Vodeni okoliš uključuje površinske i podzemne vode. Površinske vode uglavnom su koncentrirane u oceanu, sa sadržajem od 1 milijarde 375 milijuna km 3 - oko 98% sve vode na Zemlji. Površina oceana (vodeno područje) iznosi 361 milijun km 2. To je otprilike 2,4 puta veće od kopnene površine teritorija, koja zauzima 149 milijuna km 2. Voda u oceanu je slana, a većina (više od 1 milijarde km 3) zadržava stalnu slanost od oko 3,5% i temperaturu od približno 3,7 °C. Zamjetne razlike u salinitetu i temperaturi uočavaju se gotovo isključivo u površinskom sloju vode, kao iu rubnim, a posebno u Sredozemnom moru. Sadržaj otopljenog kisika u vodi značajno opada na dubini od 50-60 metara.

Podzemna voda može biti slana, boćata (nižeg saliniteta) i slatka; postojeće geotermalne vode imaju povišenu temperaturu (preko 30°C.). Za proizvodne aktivnosti čovječanstva i njegove kućanske potrebe potrebna je svježa voda čija količina iznosi samo 2,7% ukupne količine vode na Zemlji, a vrlo mali udio (samo 0,36%) dostupan je na mjestima koja su lako dostupni za ekstrakciju. Većina slatke vode sadržana je u snijegu i slatkovodnim santama leda koje se nalaze uglavnom u područjima na jugu polarni krug. Godišnje svjetsko slatkovodno riječno otjecanje iznosi 37,3 tisuća km3. Osim toga, može se koristiti dio podzemnih voda od 13 tisuća km 3 . Nažalost, većina riječnog toka u Rusiji, u iznosu od oko 5000 km 3, pada na rubna i rijetko naseljena sjeverna područja. U nedostatku slatke vode, koristi se slana površinska ili podzemna voda, koja proizvodi desalinizaciju ili hiperfiltraciju: pod velikim padom tlaka prolazi kroz polimerne membrane s mikroskopskim rupama koje hvataju molekule soli. Oba ova procesa su energetski vrlo intenzivna, stoga je zanimljiv prijedlog koji se sastoji u korištenju slatkovodnih santi leda (ili njihovih dijelova) kao izvora slatke vode, koji se u tu svrhu povlače vodom do obala koje ne imaju slatku vodu, gdje organiziraju svoje topljenje. Prema preliminarnim izračunima kreatora ovog prijedloga, proizvodnja slatke vode bit će otprilike upola manje energetski intenzivna u usporedbi s desalinizacijom i hiperfiltracijom. Važna okolnost svojstvena vodenom okolišu je da se njime uglavnom prenose zarazne bolesti (oko 80% svih bolesti). Međutim, neke od njih, poput hripavca, vodenih kozica, tuberkuloze, prenose se putem zračni okoliš. Kako bi se suzbila širenje bolesti vodenim okolišem, Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) ovo je desetljeće proglasila desetljećem pitke vode.

Ravnoteža vode na Zemlji

Da bismo zamislili koliko je vode uključeno u ciklus, karakteriziramo različite dijelove hidrosfere. Više od 94% čine oceani. Ostali dio (4%) su podzemne vode. Pritom treba uzeti u obzir da većina njih pripada dubokim slanicama, a slatke vode čine 1/15 udjela. Volumen leda polarnih ledenjaka također je značajan: u vodenom smislu doseže 24 milijuna km, odnosno 1,6% volumena hidrosfere. Jezerska voda je 100 puta manja - 230 tisuća km., A riječna korita sadrže samo 1200 m vode, ili 0,0001% cijele hidrosfere. No, usprkos maloj količini vode, rijeke imaju vrlo važnu ulogu: one, kao i podzemne vode, zadovoljavaju značajan dio potreba stanovništva, industrije i navodnjavane poljoprivrede. Na Zemlji ima dosta vode. Hidrosfera čini oko 1/4180 mase našeg planeta. Međutim, udio slatke vode, isključujući vodu vezanu u polarnim ledenjacima, čini nešto više od 2 milijuna km, odnosno samo 0,15% ukupnog volumena hidrosfere.

