Stanovnici vodenog okoliša dobili su zajednički naziv u ekologiji hidrobiontima. Nastanjuju Svjetski ocean, kontinentalne rezervoare i podzemne vode. U svakom vodenom tijelu mogu se razlikovati zone s različitim uvjetima.

U oceanu i njegovim morima postoje prvenstveno dva ekološka područja: vodeni stup - pelagički a dno - bentalski. Stanovnici ponornih i ultraabisalnih dubina egzistiraju u tami, na konstantnoj temperaturi i ogromnom pritisku. Cijela populacija oceanskog dna dobila je ime bentos.

Osnovna svojstva vodenog okoliša.

Gustoća vode je čimbenik koji određuje uvjete kretanja vodenih organizama i pritisak na različitim dubinama. Za destiliranu vodu gustoća je 1 g/cm 3 na 4 °C. Gustoća prirodne vode koji sadrže otopljene soli može biti i više, do 1,35 g/cm 3 . Tlak raste s dubinom u prosjeku za 1 × 10 5 Pa (1 atm) na svakih 10 m. Gustoća vode omogućuje oslonac na nju, što je posebno važno za neskeletne oblike. Gustoća okoliša je uvjet za plutanje u vodi, a mnogi su vodeni organizmi prilagođeni upravo tom načinu života. Lebdeći organizmi koji plutaju u vodi svrstavaju se u posebnu ekološku skupinu vodenih organizama – plankton(“planktos” – uzdizanje). U planktonu dominiraju jednostanične i kolonijalne alge, protozoe, meduze, sifonofori, ctenofori, pteropodi i mekušci kobilica, razni mali rakovi, ličinke pridnenih životinja, riblja ikra i mlađ i mnogi drugi. Alge (fitoplankton) lebde u vodi pasivno, dok je većina planktonskih životinja sposobna aktivno plivati, ali u ograničenim granicama. Posebna vrsta planktona je ekološka skupina Neuston("nein" - plivati) - stanovnici površinskog filma vode na granici sa zrakom. Gustoća i viskoznost vode uvelike utječu na mogućnost aktivnog plivanja. Životinje sposobne za brzo plivanje i svladavanje snage strujanja ujedinjene su u ekološku skupinu nekton(“nektos” – lebdeći).

Režim kisika. U vodi zasićenoj kisikom njegov sadržaj ne prelazi 10 ml po 1 litri, što je 21 puta manje nego u atmosferi. Zbog toga su uvjeti disanja vodenih organizama znatno komplicirani. Kisik ulazi u vodu uglavnom fotosintetskom aktivnošću algi i difuzijom iz zraka. Stoga su gornji slojevi vodenog stupca u pravilu bogatiji ovim plinom od donjih. Povećanjem temperature i slanosti vode smanjuje se koncentracija kisika u njoj. U slojevima gusto naseljenim životinjama i bakterijama može se stvoriti oštar manjak O 2 zbog njegove povećane potrošnje. Uvjeti blizu dna rezervoara mogu biti bliski anaerobnim.

Među vodenim stanovnicima postoje mnoge vrste koje mogu tolerirati velike fluktuacije u sadržaju kisika u vodi, sve do njegove gotovo potpune odsutnosti. (eurioksibionts – “oxy” – kisik, “biont” – stanovnik). Tu spadaju, na primjer, puževi. Među ribama šaran, linjak i karas mogu podnijeti vrlo nisku zasićenost vode kisikom. Međutim, nekoliko vrsta stenoksibiont– mogu postojati samo uz dovoljno visoku zasićenost vode kisikom (kalifornijska pastrva, potočna pastrva, galaktica).

Režim soli. Održavanje ravnoteže vode vodenih organizama ima svoje specifičnosti. Ako je za kopnene životinje i biljke najvažnije opskrbiti tijelo vodom u uvjetima njezina manjka, 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 promjena osmotskog tlaka i poremećaja najvažnijih životnih funkcija. Većina vodeni život poikilosmotski: osmotski tlak u njihovom tijelu ovisi o slanosti okolne vode. Stoga je glavni način na koji vodeni organizmi održavaju ravnotežu soli izbjegavanje staništa s neprikladnom slanošću. Slatkovodni oblici ne mogu postojati u morima, a morski oblici ne mogu tolerirati desalinizaciju. Pripadaju kralješnjaci, viši rakovi, kukci i njihove ličinke koje žive u vodi homoiosmotski vrste, održavajući stalni osmotski tlak u tijelu bez obzira na koncentraciju soli u vodi.

Svjetlosni način rada. U vodi ima puno manje svjetla nego u zraku. Neke od zraka koje padaju na površinu spremnika reflektiraju se u zrak. Što je Sunce niže, refleksija je jača, pa je dan pod vodom kraći nego na kopnu. U tamnim dubinama oceana organizmi koriste svjetlost koju emitiraju živa bića kao izvor vizualnih informacija. Sjaj živog organizma naziva se bioluminiscencija. Reakcije koje se koriste za stvaranje svjetlosti su različite. Ali u svim slučajevima radi se o oksidaciji složenih organskih spojeva (luciferini) korištenjem proteinskih katalizatora (luciferaza).

Metode orijentacije životinja u vodenom okolišu.Život u stalnom sumraku ili tami uvelike ograničava vaše mogućnosti vizualna orijentacija hidrobiontima. Zbog brzog slabljenja svjetlosnih zraka u vodi, čak i oni s dobro razvijenim vidnim organima mogu ih koristiti samo za navigaciju na blizinu.

Zvuk se brže širi u vodi nego u zraku. Zvučna orijentacija općenito je bolje razvijena kod vodenih organizama nego vizualna orijentacija. Brojne vrste detektiraju čak i vrlo niske frekvencije vibracija (infrazvuk) , nastaju kada se ritam valova mijenja i spuštaju se iz površinskih slojeva u dublje uoči oluje (primjerice, meduza). Mnogi stanovnici vodenih tijela - sisavci, ribe, mekušci, rakovi - sami proizvode zvukove. Brojni hidrobionti pronalaze hranu i koriste je za navigaciju eholokacija– percepcija reflektiranih zvučnih valova (kitovi). Mnogi percipiraju reflektirane električne impulse , proizvodeći pražnjenja različitih frekvencija tijekom plivanja. Neke ribe također koriste električna polja za obranu i napad (električna raža, električna jegulja itd.).

