Na našem planetu živi su organizmi tijekom dugog povijesnog razvoja ovladali četirima životnim sredinama, koje su raspoređene prema mineralnim ljuskama: hidrosfera, litosfera, atmosfera (slika 1).

Riža. jedan.

stanište aquatic air tlo organizam life

Vodeni okoliš bio je prvi u kojem je nastao i raširio se život. Kasnije, tijekom povijesnog razvoja, organizmi su se počeli naseljavati tlo-zračni okoliš. Pojavile su se kopnene biljke i životinje koje su se brzo razvijale, prilagođavale su se novim životnim uvjetima. Funkcioniranje žive tvari na kopnu dovelo je do postupnog pretvaranja površinskog sloja litosfere u tlo, prema V. I. Vernadskom (1978.), u svojevrsno bioinertno tijelo planeta. Tlo je bilo naseljeno i vodom i kopneni organizmi, stvarajući specifičan kompleks njegovih stanovnika.

Vodeni životni okoliš

opće karakteristike. Hidrosfera kao vodeni životni okoliš zauzima oko 71% površine i 1/800 volumena globus. Glavna količina vode, više od 94%, koncentrirana je u morima i oceanima (slika 2).

Riža. 2.

U slatkim vodama rijeka i jezera količina vode ne prelazi 0,016% ukupnog volumena slatke vode.

U oceanu s morima koja ga čine, prvenstveno se razlikuju dva ekološka područja: vodeni stup - pelagijalni i dno bentalski. Ovisno o dubini bental se dijeli na sublitoralna zona - područje glatkog spuštanja zemljišta do dubine od 200 m, kupatila -- područje strmih padina i abisalna zona - oceansko dno s prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublja područja bentala, koja odgovaraju udubljenjima oceanskog dna (6-10 km), nazivaju se ultraabisal. Rub obale koji je poplavljen za vrijeme plime naziva se primorje. Dio obale iznad razine plime i oseke, navlažen prskanjem valova, naziva se supralitoral.

Otvorene vode oceana također se dijele na vertikalne zone prema bentalnim zonama: epipelagijal, batipelagijal, abisopelagijal(slika 3).

Riža. 3.

U vodenom okolišu živi oko 150.000 vrsta životinja ili oko 7% njihovog ukupnog broja (slika 4.) i 10.000 vrsta biljaka (8%).

Također treba obratiti pozornost na činjenicu da su predstavnici većine skupina biljaka i životinja ostali u vodenom okolišu (njihova "kolijevka"), ali je broj njihovih vrsta znatno manji od broja kopnenih. Otud zaključak – evolucija na kopnu odvijala se mnogo brže.

Raznolikošću i bogatstvom flore i faune ističu se mora i oceani ekvatorijalnih i tropskih područja, prvenstveno Pacifika i Atlantski oceani. Sjeverno i južno od ovih pojaseva kvalitativni sastav postupno se iscrpljuje. Na primjer, najmanje 40.000 vrsta životinja rasprostranjeno je na području arhipelaga Istočne Indije, dok ih je samo 400 u Laptevskom moru.

Udio rijeka, jezera i močvara, kao što je ranije navedeno, beznačajan je u usporedbi s morima i oceanima. Međutim, oni stvaraju zalihe svježe vode neophodne za biljke, životinje i ljude.

Riža. četiri.

Bilješkaživotinje smještene ispod valovite linije žive u moru, iznad nje - u zemljino-zračnom okruženju

Poznato je da ne samo vodeni okoliš snažno utječe na svoje stanovnike, već i živa tvar hidrosfere, utječući na stanište, prerađuje ga i uključuje u kruženje tvari. Utvrđeno je da se voda oceana, mora, rijeka i jezera razgrađuje i obnavlja u biotičkom ciklusu za 2 milijuna godina, odnosno da je sva prošla kroz živu tvar na Zemlji više od tisuću puta.

Prema tome, moderna hidrosfera proizvod je vitalne aktivnosti žive tvari ne samo modernih, već i prošlih geoloških epoha.

Karakteristična značajka vodenog okoliša je njegova mobilnost, posebno u tekućim, brzim potocima i rijekama. U morima i oceanima opažaju se oseke i oseke, jake struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod utjecajem temperature i vjetra.

Ekološke skupine hidrobionata. vodeni stupac, odn pelagijalni(pelages - more), naseljeno pelagijskim organizmima koji imaju sposobnost plivanja ili zadržavanja u određenim slojevima (slika 5).

Riža.

S tim u vezi, ovi se organizmi dijele u dvije skupine: nekton i plankton. treći skupina za zaštitu okoliša -- bentos -- formiraju stanovnike dna.

Nekton(nektos - plutajući) - ovo je skup pelagičnih aktivno pokretnih životinja koje nemaju izravnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje koje mogu prijeći velike udaljenosti i jake vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe za kretanje. Tipični nektonski organizmi uključuju ribe, lignje, kitove i peraje. Nekton u slatkim vodama, osim riba, uključuje vodozemce i aktivno pokretne insekte. Mnoge morske ribe mogu se kretati u vodenom stupcu velikim brzinama: do 45-50 km / h - lignje (Oegophside), 100--150 km / h - jedrenjaci (Jstiopharidae) i 130 km / h - sabljarka (Xiphias glabius) .

Plankton(planktos - lutanje, lebdenje) je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost brzog kretanja. U pravilu su to male životinje - zooplankton i biljke - fitoplankton, koji se ne mogu oduprijeti strujama. Sastav planktona također uključuje ličinke mnogih životinja koje "plutaju" u vodenom stupcu. Planktonski organizmi nalaze se i na površini vode, u dubini iu pridnenom sloju.

Organizmi koji žive na površini vode su posebna skupina -- neuston. Sastav neustona također ovisi o stupnju razvoja niza organizama. Prolazeći kroz stadij ličinke, odrastajući, napuštaju površinski sloj koji im je služio kao utočište, kreću se živjeti na dno ili u donje i duboke slojeve. Tu spadaju ličinke desetonožaca, barnakula, kopepoda, puževa i školjkaša, bodljikaša, mnogočetinaša, riba itd.

Nazivaju se isti organizmi čiji je dio tijela iznad površine vode, a drugi u vodi igraći kamen. To uključuje patku (Lemma), sifonofore (Siphonophora) itd.

Fitoplankton igra važnu ulogu u životu vodenih tijela, jer je glavni proizvođač organske tvari. Fitoplankton prvenstveno uključuje dijatomeje (Diatomeae) i zelene alge (Chlorophyta), biljne bičaše (Phytomastigina), peridineje (Peridineae) i kokolitofore (Coccolitophoridae). U slatkim vodama rasprostranjene su ne samo zelene, već i modrozelene (Cyanophyta) alge.

Zooplankton i bakterije mogu se naći na različitim dubinama. U slatkim vodama česti su uglavnom slabo plivajući relativno veliki rakovi (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), mnogi rotatori (Rotatoria) i protozoe.

U morskom zooplanktonu dominiraju mali rakovi (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae), protozoe (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Od velikih predstavnika to su pteropodi (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) i plutajuće ctenofore (Ctenophora), salpe (Salpae), neki crvi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktonski organizmi su važni komponenta hrane za mnoge vodene životinje, uključujući takve divove kao što su usati kitovi (Mystacoceti), sl. 6.

Slika 6.

Bentos(bentos - dubina) je skup organizama koji žive na dnu (na tlu i u zemlji) vodenih površina. Podijeljen je na zoobentos i fitobentos. Uglavnom je predstavljena životinjama pričvršćenim, ili se sporo kreću, ili ukopavaju u zemlju. U plitkoj vodi sastoji se od organizama koji sintetiziraju organsku tvar (proizvođači), troše je (konzumenti) i uništavaju (razlagači). Na dubinama gdje nema svjetla nema fitobentosa (producenta). U morskom zoobentosu dominiraju foraminifore, spužve, koelenterati, crvi, brahiopodi, mekušci, ascidije, ribe i dr. Bentoski oblici brojniji su u plitkim vodama. Njihova ukupna biomasa ovdje može doseći desetke kilograma po 1 m2.

Fitobentos mora uglavnom uključuje alge (dijatomeje, zelene, smeđe, crvene) i bakterije. Uz obale postoje cvjetnice - Zostera (Zostera), ruppija (Ruppia), filospodiks (Phyllospadix). Stjenoviti i kameniti dijelovi dna najbogatiji su fitobentosom.

U jezerima, kao iu morima, razlikuju se plankton, nekton i bentos.

Međutim, u jezerima i drugim slatkim vodama ima manje zoobentosa nego u morima i oceanima, a njegov je sastav vrsta ujednačen. To su uglavnom protozoe, spužve, cilijarne i maločetinske crve, pijavice, mekušci, ličinke insekata itd.

Fitobentos slatkih voda predstavljen je bakterijama, dijatomejama i zelenim algama. Obalne biljke smještene su od obale duboko u jasno definirane pojaseve. Prvi pojas - polupotopljene biljke (trstika, rogoz, šaš i trska); drugi pojas - potopljene biljke s plutajućim lišćem (vodokras, kapsule, vodeni ljiljani, duckweeds). NA treći pojas prevladavaju biljke - barska trava, elodea itd. (slika 7).

Riža. 7. Biljke koje se ukorjenjuju na dnu (A): 1 - mačji rep; 2- nalet; 3 - vrh strelice; 4 - vodeni ljiljan; 5, 6 - ribnjak; 7 - hara. Slobodno plutajuće alge (B): 8, 9 - nitasto zelene; 10-13 - zelena; 14-17 - dijatomeje; 18-20 -- plavo-zelena

Prema načinu života vodene biljke dijele se u dvije glavne ekološke skupine: hidrofiti -- biljke uronjene samo na dno vode i obično ukorijenjene u tlu, i hidatofiti -- biljke koje su potpuno uronjene u vodu, a ponekad plutaju na površini ili imaju plutajuće listove.

U životu vodenih organizama važnu ulogu imaju vertikalno kretanje vode, režimi gustoće, temperature, svjetlosti, soli, plina (sadržaj kisika i ugljičnog dioksida) te koncentracija vodikovih iona (pH).

Temperaturni režim. U vodi se razlikuje, prvo, manjim dotokom topline, a drugo, većom stabilnošću nego na kopnu. Dio toplinske energije koja ulazi u površinu vode se reflektira, dio se troši na isparavanje. Isparavanje vode s površine rezervoara, koje troši oko 2263x8J/g, sprječava pregrijavanje donjih slojeva, a stvaranje leda, koji oslobađa toplinu taljenja (333,48 J/g), usporava njihovo hlađenje.

Promjena temperature u tekućim vodama prati njezine promjene u okolnom zraku, razlikuju se u manjoj amplitudi.

U jezerima i ribnjacima umjerenih geografskih širina toplinski režim određen je dobro poznatim fizičkim fenomenom - voda ima najveću gustoću na 4 ° C. Voda u njima je jasno podijeljena u tri sloja: gornji - epilimnion, temperatura koja doživljava oštre sezonske fluktuacije; prijelazni sloj temperaturnog skoka, -- metalimnion, gdje postoji oštar pad temperature; duboko more (dno) -- hipolimnion seže do samog dna, gdje je temperatura tijekom cijele godine promjene malo.

Ljeti se najtopliji slojevi vode nalaze na površini, a hladni na dnu. Ova vrsta slojevite raspodjele temperature u ležištu naziva se izravna stratifikacija Zimi, kako temperatura padne, obrnuta stratifikacija. Površinski sloj vode ima temperaturu blizu 0°C. Na dnu je temperatura oko 4°C, što odgovara njegovoj najvećoj gustoći. Dakle, temperatura raste s dubinom. Ova pojava se zove temperaturna dihotomija. Uočava se u većini naših jezera ljeti i zimi. Kao rezultat toga, poremećena je vertikalna cirkulacija, formira se gustoća stratifikacije vode, nastupa razdoblje privremene stagnacije - stagnacija(slika 8).

S daljnjim porastom temperature, gornji slojevi vode postaju manje gusti i više ne tonu - nastupa ljetna stagnacija.

U jesen se površinske vode ponovno ohlade na 4°C i potonu na dno, što uzrokuje sekundarno miješanje masa u godini s temperaturnim izjednačenjem, tj. nastupom jesenske homotermije.

U morskom okolišu također postoji toplinska slojevitost određena dubinom. U oceanima se razlikuju sljedeći slojevi Površinski- vode su izložene djelovanju vjetra, a po analogiji s atmosferom ovaj se sloj naziva troposfera ili morski termosfera. Dnevna kolebanja temperature vode ovdje se uočavaju do oko 50 metara dubine, a sezonska kolebanja i dublje. Debljina termosfere doseže 400 m. srednje -- predstavlja stalni termoklin. Temperatura u njemu u različitim morima i oceanima pada na 1--3°C. Proteže se do dubine od oko 1500 m. Duboko more -- karakterizira ista temperatura od oko 1--3°C, s izuzetkom polarnih područja, gdje je temperatura blizu 0°C.

NA Općenito, treba napomenuti da amplituda godišnjih kolebanja temperature u gornjim slojevima oceana nije veća od 10 - 15 "C u kontinentalnim vodama 30--35 ° C.

Riža. osam.

Duboke slojeve vode karakterizira konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama srednja godišnja temperatura površinskih slojeva je 26--27 ° C, u polarnim - oko 0 ° C i niže. Iznimka su termalni izvori, gdje temperatura površinskog sloja doseže 85--93°C.

U vodi kao živom mediju, s jedne strane, postoji prilično velika raznolikost temperaturnih uvjeta, as druge strane, termodinamičke značajke vodenog okoliša, kao što su visoka specifična toplina, visoka toplinska vodljivost i širenje tijekom smrzavanja ( u ovom slučaju, led se formira samo odozgo, a glavni vodeni stupac se ne smrzava), stvaraju povoljne uvjete za žive organizme.

Stoga je za zimovanje višegodišnjih hidrofita u rijekama i jezerima od velike važnosti vertikalna raspodjela temperatura ispod leda. Najgušća i najmanje hladna voda s temperaturom od 4°C nalazi se u donjem sloju, gdje se spuštaju hibernirajući pupoljci (turioni) rogača, pemfigusa, vodenjaka i dr. (slika 9), kao i cijele lisnate biljke, npr. kao vodena trava, elodea.

Riža. 9.

Vjerovalo se da je uranjanje povezano s nakupljanjem škroba i težinom biljaka. Do proljeća škrob se pretvara u topive šećere i masti, što čini pupoljke lakšima i omogućuje im da plutaju.

Organizmi u akumulacijama umjerenih geografskih širina dobro su prilagođeni sezonskim vertikalnim kretanjima slojeva vode, proljetnoj i jesenskoj homotermiji te ljetnoj i zimskoj stagnaciji. Budući da temperaturni režim vodenih tijela karakterizira velika stabilnost, stenotermija je češća među hidrobiontima nego među kopnenim organizmima.

Euritermalne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim vodenim tijelima iu priobalju mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije značajne.

