime (svjetlosti, topline, zraka, vode). ), biljni i životinjski organizmi".

Glavni strukturni elementi tla su: mineralna podloga, organska tvar, zrak i voda.

Mineralna baza (kostur)(50-60% svih tla) je anorganske tvari, nastao kao rezultat podložne planinske (matične, matične) stijene kao rezultat njezina trošenja.

Veličine skeletnih čestica: od gromada i kamenja do najsitnijih zrnaca pijeska i čestica mulja. Fizikalno-kemijska svojstva tla uglavnom su određena sastavom matičnih stijena.

Propusnost i poroznost tla, koje osiguravaju kruženje i vode i zraka, ovise o omjeru gline i pijeska u tlu, veličini fragmenata.

U umjerena klima idealno, ako se tlo sastoji od jednakih količina gline i pijeska, tj. predstavlja ilovaču.

U ovom slučaju, tlima ne prijeti ni natapanje ili isušivanje. Obje su jednako štetne i za biljke i za životinje.

organska tvar- do 10% tla, nastaje od mrtve biomase (biljna masa - otpaci lišća, grana i korijenja, odumrli debli, krpe trave, organizmi uginulih životinja), usitnjene i prerađene u zemljišni humus mikroorganizmima i određenim skupinama životinje i biljke.

Više jednostavni elementi, nastale kao rezultat razgradnje organske tvari, biljke ponovno apsorbiraju i uključuju se u biološki ciklus.

Zrak(15-25%) u tlu nalazi se u šupljinama – porama, između organskih i mineralnih čestica. U nedostatku (teška glinena tla) ili kada su pore ispunjene vodom (tijekom poplava, odmrzavanja permafrosta), prozračnost u tlu se pogoršava i razvijaju se anaerobni uvjeti.

U takvim uvjetima inhibirani su fiziološki procesi organizama koji troše kisik – aerobi, spora je razgradnja organske tvari. Postupno se nakupljaju, tvore treset. Velike rezerve treseta karakteristične su za močvare, močvarne šume i zajednice tundre. Akumulacija treseta posebno je izražena u sjevernim krajevima, gdje se hladnoća i natopljenost tla međusobno određuju i nadopunjuju.

Voda(25-30%) u tlu zastupljena je sa 4 vrste: gravitacijska, higroskopna (vezana), kapilarna i parna.

Gravitacija- pokretna voda, zauzimajući široke praznine između čestica tla, pod vlastitom težinom curi do razine podzemne vode.

Biljke ga lako apsorbiraju.

higroskopna, ili vezana– adsorbira se oko koloidnih čestica (glina, kvarc) tla i zadržava se u obliku tankog filma zahvaljujući vodikovim vezama. Oslobođen od njih visoka temperatura(102-105°C). Nedostupan je biljkama, ne isparava. U glinenim tlima takva voda je do 15%, u pjeskovitim tlima - 5%.

kapilarna- drži se oko čestica tla silom površinske napetosti.

Kroz uske pore i kanale - kapilare, diže se od razine podzemne vode ili divergira iz šupljina s gravitacijskom vodom. Bolje se zadržava na glinenim tlima, lako isparava.

Biljke ga lako apsorbiraju.

Parovit- zauzima sve pore bez vode. Prvo ispari.

Postoji stalna izmjena površinskih tla i podzemnih voda, kao karika u općem kruženju vode u prirodi, mijenjajući brzinu i smjer ovisno o godišnjem dobu i vremenskim uvjetima.

Povezane informacije:

Pretraživanje stranice:

Plinski sastav atmosfere također je važan klimatski faktor.

Prije otprilike 3-3,5 milijarde godina atmosfera je sadržavala dušik, amonijak, vodik, metan i vodenu paru, a u njoj nije bilo slobodnog kisika. Sastav atmosfere uvelike su odredili vulkanski plinovi.