Za orijentaciju u dubini koristi se percepcija hidrostatskog tlaka. Provodi se pomoću statocista, plinskih komora i drugih organa.

Filtracija kao vrsta prehrane. Mnogi hidrobionti imaju poseban obrazac hranjenja - to je filtriranje ili taloženje čestica organskog podrijetla suspendiranih u vodi i brojnih malih organizama.

Oblik tijela. Većina hidrobionata ima aerodinamičan oblik tijela.

Vodena ljuska našeg planeta(skupnost oceana, mora, kontinentalnih voda, ledenih ploča) naziva se hidrosfera. U širem smislu, hidrosfera također uključuje podzemne vode, led i snijeg na Arktiku i Antarktiku, kao i atmosfersku vodu i vodu sadržanu u živim organizmima.

Većina vode u hidrosferi koncentrirana je u morima i oceanima, drugo mjesto zauzimaju podzemne vode, treće su led i snijeg arktičkih i antarktičkih regija. Ukupan volumen prirodnih voda iznosi približno 1,39 milijardi km 3 (1/780 volumena planeta). Voda pokriva 71% površine Globus(361 milijun km 2).

Rezerve vode na planetu (% od ukupnih) raspoređene su na sljedeći način:

Voda- sastavni dio svih elemenata biosfere, ne samo vodenih tijela, već i zraka, živih bića. Ovo je najzastupljeniji prirodni spoj na planetu. Bez vode ne mogu postojati ni životinje, ni biljke, ni ljudi. Za opstanak svakog organizma potrebna je određena količina vode dnevno, stoga je slobodan pristup vodi životna potreba.

Tekuća ljuska koja prekriva Zemlju razlikuje je od susjednih planeta. Hidrosfera je važna za razvoj života ne samo u kemijskom smislu. Velika mu je uloga i u održavanju relativno stalne klime, što je omogućilo razmnožavanje života više od tri milijarde godina. Budući da život zahtijeva da prevladavajuće temperature budu u rasponu od 0 do 100 °C, tj. unutar granica koje dopuštaju da hidrosfera ostane uglavnom u tekućoj fazi, možemo zaključiti da je temperatura na Zemlji bila relativno konstantna tijekom većeg dijela njezine povijesti.

Hidrosfera služi kao planetarni akumulator anorganske i organske tvari, koju rijeke, atmosferski tokovi unose u ocean i druga vodena tijela, a formiraju je i sami rezervoari. Voda je veliki distributer topline na Zemlji. Zagrijan Suncem na ekvatoru, prenosi toplinu kroz goleme tokove morskih struja u Svjetskom oceanu.

Voda je dio minerala, nalazi se u stanicama biljaka i životinja, utječe na stvaranje klime, sudjeluje u kruženju tvari u prirodi, pridonosi taloženju sedimentnih stijena i formiranju tla, izvor je jeftine električne energije: ona je koristi se u industriji, poljoprivredi i za kućne potrebe. .

Unatoč naizgled dovoljnoj količini vode na planeti, slatka voda neophodna za život ljudi i mnogih drugih organizama jako nedostaje. Od ukupne količine vode u svijetu, 97-98% je slana voda mora i oceana. Naravno, ovu vodu nemoguće je koristiti u svakodnevnom životu, poljoprivredi, industriji ili za proizvodnju hrane. A ipak nešto drugo je mnogo ozbiljnije: 75% slatke vode na Zemlji je u obliku leda, značajan dio su podzemne vode, a samo 1% je dostupno živim organizmima. A ljudi te dragocjene mrvice nemilice zagađuju i nemarno ih troše, dok je potrošnja vode u stalnom porastu. Onečišćenje hidrosfere nastaje prvenstveno kao posljedica ispuštanja industrijskih, poljoprivrednih i kućanskih otpadnih voda u rijeke, jezera i mora.

Slatke vode- ne samo nezamjenjiv izvor pića. Zemlje koje oni navodnjavaju proizvode oko 40% svjetske žetve; Hidroelektrane proizvode približno 20% ukupne električne energije; Od ribe koju ljudi konzumiraju, 12% su riječne i jezerske vrste.

Značajke vodenog okoliša proizlaze iz fizikalnih i kemijskih svojstava vode. Stoga su velika gustoća i viskoznost vode od velike važnosti za okoliš. Specifična težina vode usporediva je s onom tijela živih organizama. Gustoća vode je otprilike 1000 puta veća od gustoće zraka. Stoga se vodeni organizmi (osobito oni koji se aktivno kreću) susreću s velikom silom hidrodinamičkog otpora. Zbog toga je evolucija mnogih skupina vodenih životinja išla u smjeru razvoja oblika tijela i načina kretanja koji su smanjivali otpor, što je dovelo do smanjenja troškova energije za plivanje. Dakle, aerodinamični oblik tijela nalazimo u predstavnicima različitih skupina organizama koji žive u vodi - dupina (sisavaca), koštanih i hrskavičnih riba.

Velika gustoća vode također pridonosi tome da se mehaničke vibracije (vibracije) u njoj dobro šire. To je bilo važno u evoluciji osjetilnih organa, orijentacije u prostoru i komunikacije među vodenim stanovnicima. Brzina zvuka u vodenom okolišu, četiri puta veća nego u zraku, određuje veću frekvenciju eholokacijskih signala.

Zbog velike gustoće vodenog okoliša, mnogi njegovi stanovnici lišeni su obavezne veze sa supstratom, što je karakteristično za kopnene oblike, a uzrokovano je gravitacijskim silama. Postoji cijela skupina vodenih organizama (i biljaka i životinja) koji cijeli život provode plutajući.