Hidrosfera kao prirodni sustav

Hidrosfera je diskontinuirana vodena školjka Kopno, ukupnost mora, oceana, kontinentalnih voda (uključujući podzemlje) i ledenih ploča. Mora i oceani zauzimaju oko 71% Zemljina površina, sadrže oko 96,5% ukupnog volumena hidrosfere. Ukupna površina svih kopnenih vodnih tijela manja je od 3% njezine površine. Ledenjaci čine 1,6% rezervi vode u hidrosferi, a njihova površina je oko 10% površine kontinenata.

Najvažnije svojstvo hidrosfere je jedinstvo svih vrsta prirodne vode(Svjetski ocean, kopnene vode, vodena para u atmosferi, podzemne vode), koji se odvija u procesu kruženja vode u prirodi. Pokretačke snage ovog globalnog procesa su toplinska energija Sunca koja dolazi na površinu Zemlje i sila teže koja osigurava kretanje i obnavljanje prirodnih voda svih vrsta.

Isparavanje s površine Svjetskog oceana i s površine kopna početna je karika u kruženju vode u prirodi, osiguravajući ne samo obnovu njezine najvrjednije komponente – slatke vode na kopnu, već i njihovu visoku kvalitetu. Pokazatelj aktivnosti prirodne izmjene voda je visoka stopa njihove obnove, iako se različite prirodne vode obnavljaju (zamjenjuju) različitim brzinama. Najpokretljiviji agens hidrosfere su riječne vode, čije je razdoblje obnavljanja 10-14 dana.

Pretežni dio hidrosfernih voda koncentriran je u Svjetskom oceanu. Svjetski ocean je glavna završna karika kruženja vode u prirodi. Otpušta većinu vlage koja isparava u atmosferu. Vodeni organizmi koji nastanjuju površinski sloj Svjetskog oceana osiguravaju povratak značajnog dijela slobodnog kisika planeta u atmosferu.

Ogroman volumen Svjetskog oceana svjedoči o neiscrpnosti prirodnih resursa planeta. Osim toga, oceani su kolekcionari riječne vode zemljišta, godišnje uzimajući oko 39 tisuća m 3 vode. Onečišćenje Svjetskog oceana, koje se na pojedinim područjima ocrtava, prijeti poremetiti prirodni proces kruženja vlage u njegovoj najkritičnijoj karici - isparavanju s površine oceana.

Voda u smislu kemije

Ogromna uloga vode u ljudskom životu i prirodi bila je razlog da je ona bila jedan od prvih spojeva koji su privukli pozornost znanstvenika. Međutim, proučavanje vode je daleko od kraja.

Opća svojstva vode

Voda, zbog popularnosti svojih molekula, pridonosi razgradnji molekula soli u kontaktu s njom u ione, ali sama voda je stabilnija i kemijski čista voda sadrži vrlo malo H + i OH - iona.

Voda je inertno otapalo; kemijski se ne mijenja pod utjecajem većine tehničkih spojeva koji se ne otapaju. Ovo je vrlo važno za sve žive organizme na našem planetu, budući da hranjive tvari potrebne tkivima dolaze u vodenim otopinama u relativno malo promijenjenom obliku. U prirodnim uvjetima voda uvijek sadrži jednu ili drugu količinu nečistoća, u interakciji ne samo s krutim i tekućim tvarima, već i otapanjem plinova.

Čak i iz svježe oborinske vode može se izdvojiti nekoliko desetaka miligrama raznih tvari otopljenih u njoj po litri volumena. Apsolutno čistu vodu nikada nitko nije dobio ni u jednom od njezinih agregatnih stanja; kemijski čista voda, uglavnom lišena otopljenih tvari, dobiva se dugim i mukotrpnim pročišćavanjem u laboratorijima ili u posebnim industrijskim postrojenjima.

U prirodnim uvjetima voda ne može održati "kemijsku čistoću". U stalnom dodiru sa svim vrstama tvari, zapravo je uvijek otopina različitih, često vrlo složenih svojstava. U slatkoj vodi sadržaj otopljenih tvari obično prelazi 1 g/l. Od nekoliko do desetaka grama po litri, sadržaj soli u morskoj vodi varira: na primjer, u Baltičkom moru ima je samo 5 g/l, u Crnom moru - 18, au Crvenom moru - čak 41 g/l. l.