Gustoća vode. Voda je gušća od zraka. U tom je pogledu 800 puta superiorniji od zračnog okoliša. Gustoća destilirane vode pri 4 °C je 1 g/cm3. Gustoća prirodne vode koji sadrže otopljene soli, može biti i više: do 1,35 g/cm 3 . U prosjeku se u vodenom stupcu za svakih 10 m dubine tlak povećava za 1 atmosferu. Velika gustoća vode odražava se na strukturu tijela hidrofita. Dakle, ako su kod kopnenih biljaka dobro razvijena mehanička tkiva koja osiguravaju čvrstoću debla i stabljike, položaj mehaničkih i provodnih tkiva duž periferije stabljike stvara strukturu "cijevi" koja se dobro odupire pregibima i savijanjima, onda kod hidrofita , mehanička tkiva su uvelike smanjena, budući da se biljke same podupiru. Mehanički elementi i vodljivi snopovi često su koncentrirani u središtu stabljike ili lisne peteljke, što daje mogućnost savijanja kada se voda kreće.

Potopljeni hidrofiti imaju dobar uzgon koji stvaraju posebni uređaji (zračne vrećice, otekline). Dakle, listovi bazena za veslanje leže na površini vode i ispod svakog lista imaju plutajući mjehurić ispunjen zrakom. Poput sićušnog prsluka za spašavanje, mjehurić omogućuje listu da pluta na površini vode. Zračne komore u stabljici drže biljku uspravnom i dovode kisik do korijena.

Uzgon se također povećava s povećanjem površine tijela. To se jasno vidi kod mikroskopskih planktonskih algi. Razni izdanci tijela pomažu im da slobodno "plutaju" u vodenom stupcu.

Organizmi u vodenom okolišu raspoređeni su po cijeloj njegovoj debljini. Na primjer, u oceanskim rovovima, životinje su pronađene na dubinama od preko 10 000 m i mogu izdržati pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Dakle, slatkovodni stanovnici (plutajuće kornjaše, papuče, suvoyi itd.) U eksperimentima izdržavaju do 600 atmosfera. Holoturije iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus nastanjuju se od obalnog pojasa do ultraabisala. Istodobno, treba napomenuti da su mnogi stanovnici mora i oceana relativno zidni i ograničeni na određene dubine. To se prvenstveno odnosi na plitke i dubokovodne vrste. Samo u priobalju obitava prstenasti crv Arenicola, mekušci - morski ljupci (Patella). Na velike dubine ah pri tlaku od najmanje 400-500 atmosfera nalaze se ribe iz skupine udičarki, glavonošci, rakovi, morske zvijezde, pogonofori i drugi.

Gustoća vode daje mogućnost životinjskim organizmima da se oslanjaju na nju, što je posebno važno za beskeletne oblike. Oslonac medija služi kao uvjet za lebdenje u vodi. Mnogi hidrobionti prilagođeni su ovakvom načinu života.

Svjetlosni način rada. Na vodene organizme veliki utjecaj imaju svjetlosni režim i prozirnost vode. Intenzitet svjetlosti u vodi je jako oslabljen (slika 10), budući da se dio upadnog zračenja reflektira od površine vode, a drugi dio apsorbira njezina debljina. Slabljenje svjetlosti povezano je s prozirnošću vode. U oceanima, na primjer, s visokom prozirnošću, oko 1% zračenja još uvijek pada na dubinu od 140 m, au malim jezerima s donekle zatvorenom vodom već na dubini od 2 m - samo desetinke postotka.

Riža. deset.

Dubina: 1 -- na površini; 2--0,5m; 3-- 1,5m; 4--2m

S obzirom na to da voda ne apsorbira zrake različitih dijelova sunčevog spektra jednako, spektralni sastav svjetlosti također se mijenja s dubinom, crvene zrake su prigušene. Plavo-zelene zrake prodiru do značajnih dubina. Sumrak koji se produbljuje s dubinom u oceanu je u početku zelen, zatim plav, plav, plavo-ljubičast, a kasnije prelazi u stalnu tamu. Sukladno tome, živi organizmi zamjenjuju jedni druge dubinom.

Dakle, biljke koje žive na površini vode ne osjećaju nedostatak svjetla, a potopljene, a posebno dubokomorske biljke nazivaju se "florom u sjeni". Moraju se prilagoditi ne samo nedostatku svjetla, već i promjeni njegovog sastava stvaranjem dodatnih pigmenata. To se može vidjeti u dobro poznatom obrascu boje kod algi koje žive na različitim dubinama. U plitkim vodenim područjima, gdje biljke još imaju pristup crvenim zrakama, koje u najvećoj mjeri apsorbira klorofil, obično prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama nalaze se smeđe alge koje osim klorofila imaju smeđe pigmente fikofein, fukoksantin i dr. Još dublje žive crvene alge koje sadrže pigment fikoeritrin. Jasno pokazuje sposobnost hvatanja sunčeve svjetlosti različitih valnih duljina. Ova pojava je nazvana kromatska prilagodba.

Dubokomorske vrste imaju brojne fizičke osobine koje se nalaze u biljkama za sjenu. Među njima vrijedi istaknuti nisku točku kompenzacije fotosinteze (30-100 luksa), "karakter sjene" svjetlosne krivulje fotosinteze s niskim platoom zasićenja, u algama, na primjer, veliku veličinu kromatofora. Dok su za površinske i plutajuće forme ove krivulje “lakšeg” tipa.

Za korištenje slabog svjetla u procesu fotosinteze potrebna je povećana površina organa za asimilaciju. Tako strelica (Sagittaria sagittifolia) razvijajući se na kopnu i u vodi stvara listove različitih oblika.

Nasljedni program kodira mogućnost razvoja u oba smjera. "Okidač" za razvoj "vodenih" oblika lišća je zasjenjenje, a ne izravno djelovanje vode.

Često su listovi vodenih biljaka uronjeni u vodu snažno isječeni u uske nitaste režnjeve, kao na primjer, u hornwort, uruti, pemphigus, ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodni listovi jajnih kapsula, lopoča, listovi potopljenih ribnjaka.

Ove značajke također su karakteristične za alge, kao što su nitaste alge, razrezane talije haracea, tanke prozirne tali mnoge dubokomorske vrste. To omogućuje hidrofitima da povećaju omjer tjelesne površine i volumena i, posljedično, razviju veliku površinu uz relativno niske troškove organske mase.

Biljke djelomično uronjene u vodu imaju dobro izraženu heterofilija, tj. razlika u građi površinskih i podvodnih listova iste biljke: To je jasno vidljivo kod vodenih ranunkulusa raznih listova (Sl. 11). Površinski imaju značajke zajedničke listovima nadzemnih biljaka (dorzoventralna struktura, dobro- razvijena pokrovna tkiva i stomatalni aparat) , pod vodom - vrlo tanke ili secirane lisne plojke. Heterofilija je također zabilježena kod lopoča i jajnih čahura, vrhova strelica i drugih vrsta.

Riža. jedanaest.

Listovi: 1 - površina; 2 -- pod vodom

Ilustrativan primjer je sljez (Simn latifolium) na čijoj se stabljici može vidjeti nekoliko oblika listova koji odražavaju sve prijelaze od tipično kopnenog do tipično vodenog.

Dubina vodenog okoliša također utječe na životinje, njihovu obojenost, sastav vrsta itd. Na primjer, u jezerskom ekosustavu, glavni život je koncentriran u vodenom sloju, gdje prodire količina svjetlosti koja je dovoljna za fotosintezu. Donja granica ovog sloja naziva se razina kompenzacije. Iznad te dubine biljke ispuštaju više kisika nego što troše, a drugi organizmi mogu iskoristiti višak kisika. Ispod te dubine fotosinteza ne može osigurati disanje, s tim u vezi organizmima je dostupan samo kisik koji dolazi s vodom iz površinskih slojeva jezera.

Životinje jarkih i raznolikih boja žive u svijetlim, površinskim slojevima vode, dok su dubokomorske vrste obično lišene pigmenata. U zoni sumraka oceana životinje su obojene crvenkastim bojama, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja, jer se crvena boja u plavo-ljubičastim zrakama percipira kao crna. Crvena boja tipična je za životinje zone sumraka kao što su brancin, crveni koralj, razni rakovi itd.

Apsorpcija svjetlosti u vodi je to jača što je njena prozirnost manja, što je posljedica prisutnosti čestica mineralnih tvari (glina, mulj) u njoj. Prozirnost vode također se smanjuje brzim rastom vodene vegetacije ljeti ili masovnim razmnožavanjem sitnih organizama koji se u površinskim slojevima nalaze u suspenziji. Prozirnost karakterizira ekstremna dubina, gdje je još uvijek vidljiv posebno spušten Secchijev disk (bijeli disk promjera 20 cm). U Sargaškom moru (najčišće vode) Secchijev disk vidljiv je do dubine od 66,5 m, u tihi ocean-- do 59, u indijskom -- do 50, in plitka mora- do 5-15 m. Prozirnost rijeka ne prelazi 1-1,5 m, au srednjoazijskim rijekama Amu Darya i Syr Darya - nekoliko centimetara. Stoga se granice zona fotosinteze jako razlikuju u različitim vodnim tijelima. U najčišćim vodama zona fotosinteze ili eufotička zona doseže dubinu ne veću od 200 m, zona sumraka (disfotična) proteže se do 1000-1500 m, a dublje, u afotičku zonu, sunčeva svjetlost ne prodire na svi.

Dnevno svjetlo u vodi mnogo je kraće (osobito u dubokim slojevima) nego na kopnu. Količina svjetlosti u gornjim slojevima vodenih tijela varira i od geografske širine područja i od doba godine. Stoga duge polarne noći ozbiljno ograničavaju vrijeme pogodno za fotosintezu u arktičkom i antarktičkom bazenu, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti da dopre do svih ledenih vodenih tijela zimi.

Način rada soli. Salinitet ili slani režim ima važnu ulogu u životu vodenih organizama. Kemijski sastav voda formiran je pod utjecajem prirodnih povijesnih i geoloških uvjeta, kao i pod antropogenim utjecajem. Sadržaj kemijskih spojeva (soli) u vodi određuje njenu slanost i izražava se u gramima po litri ili ppm(°/od). Prema općoj mineralizaciji voda se može podijeliti na slatku sa sadržajem soli do 1 g/l, boćatu (1-25 g/l), morsku slanost (26-50 g/l) i slanicu (više od 50 g/l). Najvažnije otopljene tvari u vodi su karbonati, sulfati i kloridi (tablica 1).

stol 1

Sastav glavnih soli u raznim vodnim tijelima (prema R. Dazho, 1975.)

Među slatkim vodama ima mnogo gotovo čistih, ali ima ih i onih koje sadrže do 0,5 g otopljenih tvari po litri. Prema sadržaju u slatkoj vodi kationi su raspoređeni na sljedeći način: kalcij - 64%, magnezij - 17%, natrij - 16%, kalij - 3%. To su prosječne vrijednosti, au svakom su slučaju moguće oscilacije, ponekad značajne.

Važan element u slatkim vodama je sadržaj kalcija. Kalcij može djelovati kao ograničavajući faktor. Postoje "meke" vode, siromašne kalcijem (manje od 9 mg po 1 litri), i "tvrde" vode, čiji sadržaj je u velikim količinama (više od 25 mg po 1 litri).

U morskoj vodi prosječni sadržaj otopljenih soli je 35 g/l, u rubna mora mnogo niže. U morskoj vodi pronađeno je 13 metaloida i najmanje 40 metala. Kuhinjska sol je na prvom mjestu po važnosti, a slijede barijev klorid, magnezijev sulfat i kalijev klorid.

Većina vodenog života poikilosmotičan. Osmotski tlak u njihovom tijelu ovisi o salinitetu okoliš. Slatkovodne životinje i biljke žive u sredinama gdje je koncentracija otopljenih tvari niža nego u tjelesnim tekućinama i tkivima. Zbog razlike u osmotskom tlaku izvan i unutar tijela, voda neprestano prodire u tijelo, zbog čega su slatkovodni hidrobionti prisiljeni intenzivno je uklanjati. Imaju dobro definirane procese osmoregulacije. Kod protozoa to se postiže radom ekskretornih vakuola, kod višestaničnih organizama uklanjanjem vode kroz ekskretorni sustav. Neki ciliati svakih 2-2,5 minuta ispuštaju količinu vode jednaku volumenu tijela.

S povećanjem slanosti usporava se rad vakuola, a pri koncentraciji soli od 17,5% prestaje s radom, jer se razlika u osmotskom tlaku između stanica i vanjsko okruženje nestaje.

Koncentracija soli u tjelesnim tekućinama i tkivima mnogih morski organizmi izotoničan koncentraciji otopljenih soli u okolnoj vodi. U tom su pogledu njihove osmoregulacijske funkcije slabije razvijene nego u slatkoj vodi. Osmoregulacija je jedan od razloga zašto mnoge morske biljke i životinje nisu uspjele naseliti slatkovodna tijela i ispostavilo se da su tipični morski stanovnici: crijevne šupljine (Coelenterata), bodljikaši (Echinodermata), spužve (Spongia), tunikati (Tunicata), pogonofora ( Pogonophora) . S druge strane, kukci praktički ne žive u morima i oceanima, dok su slatkovodni bazeni obilno naseljeni njima. Tipično morski i tipično slatkovodni organizmi ne toleriraju značajne promjene slanost i su stenohalin. eurihalin nema toliko mnogo organizama, osobito životinja, slatkovodnog i morskog podrijetla. Nalaze se, često u velikom broju, u slanim vodama. To su deverika (Abramis brama), slatkovodni smuđ (Stizostedion lucioperca), štuka (Ezox lucios), iz mora - porodica cipla (Mugilidae).

Stanovanje biljaka u vodenom okolišu, osim gore navedenih obilježja, ostavlja trag i na druge aspekte života, posebno vodni režim u biljkama, doslovno okružen vodom. Takve biljke nemaju transpiraciju, pa stoga ne postoji ni “gornji motor” koji održava protok vode u biljci. U isto vrijeme, struja koja dostavlja hranjive tvari tkivima postoji (iako mnogo slabija nego kod kopnenih biljaka), s jasno izraženom dnevnom periodičnošću: više danju, odsutna noću. Aktivnu ulogu u njegovom održavanju ima korijenski pritisak (kod pričvršćenih vrsta) i aktivnost posebnih stanica koje izlučuju vodu - vodenih stomata ili hidatoda.

U slatkim vodama biljke su uobičajene, utvrđene na dnu rezervoara. Često se njihova fotosintetska površina nalazi iznad vode. Tu spadaju trske (Scirpus), lopoč (Nymphaea), jajne čahure (Nyphar), rogoz (Typha), strelica (Sagittaria). U drugima su fotosintetski organi uronjeni u vodu. To su jezerce (Potamogeton), urut (Myriophyllum), elodea (Elodea). Neke vrste viših biljaka slatkih voda su bez korijena i slobodno plivaju ili obrastaju podvodne objekte, alge, koje su pričvršćene za tlo.

plinski način rada. Glavni plinovi u vodenom okolišu su kisik i ugljikov dioksid. Ostali, poput sumporovodika ili metana, od sekundarne su važnosti.