Voda ima izuzetno visok toplinski kapacitet. Toplinski kapacitet vode uzima se kao jedinica. Toplinski kapacitet pijeska, na primjer, iznosi 0,2, a željeza samo 0,107 toplinskog kapaciteta vode. Sposobnost vode da akumulira velike rezerve toplinske energije omogućuje izglađivanje oštrih temperaturnih fluktuacija u obalnim područjima Zemlje u različito doba godine iu različito doba dana: voda djeluje kao neka vrsta regulatora temperature na planeta.

Vodeni okoliš stanište

STANIŠTA I NJIHOVA ZNAČAJKA

U procesu povijesnog razvoja, živi organizmi su ovladali četiri staništa. Prva je voda. Život je nastao i razvijao se u vodi mnogo milijuna godina. Drugi - zemlja-zrak - biljke i životinje nastale su na kopnu iu atmosferi i brzo se prilagodile novim uvjetima. Postupno transformirajući gornji sloj zemlje - litosferu, stvorili su treće stanište - tlo, a sami postali četvrto stanište.

Vodeno stanište

Voda pokriva 71% površine Zemlje. Većina vode koncentrirana je u morima i oceanima - 94-98%, u polarni led sadrži oko 1,2% vode i vrlo mali udio - manje od 0,5%, u slatkim vodama rijeka, jezera i močvara.

Oko 150.000 vrsta životinja i 10.000 vrsta biljaka živi u vodenom okolišu, što predstavlja samo 7 odnosno 8% ukupnog broja vrsta na Zemlji.

U morima-oceanima, kao iu planinama, izražena je vertikalna zonalnost. Pelagikal - cijeli vodeni stupac - i bentos - dno - posebno se razlikuju u ekologiji. Vodeni stupac, pelagička zona, okomito je podijeljen u nekoliko zona: epipeligala, batipeligala, abisopeligala i ultraabisopeligala(slika 2).

Ovisno o strmini spuštanja i dubini na dnu, također se razlikuje nekoliko zona koje odgovaraju navedenim pelagijskim zonama:

Primorje - rub obale koji je plavljen za vrijeme plime.

Supralitoral - dio obale iznad gornje granice plime i oseke do kojeg dopiru prskanja valova.

Sublitoral - postupno smanjenje kopna do 200 m.

Bathial - strmo udubljenje kopna (kontinentalna padina),

Bezdan - postupno smanjenje dna oceanskog dna; dubina obje zone zajedno doseže 3-6 km.

Ultra-abisal - dubokomorske depresije od 6 do 10 km.

Ekološke skupine hidrobionata. Najveća raznolikost života nalazi se u topla mora i oceana (40 000 vrsta životinja) u ekvatoru i tropima, na sjeveru i jugu flora i fauna mora je stotinama puta osiromašena. Što se tiče distribucije organizama neposredno u moru, većina ih je koncentrirana u površinskim slojevima (epipelagijalu) iu sublitoralu. Ovisno o načinu kretanja i boravka u pojedinim slojevima, Život u moru dijele se na tri ekološke skupine: nekton, plankton i bentos.

Nekton (nektos - plutajući) - aktivno se kreću velike životinje koje mogu prevladati velike udaljenosti i jake struje: ribe, lignje, peraje, kitovi. U slatkovodnim tijelima nekton uključuje vodozemce i mnoge kukce.

Plankton (planktos - lutanje, lebdenje) - skup biljaka (fitoplankton: dijatomeje, zelene i modrozelene (samo slatke vodene površine) alge, biljni bičaši, peridinejci itd.) i malih životinjskih organizama (zooplankton: mali rakovi, veći - pteropodi, mekušci, meduze, ctenofori, neki crvi) koji žive na različitim dubinama, ali nisu sposobni za aktivno kretanje i otpornost na struje. Plankton također uključuje životinjske ličinke, formiranje posebna skupina – Neuston . Ovo je pasivno plutajuća "privremena" populacija najvišeg sloja vode, koju predstavljaju različite životinje (deseteronošci, barnakuli i kopepodi, bodljikašci, mnogočetinaši, ribe, mekušci itd.) u stadiju ličinke. Larve, odrastajući, prelaze u donje slojeve pelagela. Iznad neustona nalazi se plaiston - to su organizmi kod kojih gornji dio tijela raste iznad vode, a donji dio u vodi (patka lema, sifonofori i dr.). Plankton igra važnu ulogu u trofičkim odnosima biosfere, jer je hrana za mnoge vodene stanovnike, uključujući glavnu hranu za usate kitove (Myatcoceti).

Bentos (bentos – dubina) – hidrobionti dna. Predstavljena je uglavnom pričvršćenim ili sporo pokretnim životinjama (zoobentos: foraminefori, ribe, spužve, koelenterati, crvi, mekušci, ascidijani i dr.), brojniji u plitkim vodama. U plitkim vodama bentos uključuje i biljke (fitobentos: dijatomeje, zelene, smeđe, crvene alge, bakterije). Na dubinama gdje nema svjetla fitobentos je odsutan. Stjenoviti dijelovi dna najbogatiji su fitobentosom.

U jezerima je zoobentos manje bogat i raznolik nego u moru. Tvore ga praživotinje (trepetljikaši, dafnije), pijavice, mekušci, ličinke kukaca i dr. Fitobentos jezera čine slobodnoplutajuće dijatomeje, zelene i modrozelene alge; nema smeđih i crvenih algi.

Velika gustoća vodenog okoliša određuje poseban sastav i prirodu promjena čimbenika koji podržavaju život. Neki od njih su isti kao i na kopnu - toplina, svjetlost, drugi su specifični: tlak vode (povećava se s dubinom za 1 atm na svakih 10 m), sadržaj kisika, sastav soli, kiselost. Zbog velike gustoće okoliša, vrijednosti topline i svjetlosti mijenjaju se mnogo brže s visinskim gradijentom nego na kopnu.

Toplinski način rada. Vodeni okoliš karakterizira manji dobitak topline, jer značajan dio se reflektira, a jednako značajan dio troši se na isparavanje. U skladu s dinamikom temperature kopna, temperature vode pokazuju manja kolebanja dnevnih i sezonskih temperatura. Štoviše, akumulacije značajno izjednačavaju temperaturu u atmosferi obalnih područja. U nedostatku ledenog oklopa, mora zagrijavaju susjedna kopnena područja u hladnoj sezoni, a ljeti hlade i vlaže.