Sastav soli morske vode sastoji se uglavnom od 89% klorida (uglavnom natrij, kalij, kalcijev klorid), 10% su sulfati (natrij, kalij, magnezij) i 1% su karbonati (natrij, kalcij) i druge soli. Slatke vode obično sadrže najviše do 80% karbonata (natrij, kalcij), oko 13% sulfata (natrij, kalij, magnezij) i 7% klorida (natrij i kalcij).

Voda dobro otapa plinove (osobito kad niske temperature), uglavnom kisik, dušik, ugljikov dioksid, vodikov sulfid. Količina kisika ponekad doseže 6 mg/l. NA mineralne vode tipa narzan, ukupni sadržaj plinova može biti do 0,1%. Prirodna voda sadrži huminske tvari - složene organske spojeve nastale kao rezultat nepotpunog raspadanja ostataka biljnih i životinjskih tkiva, kao i spojeve poput proteina, šećera, alkohola.

Voda ima izuzetno visok toplinski kapacitet. Toplinski kapacitet vode uzima se kao jedinica. Toplinski kapacitet pijeska, na primjer, iznosi 0,2, dok je željezo samo 0,107 toplinskog kapaciteta vode. Sposobnost vode da akumulira velike rezerve toplinske energije omogućuje izglađivanje oštrih kolebanja temperature u obalnim područjima Zemlje u različita doba godine i različita doba dana: voda djeluje kao regulator temperature na cijelom našem planeta.

Treba istaknuti posebno svojstvo vode - njenu visoku površinsku napetost - 72,7 erg / cm 2 (pri 20 ° C). U tom pogledu, od svih vrsta tekućina, voda je druga iza žive. Slično svojstvo vode najvećim je dijelom posljedica vodikovih veza između pojedinih molekula H 2 O. Površinsko naprezanje posebno dolazi do izražaja pri prianjanju vode na mnoge površine – vlaženje. Utvrđeno je da tvari - glina, pijesak, staklo, tkanine, papir i mnoge druge, koje se lako kvase vodom, svakako imaju atome kisika u svom sastavu. Ta se činjenica pokazala ključnom u objašnjenju prirode vlaženja: energetski neuravnotežene molekule površinskog sloja vode dobivaju priliku stvoriti dodatne veze sa "stranim" atomima kisika.

Vlaženje i površinska napetost dio su fenomena koji se naziva kapilarnost: u uskim kanalima voda se može podići do visine mnogo veće od one koju gravitacija "dopušta" stupu određenog presjeka.

U kapilarama voda ima nevjerojatna svojstva. B. V. Deryagin ustanovio je da se u kapilarama voda kondenzirana iz vodene pare ne smrzava na 0°C pa čak ni kad temperatura padne za desetke stupnjeva.



Ključni pojmovi: okoliš - životni okoliš - vodeni okoliš - tlo-zračni okoliš - okoliš tla - organizam kao životni okoliš

U prethodnim lekcijama često smo govorili o "okolišu", "okruženju života" i nismo dali preciznu definiciju ovog pojma. Intuitivno smo pod "okolinom" podrazumijevali sve ono što okružuje organizam i na ovaj ili onaj način utječe na njega. Utjecaj okoliša na tijelo - a tu su i čimbenici okoliša koje smo proučavali u prethodnim lekcijama. Drugim riječima, životni okoliš karakterizira određeni skup okolišnih čimbenika.

Općeprihvaćena definicija okoliša je definicija Nikolaja Pavloviča Naumova:

OKOLIŠ - sve što okružuje organizme izravno ili neizravno utječe na njihovo stanje, razvoj, opstanak i razmnožavanje.

Na Zemlji postoji velika raznolikost ekoloških uvjeta života, što pruža raznolikost ekološke niše i njihovo "naseljavanje". Međutim, unatoč toj raznolikosti, postoje četiri kvalitativno različite životne okoline koje imaju specifičan skup okolišnih čimbenika, te stoga zahtijevaju specifičan skup prilagodbi. Ovo su životne sredine:

zemlja-voda (zemlja);

drugim organizmima.

Upoznajmo se sa značajkama svakog od ovih okruženja.