Kisik za vodeni okoliš -- najvažniji ekološki faktor. U vodu ulazi iz zraka, a biljke ga oslobađaju tijekom fotosinteze. Koeficijent difuzije kisika u vodi je približno 320 tisuća puta manji nego u zraku, a njegov ukupni sadržaj u gornjim slojevima vode je 6-8 ml/l, odnosno 21 puta manji nego u atmosferi. Sadržaj kisika u vodi obrnuto je proporcionalan temperaturi. S povećanjem temperature i slanosti vode, koncentracija kisika u njoj opada. U slojevima gusto naseljenim životinjama i bakterijama može doći do nedostatka kisika zbog njegove povećane potrošnje. Dakle, u Svjetskom oceanu, dubine bogate životom od 50 do 1000 m karakteriziraju oštro pogoršanje prozračivanja. Ona je 7-10 puta niža nego u površinskim vodama naseljenim fitoplanktonom. U blizini dna vodenih tijela uvjeti mogu biti bliski anaerobnim.

U stagnirajućem režimu u malim akumulacijama voda je također oštro osiromašena kisikom. Njegov nedostatak može se pojaviti i zimi pod ledom. Pri koncentracijama ispod 0,3--3,5 ml/l život aeroba u vodi je nemoguć. Sadržaj kisika u uvjetima ležišta pokazuje se kao ograničavajući faktor (tablica 2).

tablica 2

Potreba za kisikom u razne vrste slatkovodne ribe

Među vodenim stanovnicima postoji značajan broj vrsta koje mogu tolerirati velike fluktuacije u sadržaju kisika u vodi, blizu njegove odsutnosti. To su tzv euroksibionti. Tu spadaju slatkovodne maločetine (Tubifex tubifex), puževi (Viviparus viviparus). Vrlo slaba zasićenost vode kisikom iz ribe može izdržati šaran, linjak, karas. Međutim, mnoge vrste jesu stenoksibiont, tj. mogu postojati samo uz dovoljno visoku zasićenost vode kisikom, na primjer, kalifornijska pastrva, pastrva, gavčica itd. Mnoge vrste živih organizama sposobne su pasti u neaktivno stanje s nedostatkom kisika, tj. nazvao anoksibioza, i tako preživjeti nepovoljno razdoblje.

Disanje hidrobionata provodi se kroz površinu tijela i kroz specijalizirane organe - škrge, pluća, dušnike. Često integument tijela može poslužiti kao dodatni respiratorni organ. Kod nekih vrsta javlja se kombinacija disanja vodom i zrakom, na primjer, plućnjaci, sifonofori, diskofanti, mnogi plućni mekušci, rakovi Yammarus lacustris itd. Sekundarne vodene životinje obično drže atmosferski tip disanje kao energetski povoljnije, te je stoga potreban kontakt sa zrakom. To uključuje peraje, kitove, vodene kornjaše, ličinke komaraca itd.

Ugljični dioksid. U vodenom okolišu živi organizmi, osim nedostatka svjetla i kisika, mogu osjetiti nedostatak dostupnog CO 2 , primjerice biljke za fotosintezu. Ugljični dioksid ulazi u vodu kao rezultat otapanja CO 2 sadržanog u zraku, disanja vodenih organizama, razgradnje organskih ostataka i oslobađanja iz karbonata. Sadržaj ugljičnog dioksida u vodi kreće se od 0,2-0,5 ml/l, odnosno 700 puta više nego u atmosferi. CO 2 se otapa u vodi 35 puta bolje od kisika. Morska voda je glavni rezervoar ugljičnog dioksida, jer sadrži od 40 do 50 cm 3 plina po litri u slobodnom ili vezanom obliku, što je 150 puta više od njegove koncentracije u atmosferi.

Ugljični dioksid sadržan u vodi sudjeluje u formiranju vapnenačkih skeletnih tvorevina beskralješnjaka i osigurava fotosintezu vodenih biljaka. Kod intenzivne fotosinteze biljaka dolazi do povećane potrošnje ugljičnog dioksida (0,2-0,3 ml/l na sat), što dovodi do njegovog nedostatka. Hidrofiti na povećanje sadržaja CO 2 u vodi reagiraju povećanjem fotosinteze.

Dodatni izvor CO za fotosintezu vodenih biljaka također je ugljični dioksid, koji se oslobađa tijekom razgradnje bikarbonatnih soli i njihovog prelaska u ugljični dioksid:

Ca (HCO 3) 2 CaCO 3 + CO, + H 2 O

Slabo topljivi karbonati, koji pritom nastaju, talože se na površini lišća u obliku kamenca ili kore, što je jasno vidljivo kada se mnoge vodene biljke osuše.

Koncentracija vodikovih iona(pH) često utječe na distribuciju vodenih organizama. Slatkovodni bazeni s pH 3,7-4,7 smatraju se kiselim, 6,95-7,3 neutralnim, s pH većim od 7,8 - alkalnim. U slatkovodnim tijelima, pH doživljava značajne fluktuacije, često tijekom dana. Morska voda je alkalnija i njezin se pH mijenja manje od slatke vode. pH opada s dubinom.

Od biljaka s pH manjim od 7,5 rastu polucvjetnice (Jsoetes), čičak (Sparganium). U alkalnom okruženju (pH 7,7--8,8), mnoge vrste barskih trava, elodea su uobičajene; ​​pri pH 8,4--9, Typha angustifolia postiže snažan razvoj. Kisele vode tresetišta pogoduju razvoju sphagnum mahovina.

Većina slatkovodnih riba može podnijeti pH od 5 do 9. Ako je pH manji od 5 dolazi do masovnog pomora ribe, a iznad 10 ugibaju sve ribe i druge životinje.

U jezerima s kiselim okolišem često se nalaze ličinke dvokrilca iz roda Chaoborus, au kiselim vodama močvara česti su školjkasti rizomi (Testaceae), nema lamelastoškržnih mekušaca iz roda Toothless (Unio) i drugih mekušaca. su rijetke.

Ekološka plastičnost organizama u vodenom okolišu. Voda je stabilniji medij, a abiotski faktori prolaze kroz relativno male fluktuacije, pa stoga vodeni organizmi imaju manju ekološku plastičnost u usporedbi s kopnenim. Slatkovodne biljke i životinje su plastičnije od morskih, jer je slatka voda kao životni okoliš promjenjivija. Širina ekološke plastičnosti hidrobionata procjenjuje se ne samo u cjelini prema kompleksu čimbenika (eury- i stenobiontnost), već i pojedinačno.

Tako je utvrđeno da su, za razliku od stanovnika otvorenih područja, priobalne biljke i životinje uglavnom euritermni i eurihalini organizmi, s obzirom na to da su temperaturni uvjeti i režim soli u blizini obale prilično promjenjivi - zagrijavanje na suncu i relativno intenzivno hlađenje, desalinizacija dotokom vode iz potoka i rijeka, osobito tijekom kišne sezone itd. Primjer je lotos, koji spada u tipične stenotermne vrste, raste samo u plitkim, dobro zagrijanim rezervoarima. Stanovnici površinskih slojeva, u usporedbi s dubokomorskim oblicima, iz gore navedenih razloga pokazuju se euritermnijima i eurihalinijima.

Ekološka plastičnost važan je regulator rasprostranjenosti organizama. Dokazano je da su hidrobionti s visokom ekološkom plastičnošću široko rasprostranjeni, na primjer, elodea. Suprotan primjer je rak Artemia (Artemia solina), koji živi u malim rezervoarima s vrlo slanom vodom, tipičan je stenohalin predstavnik uske ekološke plastičnosti. U odnosu na druge čimbenike, ima značajnu plastičnost i prilično je česta u slanim vodama.

Ekološka plastičnost ovisi o dobi i fazi razvoja organizma. Na primjer, odrasli morski pužev mekušac Littorina, za vrijeme oseke, svaki dan dugo ostaje bez vode, ali njegove ličinke vode planktonski način života i ne podnose isušivanje.

Značajke prilagodbe biljaka vodenom okolišu. Vodeni raj| stenije imaju značajne razlike od kopnenih biljnih organizama. Dakle, sposobnost vodenih biljaka da apsorbiraju vlagu i mineralne soli izravno iz okoliša odražava se na njihovu morfološko-fiziološku organizaciju. Za vodene biljke karakteristična je slaba razvijenost provodnog tkiva i korijenskog sustava. Korijenski sustav služi uglavnom za pričvršćivanje na podvodni supstrat i ne obavlja funkcije mineralne prehrane i opskrbe vodom, kao kod kopnenih biljaka. Prehrana vodenih biljaka provodi se cijelom površinom njihova tijela.

Značajna gustoća vode omogućuje život biljaka u cijeloj njezinoj debljini. Niže biljke koje nastanjuju različite slojeve i vode lebdeći način života imaju posebne dodatke za to, koji povećavaju njihov uzgon i omogućuju im da ostanu u suspenziji. Viši hidrofiti imaju slabo razvijeno mehaničko tkivo. Kako yni Gore je navedeno da u njihovim listovima, stabljikama, korijenima postoje međustanične šupljine koje nose zrak koje povećavaju lakoću i plovnost organa koji lebde u vodi i plutaju na površini, što također doprinosi ispiranju unutarnje stanice vodom sa solima i plinovima otopljen u njemu. Hidrofiti excel | Rastu s velikom površinom lišća s malim ukupnim volumenom biljke, što im omogućuje intenzivnu izmjenu plinova s ​​nedostatkom kisika i drugih plinova otopljenih u vodi.

Brojni vodeni organizmi razvili su heterogenost, odn getjorofilija. Dakle, u Salviniji (Salvinia) uronjeni listovi pružaju mineralnu prehranu, a plutajući - organski.

Važna značajka prilagodbe biljaka životu u vodama | drugo okruženje je da su listovi uronjeni u vodu, u pravilu, vrlo tanki. Često se klorofil u njima nalazi u stanicama epidermisa, što pridonosi povećanju intenziteta fotosinteze pri slabom svjetlu. Takve anatomske i morfološke osobine najjasnije su izražene kod vodenih mahovina (Riccia, Fontinalis), valisnerije (Vallisneria spiralis), barskih korova (Potamageton).

Zaštita od ispiranja ili ispiranja iz stanica mineralnih soli kod vodenih biljaka je izlučivanje sluzi posebnim stanicama i stvaranje endoderma iz stanica deblje stijenke u obliku prstena.

Relativno niska temperatura vodenog okoliša uzrokuje odumiranje vegetativnih dijelova biljaka uronjenih u vodu nakon formiranja zimskih pupova i zamjenu ljetnih tankih nježnih listova tvrđim i kraćim zimskim. Niska temperatura voda nepovoljno djeluje na generativne organe vodenog bilja, a svojom velikom gustoćom otežava prijenos peludi. U tom smislu, vodene biljke se intenzivno razmnožavaju vegetativnim putem. Većina plutajućih i potopljenih biljaka nosi svoje cvjetne stabljike u zrak i razmnožava se spolno. Pelud se prenosi vjetrom i površinskim strujama. Plodovi i sjemenke koje nastaju također se raspršuju površinskim strujama. Ova pojava se zove hidrohorija. Hydrochorus uključuje ne samo vodene, već i mnoge obalne biljke. Njihovi plodovi imaju visoku plovnost, dugo ostaju u vodi i ne gube sposobnost klijanja. Na primjer, plodovi i sjemenke strelice (Sagittaria sagittofolia), suska (Butomus umbellatus), častuhe (Alisma plantago-aguatica) prenose se vodom. Plodovi mnogih šaševa (Carex) zatvoreni su u svojevrsne vrećice sa zrakom i nošeni vodenim strujama. Na isti način, korov humai (Sorgnum halepense) se kanalima proširio duž rijeke Vakht.

Značajke prilagodbe životinja na vodeni okoliš. Kod životinja koje žive u vodenom okolišu, u usporedbi s biljkama, adaptivne značajke su raznolikije, uključujući npr anatomsko-morfološki, bihevioralni i tako dalje.

Životinje koje žive u vodenom stupcu, prije svega, imaju prilagodbe koje povećavaju njihov uzgon i omogućuju im da se odupru kretanju vode, strujama. Ti organizmi razvijaju prilagodbe koje ih sprječavaju da se uzdignu u vodeni stup ili smanjuju njihov uzgon, što im omogućuje da ostanu na dnu, uključujući i vode s brzim protokom.

U malim oblicima koji žive u vodenom stupcu dolazi do smanjenja skeletnih formacija. Dakle, kod protozoa (Radiolaria, Rhizopoda), školjke su porozne, kremene iglice kostura su iznutra šuplje. Specifična gustoća ctenofora (Ctenophora), meduza (Scyphozoa) smanjuje se zbog prisutnosti vode u tkivima. Nakupljanje kapljica masti u tijelu (noćne životinje - Noctiluca, radiolarije - Radiolaria) doprinosi povećanju plovnosti. Velike nakupine masti uočene su kod nekih rakova (Cladocera, Copepoda), riba i kitova. Plinovima ispunjenim plivaćim mjehurima koje imaju mnoge ribe smanjena je specifična težina tijela i time povećana plovnost. Sifonofore (Physalia, Velella) imaju snažne zračne šupljine.

Za životinje koje pasivno plutaju u vodenom stupcu karakteristično je ne samo smanjenje mase, već i povećanje specifične površine tijela. To je zbog činjenice da što je veća viskoznost medija i što je veća specifična površina tijela organizma, to sporije tone u vodu. Kod životinja je tijelo spljošteno, na njemu se formiraju šiljci, izrasline i dodaci, na primjer, kod flagelata (Leptodiscus, Craspeditela), radiolarija (Aulacantha, Chalengeridae) itd.

Velika skupina životinja koje žive u slatkoj vodi pri kretanju koriste površinsku napetost vode (površinski film). Po površini vode slobodno trče stjenice (Gyronidae, Veliidae), kornjaši (Gerridae) i dr. Člankonožac koji dodiruje vodu krajem svojih privjesaka prekrivenih dlačicama koje odbijaju vodu uzrokuje deformaciju svoje površine pomoću formiranje konkavnog meniskusa. Kada je sila dizanja (F) usmjerena prema gore veća od mase životinje, potonja će se zadržati na vodi zbog površinske napetosti.

Dakle, život na površini vode moguć je za relativno male životinje, budući da masa raste s kubom veličine, a površinska napetost raste kao linearna veličina.

Aktivno plivanje kod životinja provodi se uz pomoć cilija, flagela, savijanja tijela, na mlazni način zbog energije izbačenog vodenog mlaza. Najveće savršenstvo mlaznog načina kretanja postići će glavonošci. Dakle, neke lignje razvijaju brzinu pri bacanju vode do 40--50 km / h (slika 12).

Riža. 12.

Velike životinje često imaju specijalizirane udove (peraje, peraje), tijelo im je oblikovano i prekriveno sluzi.