Raspon temperatura vode u Svjetskom oceanu je 38 ° (od -2 do +36 ° C), u slatkovodnim tijelima - 26 ° (od -0,9 do +25 ° C). S dubinom temperatura vode naglo opada. Do 50 m postoje dnevne kolebanja temperature, do 400 - sezonska, dublje postaje konstantna, padajući na +1-3°C. Jer temperaturni režim u rezervoarima je relativno stabilan, njihovi stanovnici karakteriziraju stenotermnost.

Zbog različitog stupnja zagrijavanja gornjih i donjih slojeva tijekom godine, oseke i oseke, strujanja i oluja dolazi do stalnog miješanja slojeva vode. Uloga miješanja vode za vodene stanovnike izuzetno je važna, jer time se ujednačava raspodjela kisika i hranjivim tvarima unutar rezervoara, osiguravajući metaboličke procese između organizama i okoliša.

U stajaćim akumulacijama (jezerima) umjerenih geografskih širina vertikalno miješanje odvija se u proljeće i jesen, a tijekom tih sezona temperatura u cijeloj akumulaciji postaje ujednačena, tj. dolazi homotermija. Ljeti i zimi, kao rezultat naglog povećanja zagrijavanja ili hlađenja gornjih slojeva, miješanje vode prestaje. Ova pojava se zove temperaturna dihotomija, a razdoblje privremene stagnacije je stagnacija(ljeti ili zima). Ljeti na površini ostaju lakši topli slojevi koji se nalaze iznad teških hladnih (slika 3). Zimi, naprotiv, u donjem sloju ima više Topla voda, budući da je izravno ispod leda temperatura površinskih voda manja od +4°C i zbog fizikalno-kemijskih svojstava vode postaju lakše od vode temperature iznad +4°C.

Tijekom razdoblja stagnacije jasno se razlikuju tri sloja: gornji (epilimnion) s najdramatičnijim sezonskim kolebanjima temperature vode, srednji (metalimnion ili termoklina), u kojem postoji nagli skok temperature, a dno ( hipolimnion), u kojem temperatura malo varira tijekom godine. U razdobljima stagnacije dolazi do nedostatka kisika u vodenom stupcu - ljeti u donjem dijelu, a zimi u gornjem dijelu, zbog čega zimi često dolazi do pomora ribe.

Svjetlosni način rada. Intenzitet svjetlosti u vodi jako je oslabljen zbog njezine refleksije od površine i apsorpcije od same vode. To uvelike utječe na razvoj fotosintetskih biljaka.

Apsorpcija svjetlosti je to jača što je prozirnost vode manja, što ovisi o broju suspendiranih čestica u njoj (mineralne suspenzije, plankton). Smanjuje se brzim razvojem malih organizama ljeti, au umjerenim i sjevernim širinama čak i zimi, nakon uspostavljanja ledenog pokrivača i njegovog prekrivanja snijegom na vrhu.

Prozirnost karakterizira najveća dubina na kojoj je još vidljiv posebno spušten bijeli disk promjera oko 20 cm (Secchijev disk). Najčišće vode su u Sargaškom moru: disk je vidljiv do dubine od 66,5 m. tihi ocean disk Secchi vidljiv je do 59 m, u indijskom - do 50, in plitka mora- do 5-15m. Prozirnost rijeka je u prosjeku 1-1,5 m, au najmutnijim rijekama svega nekoliko centimetara.

U oceanima, gdje je voda vrlo prozirna, 1% svjetlosnog zračenja prodire do dubine od 140 m, a u malim jezerima na dubini od 2 m prodire samo desetinke postotka. zrake različite dijelove spektra se različito apsorbiraju u vodi; crvene zrake se apsorbiraju prve. S dubinom postaje sve tamnija, a boja vode prvo postaje zelena, zatim plava, indigo i na kraju plavoljubičasta, prelazeći u potpuni mrak. Hidrobionti također mijenjaju boju u skladu s tim, prilagođavajući se ne samo sastavu svjetla, već i njegovom nedostatku - kromatskoj prilagodbi. U svijetlim zonama, u plitkim vodama, prevladavaju zelene alge (Chlorophyta), čiji klorofil upija crvene zrake, s dubinom ih zamjenjuju smeđe (Phaephyta), a zatim crvene (Rhodophyta). Na velike dubine fitobentosa nema.

Biljke su se prilagodile nedostatku svjetla razvojem velikih kromatofora, kao i povećanjem površine organa za asimilaciju (indeks površine lista). Za dubokomorske alge tipični su snažno razrezani listovi, lisne ploče su tanke i prozirne. Polu-potopljene i plutajuće biljke karakterizira heterofilija - listovi iznad vode su isti kao i kod kopnenih biljaka, imaju čvrstu oštricu, stomatalni aparat je razvijen, au vodi su listovi vrlo tanki, sastoje se od uskih končasti režnjevi.

Životinje, poput biljaka, prirodno mijenjaju svoju boju s dubinom. U gornjim slojevima su svijetle boje različite boje, u zoni sumraka (brancin, koralji, rakovi) obojeni su u crvene boje - prikladnije je sakriti se od neprijatelja. Dubokomorskim vrstama nedostaju pigmenti. U tamnim dubinama oceana organizmi koriste svjetlost koju emitiraju živa bića kao izvor vizualnih informacija. bioluminiscencija.

Visoka gustoća(1 g/cm3, što je 800 puta gustoća zraka) i viskoznost vode ( 55 puta veći od zraka) doveli su do razvoja posebnih prilagodbi vodenih organizama :

1) Biljke imaju vrlo slabo razvijena ili potpuno odsutna mehanička tkiva – podupire ih sama voda. Većinu karakterizira uzgon zahvaljujući međustaničnim šupljinama koje nose zrak. Karakterizira ga aktivna vegetativna reprodukcija, razvoj hidrokorije - uklanjanje cvjetnih stabljika iznad vode i distribucija peludi, sjemenki i spora površinskim strujama.