Vodeni okolišživot

Prema većini autora koji proučavaju nastanak života na Zemlji, upravo je vodeni okoliš bio evolucijski primarni okoliš za život. Nalazimo dosta neizravnih potvrda ovog stava. Prije svega, većina organizama nije sposobna za aktivan život bez ulaska vode u tijelo, ili barem bez održavanja određene količine tekućine u tijelu. Unutarnji okoliš organizma, u kojem se odvijaju glavni fiziološki procesi, očito još uvijek zadržava značajke okoliša u kojem se odvijala evolucija prvih organizama. Stoga je sadržaj soli u ljudskoj krvi (koji se održava na relativno konstantnoj razini) blizu onoga u oceanskoj vodi. Svojstva vodenog oceanskog okoliša uvelike su odredila kemijsku i fizičku evoluciju svih oblika života.

Možda glavni razlikovna značajka vodeni okoliš je njegova relativna konzervativnost. Na primjer, amplituda sezonskih ili dnevnih kolebanja temperature u vodenom okolišu mnogo je manja nego u tlu-zrak. Reljef dna, razlika u uvjetima na različitim dubinama, prisutnost koraljnih grebena i tako dalje. stvoriti različite uvjete u vodenom okolišu.

Značajke vodenog okoliša proizlaze iz fizikalno-kemijskih svojstava vode. Stoga su velika gustoća i viskoznost vode od velike ekološke važnosti. Specifična težina vode razmjerna je gustoći tijela živih organizama. Gustoća vode je oko 1000 puta veća od gustoće zraka. Stoga se vodeni organizmi (osobito oni koji se aktivno kreću) suočavaju s velikom silom hidrodinamičkog otpora. Zbog toga je evolucija mnogih skupina vodenih životinja išla u smjeru formiranja oblika tijela i načina kretanja koji smanjuju otpor, što dovodi do smanjenja potrošnje energije za plivanje. Dakle, aerodinamični oblik tijela nalazi se u predstavnicima različitih skupina organizama koji žive u vodi - dupina (sisavaca), koštanih i hrskavičnih riba.

Velika gustoća vode također je razlog da se mehaničke vibracije (vibracije) dobro šire u vodenom okolišu. To je bilo važno u evoluciji osjetilnih organa, orijentaciji u prostoru i komunikaciji među vodenim stanovnicima. Četiri puta veća nego u zraku, brzina zvuka u vodenom okolišu određuje veću frekvenciju eholokacijskih signala.

Zbog velike gustoće vodenog okoliša, njegovi stanovnici su lišeni obavezne veze sa supstratom, što je karakteristično za prizemni oblici a povezana je sa silama gravitacije. Dakle, postoji cijela skupina vodenih organizama (i biljaka i životinja) koji postoje bez obvezne veze s dnom ili drugim supstratom, "plutajući" u vodenom stupcu.

Električna vodljivost otvorila je mogućnost evolucijskog nastanka električnih osjetilnih organa, obrane i napada.

Prizemno-zračni okoliš života

Prizemno-zračni okoliš karakterizira velika raznolikost životnih uvjeta, ekoloških niša i organizama koji ih nastanjuju. Treba napomenuti da organizmi imaju primarnu ulogu u oblikovanju uvjeta prizemno-zračnog okoliša života, a prije svega plinskog sastava atmosfere. Gotovo sav kisik u zemljinoj atmosferi biogenog je podrijetla.

Glavna obilježja prizemno-zračnog okoliša su velika amplituda promjena okolišnih čimbenika, heterogenost okoliša, djelovanje sila teže i mala gustoća zraka. Kompleks fizičkih, geografskih i klimatskih čimbenika svojstvenih određenom prirodno područje, dovodi do evolucijskog oblikovanja morfofizioloških prilagodbi organizama na život u tim uvjetima, raznolikosti životnih oblika.

Atmosferski zrak Zrak karakterizira niska i promjenljiva vlažnost. Ta je okolnost umnogome ograničila (ograničila) mogućnosti ovladavanja prizemno-zračnim okolišem, a usmjerila je i evoluciju metabolizma vode i soli i strukturu dišnih organa.