Upravo u kopnenom okruženju, na temelju visoke učinkovitosti oksidativnih procesa u tijelu, nastala je životinjska homoiotermija. Kisik, zbog stalno visokog sadržaja u zraku, nije faktor koji ograničava život u kopnenom okolišu. Samo se mjestimice, pod posebnim uvjetima, stvara privremeni deficit, npr. u nakupinama trulih biljnih ostataka, zalihama žita, brašna i sl.

Primjerice, u nedostatku vjetra u središtima velikih gradova njegova se koncentracija udeseterostručuje. Redovite dnevne promjene sadržaja ugljičnog dioksida u površinskim slojevima, povezane s ritmom fotosinteze biljaka, i sezonske, zbog promjena u intenzitetu disanja živih organizama, uglavnom mikroskopske populacije tla. Povećana zasićenost zraka ugljičnim dioksidom događa se u zonama vulkanske aktivnosti, u blizini termalnih izvora i drugih podzemnih izvora ovog plina.

Niska gustoća zraka određuje njegovu malu silu dizanja i neznatnu nosivost.

Stanovnici zraka moraju imati vlastiti potporni sustav koji podupire tijelo: biljke - razna mehanička tkiva, životinje - čvrsti ili, mnogo rjeđe, hidrostatski kostur.

Vjetar

oluje

Pritisak

Mala gustoća zraka uzrokuje relativno nizak tlak na kopnu. Normalno je jednak 760 mm Hg, čl. Kako se nadmorska visina povećava, tlak se smanjuje. Na visini od 5800 m to je tek polovično normalno. Nizak tlak može ograničiti distribuciju vrsta u planinama. Za većinu kralježnjaka gornja granica života je oko 6000 m. Pad tlaka povlači za sobom smanjenje opskrbe kisikom i dehidraciju životinja zbog povećanja brzine disanja.

Otprilike iste su granice napredovanja viših biljaka u planine. Nešto otporniji su člankonošci (koljenice, grinje, pauci) koji se mogu naći na ledenjacima iznad granice vegetacije.

Općenito, svi su kopneni organizmi puno stenobatniji od vodenih.

Tlo-zrak Habitat

U evoluciji je ovaj okoliš ovladao kasnije od vode. Ekološki čimbenici kopneno-zračnog okoliša razlikuju se od ostalih staništa po jakom osvjetljenju, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti zraka, korelaciji svih čimbenika s geografskim položajem, promjenom godišnjih doba i doba dana.

Okolina je plinovita, stoga je karakterizirana niskom vlagom, gustoćom i tlakom, visokim sadržajem kisika.

Karakterizacija abiotskih okolišnih čimbenika svjetlosti, temperature, vlage - vidi prethodno predavanje.

Plinski sastav atmosfere također je važan klimatski faktor. Prije otprilike 3-3,5 milijarde godina atmosfera je sadržavala dušik, amonijak, vodik, metan i vodenu paru, a u njoj nije bilo slobodnog kisika. Sastav atmosfere uvelike su odredili vulkanski plinovi.

Trenutno se atmosfera sastoji uglavnom od dušika, kisika i relativno manje količine argona i ugljičnog dioksida.

Svi ostali plinovi prisutni u atmosferi sadržani su samo u tragovima. Za biotu je od posebne važnosti relativni sadržaj kisika i ugljičnog dioksida.

Samo se mjestimice, pod posebnim uvjetima, stvara privremeni deficit, npr. u nakupinama trulih biljnih ostataka, zalihama žita, brašna i sl.

Sadržaj ugljičnog dioksida može varirati u određenim područjima površinskog sloja zraka u prilično značajnom rasponu. Primjerice, u nedostatku vjetra u središtima velikih gradova njegova se koncentracija udeseterostručuje. Redovite dnevne promjene sadržaja ugljičnog dioksida u površinskim slojevima, povezane s ritmom fotosinteze biljaka, i sezonske, zbog promjena u intenzitetu disanja živih organizama, uglavnom mikroskopske populacije tla.

Povećana zasićenost zraka ugljičnim dioksidom događa se u zonama vulkanske aktivnosti, u blizini termalnih izvora i drugih podzemnih izvora ovog plina. Nizak sadržaj ugljičnog dioksida inhibira proces fotosinteze.