2) U životinja koje žive u vodenom stupcu i aktivno plivaju, tijelo ima aerodinamičan oblik i podmazano je sluzi, što smanjuje trenje pri kretanju. Razvijene naprave za povećanje plovnosti: nakupine masti u tkivima, plivaći mjehuri kod riba, zračne šupljine u sifonoforima. U životinja koje pasivno plivaju, specifična površina tijela povećava se zbog izraslina, bodlji i dodataka; tijelo je spljošteno, a skeletni organi reducirani. Različiti putevi lokomocija: savijanje tijela, uz pomoć flagela, cilija, reaktivni način lokomocije ( glavonošci).

Kod bentoskih životinja kostur nestaje ili je slabo razvijen, povećava se veličina tijela, čest je pad vida i razvijaju se organi za opip.

Struje. Karakteristična značajka vodenog okoliša je mobilnost. Uzrokuju ga oseke i oseke, morske struje, oluje i različite visine riječnih korita. Prilagodbe hidrobionata:

1) U tekućim rezervoarima biljke su čvrsto pričvršćene za nepokretne podvodne objekte. Donja površina im je prvenstveno podloga. To su zelene i dijatomejske alge, vodene mahovine. Mahovine čak stvaraju gusti pokrivač na brzim tokovima rijeka. U zoni plime i oseke mora mnoge životinje imaju sprave za pričvršćivanje za dno (puževi, barnakuli) ili se skrivaju u pukotinama.

2) U riba tekućih voda tijelo je okruglog promjera, a u riba koje žive pri dnu, kao i u bentoskih beskralježnjaka, tijelo je plosnato. Mnogi imaju organe za pričvršćivanje na podvodne objekte na trbušnoj strani.

Salinitet vode.

Prirodna vodna tijela imaju određeni kemijski sastav. Prevladavaju karbonati, sulfati i kloridi. U slatkovodnim tijelima koncentracija soli nije veća od 0,5 ‰ (a oko 80% su karbonati), u morima - od 12 do 35 ‰ (uglavnom kloridi i sulfati). Kada je slanost veća od 40 ppm, vodeno tijelo se naziva hiperslano ili preslano.

1) U slatkoj vodi (hipotonično okruženje) procesi osmoregulacije su dobro izraženi. Hidrobionti su prisiljeni stalno uklanjati vodu koja prodire u njih; oni su homoyosmotični (ciliati "pumpaju" kroz sebe količinu vode jednaku svojoj težini svake 2-3 minute). U slanoj vodi (izotonično okruženje) koncentracija soli u tijelima i tkivima hidrobionata jednaka je (izotonična) koncentraciji soli otopljenih u vodi – oni su poikiloosmotski. Stoga stanovnici slanih voda nemaju razvijene osmoregulacijske funkcije i nisu mogli naseliti slatke vode.

2) Vodene biljke mogu cijelom svojom površinom apsorbirati vodu i hranjive tvari iz vode – „bujona“, stoga su im listovi jako rascijepljeni, a provodna tkiva i korijenje slabo razvijeni. Korijenje služi uglavnom za pričvršćivanje na podvodni supstrat. Većina slatkovodnih biljaka ima korijenje.

Tipično morske i tipično slatkovodne vrste su stenohaline, ne toleriraju značajne promjene u salinitetu vode. Malo je eurihalinskih vrsta. Česti su u boćatim vodama (slatkovodni smuđ, štuka, deverika, cipal, obalni losos).

Opće karakteristike. Hidrosfera kao vodeni životni okoliš 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 oceani 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 a dno - bentalski. Ovisno o dubini bental se dijeli na sublitoralna zona - područje postupnog pada kopna do dubine od 200 m, kupatila - područje strmih padina i abisalna zona - oceansko dno s prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublja bentoska područja, koja odgovaraju udubljenjima oceanskog dna (6-10 km), nazivaju se ultraabisal. Rub obale koji je poplavljen za vrijeme plime i oseke naziva se primorje Dio obale iznad razine plime, ovlažen prskanjem valova, naziva se supralitoral.

Otvorene vode Svjetskog oceana također su podijeljene u vertikalne zone koje odgovaraju bentoskim zonama: tipeligialan, bati-peligialan, abesopeligalan(Slika 5.3).

Riža. 5.3. Vertikalna ekološka zonalnost oceana

(prema N.F. Reimers, 1990.)

U vodenom okolišu živi oko 150.000 životinjskih vrsta, ili oko 7% od ukupnog broja (Sl. 5.4.) i 10.000 biljnih vrsta (8%).

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

Mora i oceani ekvatorijalnih i tropskih područja, prvenstveno Pacifika i Atlantski oceani. Sjeverno i južno od ovih pojaseva visokokvalitetni sastav postupno se iscrpljuje. Na primjer, na području istočnoindijskog arhipelaga postoji najmanje 40.000 vrsta životinja, dok ih u Laptevskom moru ima samo 400. Glavnina organizama Svjetskog oceana koncentrirana je na relativno malom području. morske obale umjereni pojas i među mangrovama tropskih zemalja.

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

stanište (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 nema samo vodeni okoliš snažan utjecaj na njegove stanovnike, ali i na živu tvar hidrosfere, djelujući na stanište, obrađuje ga i uključuje u kruženje tvari. Utvrđeno je da se voda oceana, mora, rijeka i jezera razgrađuje i obnavlja u biotičkom ciklusu tijekom 2 milijuna godina, odnosno sva je prošla kroz živu tvar na Zemlji više od tisuću puta.

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

Karakteristična značajka vodeni okoliš je njegov mobilnost, posebno u tekućim, brzim potocima i rijekama. Mora i oceani doživljavaju oseke i oseke, jake struje i oluje. U jezerima se voda kreće pod utjecajem temperature i vjetra.

Ekološke skupine hidrobionata. Debljina vode, odn pelagički(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 skupina okoliša - bentos - tvore stanovnike dna.