Samo u vodenom okruženju su nepokretne životinje koje vode privržen način života. To su hidroidi (Hydroidea) i koralni polipi (Anthozoo), morski ljiljani(Crinoidea), školjkaši (Br/aMa) itd. Karakterizira ih osebujan oblik tijela, lagani uzgon (gustoća tijela veća je od gustoće vode) i posebni uređaji za pričvršćivanje na podlogu.

Vodene životinje su uglavnom poikilotermne. Homoi-termalni, na primjer, sisavci (kitovi, perajaci) tvore značajan sloj potkožnog masnog tkiva, koji ima funkciju toplinske izolacije.

Dubokomorske životinje odlikuju se specifičnim organizacijskim značajkama: nestankom ili slabim razvojem vapnenastog kostura, povećanjem veličine tijela, često smanjenjem organa vida, povećanjem razvoja taktilnih receptora itd.

Osmotski tlak i ionsko stanje otopina u tijelu životinja osiguravaju složeni mehanizmi metabolizma vode i soli. Najčešći način održavanja konstantnog osmotskog tlaka je redovito uklanjanje nadolazeće vode uz pomoć pulsirajućih vakuola i organa za izlučivanje. Tako, slatkovodne ribe višak vode uklanja se pojačanim radom sustava za izlučivanje, a soli se apsorbiraju kroz škržne niti. Morske su ribe, pak, primorane obnavljati zalihe vode i stoga piju morsku vodu, a višak soli koji dolazi s vodom uklanja se iz tijela preko škržnih niti (slika 13).

Riža. 13.

Kratice hipo-, izo- i hiper- označavaju toničnost unutarnje sredine u odnosu na vanjsku (prema N. Green i sur., 1993.)

Brojni vodeni organizmi imaju posebnu prirodu prehrane - to je prosijavanje ili taloženje čestica organskog podrijetla suspendiranih u vodi, brojni mali organizmi. Ovakav način hranjenja ne zahtijeva mnogo energije za traženje plijena i tipičan je za mekušce laminabranch, sesilne bodljokošce, ascidije, planktonske rakove itd. Životinje koje se hrane filtrom igraju važnu ulogu u biološkom pročišćavanju vodenih tijela.

Slatkovodna dafnija, kiklop, kao i najmasovniji rak u oceanu, Calanus finmarchicus, filtriraju do 1,5 litara vode po jedinki dnevno. Dagnje koje žive na površini od 1 m 2 mogu voziti 150–280 m 3 vode dnevno kroz šupljinu plašta, taložeći suspendirane čestice.

Zbog brzog slabljenja svjetlosnih zraka u vodi, život u stalnom sumraku ili mraku uvelike ograničava mogućnosti vizualne orijentacije vodenih organizama. Zvuk putuje brže u vodi nego u zraku, a hidrobionti imaju bolju orijentaciju zvuka nego vizualnu orijentaciju. Neke vrste čak hvataju infrazvuk. Zvučna signalizacija služi prije svega za međuvrsne odnose: orijentaciju u jatu, privlačenje jedinki suprotnog spola itd. Kitovi, na primjer, traže hranu i kreću se pomoću eholokacije - percepcije reflektiranih zvučnih valova. Načelo lokatora dupina je emitiranje zvučnih valova koji se šire ispred životinje koja pliva. Susrećući se s preprekom, poput ribe, zvučni valovi se reflektiraju i vraćaju do dupina, koji čuje nastali odjek i tako detektira objekt koji uzrokuje refleksiju zvuka.

Poznato je oko 300 vrsta riba koje mogu proizvoditi električnu energiju i koristiti je za orijentaciju i signalizaciju. Red ribe ( električni Stingray, električna jegulja itd.) koriste električna polja za obranu i napad.

Vodeni organizmi karakteristična je antička metoda orijentacije – percepcija kemije okoline. Kemoreceptori mnogih vodenih organizama (losos, jegulje i dr.) izuzetno su osjetljivi. U tisućama kilometara migracije nevjerojatno precizno pronalaze mjesta za mriještenje i hranjenje.

Promjenjivi uvjeti u vodenom okolišu također uzrokuju određene reakcije ponašanja organizama. Promjene osvjetljenja, temperature, saliniteta, plinskog režima i drugih čimbenika povezane su s vertikalnim (spuštanje u dubinu, izlazak na površinu) i horizontalnim (mriješćenje, zimovanje i hranjenje) migracijama životinja. U morima i oceanima u vertikalnim migracijama sudjeluju milijuni tona vodenih organizama, a tijekom horizontalnih migracija vodene životinje mogu prijeći stotine i tisuće kilometara.

Na Zemlji postoji mnogo privremenih, plitkih vodenih tijela koja nastaju nakon riječnih poplava, jakih kiša, otapanja snijega itd. Zajedničke značajke stanovnici presušujućih akumulacija je sposobnost stvaranja brojnih potomaka u kratkom vremenu i izdržati duga razdoblja bez vode, prelazeći u stanje smanjene vitalne aktivnosti - hipobioza.

Opće karakteristike. Hidrosfera kao vodeni okoliš života zauzima oko 71% površine i 1/800 volumena zemaljske kugle. Glavna količina vode, više od 94%, koncentrirana je u morima i oceanima (Sl. 5.2).

Riža. 5.2. Svjetski ocean u usporedbi s kopnom (prema N. F. Reimers, 1990.)

U slatkim vodama rijeka i jezera količina vode ne prelazi 0,016% ukupnog volumena slatke vode.

U oceanu s morima koja ga čine, prvenstveno se razlikuju dva ekološka područja: vodeni stup - pelagijalni i dno bentalski. Ovisno o dubini bental se dijeli na sublitoralna zona - područje glatkog spuštanja zemljišta do dubine od 200 m, kupatila - područje strmih padina i abisalna zona - oceansko dno s prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublja područja bentala, koja odgovaraju udubljenjima oceanskog dna (6-10 km), nazivaju se ultraabisal. Rub obale koji je poplavljen za vrijeme plime naziva se primorje. Dio obale iznad razine plime i oseke, navlažen prskanjem valova, naziva se supralitoral.

Otvorene vode oceana također se dijele na vertikalne zone prema bentalnim zonama: tippeligijal, bati-peligijal, abisopegijal(Slika 5.3).

Riža. 5.3. Vertikalna ekološka zonalnost oceana

(prema N. F. Reimers, 1990.)

U vodenom okolišu živi oko 150 000 vrsta životinja ili oko 7% njihova ukupnog broja (sl. 5.4) i 10 000 vrsta biljaka (8%).

Također treba obratiti pozornost na činjenicu da su predstavnici većine skupina biljaka i životinja ostali u vodenom okolišu (njihova "kolijevka"), ali je broj njihovih vrsta znatno manji od broja kopnenih. Otud zaključak – evolucija na kopnu odvijala se mnogo brže.

Raznolikošću i bogatstvom flore i faune izdvajaju se mora i oceani ekvatorijalnog i tropskog područja, prvenstveno Tihog i Atlantskog oceana. Sjeverno i južno od ovih pojaseva kvalitativni sastav postupno se iscrpljuje. Na primjer, najmanje 40.000 vrsta životinja rasprostranjeno je na području arhipelaga Istočne Indije, dok ih je samo 400 u Laptevskom moru.

Udio rijeka, jezera i močvara, kao što je ranije navedeno, beznačajan je u usporedbi s morima i oceanima. Međutim, oni stvaraju zalihe svježe vode neophodne za biljke, životinje i ljude.

Riža. 5.4. Distribucija glavnih klasa životinja prema okolišu

staništa (prema G. V. Voitkevich i V. A. Vronsky, 1989.)

Bilješkaživotinje smještene ispod valovite linije žive u moru, iznad nje - u kopneno-zračnom okruženju

Poznato je da ne samo vodeni okoliš snažno utječe na svoje stanovnike, već i živa tvar hidrosfere, utječući na stanište, prerađuje ga i uključuje u kruženje tvari. Utvrđeno je da se voda oceana, mora, rijeka i jezera razgrađuje i obnavlja u biotičkom ciklusu za 2 milijuna godina, odnosno da je sva prošla kroz živu tvar na Zemlji više od tisuću puta.

Prema tome, moderna hidrosfera proizvod je vitalne aktivnosti žive tvari ne samo modernih, već i prošlih geoloških epoha.

Karakteristična značajka vodenog okoliša je njegova mobilnost, posebno u tekućim, brzim potocima i rijekama. U morima i oceanima opažaju se oseke i oseke, jake struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod utjecajem temperature i vjetra.

Ekološke skupine hidrobionata. vodeni stupac, odn pelagijalni(pelages - more), naseljeno pelagijskim organizmima koji imaju sposobnost plivanja ili zadržavanja u određenim slojevima (sl. 5.5).

Riža. 5.5. Profil oceana i njegovih stanovnika (prema N. N. Moiseev, 1983.)

S tim u vezi, ovi se organizmi dijele u dvije skupine: nekton i plankton. Treća ekološka skupina - bentos - formiraju stanovnike dna.

Nekton(nektos - plutajući) je skup pelagičnih aktivno pokretnih životinja koje nemaju izravnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje koje mogu prijeći velike udaljenosti i jake vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe za kretanje. Tipični nektonski organizmi uključuju ribe, lignje, kitove i peraje. Nekton u slatkim vodama, osim riba, uključuje vodozemce i aktivno pokretne insekte. Mnoge morske ribe mogu se kretati u vodenom stupcu velikim brzinama: do 45-50 km / h - lignje (Oegophside), 100-150 km / h - jedrenjaci (Jstiopharidae) i 130 km / h - sabljarka (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - lutanje, lebdenje) je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost brzog aktivnog kretanja. U pravilu su to male životinje - zooplankton i biljke - fitoplankton, koji se ne mogu oduprijeti strujama. Sastav planktona također uključuje ličinke mnogih životinja koje "plutaju" u vodenom stupcu. Planktonski organizmi nalaze se i na površini vode, u dubini iu pridnenom sloju.

Organizmi koji žive na površini vode čine posebnu skupinu – neuston. Sastav neustona također ovisi o stupnju razvoja niza organizama. Prolazeći kroz stadij ličinke, odrastajući, napuštaju površinski sloj koji im je služio kao utočište, kreću se živjeti na dno ili u donje i duboke slojeve. Tu spadaju ličinke desetonožaca, barnakula, kopepoda, puževa i školjkaša, igooderma, mnogočetinaša, riba itd.

Nazivaju se isti organizmi čiji je dio tijela iznad površine vode, a drugi u vodi igraći kamen. To uključuje patku (Lemma), sifonofore (Siphonophora) itd.

Fitoplankton igra važnu ulogu u životu vodenih tijela, jer je glavni proizvođač organske tvari. Fitoplankton prvenstveno uključuje dijatomeje (Diatomeae) i zelene alge (Chlorophyta), biljne bičaše (Phytomastigina), peridineje (Peridineae) i kokolitofore (Coccolitophoridae). U slatkim vodama rasprostranjene su ne samo zelene, već i modrozelene (Cyanophyta) alge.

Zooplankton i bakterije mogu se naći na različitim dubinama. U slatkim vodama česti su uglavnom slabo plivajući relativno veliki rakovi (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), mnogi rotatori (Rotatoria) i protozoe.

U morskom zooplanktonu dominiraju mali rakovi (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae), protozoe (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Od velikih predstavnika to su pteropodi (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) i plutajuće ctenofore (Ctenophora), salpe (Salpae), neki crvi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktonski organizmi služe kao važna komponenta hrane za mnoge vodene životinje, uključujući takve divove kao što su usati kitovi (Mystacoceti), sl. 5.6.

Slika 5.6. Shema glavnih pravaca izmjene energije i tvari u oceanu

Bentos(bentos - dubina) je skup organizama koji žive na dnu (na tlu i u zemlji) rezervoara. Podijeljen je na zoobentos i fitobentos. Uglavnom je predstavljena životinjama pričvršćenim, ili se sporo kreću, ili ukopavaju u zemlju. U plitkoj vodi sastoji se od organizama koji sintetiziraju organsku tvar (producenti), troše je (konzumenti) i uništavaju (reducenti). Na dubinama gdje nema svjetla nema fitobentosa (producenta). U morskom zoobentosu dominiraju foraminifore, spužve, koelenterati, crvi, brahiopodi, mekušci, ascidije, ribe i dr. Bentoski oblici brojniji su u plitkim vodama. Njihova ukupna biomasa ovdje može doseći desetke kilograma po 1 m2.

Fitobentos mora uglavnom uključuje alge (dijatomeje, zelene, smeđe, crvene) i bakterije. Uz obale postoje cvjetnice - Zostera (Zostera), ruppija (Ruppia), filospodiks (Phyllospadix). Stjenoviti i kameniti dijelovi dna najbogatiji su fitobentosom.

U jezerima, kao iu morima, razlikuju se plankton, nekton i bentos.

Međutim, u jezerima i drugim slatkim vodama ima manje zoobentosa nego u morima i oceanima, a njegov je sastav vrsta ujednačen. To su uglavnom protozoe, spužve, cilijarne i maločetinske crve, pijavice, mekušci, ličinke insekata itd.

Fitobentos slatkih voda predstavljen je bakterijama, dijatomejama i zelenim algama. Obalne biljke smještene su od obale duboko u jasno definirane pojaseve. Prvi pojas - polupotopljene biljke (trstika, rogoz, šaš i trska); drugi pojas - potopljene biljke s plutajućim lišćem (vodokras, kapsule, vodeni ljiljani, duckweeds). NA treći pojas prevladavaju biljke - barska trava, elodea itd. (Sl. 5.7).

Riža. 5.7. Biljke koje se ukorjenjuju pri dnu (A):

1 - mačji rep; 2- nalet; 3 - vrh strelice; 4 - vodeni ljiljan; 5, 6 - ribnjak; 7 - hara. Slobodno plutajuće alge (B): 8, 9 - nitasto zelene; 10-13 - zelena; 14-17 - dijatomeje; 18-20 - plavo-zelena

Prema načinu života vodene biljke dijele se u dvije glavne ekološke skupine: hidrofiti - biljke uronjene samo na dno vode i obično ukorijenjene u tlu, i hidatofiti - biljke koje su potpuno uronjene u vodu, a ponekad plutaju na površini ili imaju plutajuće listove.

U životu vodenih organizama važnu ulogu imaju vertikalno kretanje vode, režimi gustoće, temperature, svjetlosti, soli, plina (sadržaj kisika i ugljičnog dioksida) te koncentracija vodikovih iona (pH).

Temperaturni režim. U vodi se razlikuje, prvo, manjim dotokom topline, a drugo, većom stabilnošću nego na kopnu. Dio toplinske energije koja ulazi u površinu vode se reflektira, dio se troši na isparavanje. Isparavanje vode s površine rezervoara, koje troši oko 2263x8J/g, sprječava pregrijavanje donjih slojeva, a stvaranje leda, koji oslobađa toplinu taljenja (333,48 J/g), usporava njihovo hlađenje.

Promjena temperature u tekućim vodama prati njezine promjene u okolnom zraku, razlikuju se u manjoj amplitudi.