Tlo kao životna sredina

Tlo je rezultat djelovanja živih organizama. Organizmi koji nastanjuju prizemno-zračni okoliš doveli su do nastanka tla kao jedinstvenog staništa. Tlo je složen sustav koji uključuje čvrstu fazu (čestice minerala), tekuću fazu (vlažnost tla) i plinovitu fazu. Odnos ove tri faze određuje karakteristike tla kao životne sredine.

Važna značajka tla je i prisutnost određene količine organske tvari. Nastaje kao posljedica odumiranja organizama i ulazi u sastav njihovih izlučevina (izlučevina).

Uvjeti staništa tla određuju takva svojstva tla kao što su njegova prozračnost (to jest, zasićenost zrakom), vlažnost (prisutnost vlage), toplinski kapacitet i toplinski režim (dnevne, sezonske, godišnje varijacije temperature). Toplinski režim je, u usporedbi s tlo-zračnim okolišem, konzervativniji, osobito na velikim dubinama. Općenito, tlo karakteriziraju prilično stabilni životni uvjeti.

Vertikalne razlike karakteristične su i za druga svojstva tla, na primjer, prodor svjetlosti, naravno, ovisi o dubini.

Mnogi autori primjećuju srednji položaj životnog okoliša tla između vode i zemlja-zrak okruženja. Tlo mogu nastanjivati ​​organizmi koji imaju i vodu i vrsta zraka disanje. Vertikalni gradijent prodiranja svjetlosti u tlo još je izraženiji nego u vodi. Mikroorganizmi se nalaze u cijeloj debljini tla, a biljke (prije svega, korijenski sustavi) povezani su s vanjskim horizontima.

Organizmi u tlu odlikuju se specifičnim organima i vrstama kretanja (bušenje udova kod sisavaca; sposobnost promjene debljine tijela; prisutnost specijaliziranih čahura glave kod nekih vrsta); oblici tijela (zaobljeni, vukoliki, crvoliki); izdržljive i fleksibilne navlake; smanjenje očiju i nestanak pigmenata. Među stanovnicima tla široko je razvijena saprofagija - jedenje leševa drugih životinja, trulih ostataka itd.

Tijelo kao stanište

Glosar

NIŠA EKOLOŠKA

položaj vrste u prirodi, uključujući ne samo mjesto vrste u prostoru, već i njezinu funkcionalnu ulogu u prirodnoj zajednici, položaj u odnosu na abiotske uvjete postojanja, mjesto pojedinih faza životni ciklus predstavnici vrste u vremenu (npr. ranoproljetne biljne vrste zauzimaju potpuno samostalnu ekološku nišu).

EVOLUCIJA

nepovratni povijesni razvoj divljih životinja, popraćen promjenom genetskog sastava populacija, formiranjem i izumiranjem vrsta, transformacijom ekosustava i biosfere u cjelini.

UNUTARNJA OKOLINA ORGANIZMA

okolina karakterizirana relativnom postojanošću sastava i svojstava, koja osigurava protok vitalnih procesa u tijelu. Za osobu, unutarnje okruženje tijela je sustav krvi, limfe i tkivne tekućine.

EHOLOKACIJA, LOKACIJA

određivanje položaja objekta u prostoru emitiranim ili reflektiranim signalima (u slučaju eholokacije, percepcija zvučnih signala). Sposobnost eholokacije imaju zamorci, dupini, šišmiši. Radar i elektrolokacija - percepcija reflektiranih radio signala i signala električnog polja. Sposobnost za ovu vrstu lokacije posjeduju neke ribe - nilski dugi nos, gimarchus.

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 (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 iscrpljen. Na primjer, na području arhipelaga Istočne Indije raspoređeno je najmanje 40.000 vrsta životinja, dok ih je u Laptevskom moru 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

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 nema samo vodeni okoliš snažan utjecaj na svoje stanovnike, ali i živu tvar hidrosfere, utječući na stanište, reciklira 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 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, 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 su 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. 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 organska tvar(proizvođači), konzumirajući ga (potrošači) i uništavajući ga (reduktori). 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 se dijele na 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 se slavi oštri 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. Ovaj tip slojevita raspodjela temperatura 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.