Nekton(nektos - plutajući) je skup pelagičnih aktivno pokretnih životinja koje nemaju izravnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje koje su u stanju prevladati velike udaljenosti i snažne vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe za kretanje. Tipični nektonski organizmi uključuju ribe, lignje, kitove i peraje. Osim riba, nekton u slatkim vodama uključuje vodozemce i aktivno pokretne insekte. Puno morska riba može se kretati u vodenom stupcu ogromnom brzinom: do 45-50 km/h - lignja (Oegophside), 100-150 km/h - jedrenjak (Jstiopharidae) i 130 km/h - sabljarka (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - lutanje, lebdenje) je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost brzih aktivnih kretanja. U pravilu su to male životinje - zooplankton i biljke - fitoplankton, koji se ne mogu oduprijeti strujama. Plankton 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 se nalaze na površini vode čine posebnu skupinu - Neuston. Sastav neustona također ovisi o razvojnom stupnju niza organizama. Prolaskom kroz stadij ličinke i odrastanjem napuštaju površinski sloj koji im je služio kao utočište i sele se živjeti na dno ili u podzemne i dublje slojeve. Tu spadaju ličinke desetonožaca, barnakula, kopepoda, puževa i školjkaša, bodljikaša, mnogočetinaša, riba itd.

Isti organizmi čiji je dio tijela iznad površine vode, a drugi u vodi nazivaju se plaiston. 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 kokolitoforide (Coccolitophoridae). U slatkim vodama rasprostranjene su ne samo zelene alge, već i modrozelene alge (Cyanophyta).

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

U morskom zooplanktonu dominiraju mali rakovi (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) i protozoe (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Veliki predstavnici su mekušci krilonogi (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) i plivaće ctenofore (Ctenophora), salpe (Salpae) i neki crvi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktonski organizmi služe kao važni 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. Dijeli se na zoobentos I fitobentos. Uglavnom su zastupljene prikačenim životinjama ili životinjama koje se sporo kreću ili kopaju. U plitkoj vodi sastoji se od organizama koji sintetiziraju organska tvar(proizvođači), oni koji ga konzumiraju (potrošači) i oni koji ga uništavaju (reduktori). Na dubinama gdje nema svjetla nema fitobentosa (producenta). U morskom zoobentosu dominiraju foraminifore, spužve, koelenterati, crvi, ramenonošci, 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, Ruppia, Phyllospadix. Stjenoviti i kameniti dijelovi dna najbogatiji su fitobentosom.

U jezerima, kao iu morima, postoje plankton, nekton I bentos.

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

Slatkovodni fitobentos predstavljen je bakterijama, dijatomejama i zelenim algama. Obalne biljke smještene su od obale prema unutrašnjosti u jasno definiranim pojasevima. Prvi pojas - polupotopljene biljke (trstika, rogoz, šaš i trska); drugi pojas - potopljene biljke s plutajućim listovima (lopoči, jajčaste kapsule, lopoči, vodene patke). U treći pojas prevladavaju biljke - barska trava, elodeja itd. (slika 5.7).

Riža. 5.7. Biljke s donjim korijenom (A):

1 - mačji rep; 2- rogoz; 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

Na temelju načina života vodene biljke dijele se u dvije glavne ekološke skupine: hidrofiti - biljke koje su samo donjim dijelom uronjene u vodu i obično imaju korijen u zemlji, te 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, gustoća, temperatura, svjetlosni, solni, plinski (sadržaj kisika i ugljičnog dioksida) režimi 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 dolazi na površinu vode se reflektira, a dio troši na isparavanje. Isparavanje vode s površine rezervoara, koje troši oko 2263x8 J/g, sprječava pregrijavanje donjih slojeva, a stvaranje leda, koji oslobađa toplinu taljenja (333,48 J/g), usporava njihovo hlađenje.

Promjene temperature u tekućim vodama prate njezine promjene u okolnom zraku, razlikuju se manjom amplitudom.

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,čija temperatura doživljava oštre sezonske fluktuacije; prijelazni sloj temperaturnog skoka, - metalimnion, gdje se slavi oštri pad temperature; duboko more (dno) - hipolimnion dopire do samog dna, gdje je temperatura tijekom cijele godine promjene neznatan.

Ljeti se najtopliji slojevi vode nalaze na površini, a najhladniji na dnu. Ovaj tip Raspodjela temperatura u ležištu po slojevima 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, vertikalna cirkulacija je poremećena, formira se stratifikacija gustoće vode i počinje razdoblje privremene stagnacije - stagnacija(Slika 5.8).

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

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

U morski okoliš Postoji i toplinska slojevitost određena dubinom. Oceani imaju sljedeće slojeve Površinski- vode su izložene djelovanju vjetra, pa se po analogiji s atmosferom ovaj sloj naziva troposfera ili more termo-mosfere. Dnevna kolebanja temperature vode ovdje se uočavaju do otprilike 50 metara dubine, a sezonska kolebanja i dublje. Debljina termosfere doseže 400 m. srednji - predstavlja stalni termoklin. Temperatura u njemu je različita mora i oceanima padne na 1-3°C. Proteže se do dubine od cca 1500 m. Duboko more - karakterizira ujednačena temperatura od oko 1-3°C, s izuzetkom polarnih područja, gdje je temperatura blizu 0°C.

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

Riža. 5.8. Stratifikacija i miješanje vode u jezeru

(prema E. Guntheru i sur., 1982.)

Duboke slojeve vode karakterizira konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura U površinskim slojevima 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 životnom okolišu, s jedne strane, postoji prilično velika raznolikost temperaturnih uvjeta, as druge strane, postoje termodinamička svojstva vodenog okoliša, kao što su visoki specifični toplinski kapacitet, visoka toplinska vodljivost i širenje tijekom smrzavanje (u ovom slučaju, led se formira samo na vrhu, 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. Najgušći i najmanji hladna voda s temperaturom od 4°C nalazi se u donjem sloju, gdje se spuštaju zimski pupoljci (turioni) rožnjaka, mjehurića, akvarela i dr. (sl. 5.9), kao i cijelih lisnatih biljaka, kao što su patka, elodea.

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

Vidljivi su pupoljci koji prezimljuju, tonu na dno

(od T.K. Goryshinoya, 1979.)