U jezerima i barama umjerenih geografskih širina toplinski režim je određen dobro poznatim fizikalnim fenomenom - voda ima najveću gustoću pri 4°C. Voda u njima je jasno podijeljena u tri sloja: gornji - epilimnion, temperatura koja doživljava oštre sezonske fluktuacije; prijelazni sloj temperaturnog skoka, - metalimnion, gdje postoji oštar pad temperature; duboko more (dno) - hipolimnion seže do samog dna, gdje je temperatura tijekom cijele godine promjene malo.

Ljeti se najtopliji slojevi vode nalaze na površini, a najhladniji - na dnu. Ova vrsta slojevite raspodjele temperature u ležištu naziva se izravna stratifikacija Zimi, kako temperatura padne, obrnuta stratifikacija. Površinski sloj vode ima temperaturu blizu 0°C. Na dnu je temperatura oko 4°C, što odgovara njegovoj najvećoj gustoći. Dakle, temperatura raste s dubinom. Ova pojava se zove temperaturna dihotomija. Uočava se u većini naših jezera ljeti i zimi. Kao rezultat toga, poremećena je vertikalna cirkulacija, formira se gustoća stratifikacije vode, nastupa razdoblje privremene stagnacije - stagnacija(Slika 5.8).

S daljnjim povećanjem temperature, gornji slojevi vode postaju manje gusti i više ne tonu - nastupa ljetna stagnacija. "

U jesen se površinske vode ponovno ohlade na 4 °C i potonu na dno, uzrokujući sekundarno miješanje masa u godini s izjednačavanjem temperature, tj. nastupom jesenske homotermije.

U morskom okolišu također postoji toplinska slojevitost određena dubinom. U oceanima se razlikuju sljedeći slojevi Površinski- vode su izložene djelovanju vjetra, a po analogiji s atmosferom ovaj se sloj naziva troposfera ili morski termosferski. Dnevna kolebanja temperature vode ovdje se uočavaju do oko 50 metara dubine, a sezonska kolebanja i dublje. Debljina termosfere doseže 400 m. srednji - predstavlja stalni termoklin. Temperatura u njemu u različitim morima i oceanima pada na 1-3°C. Proteže se do dubine od oko 1500 m. Duboko more - karakterizira ista temperatura od oko 1-3°C, s izuzetkom polarnih područja, gdje je temperatura blizu 0°C.

NA Općenito, treba napomenuti da amplituda godišnjih kolebanja temperature u gornjim slojevima oceana nije veća od 10 - 15 "C u kontinentalnim vodama 30-35 ° C.

Riža. 5.8. Stratifikacija i miješanje vode u jezeru

(prema E. Günther i sur., 1982.)

Duboke slojeve vode karakterizira konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura površinskih slojeva je 26-27°C, u polarnim vodama oko 0°C i niže. Izuzetak su termalni izvori, gdje temperatura površinskog sloja doseže 85-93°C.

U vodi kao živom mediju, s jedne strane, postoji prilično velika raznolikost temperaturnih uvjeta, as druge strane, termodinamičke značajke vodenog okoliša, kao što su visoka specifična toplina, visoka toplinska vodljivost i širenje pri smrzavanju ( u ovom slučaju, led se formira samo odozgo, a glavni vodeni stupac se ne smrzava), stvaraju povoljne uvjete za žive organizme.

Stoga je za zimovanje višegodišnjih hidrofita u rijekama i jezerima od velike važnosti vertikalna raspodjela temperatura ispod leda. Najgušća i najmanje hladna voda s temperaturom od 4 ° C nalazi se u donjem sloju, gdje se spuštaju zimski pupoljci (turioni) rožnjaka, pemfigusa, vodene boje itd. (Sl. 5.9), kao i cijele lisnate biljke. , kao što je patka, Elodea.

Riža. 5.9. Vodokras (Hydrocharias morsus ranae) u jesen.

Vidljivi su pupoljci koji prezimljuju, tonu na dno

(od T.K. Goryshinoya, 1979.)

Vjerovalo se da je uranjanje povezano s nakupljanjem škroba i težinom biljaka. Do proljeća škrob se pretvara u topive šećere i masti, što čini pupoljke lakšima i omogućuje im da plutaju.

Organizmi u akumulacijama umjerenih geografskih širina dobro su prilagođeni sezonskim vertikalnim kretanjima slojeva vode, proljetnoj i jesenskoj homotermiji te ljetnoj i zimskoj stagnaciji. Budući da temperaturni režim vodenih tijela karakterizira velika stabilnost, stenotermija je češća među hidrobiontima nego među kopnenim organizmima.

Euritermalne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim vodenim tijelima iu priobalju mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije značajne.

Gustoća vode. Voda je gušća od zraka. U tom je pogledu 800 puta superiorniji od zračnog okoliša. Gustoća destilirane vode pri 4 °C je 1 g/cm3. Gustoća prirodnih voda koje sadrže otopljene soli može biti veća: do 1,35 g/cm 3 . U prosjeku se u vodenom stupcu za svakih 10 m dubine tlak povećava za 1 atmosferu. Velika gustoća vode odražava se na strukturu tijela hidrofita. Dakle, ako su kod kopnenih biljaka dobro razvijena mehanička tkiva koja osiguravaju čvrstoću debla i stabljike, položaj mehaničkih i provodnih tkiva duž periferije stabljike stvara strukturu "cijevi" koja se dobro odupire pregibima i savijanjima, onda kod hidrofita , mehanička tkiva su uvelike smanjena, budući da se biljke same podupiru. Mehanički elementi i vodljivi snopovi često su koncentrirani u središtu stabljike ili lisne peteljke, što daje mogućnost savijanja kada se voda kreće.

Potopljeni hidrofiti imaju dobar uzgon koji stvaraju posebni uređaji (zračne vrećice, otekline). Dakle, listovi bazena za veslanje leže na površini vode i ispod svakog lista imaju plutajući mjehurić ispunjen zrakom. Poput sićušnog prsluka za spašavanje, mjehurić omogućuje listu da pluta na površini vode. Zračne komore u stabljici drže biljku uspravnom i dovode kisik do korijena.

Uzgon se također povećava s povećanjem površine tijela. To se jasno vidi kod mikroskopskih planktonskih algi. Razni izdanci tijela pomažu im da slobodno "plutaju" u vodenom stupcu.

Organizmi u vodenom okolišu raspoređeni su po cijeloj njegovoj debljini. Na primjer, u oceanskim rovovima, životinje su pronađene na dubinama od preko 10 000 m i mogu izdržati pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Dakle, slatkovodni stanovnici (plutajuće kornjaše, papuče, suvoyi itd.) U eksperimentima izdržavaju do 600 atmosfera. Holoturije iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus nastanjuju se od obalnog pojasa do ultraabisala. Istodobno, treba napomenuti da su mnogi stanovnici mora i oceana relativno zidni i ograničeni na određene dubine. To se prvenstveno odnosi na plitke i dubokovodne vrste. Samo u priobalju obitava prstenasti crv Arenicola, mekušci - morski ljupci (Patella). Na velikim dubinama pri tlaku od najmanje 400-500 atmosfera nalaze se ribe iz skupine udičara, glavonožaca, rakova, morskih zvijezda, pogonofora i drugih.

Gustoća vode daje mogućnost životinjskim organizmima da se oslanjaju na nju, što je posebno važno za beskeletne oblike. Oslonac medija služi kao uvjet za lebdenje u vodi. Mnogi hidrobionti prilagođeni su ovakvom načinu života.

Svjetlosni način rada. Na vodene organizme veliki utjecaj imaju svjetlosni režim i prozirnost vode. Intenzitet svjetlosti u vodi jako je oslabljen (sl. 5.10), budući da se dio upadnog zračenja reflektira od površine vode, a drugi dio apsorbira njezina debljina. Slabljenje svjetlosti povezano je s prozirnošću vode. U oceanima, na primjer, s visokom prozirnošću, oko 1% zračenja još uvijek pada na dubinu od 140 m, au malim jezerima s donekle zatvorenom vodom već na dubini od 2 m - samo desetinke postotka.

Riža. 5.10. Osvjetljenje u vodi tijekom dana.

Rezervoar Tsimlyansk (prema A. A. Potapovu,

Dubina: 1 - na površini; 2-0,5m; 3- 1,5m; 4-2m

S obzirom na to da voda ne apsorbira zrake različitih dijelova sunčevog spektra jednako, spektralni sastav svjetlosti također se mijenja s dubinom, crvene zrake su prigušene. Plavo-zelene zrake prodiru do značajnih dubina. Sumrak koji se produbljuje s dubinom u oceanu je u početku zelen, zatim plav, plav, plavo-ljubičast, a kasnije prelazi u stalnu tamu. Sukladno tome, živi organizmi zamjenjuju jedni druge dubinom.

Dakle, biljke koje žive na površini vode ne osjećaju nedostatak svjetla, a potopljene, a posebno dubokomorske biljke nazivaju se "florom u sjeni". Moraju se prilagoditi ne samo nedostatku svjetla, već i promjeni njegovog sastava stvaranjem dodatnih pigmenata. To se može vidjeti u dobro poznatom obrascu boje kod algi koje žive na različitim dubinama. U plitkim vodenim područjima, gdje biljke još imaju pristup crvenim zrakama, koje u najvećoj mjeri apsorbira klorofil, obično prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama nalaze se smeđe alge koje osim klorofila imaju smeđe pigmente fikofein, fukoksantin itd. Još dublje žive crvene alge koje sadrže pigment fikoeritrin. Jasno pokazuje sposobnost hvatanja sunčeve svjetlosti različitih valnih duljina. Ova pojava je nazvana kromatska prilagodba.

Dubokomorske vrste imaju brojne fizičke osobine koje se nalaze u biljkama za sjenu. Među njima vrijedi istaknuti nisku točku kompenzacije fotosinteze (30-100 luksa), "karakter sjene" svjetlosne krivulje fotosinteze s niskim platoom zasićenja, u algama, na primjer, veliku veličinu kromatofora. Dok su za površinske i plutajuće forme ove krivulje “lakšeg” tipa.

Za korištenje slabog svjetla u procesu fotosinteze potrebna je povećana površina organa za asimilaciju. Tako strelica (Sagittaria sagittifolia) razvijajući se na kopnu i u vodi stvara listove različitih oblika.

Nasljedni program kodira mogućnost razvoja u oba smjera. "Okidač" za razvoj "vodenih" oblika lišća je zasjenjenje, a ne izravno djelovanje vode.

Često su listovi vodenih biljaka uronjeni u vodu snažno isječeni u uske nitaste režnjeve, kao na primjer, kod rogača, urutija, pemfigusa ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodni listovi jajčastih čahura, lopoča, listovi potopljenih ribnjaka .

Ove značajke također su karakteristične za alge, kao što su nitaste alge, razrezane talije haracea, tanke prozirne tali mnoge dubokomorske vrste. To omogućuje hidrofitima da povećaju omjer tjelesne površine i volumena i, posljedično, razviju veliku površinu uz relativno niske troškove organske mase.

Biljke djelomično uronjene u vodu imaju dobro izraženu heterofilija, tj. razlika u građi površinskog i podvodnog lišća kod iste biljke: To je jasno vidljivo kod vodenih ranunkulusa različitih listova (Sl. 5.11). Površinske imaju značajke zajedničke lišću nadzemnih biljaka (dorzoventralna struktura, dobro razvijena pokrovna tkiva i stomatalni aparat) , pod vodom - vrlo tanke ili secirane lisne ploče. Heterofilija je također zabilježena kod lopoča i jajnih čahura, vrhova strelica i drugih vrsta.

Riža. 5.11. Heterofilija u vodenom ljutiku

Ranunculus diversifolius (od T, G. Goryshina, 1979)

Listovi: 1 - površina; 2 - pod vodom

Ilustrativan primjer je sljez (Simn latifolium) na čijoj se stabljici može vidjeti nekoliko oblika listova koji odražavaju sve prijelaze od tipično kopnenog do tipično vodenog.

Dubina vodenog okoliša također utječe na životinje, njihovu obojenost, sastav vrsta itd. Na primjer, u jezerskom ekosustavu, glavni život je koncentriran u vodenom sloju, gdje prodire količina svjetlosti koja je dovoljna za fotosintezu. Donja granica ovog sloja naziva se razina kompenzacije. Iznad te dubine biljke ispuštaju više kisika nego što troše, a drugi organizmi mogu iskoristiti višak kisika. Ispod te dubine fotosinteza ne može osigurati disanje, s tim u vezi organizmima je dostupan samo kisik koji dolazi s vodom iz površinskih slojeva jezera.

Životinje jarkih i raznolikih boja žive u svijetlim, površinskim slojevima vode, dok su dubokomorske vrste obično lišene pigmenata. U zoni sumraka oceana životinje su obojene crvenkastim bojama, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja, jer se crvena boja u plavo-ljubičastim zrakama percipira kao crna. Crvena boja tipična je za životinje zone sumraka kao što su brancin, crveni koralj, razni rakovi itd.

Apsorpcija svjetlosti u vodi je to jača što je njena prozirnost manja, što je posljedica prisutnosti čestica mineralnih tvari (glina, mulj) u njoj. Prozirnost vode također se smanjuje brzim rastom vodene vegetacije ljeti ili masovnim razmnožavanjem sitnih organizama koji se u površinskim slojevima nalaze u suspenziji. Prozirnost karakterizira ekstremna dubina, gdje je još uvijek vidljiv posebno spušten Secchijev disk (bijeli disk promjera 20 cm). U Sargaškom moru (najprozirnije vode) disk Secchi vidljiv je do dubine od 66,5 m, u Tihom oceanu - do 59, u Indijskom - do 50, u plitkim morima - do 5-15 m. Prozirnost rijeka ne prelazi 1-1,5 m, au srednjoazijskim rijekama Amu Darya i Syr Darya - nekoliko centimetara. Stoga se granice zona fotosinteze jako razlikuju u različitim vodnim tijelima. U najčišćim vodama zona fotosinteze ili eufotička zona doseže dubinu ne veću od 200 m, zona sumraka (disfotična) proteže se do 1000-1500 m, a dublje, u afotičku zonu, sunčeva svjetlost ne prodire na svi.

Dnevno svjetlo u vodi mnogo je kraće (osobito u dubokim slojevima) nego na kopnu. Količina svjetlosti u gornjim slojevima vodenih tijela varira i od geografske širine područja i od doba godine. Stoga duge polarne noći ozbiljno ograničavaju vrijeme pogodno za fotosintezu u arktičkom i antarktičkom bazenu, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti da dopre do svih ledenih vodenih tijela zimi.

Način rada soli. Salinitet ili slani režim ima važnu ulogu u životu vodenih organizama. Kemijski sastav voda formiran je pod utjecajem prirodno-povijesnih i geoloških uvjeta, kao i pod antropogenim utjecajem. Sadržaj kemijskih spojeva (soli) u vodi određuje njenu slanost i izražava se u gramima po litri ili ppm(°/od). Prema općoj mineralizaciji voda se može podijeliti na slatku sa sadržajem soli do 1 g/l, boćatu (1-25 g/l), morsku slanost (26-50 g/l) i slanicu (više od 50 g/l). Od otopljenih tvari u vodi najvažnije su karbonati, sulfati i kloridi (tablica 5.1).