U zatvorenim uvjetima, stopa fotosinteze može se povećati povećanjem koncentracije ugljičnog dioksida; ovo se koristi u praksi uzgoja staklenika i staklenika.

Dušik iz zraka za većinu stanovnika kopnenog okoliša je inertni plin, no brojni mikroorganizmi (kvržične bakterije, Azotobacter, klostridije, modrozelene alge i dr.) imaju sposobnost vezati ga i uključiti u biološki ciklus.

Lokalne nečistoće koje ulaze u zrak također mogu značajno utjecati na žive organizme.

To se posebno odnosi na otrovne plinovite tvari - metan, sumporov oksid (IV), ugljični monoksid (II), dušikov oksid (IV), sumporovodik, spojeve klora, kao i čestice prašine, čađe itd., koje zagađuju zrak u industrijskim područjima. Glavni suvremeni izvor kemijskog i fizičkog onečišćenja atmosfere je antropogeno: rad raznih industrijskih poduzeća i transporta, erozija tla itd.

n. Sumporni oksid (SO2), na primjer, otrovan je za biljke čak i u koncentracijama od pedesettisućitog do milijuntog dijela volumena zraka.. Neke biljne vrste posebno su osjetljive na SO2 i služe kao osjetljivi indikator njegove akumulacije u zraku (na primjer, lišajevi.

Niska gustoća zraka određuje njegovu malu silu dizanja i neznatnu nosivost. Stanovnici zraka moraju imati vlastiti potporni sustav koji podupire tijelo: biljke - razna mehanička tkiva, životinje - čvrsti ili, mnogo rjeđe, hidrostatski kostur.

Osim toga, svi stanovnici zračnog okoliša usko su povezani s površinom zemlje, koja im služi za pričvršćivanje i oslonac. Život u suspendiranom stanju u zraku je nemoguć. Istina, mnogi mikroorganizmi i životinje, spore, sjemenke i pelud biljaka redovito su prisutni u zraku i nošeni su zračnim strujama (anemohorija), mnoge životinje su sposobne aktivno letjeti, ali kod svih ovih vrsta glavna funkcija njihovog životnog ciklusa je je reprodukcija - koja se odvija na površini zemlje.

Za većinu njih boravak u zraku povezan je samo s preseljenjem ili potragom za plijenom.

Vjetar Ima ograničavajući učinak na aktivnost i ravnomjernu distribuciju organizama. Vjetar se čak može promijeniti izgled biljke, posebno u onim staništima, primjerice u alpskim područjima, gdje drugi čimbenici imaju ograničavajući učinak. U otvorenim planinskim staništima vjetar ograničava rast biljaka, uzrokujući da se biljke savijaju prema vjetru.

Osim toga, vjetar povećava evapotranspiraciju u uvjetima niske vlažnosti. Od velikog značaja su oluje, iako je njihovo djelovanje isključivo lokalno. Uragani, kao i obični vjetrovi, sposobni su prenositi životinje i biljke na velike udaljenosti i time mijenjati sastav zajednica.

Pritisak, očito, nije ograničavajući čimbenik izravnog djelovanja, ali je izravno povezan s vremenom i klimom, koji imaju izravan ograničavajući učinak.

Mala gustoća zraka uzrokuje relativno nizak tlak na kopnu. Normalno je jednak 760 mm Hg, čl. Kako se nadmorska visina povećava, tlak se smanjuje. Na visini od 5800 m to je tek polovično normalno.

Nizak tlak može ograničiti distribuciju vrsta u planinama.

Za većinu kralježnjaka gornja granica života je oko 6000 m. Pad tlaka povlači za sobom smanjenje opskrbe kisikom i dehidraciju životinja zbog povećanja brzine disanja. Otprilike iste su granice napredovanja viših biljaka u planine. Nešto otporniji su člankonošci (koljenice, grinje, pauci) koji se mogu naći na ledenjacima iznad granice vegetacije.