Utvrđeno je mišljenje da je potapanje povezano s nakupljanjem škroba i utezanjem biljaka. Do proljeća škrob se pretvara u topive šećere i masti, što čini pupoljke lakšima i omogućuje im da plutaju.

Organizmi u vodenim tijelima 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 vodenim organizmima u većoj mjeri nego među kopnenim organizmima.

Eurytermalne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim rezervoarima iu litoralnoj zoni mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske fluktuacije značajne.

Gustoća vode. Voda se od zraka razlikuje po tome što je gušća. U tom pogledu je 800 puta superiorniji zračni okoliš. Gustoća destilirane vode pri temperaturi od 4 °C iznosi 1 g/cm3. Gustoća prirodnih voda koje sadrže otopljene soli može biti i 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 građu tijela hidrofita. Dakle, ako su kod kopnenih biljaka mehanička tkiva dobro razvijena, osiguravajući čvrstoću debla i stabljike, raspored mehaničkih i vodljivih tkiva duž periferije stabljike stvara strukturu "cijevi" koja je dobro otporna na pregibe i savijanja, tada u hidrofita mehanička tkiva su jako reducirana, budući da se biljke same podupiru. Mehanički elementi i vodljivi snopovi često su koncentrirani u središtu stabljike ili lisne peteljke, što mu daje mogućnost savijanja pri pokretima vode.

Potopljeni hidrofiti imaju dobar uzgon koji stvaraju posebni uređaji (zračne vrećice, otekline). Dakle, listovi žabe 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 je jasno vidljivo 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 depresijama životinje se nalaze na dubinama većim od 10 000 m i podnose pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Tako slatkovodni stanovnici (ronilice, papuče, suvojke itd.) u pokusima mogu izdržati do 600 atmosfera. Holoturije iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus žive od priobalne do ultra-abisalske zone. Istodobno, treba napomenuti da su mnogi stanovnici mora i oceana relativno stenobatični i ograničeni na određene dubine. To se prvenstveno odnosi na plitkomorske i dubokomorske vrste. Samo u litoralnom pojasu obitavaju prstenasti crv Arenicola i mekušci – 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 omogućuje životinjskim organizmima da se oslanjaju na nju, što je posebno važno za beskeletne oblike. Oslonac medija služi kao uvjet za plutanje u vodi. Upravo su na takav način života prilagođeni mnogi vodeni organizmi.

Svjetlosni način rada. Na vodene organizme uvelike utječu svjetlosni uvjeti 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 apsorbira njezina debljina. Slabljenje svjetlosti povezano je s prozirnošću vode. U oceanima, na primjer, s velikom prozirnošću, oko 1% zračenja još pada na dubinu od 140 m, au malim jezerima s donekle zatvorenom vodom, već na dubini od 2 m, tek 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

Budući da zrake različitih dijelova sunčevog spektra voda različito apsorbira, s dubinom se mijenja i spektralni sastav svjetlosti, a crvene zrake slabe. Plavo-zelene zrake prodiru do značajnih dubina. Sumrak u oceanu, koji se s dubinom zgušnjava, najprije je zelen, zatim plav, indigo, plavoljubičast, da bi kasnije ustupio mjesto stalnoj tami. Sukladno tome, živi organizmi zamjenjuju jedni druge dubinom.

Tako biljke koje žive na površini vode ne osjećaju nedostatak svjetla, dok se potopljene, a posebno dubokomorske biljke svrstavaju u “floru u sjeni”. Moraju se prilagoditi ne samo nedostatku svjetla, već i promjenama u njegovom sastavu stvaranjem dodatnih pigmenata. To se može vidjeti u poznatom obrascu bojanja algi koje žive na različitim dubinama. U zonama plitkih voda, gdje biljke još uvijek imaju pristup crvenim zrakama, koje u najvećoj mjeri apsorbira klorofil, prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama ima smeđe alge, koji osim klorofila imaju smeđe pigmente fikafein, fukoksantin itd. Još dublje žive crvene alge koje sadrže pigment fikoeritrin. Ovdje je jasno vidljiva sposobnost snimanja. sunčeve zrake S različite dužine valovi. Ova pojava se zove kromatska prilagodba.

Dubokomorske vrste imaju brojne fizičke osobine karakteristične za biljke u sjeni. Među njima vrijedi istaknuti nisku točku kompenzacije za fotosintezu (30-100 luksa), "prirodu sjene" svjetlosne krivulje fotosinteze s niskim platoom zasićenja; alge, na primjer, imaju velike kromatofore. 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 strijelka (Sagittaria sagittifolia) razvijajući se na kopnu i u vodi stvara listove različitih oblika.

Nasljedni program kodira mogućnost razvoja u oba smjera. “Mehanizam okidač” za razvoj “vodenih” oblika lišća je zasjenjenje, a ne izravno djelovanje vode.

Često odlazi vodene biljke, uronjeni u vodu, snažno su secirani u uske niti poput režnjeva, kao, na primjer, u hornwort, uruti, mjehura, ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodni listovi jajnih kapsula, lopoč, lišće potopljenog ribnjaka.

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

U biljkama djelomično uronjenim u vodu, heterofilija, tj. razlika u građi nadvodnih i podvodnih listova iste biljke: To je jasno vidljivo kod vodenog ljutića (sl. 5.11). Nadvodni imaju značajke zajedničke listovima nadzemnih biljaka (dorzoventralni 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 - nadvodni; 2 - pod vodom