Značajke i značajke vodenog staništa, njegovi stanovnici.

Stanište - element svijeta koji živi organizmi koriste za postojanje.

Ima određene uvjete i čimbenike kojima se organizmi koji žive na ovom području moraju prilagoditi.

Postoje 4 vrste:

• zemlja-zrak
• tlo
• Voda
• Organizamski

Prema jednoj teoriji, prvi organizmi nastali su prije 3,7 milijardi godina, prema drugoj - 4,1 milijardu. Prvi oblici života pojavili su se u vodi. Površina Zemlje je 71% ispunjena vodom, što je vrlo važno za život na planeti u cjelini.

Biljke i životinje ne mogu postojati bez vode. Ovo je nevjerojatna tekućina koja može biti u tri boravka. Voda je dio svega, određeni postotak je sadrži atmosfera, tlo i živi organizmi, minerali, utječe na vrijeme i klima.

Ima sposobnost pohranjivanja toplinske energije, zbog čega nema oštrih padova temperature u obalnim područjima.

Karakteristično

Vodeni okoliš ima ograničene izvore svjetlosti i kisika. Količina zraka može se nadoknaditi uglavnom fotosintezom. Indeks kisika izravno ovisi o dubini vodenog stupca, jer. svjetlost ne prodire ispod 270 metara. Ondje rastu crvene alge koje upijaju raspršene sunčeve zrake i pretvaraju ih u kisik. Zbog pritiska na različitim dubinama, organizmi mogu živjeti na određenim razinama.

Stanovnici i životinje

Na to koja bića žive u vodi uvelike utječu:

• temperatura vode, njena kiselost i gustoća;
• mobilnost (oseka i tok);
• mineralizacija;
• svjetlosni način rada;
• plinski način (postotak sadržaja kisika).

U vodenom okolišu živi veliki izbor predstavnika raznih vrsta životinja i biljaka. Sisavci mogu živjeti i na kopnu i u vodi. Od slatkovodnih se mogu razlikovati nilski konj koji vodu koristi za hlađenje, amazonski dupin koji živi u kanalima rijeke Amazone i morska krava koja može živjeti i u slanoj i u slatkoj vodi.

Do morski sisavci uključuju kitove, najveće životinje na planetu, polarne medvjede, koji ne provode cijeli život u vodi, ali značajan dio; morski lavovi dolazi na obalu radi rekreacije.

Od slatkovodnih vodozemaca mogu se razlikovati razne vrste: tritoni; salamander; žabe; crv, rak, jastog i mnogi drugi. Vodozemci ne žive u slanoj vodi zbog činjenice da njihova jaja umiru čak iu blago slanim vodnim tijelima, a vodozemci žive na istom mjestu gdje se razmnožavaju, iako postoje iznimke od pravila.

Također, žabe ne mogu živjeti u slanoj vodi zbog činjenice da imaju vrlo tanku kožu, a soli izvlače vlagu iz vodozemca, zbog čega on umire. Gmazovi nastanjuju slatke i slane vode. Postoje neke vrste guštera, zmija, krokodila i kornjača koje su se prilagodile ovom okruženju.

fotografija vodenih biljaka

Za ribe je vodeni okoliš njihov dom. Mogu živjeti u boćatoj ili slatkoj vodi. U vodenom okolišu žive mnogi kukci poput komaraca, vretenaca, vodenjaka, vodenih pauka i slično.

Također prisutan ovdje veliki broj bilje. U slatkovodnim rezervoarima raste jezerska trska (uz močvarne obale), lopoč (močvare, bare, rukavci) i kalamus (u plitkoj vodi). U slanoj vodi većinom rastu alge i morske trave (posidonija, runolist).

Vodeni organizmi

Osim višestaničnih životinja, u vodi žive i jednostavne jednostanične životinje. Plankton ili "lutalica" ne može se kretati samostalno. Zato ga nosi struja i slanih i slatkih vodenih tijela. Pojam planktona uključuje kako biljke (fitoplankton) koje žive na površini radi sunčeve svjetlosti, tako i životinje (zooplankton) koje žive u cijelom vodenom stupcu. Tu su i amebe, jednostanične usamljenice koje žive svugdje gdje ima vode.

Voda kao stanište ima niz specifičnih svojstava, kao što su velika gustoća, jaki padovi tlaka, relativno nizak sadržaj kisika, jaka apsorpcija sunčeve svjetlosti, itd. Rezervoari i njihovi pojedinačni dijelovi razlikuju se, osim toga, u slanom režimu, brzini horizontalna kretanja (struje) , sadržaj suspendiranih čestica. Za život bentoskih organizama važna su svojstva tla, način razgradnje organskih ostataka i dr. Stoga, uz prilagodbe na opća svojstva vodenog okoliša, njegovi stanovnici također moraju biti prilagođeni različitim posebnim uvjetima. Stanovnici vodenog okoliša primljeni su u ekologiju uobičajeno ime hidrobiontima. Nastanjuju oceane, kontinentalne vode i podzemne vode. U svakom rezervoaru, zone se mogu razlikovati prema uvjetima.

Razmotrite osnovna svojstva vode kao staništa.

Gustoća vode - ovo je faktor koji određuje uvjete za kretanje vodenih organizama i pritisak na različitim dubinama. Gustoća prirodnih voda koje sadrže otopljene soli može biti veća, do 1,35 g/cm 3 . Tlak raste s dubinom za otprilike 101,3 kPa (1 atm) u prosjeku na svakih 10 m.

U vezi s oštrom promjenom tlaka u vodenim tijelima, hidrobionti se općenito lakše podnose promjenama tlaka nego kopneni organizmi. Neke vrste, raspoređene na različitim dubinama, podnose pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Na primjer, holoturiji iz roda Elpidia nastanjuju područje od obalnog pojasa do područja najvećih oceanskih dubina, 6-11 km. Međutim, većina stanovnika mora i oceana živi na određenoj dubini.

Gustoća vode omogućuje oslanjanje na nju, što je posebno važno za beskeletne oblike. Gustoća medija je uvjet za lebdenje u vodi, a mnogi hidrobionti prilagođeni su upravo tom načinu života. Lebdeći organizmi koji plutaju u vodi svrstani su u posebnu ekološku skupinu hidrobionata - plankton("planktos" - uzdizanje). Plankton uključuje jednostanične i kolonijalne alge, protozoe, meduze, razne male rakove, ličinke pridnenih životinja, riblju ikru i mlađ i mnoge druge.

Gustoća i viskoznost vode uvelike utječu na mogućnost aktivnog plivanja. Životinje sposobne za brzo plivanje i svladavanje snage strujanja objedinjene su u ekološku skupinu. nekton("nektos" - lebdeći). Predstavnici nektona su ribe, lignje, dupini. Brzo kretanje u vodenom stupcu moguće je samo u prisustvu aerodinamičnog oblika tijela i visoko razvijenih mišića.

1. Način rada s kisikom. U vodi zasićenoj kisikom njegov sadržaj ne prelazi 10 ml po 1 litri, što je 21 puta manje nego u atmosferi. Stoga su uvjeti za disanje hidrobionata znatno složeniji. Kisik ulazi u vodu uglavnom zbog fotosintetske aktivnosti algi i difuzije iz zraka. Stoga su gornji slojevi vodenog stupca, u pravilu, bogatiji ovim plinom od donjih. S povećanjem temperature i slanosti vode, koncentracija kisika u njoj opada.

Disanje hidrobionata provodi se ili kroz površinu tijela, ili kroz specijalizirane organe - škrge, pluća, dušnik. U ovom slučaju, poklopci mogu poslužiti kao dodatni respiratorni organ. Na primjer, riba vijun u prosjeku troši do 63% kisika kroz kožu. Mnoge sjedeće i neaktivne životinje obnavljaju vodu oko sebe, bilo stvaranjem njezine usmjerene struje, bilo oscilatornim pokretima koji doprinose njezinom miješanju. školjkaši u tu svrhu služe cilije koje oblažu stijenke plaštane šupljine; rakovi – rad trbušnih ili prsnih nogu. Pijavice, ličinke zvonkastih komaraca (krvave gliste) njišu tijelo, naginjući se iz zemlje.

Sisavci koji su u procesu evolutivnog razvoja prešli s kopna na vodeni način života, na primjer, perajaci, kitovi, vodene kornjaše, ličinke komaraca, obično zadržavaju atmosferski tip disanja i stoga im je potreban kontakt sa zrakom.

Nedostatak kisika u vodi ponekad dovodi do katastrofalnih pojava - smrti, popraćene smrću mnogih vodenih organizama. Zimska smrzavanja često su uzrokovana stvaranjem leda na površini vodenih tijela i prekidom kontakta sa zrakom; ljeti - povećanjem temperature vode i posljedičnim smanjenjem topljivosti kisika.

• 2. Način rada soli. Održavanje ravnoteže vode hidrobionata ima svoje specifičnosti. Ako je za kopnene životinje i biljke najvažnije opskrbiti tijelo vodom u uvjetima njezina nedostatka, onda za hidrobionte nije ništa manje važno održavati određenu količinu vode u tijelu kada je u okolišu ima u višku. Prekomjerna količina vode u stanicama dovodi do promjene njihovog osmotskog tlaka i kršenja najvažnijih vitalnih funkcija. Stoga slatkovodni oblici ne mogu postojati u morima, morski ne podnose desalinizaciju. Ako je slanost vode podložna promjenama, životinje se kreću u potrazi za povoljnim okolišem.
• 3. Temperaturni režim vodena tijela, kao što je već navedeno, stabilnija je nego na kopnu. Amplituda godišnjih temperaturnih fluktuacija u gornjim slojevima oceana nije veća od 10-15 °S, u kontinentalnim vodenim tijelima - 30-35 °S. Duboke slojeve vode karakterizira konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura površinskih slojeva je +26-27 °S, u polarnim vodama - oko 0 °S i niže. U toplim kopnenim izvorima temperatura vode može se približiti +100 ° C, au podvodnim gejzirima na visokotlačni Na dnu oceana zabilježena je temperatura od +380 °C. Ali duž vertikale, temperaturni režim je raznolik, na primjer, sezonske temperaturne fluktuacije pojavljuju se u gornjim slojevima, a toplinski režim je konstantan u donjim slojevima.
• 4. Svjetlosni način rada. U vodi ima puno manje svjetla nego u zraku. Dio zraka koje padaju na površinu spremnika reflektiraju se u zrak. Odraz je jači što je Sunce niže, pa je dan pod vodom kraći nego na kopnu. Brzo smanjenje količine svjetlosti s dubinom posljedica je njezine apsorpcije vodom. Zrake različitih valnih duljina različito se apsorbiraju: crvene nestaju blizu površine, dok plavo-zelene prodiru puno dublje. To utječe na boju hidrobionata, primjerice, s dubinom se mijenja boja algi: zelenih, smeđih i crvenih algi, koje su specijalizirane za hvatanje svjetlosti različitih valnih duljina. Boja životinja se na isti način mijenja s dubinom. Mnogi duboki organizmi nemaju pigmente.

U tamnim dubinama oceana organizmi koriste svjetlost koju emitiraju živa bića kao izvor vizualnih informacija. Sjaj živog organizma naziva se bioluminiscencija.

Dakle, svojstva okoliša uvelike određuju načine prilagodbe njegovih stanovnika, njihov način života i načina korištenja resursa, stvarajući lance uzročno-posljedičnih ovisnosti. Dakle, velika gustoća vode omogućuje postojanje planktona, a prisutnost organizama koji plutaju u vodi preduvjet je za razvoj filtracijskog načina prehrane, u kojem je moguć i sjedilački način života životinja. Kao rezultat toga, formira se snažan mehanizam samopročišćavanja vodenih tijela od biosferskog značaja. Uključuje veliki broj hidrobionata, kako bentoskih (žive na tlu iu tlu dna vodenih tijela) tako i pelagičkih (biljke ili životinje koje žive u vodenom stupcu ili na površini), od jednostaničnih protozoa do kralješnjaka. Na primjer, samo planktonski morski kopepodi (Calanus) mogu filtrirati vode cijelog Svjetskog oceana u nekoliko godina; otprilike 1,37 milijardi km3. Poremećaj aktivnosti filterskih hranilica različitim antropogenim utjecajima predstavlja ozbiljnu prijetnju očuvanju čistoće voda.

Pitanja i zadaci za samokontrolu

• 1. Navedite glavna svojstva vodenog staništa.
• 2. Objasnite kako gustoća vode određuje oblik životinja sposobnih za brzo plivanje.
• 3. Navedite razlog začepljenja.
• 4. Koja se pojava naziva "bioluminiscencija"? Poznajete li žive organizme koji imaju ovo svojstvo?
• 5. Kakvu ekološku ulogu igraju filter hranilice?

Federalna agencija za ribarstvo

FSEI VPO Kamčatsko državno tehničko sveučilište

Odjel za ekologiju i upravljanje prirodom

disciplina ekologija

Sažetak na temu

“Vodeni okoliš života i prilagodba organizama na njega”

Izvršeno Provjereno

Grupa 11PZhb student Izv. prof

Sazonov P.A. Stupnikova N.A.

Petropavlovsk-Kamčatski

Uvod……………………………………….3

Opće karakteristike……………………...3-4

Ekološke zone oceana………….4

Glavna svojstva vodenog okoliša………………….5

· Gustoća…………………………………….5-6

Način rada s kisikom…………………………6-7

Režim soli……………………………….7-8

Temperaturni uvjeti………………………8

Svjetlosni način rada………………………………..8-9

Specifične prilagodbe vodenih organizama………..10-11

Značajke prilagodbe biljaka na vodeni okoliš………11-12

Značajke prilagodbe životinja na vodeni okoliš……..12-14

Literatura……………………………………………15

Uvod

Na našem planetu, živi organizmi su ovladali četirima glavnim okruženjima

stanište. Vodeni okoliš prvi je nastao i

život se širio. Tek tada su organizmi preuzeli

zemlja-zrak, stvorili i naselili tlo i sami postali četvrti

specifično okruženježivot.

Voda kao stanište ima niz specifičnih svojstava, kao npr

visoka gustoća, jaki padovi tlaka, nizak sadržaj

kisik, jaka apsorpcija sunčeve svjetlosti. Osim toga, rezervoari i

njihovi pojedinačni dijelovi razlikuju se u režimu soli, brzini struje,

također svojstva tla, način razgradnje organskih ostataka itd.

Stoga, uz prilagodbe općim svojstvima vodenog okoliša, njegova

stanovnici također moraju biti prilagođeni raznim privatnim

Uvjeti.

Svi stanovnici vodenog okoliša dobili su zajedničko ime u ekologiji

hidrobiontima.