NA morski okoliš postoji i 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 srednja godišnja temperatura površinskih slojeva je 26-27 ° C, u polarnim - 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. Živi samo u primorju prstenasti crv Pješčani crv Arenicola, mekušci - morski ljupci (Patella). Na velike dubine pri tlaku od najmanje 400-500 atmosfera nalaze se ribe iz skupine ribiča, glavonošci, rakovi, morske zvijezde, pogonofore 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 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 ima smeđe alge, koji osim klorofila imaju smeđe pigmente fikofein, fukoksantin itd. Još dublje žive crvene alge koje sadrže pigment fikoeritrin. Evo, sposobnost hvatanja sunčeve zrake S različite duljine valovi. 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 odlazi vodene biljke, uronjeni u vodu, snažno su secirani u uske nitaste režnjeve, kao, na primjer, u hornwort, uruti, pemphigus, ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodni listovi jajnih kapsula, lopoči, 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 s brzim rastom vodene vegetacije ljetno razdoblje ili tijekom masovnog razmnožavanja malih organizama koji se nalaze u površinskim slojevima 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, u 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 nastaje 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).

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

vodeno stanište

U svom sastavu, pored morski ocean, uključuje 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:

• pelagijal - vodeni stup i bental - dno;
• u bentali, ovisno o dubini, razlikuje se sublitoral - područje postupnog povećanja dubine do 200 m;
• batijal - donja padina;
• abisal - oceansko korito, duboko do 6 km;
• ultraabisal, predstavljen depresijama oceanskog dna;
• litoral, koji predstavlja rub obale redovito plavljen tijekom plime i isušuje osekom, i sublitoral, koji predstavlja dio obale ovlažen prskanjem valova.

Prema vrsti staništa i načinu života, živi organizmi koji nastanjuju hidrosferu dijele se u sljedeće skupine:

1. Pelagosi - su skup organizama koji žive u vodenom stupcu. Među pelazima razlikuju 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 - 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

Glavni ekološki čimbenici u vodenom staništu su struje i valovi koji djeluju gotovo neprekidno. Oni mogu posredno djelovati na organizme mijenjajući ionski sastav vode, njezinu mineralizaciju, što zauzvrat pridonosi promjeni koncentracije hranjivih tvari. Što se tiče izravnog utjecaja gore navedenih čimbenika, oni pridonose prilagodbi živih organizama protoku. Tako npr. ribe koje žive u mirnim vodama imaju tijelo sa strane spljošteno (deverika), dok je u brzim ono okruglog presjeka (pastrva).

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

Napomena 1

Treba napomenuti da ljudski embrij u prvim tjednima svog razvoja u mnogočemu podsjeća na embrij ribe i tek u dobi od jednog i pol do dva mjeseca poprima osobine karakteristične za osobu. Sve to svjedoči o presudnoj važnosti vodenog okoliša u razvoju života.

Vodeni životni okoliš.

Hidrosfera zauzima približno 71% površine planeta. Njegova glavna količina koncentrirana je u morima i oceanima (94%). U slatkovodnim akumulacijama količina vode je znatno manja (0,016%).

U vodenom okolišu živi oko 150 tisuća životinjskih vrsta (7% od ukupnog broja na Zemlji) i 10 tisuća biljnih vrsta (8%).

Značajke vodenog okoliša: pokretljivost, gustoća, posebna sol, svjetlost i temperaturni uvjeti, kiselost (koncentracija vodikovih iona), sadržaj kisika, ugljičnog dioksida i hranjivih tvari.

Važna značajka vodenog okoliša je njegova mobilnost. U potocima i rijekama Prosječna brzina protok se obično povećava kako se krećete nizvodno. Zapravo brza struja rastu biljke koje rastu na podlozi s korom, ili nitaste alge, mahovine i jetrenjače. Na slaboj struji - biljke koje vode potok, ne pružaju mu veliki otpor i čvrsto su pričvršćene za nepomični objekt s obilnim rastom adventivnog korijenja. Labave, slobodno plutajuće biljke nalaze se na mjestima gdje je strujanje sporo ili se uopće ne osjeća.

Beskralješnjaci burnih rijeka imaju izrazito spljošteno tijelo.