Ilustrativan primjer je tuč (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 boju, sastav vrsta itd. Na primjer, u jezerskom ekosustavu glavni život koncentriran je u sloju vode, u koji prodire količina svjetlosti dovoljna za fotosintezu. Donja granica ovog sloja naziva se razina kompenzacije. Iznad te dubine biljke ispuštaju više kisika nego što troše, a višak kisika mogu iskoristiti drugi organizmi. Ispod te dubine fotosinteza ne može osigurati disanje, stoga je organizmima 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 žive životinje koje su obojene crvenkastom bojom, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja, jer se crvena boja u plavo-ljubičastim zrakama percipira kao crna. Crvena boja je karakteristična 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 mineralnih čestica (glina, mulj) u njoj. Prozirnost vode također se smanjuje s brzim rastom vodene vegetacije ljetno razdoblje ili tijekom masovne reprodukcije malih organizama suspendiranih u površinskim slojevima. Prozirnost karakterizira ekstremna dubina, gdje je još uvijek vidljiv posebno spušten Secchijev disk (bijeli disk promjera 20 cm). U Sargaškom moru (najčišće vode) disk Secchi vidljiv je do dubine od 66,5 m, u Tihom oceanu - do 59, u Indijskom oceanu - do 50, u plitkim morima - do 5-15 m. Prozirnost rijeka ne prelazi 1-1,5 m, au rijekama srednje Azije Amu Darya i Syr Darya - nekoliko centimetara. Stoga se granice zona fotosinteze jako razlikuju u različitim vodnim tijelima. U najčišćim vodama fotosintetička zona ili eufotička zona doseže dubinu ne veću od 200 m, zona sumraka (disfotička) proteže se do 1000-1500 m, a dublje u afotičku zonu sunčeva svjetlost uopće ne prodire.

Dnevno svjetlo u vodi mnogo je kraće (osobito u dubokim slojevima) nego na kopnu. Količina svjetla u gornjim slojevima rezervoara varira ovisno o geografskoj širini područja i dobu godine. Stoga duge polarne noći uvelike ograničavaju vrijeme pogodno za fotosintezu u arktičkom i antarktičkom bazenu, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti pristup svim zaleđenim vodenim površinama zimi.

Režim soli. Salinitet vode ili slani režim ima važnu ulogu u životu vodenih organizama. Kemijski sastav voda nastaje pod utjecajem prirodnih povijesnih i geoloških uvjeta, kao i antropogenog utjecaja. Sadržaj kemijskih spojeva (soli) u vodi određuje njenu slanost i izražava se u gramima po litri ili po milji(°/od). Prema općoj mineralizaciji vode se dijele na slatke sa sadržajem soli do 1 g/l, bočate (1-25 g/l), morske slanosti (26-50 g/l) i slanice (više od 50 g/l). Najvažnije otopljene tvari u vodi su karbonati, sulfati i kloridi (tablica 5.1).

Prema suvremenim hipotezama o nastanku života, opće je prihvaćeno da je evolucijski primarni okoliš na našem planetu bio vodeni okoliš. Potvrda prihvaćenih tvrdnji je da je koncentracija kisika, kalcija, kalija, natrija i klora u našoj krvi približna onoj u oceanskoj vodi.

Vodeno stanište

Osim mora Ocean obuhvaća sve rijeke, jezera i podzemne vode. Potonji su, pak, izvor hrane za rijeke, jezera i mora. Stoga je ciklus vode u prirodi pokretačka snaga hidrosfere i važan izvor slatke vode na kopnu.

Na temelju navedenog hidrosferu treba podijeliti na:

• površina (površinska hidrosfera uključuje mora i oceane, jezera, rijeke, močvare, ledenjake itd.);
• pod zemljom.

Glavna značajka površinske hidrosfere je da ne tvori kontinuirani sloj, ali istodobno zauzima značajno područje - 70,8% Zemljine površine.

Sastav podzemne hidrosfere predstavljen je podzemnom vodom. Ukupni volumen rezervi vode na Zemlji iznosi oko 1370 milijuna km3, od čega je oko 94% koncentrirano u oceanima, 4,12% u podzemnim vodama, 1,65% u ledenjacima i manje od 0,02% vode sadržano je u jezerima i rijekama.

U hidrosferi, na temelju životnih uvjeta živih organizama, razlikuju se sljedeće zone:

• pelagikal - vodeni stup i bentos - dno;
• u bentalu, ovisno o dubini, razlikuje se sublitoral - područje glatkog porasta dubine do 200 m;
• batial - donja padina;
• abisal - oceansko korito, duboko do 6 km;
• ultraabisal, predstavljen depresijama oceanskog dna;
• litoral, koji predstavlja rub obale, redovito plavljen tijekom plime i isušen osekom, i sublitoral, koji predstavlja dio obale navlažen mlazom valova.

Na temelju vrste staništa i načina života živi organizmi koji nastanjuju hidrosferu dijele se u sljedeće skupine:

1. pelagosi - su skup organizama koji žive u vodenom stupcu. Među pelagom razlikuje se plankton - skupina organizama koja uključuje biljke (fitoplankton) i životinje (zooplankton), koji nisu sposobni za samostalno kretanje u vodenom stupcu i pokreću ih struje, kao i nekton - skupina živih organizmi sposobni za samostalno kretanje u vodenom stupcu (ribe, školjke itd.).
2. bentos je skupina organizama koji žive na dnu iu tlu. S druge strane, bentos se dijeli na fitobentos, kojeg predstavljaju alge i više biljke, i zoobentos ( morske zvijezde, rakovi, mekušci itd.).

Ekološki čimbenici u vodenim staništima

Osnovni, temeljni okolišni čimbenici u vodenim staništima predstavljeni su strujama i valovima koji djeluju gotovo bez prestanka. Oni mogu imati neizravan učinak na organizme, mijenjajući ionski sastav vode, njezinu mineralizaciju, što zauzvrat pridonosi promjenama koncentracije hranjivih tvari. Što se tiče izravnog utjecaja gore navedenih čimbenika, oni doprinose prilagodbi živih organizama protoku. Tako npr. ribe koje žive u mirnim vodama imaju tijelo spljošteno sa strane (deverika), dok u brzim vodama imaju zaobljeno tijelo (pastrva).

Budući da je prilično gust medij, voda pruža značajan otpor kretanju živih organizama koji ga nastanjuju. Zbog toga većina stanovnika hidrosfere ima aerodinamičan oblik tijela (ribe, dupini, lignje itd.).

Napomena 1

Vrijedno je napomenuti da ljudski embrij u prvim tjednima svog razvoja na mnogo načina podsjeća na riblji embrij i tek u dobi od jednog i pol do dva mjeseca stječe osobine karakteristične za ljude. Sve to ukazuje na kritičnu važnost vodenog okoliša u razvoju života.