Hidrobionti nastanjuju Svjetski ocean, kontinentalne vode i

Podzemna voda.

opće karakteristike

Hidrosfera kao vodeni okoliš života zauzima oko 71% površine i 1/800 volumena zemaljske kugle. Glavna količina vode, više od 94%, koncentrirana je u morima i oceanima. U slatkim vodama rijeka i jezera količina vode ne prelazi 0,016% ukupnog volumena slatke vode.

U oceanu s njegovim sastavnim morima prvenstveno se razlikuju dvije ekološke regije: vodeni stup - pelagijal i dno - bental. Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralnu zonu - područje glatkog spuštanja kopna do dubine od 200 m, batijal - područje strme padine i ponornu zonu - dno oceana. s prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublja bentalna područja koja odgovaraju udubljenjima oceanskog dna (6-10 km) nazivaju se ultra-abisalom. Rub obale, poplavljen za vrijeme plime, naziva se litoral. Dio obale iznad razine plime i oseke, ovlažen prskanjem valova, naziva se superlitoral.

Otvorene vode oceana također su podijeljene u vertikalne zone koje odgovaraju bentalnim zonama: epipeligijal, batipeligial, abisopegijal.

U vodenom okolišu živi oko 150.000 životinjskih vrsta, ili oko 7% njihovog ukupnog broja, te 10.000 biljnih vrsta (8%).

Udio rijeka, jezera i močvara, kao što je ranije navedeno, beznačajan je u usporedbi s morima i oceanima. Međutim, oni stvaraju zalihe svježe vode neophodne za biljke, životinje i ljude.

Karakteristična značajka vodenog okoliša je njegova pokretljivost, osobito u tekućim, brzim potocima i rijekama. U morima i oceanima opažaju se oseke i oseke, jake struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod utjecajem temperature i vjetra.

Ekološke zone Svjetskog oceana

U svakom rezervoaru, zone se mogu razlikovati prema uvjetima. U oceanu

zajedno s morima uključenim u nju razlikuju, prije svega, dva

ekološka područja: pelagijal - vodeni stup i bental -

Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralnu zonu - područje postupnog spuštanja kopna do dubine.

oko 200 m, batijal - područje strme padine i ponora

zona - oceansko dno s prosječnom dubinom od 3-6 km. Još više

duboka područja bentala, koja odgovaraju udubljenjima oceanskog dna,

nazvan ultrabental. Rub obale, poplavljen za vrijeme plime,

zove primorje. Dio obale iznad razine plime i oseke, nakvašen

sprej se naziva supralitoral.

Prirodno je da npr. stanovnici sublitorala žive u uvjetima

relativno nizak tlak, dnevna sunčeva svjetlost, često

značajne promjene temperature. stanovnika

bezdanske i ultra-bezdalne dubine postoje u tami, sa

stalna temperatura i tlak od nekoliko stotina, a ponekad i oko

tisuće atmosfera. Dakle, samo jedna naznaka koje zone

bentaliju naseljavaju ove ili druge vrste organizama, već govori o tome kako

mora imati opća ekološka svojstva.

Cjelokupna populacija oceanskog dna naziva se bentos. organizmi,

oni koji žive u vodenom stupcu, ili pelagiji, pripadaju pelazima.

Pelagijal je također podijeljen na vertikalne zone koje odgovaraju dubini

Bentalne zone: epipelagijal, batipelagijal, abisopelagijal. Niži

granica epipelagičke zone (ne više od 200 m) određena je prodorom

dovoljno sunčeve svjetlosti za fotosintezu. Zelje

biljke dublje od ovih zona ne mogu postojati. U polumraku

batijalne i tamne bezdanske dubine nastanjuju samo

mikroorganizama i životinja. Razlikuju se različite ekološke zone

sve druge vrste vodnih tijela: jezera, močvare, bare, rijeke itd.

Raznolikost vodenih organizama koji su razvili sva ova staništa je vrlo velika

Osnovna svojstva vodenog okoliša

1. Gustoća vode

čimbenik je koji određuje uvjete kretanja vodenih organizama i

pritisak na različitim dubinama. Za destiliranu vodu, gustoća je

1 g / cm 3 na +4 0 C. Gustoća prirodnih voda koje sadrže otopljen

sol, može i više, do 1,35 g / cm 3. Tlak raste sa

otprilike 1 atmosfera dubine na svakih 10 m.

Zbog oštrog gradijenta tlaka u vodenim tijelima, hidrobionti općenito

mnogo euribatskiji u usporedbi s kopnenim organizmima.

Neke vrste, raspoređene na različitim dubinama, toleriraju

tlak od nekoliko do stotina atmosfera.

Međutim, mnogi stanovnici mora i oceana relativno su zid do zida i

ograničen na određene dubine. Obično je karakteristična stenobatnost

plitkovodne i dubokovodne vrste.

Gustoća vode omogućuje oslanjanje na nju, što

posebno važno za neskeletne oblike. Podrška okoline je uvjet

lebdeći u vodi, a mnogi su vodeni organizmi prilagođeni upravo tome

način života. Suspendirani, plutajući u vodi organizmi kombinirani su u poseban

ekološka skupina hidrobionata plankton.

Plankton se sastoji od jednoćelijskih algi, protozoa, meduza,

sifonofori, ctenofori, krilati mekušci i kobilice, razni

mali rakovi, ličinke pridnenih životinja, kavijar i riblja mlađ i mnoge druge

drugo. Planktonski organizmi imaju mnoge slične prilagodbe,

povećavajući njihov uzgon i sprječavajući taloženje na dno. K takvome

prilagodbe uključuju: 1) opće povećanje površine tijela za

zbog smanjenja veličine, spljoštenja, produljenja, razvoja

brojne izrasline i čekinje, što povećava trenje o vodu; 2)

smanjenje gustoće zbog smanjenja kostura, nakupljanje u tijelu

masti, mjehurići plina itd.

Fitoplankton jednostaničnih algi pasivno lebdi u vodi,

većina planktonskih životinja sposobna je aktivno plivati, ali

unutar ograničenih granica. Planktonski organizmi ne mogu nadvladati

struje i prenose ih na velike udaljenosti. puno vrsta

zooplankton je, međutim, sposoban za vertikalne migracije u debljini

voda na desetke i stotine metara, kako zbog aktivnog kretanja tako i

te reguliranjem uzgona svoga tijela. posebna sorta

plankton je ekološka skupina stanovnika neustona

površinski film vode na granici sa zrakom.

Gustoća i viskoznost vode uvelike utječu na mogućnost aktiv

plivanje. Životinje sposobne za brzo plivanje i svladavanje sile

struje objedinjuju se u ekološku skupinu nektona. Zastupnici

nekton riba, lignje, dupini. Brzo kretanje u vodenom stupcu

moguće samo u prisutnosti aerodinamičnog oblika tijela i visoko razvijenog

mišići. Oblik torpeda je dobro razvijen

plivača, bez obzira na njihovu sustavnu pripadnost i način

kretanje u vodi: reaktivno, zbog savijanja tijela, pomoću

udovi.

2. Način rada s kisikom

Koeficijent difuzije kisika u vodi je približno 320 tisuća puta manji,

nego u zraku, a njegov ukupni sadržaj ne prelazi 10 ml u 1 litri

vode, to je 21 puta manje nego u atmosferi. Stoga, uvjeti disanja

hidrobionti su mnogo kompliciraniji. Kisik ulazi u vodu na

uglavnom zbog fotosintetske aktivnosti algi i difuzije

iz zraka. Stoga su gornje soli vodenog stupca obično bogatije

kisika od nižih. S povećanjem temperature i slanosti vode

smanjuje mu se koncentracija kisika. U slojevima jako naseljenim

bakterija i životinja, može doći do ozbiljnog nedostatka kisika

zbog povećane potrošnje.

Među vodenim stanovnicima postoje mnoge vrste koje mogu tolerirati široku

odsutnost (eurioksibionti). U isto vrijeme, niz vrsta je stenoksibiont

mogu postojati samo ako je zasićenost vodom dovoljno visoka

kisik. Mnoge vrste mogu, uz nedostatak kisika, pasti u

neaktivno stanje anoksibioze i time iskustvo

loše razdoblje.

Disanje hidrobionata odvija se preko površine tijela,

ili kroz specijalizirane organe škrge, pluća, dušnik.

U ovom slučaju, poklopci mogu poslužiti kao dodatni respiratorni organ. Ako a

izmjena plinova događa se kroz integumente tijela, vrlo su tanke. Dah

također olakšano povećanjem površine. To se postiže tijekom

evolucija vrsta stvaranjem raznih izraslina, spljoštenja,

elongacija, opće smanjenje veličine tijela. Neke vrste

nedostatak kisika aktivno mijenjati veličinu respiratorne površine.

Mnoge sjedilačke i neaktivne životinje obnavljaju vodu oko sebe,

bilo stvaranjem njegove usmjerene struje, bilo oscilatornim gibanjima

pomažući u miješanju.

Neke vrste imaju kombinaciju vode i zraka

disanje. Sekundarne vodene životinje obično zadržavaju atmosfersko disanje

kao energetski povoljniji i stoga su potrebni kontakti sa

zračni okoliš.

Nedostatak kisika u vodi ponekad dovodi do katastrofe

na fenomene smrti, popraćene smrću mnogih vodenih organizama.

Zimska smrzavanja često su uzrokovana stvaranjem na površini vodenih tijela

led i prestanak kontakta sa zrakom; ljetni porast temperature

vode i posljedično smanjenje topljivosti kisika. Zamora

češće se javljaju češće se javljaju u ribnjacima, jezerima, rijekama. Rjeđe se smrzava

odvijati u morima. Osim nedostatka kisika, smrtni ishodi mogu biti

uzrokovano povećanjem koncentracije otrovnih plinova metana u vodi,

sumporovodik i drugi koji nastaju razgradnjom

organski materijali na dnu vodenih tijela.

3. Sol način

Održavanje ravnoteže vode hidrobionata ima svoje specifičnosti. Ako a

za kopnene životinje i biljke najvažnije je osigurati tijelo

vode u uvjetima njezina nedostatka, onda za hidrobionte nije ništa manje važna

održavanje određene količine vode u tijelu s njezinim viškom u

okoliš. Previše vode u stanicama dovodi do

promjene osmotskog tlaka u njima i poremećaj najvažnije vitalne

Većina vodenog života je poikilosmotična: osmotski tlak

u njihovom tijelu ovisi o slanosti okolne vode. Stoga, za

hidrobiontima glavni način održavanja ravnoteže soli je

izbjegavajte staništa s neprikladnim salinitetom. slatkovodni oblici

ne mogu postojati u morima, morska ne podnose desalinizaciju. Ako a

salinitet je podložan promjenama, životinje se kreću u potrazi za

povoljno okruženje. Kralježnjaci, viši rakovi, kukci i njihovi

ličinke koje žive u vodi su homoiosmotske vrste,

održavanje stalnog osmotskog tlaka u tijelu, bez obzira na

koncentracija soli u vodi.

Kod slatkovodnih vrsta tjelesni sokovi su hipertonični u odnosu na

okoliš. Prijeti im pretjerano zalijevanje, ako ne

ometaju ili ne uklanjaju višak vode iz tijela. Na

u najjednostavnijem, to se postiže radom ekskretornih vakuola, u

višestanični organizmi uklanjanjem vode putem sustava za izlučivanje. Neki

trepetljikaši svake 2-2,5 minute izlučuju količinu vode jednaku volumenu

tijelo. Stanica puno troši na "ispumpavanje" viška vode.

energije. S povećanjem slanosti usporava se rad vakuola.

Ako je voda hipertonična u odnosu na tjelesne sokove hidrobionata, oni

prijeti dehidracija kao posljedica osmotskih gubitaka. Obrana od

dehidracija se postiže povećanjem koncentracije soli također u tijelu

hidrobiontima. Dehidracija je spriječena nepropusnošću za vodu

pokrovi homoiozmatičnih organizama sisavaca, riba, viših rakova,

vodenih insekata i njihovih ličinki. Mnoge poikilosmotične vrste

prijeći u neaktivno stanje anabioze kao rezultat nedostatka vode

u tijelu s povećanjem slanosti. To je karakteristično za vrste koje žive u

lokve morske vode i na priobalju: vrtače, bičašice, trepetljikašice,

neki rakovi itd. Hibernacija u soli je sredstvo za preživljavanje

nepovoljna razdoblja u uvjetima promjenjivog saliniteta vode.

Prava eurihalinska vrsta sposobna živjeti u aktivnom stanju

kako u slatkoj tako iu slanoj vodi, među vodenim stanovnicima, nije tako

Puno. To su uglavnom vrste koje nastanjuju riječna ušća, estuarije i dr

slana vodena tijela.

4. Temperaturni režim akumulacija

stabilniji nego na kopnu. Povezano je sa fizička svojstva

vode, osobito veliki specifični toplinski kapacitet, zbog čega

primanje ili oslobađanje značajne količine topline ne uzrokuje

prenagle promjene temperature. Amplituda godišnjih kolebanja

temperatura u gornjim slojevima oceana nije viša od 10-15 0 C, in

kontinentalne vodene površine 30-35 0 C. Duboki slojevi vode razlikuju se

postojanost temperature. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja

temperatura površinskih slojeva +26...+27 0 S, u polarnim slojevima oko 0 0 S

i ispod. Dakle, u rezervoarima postoji prilično značajan

različiti temperaturni uvjeti. između gornjih slojeva vode

izražena u njima sezonska kolebanja temperature i niže, gdje

toplinski režim je konstantan, postoji zona skoka temperature, odn

termoklina. Termoklina je izraženija u topla mora gdje je jače

temperaturna razlika između vanjskih i dubokih voda.

Zbog održivijeg temperaturni režim vode među

hidrobionta u puno većoj mjeri nego među stanovništvom kopna,

česta je stenotermija. Uglavnom se nalaze euritermne vrste

u plitkim kontinentalnim vodenim tijelima i u priobalju visokih mora i

umjerenim geografskim širinama, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije značajne

temperatura.

5. Svjetlosni režim akumulacija

U vodi ima puno manje svjetla nego u zraku. Dio pada na

Površina spremnika zraka reflektira se u zrak. Teme za refleksiju

jači što je položaj Sunca niži, pa je dan pod vodom kraći od

na zemlji. Brzo smanjenje količine svjetla s dubinom je posljedica

upijanjem vodom. Apsorbuju se zrake različitih valnih duljina

nejednako: crvene nestaju već blizu površine, dok

plavo-zeleni prodiru mnogo dublje. Sve dublji sumrak

prvo zelena, zatim plava, plava i plavo-ljubičasta,

konačno ustupajući mjesto trajnoj tami. U skladu s tim zamjenjuju jedni druge.

s dubinskim zelenim, smeđim i crvenim algama specijaliziranim za

hvatanje svjetlosti različitih valnih duljina. Boja životinja se na isti način mijenja s dubinom.