Voda je 800 puta veća od zraka po gustoći. Gustoća prirodnih voda je 1,35 g / cm 3 zbog sadržaja soli. Za svakih 10 m dubine tlak se povećava za 1 atmosferu. Kod hidrobionata su mehanička tkiva jako reducirana. Potpora medija služi kao uvjet za lebdenje i održavanje neskeletnih oblika u vodi. Mnogi hidrobionti prilagođeni su ovakvom načinu života.

Režim soli važna za vodene organizme.Prema općoj mineralizaciji vode se mogu podijeliti na slatke sa sadržajem soli do 1 g/l, bočate (1 - 25 g/l), morske slanosti (26 - 50 g/l). ) i salamure (više od 50 g/l) . Najvažnije tvari otopljene u vodi su karbonati, sulfati i kloridi.

Kalcij može djelovati kao ograničavajući faktor. Postoje "meke" vode - sa sadržajem kalcija manjim od 9 mg po 1 litri i "tvrde" vode koje sadrže kalcija više od 25 mg po 1 litri.

U morskoj vodi pronađeno je 13 metaloida i najmanje 40 metala.

Salinitet vode može imati značajan utjecaj na distribuciju i brojnost organizama.

Zrake različitih dijelova sunčevog spektra voda ne apsorbira jednako, spektralni sastav svjetlosti se mijenja s dubinom, a crvene zrake slabe. Plavo-zelene zrake prodiru do značajnih dubina. Suton koji se produbljuje u dubinama oceana prvo je zelen, zatim plav, plav, plavo-ljubičast, miješajući se dalje sa stalnom tamom.

U plitkim područjima biljke koriste crvene zrake, koje najviše apsorbira klorofil, u pravilu 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. Taj se fenomen naziva kromatografska adaptacija.

Životinje jarkih i raznolikih boja žive u svijetlim, površinskim slojevima vode, dok su dubokomorske vrste obično lišene pigmenata. Organizmi s crvenkastom bojom žive u zoni sumraka, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja.

Amplituda godišnjih kolebanja temperature u gornjim slojevima oceana nije veća od 10-15 0 C , u kontinentalnim vodama 30-35 0 C. Duboke slojeve vode karakterizira stalna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura površinskih slojeva je 26 - 27 0 C, u polarnim vodama - oko 0 0 C i niže. Izuzetak su termalni izvori, gdje temperatura površinskog sloja doseže 85 - 93 0 C.

Termodinamičke značajke vodenog okoliša - veliki specifični toplinski kapacitet, visoka toplinska vodljivost i širenje pri smrzavanju, stvaraju povoljne uvjete za žive organizme.

S povećanjem kiselost vode, raznolikost vrsta životinja koje nastanjuju rijeke, bare i jezera obično je smanjena.

Slatkovodni rezervoari s pH od 3,7 - 4,7 smatraju se kiselim, 6,95 - 7,3 - alkalnim, 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.

Većina slatkovodne ribe podnosi pH od 5 do 9. Ako je pH manji od 5, dolazi do masovne smrti ribe, a iznad 10, sve ribe i druge životinje umiru.

Glavni plinovi vodenog okoliša su kisik i ugljični dioksid, a sumporovodik ili metan imaju sekundarni značaj.

Kisik za vodeni okoliš je najvažniji ekološki faktor. U vodu ulazi iz zraka, a biljke ga oslobađaju tijekom procesa fotosinteze. 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. U blizini dna vodenih tijela uvjeti mogu biti bliski anaerobnim.

Ugljičnog dioksida ima 700 puta više nego u atmosferi, jer je 35 puta topljiviji u vodi.

U vodenom okolišu mogu se razlikovati tri ekološke skupine hidrobionata:

1)nekton (plutajući) - ovo je skup aktivno pokretnih životinja koje nemaju izravnu vezu s dnom. To su uglavnom velike životinje sposobne prevaliti velike udaljenosti i snažne struje.

2)plankton (lutajući, lebdeći)- je skup organizama koji nemaju sposobnost brzog aktivnog kretanja. Dijeli se na fitoplankton (biljke) i zooplankton (životinje). Planktonski organizmi nalaze se i na površini vode, u dubini iu pridnenom sloju.

3) bentos (dubina)- skup organizama koji žive na dnu (na tlu i u zemlji) vodenih tijela. Dijeli se na zoobentos i fitobentos.