Stanovnici primorja i

sublimne zone. Mnogi duboki organizmi, poput pećinskih, to ne čine

imaju pigmente. Crvena je rasprostranjena u zoni sumraka.

obojenost koja je komplementarna plavo-ljubičastom svjetlu na

ove dubine. Najpotpunije se apsorbiraju zrake komplementarnih boja

tijelo. To omogućuje životinjama da se sakriju od neprijatelja, kao što je njihova crvena

plavo-ljubičasto svjetlo se vizualno percipira kao crno.

Apsorpcija svjetlosti je to jača što je prozirnost vode manja, što

ovisi o količini čestica suspendiranih u njemu. Transparentnost

karakteriziran maksimalnom dubinom na kojoj je još namjerno vidljiv

silazni bijeli disk promjera oko 20 cm (Secchijev disk).

Specifične prilagodbe hidrobionata

Načini orijentacije životinja u vodenom okolišu

Život u stalnom sumraku ili tami ozbiljno ograničava

mogućnosti vizualne orijentacije hidrobionata. Zbog brzog

slabljenje svjetlosnih zraka u vodi, čak i vlasnici dobro razvijenih

organi vida se uz njihovu pomoć vode samo na maloj udaljenosti.

Zvuk se brže širi u vodi nego u zraku. Usredotočite se na

Zvuk je općenito bolje razvijen kod hidrobionata nego vizualni. Niz vrsta

hvata čak i vrlo niske frekvencije vibracija (infrazvuk),

nastaje iz promjene ritma valova, a spušta se unaprijed

prije oluje iz površinskih slojeva u dublje. Puno

stanovnici vodenih tijela sisavci, ribe, mekušci, sami rakovi

emitirati zvukove. Rakovi to čine trljanjem jedni o druge.

različiti dijelovi tijela; riba uz pomoć plivaćeg mjehura, faringeal

zubima, čeljustima, zrakama prsnih peraja i na druge načine. Zvuk

signalizacija se najčešće koristi za intraspecifične odnose

na primjer, za orijentaciju u čoporu, privlačenje jedinki suprotnog spola i

posebno razvijen među stanovnicima mutnih voda i velikih dubina, koji žive u

Brojni hidrobionti traže hranu i kreću se uz pomoć

eholokacija je percepcija reflektiranih zvučnih valova. Mnogi percipiraju

reflektirani električni impulsi, stvarajući pražnjenja tijekom plivanja

različita frekvencija. Poznato je oko 300 vrsta riba koje mogu stvarati

električnu energiju i koristiti je za orijentaciju i signalizaciju. Red

riba koristi električna polja i za obranu i napad.

Za orijentaciju u dubini koristi se percepcija hidrostatskog tlaka. Provodi se uz pomoć statocista, plinskih komora i

drugi organi.

Najstariji način, zajednički svima vodene životinje,

percepcija kemije okoline. Kemoreceptori mnogih hidrobionata imaju

ekstremna osjetljivost. U seobama od tisuću kilometara,

koji su karakteristični za mnoge vrste riba, uglavnom su orijentirani

mirisima, s nevjerojatnom preciznošću pronalaženje mrijestilišta ili

Filtracija kao vrsta hrane

Neki vodeni organizmi imaju posebnu prirodu prehrane.

naprezanje ili taloženje čestica organske tvari suspendiranih u vodi

porijekla i brojni mali organizmi. Ovuda

hrana koja ne zahtijeva velike utroške energije u potrazi za plijenom,

karakteristično za mekušce s lamelama škrga, bodljokošce koji sede,

mnogočetinaši, mahovnjaci, ascidije, planktonski rakovi i drugi. Životinje

filter hranilice igraju važnu ulogu u biološkoj obradi vodenih tijela.

Litoralna zona oceana, posebno bogata nakupinama filtera

organizma, djeluje kao učinkovit sustav za čišćenje.

Specifičnosti prilagodbe životu u presušujućim akumulacijama

Na Zemlji postoji mnogo privremenih plitkih vodenih tijela,

nastaju nakon poplava rijeka, jakih kiša, topljenja snijega itd. NA

ti se rezervoari, unatoč kratkoći svog postojanja, talože

raznih hidrobionata. Zajedničke osobine stanovnika

sušenje bazeni su sposobnost dati u kratkom vremenu

brojno potomstvo i izdržavaju duga razdoblja bez vode.

Istodobno, predstavnici mnogih vrsta ukopavaju se u mulj, pretvarajući se u

stanje smanjene vitalne aktivnosti hipobioze. Mnoge male vrste

formiraju ciste otporne na sušu. Drugi prolaze

nepovoljno razdoblje u fazi visokorezistentnih jaja. Neke vrste

vodena tijela koja se isušuju imaju jedinstvenu sposobnost isušivanja do

stanje filma, a kada se navlaži, nastavlja rast i razvoj.

Ekološka plastičnost važan je regulator rasprostranjenosti organizama. Hidrobionti visoke ekološke plastičnosti su široko rasprostranjeni, na primjer, elodea. Suprotan primjer, morski račić koji živi u malim rezervoarima s vrlo slanom vodom, tipičan je stenohalin predstavnik uske ekološke plastičnosti. U odnosu na druge čimbenike, ima značajnu plastičnost i prilično je česta u slanim vodama.

Ekološka plastičnost ovisi o dobi i fazi razvoja organizma. Na primjer, odrasli morski gastropodni mekušac Littorina dugo je bez vode tijekom oseke, ali njegove ličinke vode planktonski način života i ne podnose isušivanje.

Značajke prilagodbe biljaka vodenom okolišu

Vodene biljke imaju značajne razlike od kopnenih biljnih organizama. Dakle, sposobnost vodenih biljaka da apsorbiraju vlagu i mineralne soli izravno iz okoliša odražava se na njihovu morfološko-fiziološku organizaciju. Za vodene biljke karakteristična je slaba razvijenost provodnog tkiva i korijenskog sustava. korijenski sustav služi uglavnom za pričvršćivanje na podvodni supstrat i ne obavlja funkcije mineralne prehrane i opskrbe vodom, kao u kopnenim biljkama. Prehrana vodenih biljaka provodi se cijelom površinom njihova tijela. Značajna gustoća vode omogućuje život biljaka u cijeloj njezinoj debljini. Niže biljke koje nastanjuju različite slojeve i vode lebdeći način života imaju posebne dodatke za to, koji povećavaju njihov uzgon i omogućuju im da ostanu u suspenziji. Viši hidrofiti imaju slabo razvijeno mehaničko tkivo. U njihovim listovima, stabljikama, korijenju nalaze se međustanične šupljine koje nose zrak koje povećavaju lakoću i plovnost organa koji lebde u vodi i plutaju na površini, što također doprinosi ispiranju unutarnjih stanica vodom s solima i plinovima otopljenim u njoj . Hidrofite karakterizira velika površina lišća s malim ukupnim volumenom biljke, što im omogućuje intenzivnu izmjenu plinova s ​​nedostatkom kisika i drugih plinova otopljenih u vodi.

Brojni vodeni organizmi razvili su raznolikost ili heterofiliju. Dakle, u salviniji, potopljeni listovi daju mineralnu prehranu, a plutajući daju organsku prehranu.

Važna značajka prilagodbe biljaka na život u vodenom okolišu je da su listovi uronjeni u vodu obično vrlo tanki. Često se klorofil u njima nalazi u stanicama epidermisa, što pridonosi povećanju intenziteta fotosinteze pri slabom svjetlu. Takve anatomske i morfološke značajke najjasnije su izražene kod vodenih mahovina, valisnerija i barskih korova.

Zaštita od ispiranja ili ispiranja iz stanica mineralnih soli kod vodenih biljaka je izlučivanje sluzi posebnim stanicama i stvaranje endoderma iz stanica deblje stijenke u obliku prstena.

Relativno niska temperatura vodenog okoliša uzrokuje odumiranje vegetativnih dijelova biljaka uronjenih u vodu nakon formiranja zimskih pupova i zamjene ljetnih tankih donjih listova tvrđim i kraćim zimskim. Niska temperatura vode nepovoljno utječe na generativne organe vodenih biljaka, a njena velika gustoća otežava prijenos peludi. U tom smislu, vodene biljke se intenzivno razmnožavaju vegetativnim putem. Većina plutajućih i potopljenih biljaka nosi svoje cvjetne stabljike u zrak i razmnožava se spolno. Pelud se prenosi vjetrom i površinskim strujama. Plodovi i sjemenke koje nastaju također se raspršuju površinskim strujama. Ova pojava se naziva hidrohorija. Hydrochorus uključuje ne samo vodene, već i mnoge obalne biljke. Njihovi plodovi imaju visoku plovnost, dugo ostaju u vodi i ne gube sposobnost klijanja. Na primjer, plodovi i sjemenke strijele, suska i častuhe prenose se vodom. Plodovi mnogih šaša zatvoreni su u osebujnim zračnim vrećama i nose ih vodene struje.

Značajke prilagodbe životinja na vodeni okoliš

Kod životinja koje žive u vodenom okolišu, u usporedbi s biljkama, adaptivne značajke su raznolikije, uključuju anatomske, morfološke, bihevioralne itd.

Životinje koje žive u vodenom stupcu, prije svega, imaju prilagodbe koje povećavaju njihov uzgon i omogućuju im da se odupru kretanju vode, strujama. Ti organizmi razvijaju prilagodbe koje ih sprječavaju da se uzdignu u vodeni stup ili smanjuju njihov uzgon, što im omogućuje da ostanu na dnu, uključujući i vode s brzim protokom.

U malim oblicima koji žive u vodenom stupcu dolazi do smanjenja skeletnih formacija. Dakle, u protozoama (radiolaria), školjke su porozne, kremene igle kostura su šuplje iznutra. Specifična gustoća ctenofora i meduza se smanjuje zbog prisutnosti vode u tkivima. Nakupljanje kapljica masti u tijelu pridonosi povećanju uzgona. Velike nakupine masti opažene su kod nekih rakova, riba i kitova. Plinovima ispunjenim plivaćim mjehurima koje imaju mnoge ribe smanjena je specifična težina tijela i time povećana plovnost. Sifonofori imaju snažne zračne šupljine.

Za životinje koje pasivno plutaju u vodenom stupcu karakteristično je ne samo smanjenje mase, već i povećanje specifične površine tijela. To je zbog činjenice da što je veća viskoznost medija i što je veća specifična površina tijela organizma, to sporije tone u vodu. Kod životinja je tijelo spljošteno, na njemu se formiraju šiljci, izrasline, dodaci, na primjer, u bičevima, radiolarima.

Velika skupina životinja koje žive u slatkoj vodi koriste površinsku napetost vode pri kretanju. Po površini vode slobodno trče vodene stjenice, kornjaši vrtnjaci i dr. Člankonožac koji dodiruje vodu krajem svojih privjesaka prekrivenim dlačicama koje odbijaju vodu uzrokuje deformaciju svoje površine uz stvaranje konkavnog meniskusa. Kada je sila dizanja usmjerena prema gore veća od mase životinje, potonja će se zadržati na vodi zbog površinske napetosti.

Dakle, život na površini vode moguć je za relativno male životinje, budući da masa raste s kubom veličine, a površinska napetost raste kao linearna veličina.

Aktivno plivanje kod životinja provodi se uz pomoć cilija, flagela, savijanja tijela, na mlazni način zbog energije izbačenog vodenog mlaza. Mlazni način kretanja dostigao je najveće savršenstvo kod glavonožaca.

Velike životinje često imaju specijalizirane udove (peraje, peraje), tijelo im je oblikovano i prekriveno sluzi.

Samo u vodenom okruženju su nepokretne životinje koje vode privržen način života. To su poput hidroida i koraljnih polipa, morskih ljiljana, školjkaša itd. Odlikuju se osebujnim oblikom tijela, blagim uzgonom (gustoća tijela veća je od gustoće vode) i posebnim napravama za pričvršćivanje na podlogu.

Vodene životinje su uglavnom poikilotermne. Kod homoiotermika (kitovi, perajaci) formira se značajan sloj potkožnog masnog tkiva koji ima funkciju toplinske izolacije.

Dubokomorske životinje odlikuju se specifičnim organizacijskim značajkama: nestankom ili slabim razvojem vapnenastog kostura, povećanjem veličine tijela, često smanjenjem organa vida, povećanjem razvoja taktilnih receptora itd.

Osmotski tlak i ionsko stanje otopina u tijelu životinja osiguravaju složeni mehanizmi metabolizma vode i soli. Najčešći način održavanja konstantnog osmotskog tlaka je redovito uklanjanje nadolazeće vode uz pomoć pulsirajućih vakuola i organa za izlučivanje. Dakle, slatkovodne ribe pojačanim radom izlučivanja uklanjaju višak vode, a soli apsorbiraju kroz škržne niti. morska riba prisiljeni su obnavljati zalihe vode i stoga piju morsku vodu, a višak soli koji dolazi s vodom uklanja se iz tijela kroz škržne niti.

Brojni vodeni organizmi imaju posebnu prirodu prehrane - to je prosijavanje ili taloženje čestica organskog podrijetla suspendiranih u vodi, brojni mali organizmi. Ovakav način hranjenja ne zahtijeva mnogo energije za traženje plijena i tipičan je za mekušce laminabranch, sesilne bodljokošce, ascidije, planktonske rakove itd. Životinje koje se hrane filtrom igraju važnu ulogu u biološkom pročišćavanju vodenih tijela.

Zbog brzog slabljenja svjetlosnih zraka u vodi, život u stalnom sumraku ili mraku uvelike ograničava mogućnosti vizualne orijentacije vodenih organizama. Zvuk putuje brže u vodi nego u zraku, a hidrobionti imaju bolju orijentaciju zvuka nego vizualnu orijentaciju. Neke vrste čak hvataju ultrazvuk. Zvučna signalizacija služi prije svega za unutarvrstne odnose: orijentaciju u jatu, privlačenje jedinki suprotnog spola itd. Kitovi, na primjer, traže hranu i kreću se pomoću eholokacije - percepcije reflektiranih zvučnih valova. Načelo lokatora dupina je emitiranje zvučnih valova koji se šire ispred životinje koja pliva. Susrećući se s preprekom, poput ribe, zvučni valovi se reflektiraju i vraćaju do dupina, koji čuje nastali odjek i tako detektira objekt koji uzrokuje refleksiju zvuka.

Poznato je oko 300 vrsta riba koje mogu proizvoditi električnu energiju i koristiti je za orijentaciju i signalizaciju. Neke ribe (električna raža, električna jegulja) koriste električna polja za obranu i napad.

Vodene organizme karakterizira prastari način orijentacije – percepcija kemije okoliša. Kemoreceptori mnogih vodenih organizama (losos, jegulja) izuzetno su osjetljivi. U tisućama kilometara migracije nevjerojatno precizno pronalaze mjesta za mriještenje i hranjenje.

Bibliografija

1. Akimova T.A. Ekologija / T.A. Akimova, V.V. Haskin M.: UNITI, 1998

2. Odum Yu. Opća ekologija / Yu. Odum M.: Mir. 1986. godine

3. Stepanovskikh A.S. Ekologija / A.S. Stepanovskikh M.: UNITI - 2001

4. Ekološki enciklopedijski rječnik. M.: "Noosfera", 1999