Dom Razno

Priča o vodenom staništu. Ekološke karakteristike vodenog staništa

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

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

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

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

Otvorene vode oceana također se dijele na vertikalne zone prema bentalnim zonama: epipelagijal, batipelagijal, abisopelagijal(Slika 5.3).

Riža. 5.3. Vertikalna ekološka zonalnost oceana

(prema N. F. Reimers, 1990.)

NA vodeni okoliš nastanjuje oko 150.000 životinjskih vrsta, ili oko 7% njihovog ukupnog broja (sl. 5.4.) i 10.000 biljnih vrsta (8%).

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

Raznolikošću i bogatstvom flore i faune izdvajaju se mora i oceani ekvatorijalnog i tropskog područja, prvenstveno Tihog i Atlantskog oceana. Sjeverno i južno od ovih pojaseva kvalitativni sastav postupno se iscrpljuje. Na primjer, 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. Puno morska riba može se kretati u vodenom stupcu velikom brzinom: do 45-50 km / h - lignje (Oegophside), 100-150 km / h - jedrilice (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, bodljikaša, mnogočetinaša, riba itd.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

U jezerima i barama umjerenih geografskih širina toplinski režim je određen dobro poznatim fizikalnim fenomenom - voda ima najveću gustoću pri 4°C. Voda u njima je jasno podijeljena u tri sloja: gornji - epilimnion, temperatura koja doživljava oštre sezonske fluktuacije; prijelazni sloj temperaturnog skoka, - metalimnion, gdje 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, vertikalna cirkulacija je poremećena, formira se gustoća stratifikacije vode, nastupa razdoblje privremene stagnacije - stagnacija(Slika 5.8).

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

U jesen se površinske vode ponovno ohlade na 4°C i potonu na dno, što uzrokuje sekundarno miješanje masa u godini s temperaturnim izjednačenjem, odnosno nastupa jesenska homotermija.

U morskom okolišu također postoji toplinska slojevitost određena dubinom. U oceanima se razlikuju sljedeći slojevi Površinski- vode su izložene djelovanju vjetra, a po analogiji s atmosferom ovaj se sloj naziva troposfera ili morski termosfera. Dnevna kolebanja temperature vode ovdje se uočavaju do oko 50 metara dubine, a sezonska kolebanja i dublje. Debljina termosfere doseže 400 m. 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 pridnenom sloju, gdje se spuštaju zimski pupoljci (turioni) rožnjaka, pemfigusa, vodene boje itd. (Sl. 5.9), kao i cijeli lisnati biljke, kao što su duckweed, 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 prirodne vode koji sadrže otopljene soli, može biti i više: do 1,35 g/cm 3 . U prosjeku se u vodenom stupcu za svakih 10 m dubine tlak povećava za 1 atmosferu. Velika gustoća vode odražava se na strukturu tijela hidrofita. Dakle, ako su kod kopnenih biljaka dobro razvijena mehanička tkiva koja osiguravaju čvrstoću debla i stabljike, položaj mehaničkih i provodnih tkiva duž periferije stabljike stvara strukturu "cijevi" koja se dobro odupire pregibima i savijanjima, onda kod hidrofita , mehanička tkiva su uvelike smanjena, budući da se biljke same podupiru. Mehanički elementi i vodljivi snopovi često su koncentrirani u središtu stabljike ili lisne peteljke, što daje mogućnost savijanja kada se voda kreće.

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

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

Organizmi u vodenom okolišu raspoređeni su po cijeloj njegovoj debljini. Na primjer, u oceanskim rovovima, životinje su pronađene na dubinama od preko 10 000 m i mogu izdržati pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Dakle, slatkovodni stanovnici (plutajuće kornjaše, papuče, suvoyi itd.) U eksperimentima izdržavaju do 600 atmosfera. Holoturije iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus nastanjuju se od obalnog pojasa do ultraabisala. Istodobno, treba napomenuti da su mnogi stanovnici mora i oceana relativno zidni i ograničeni na određene dubine. To se prvenstveno odnosi na plitke i dubokovodne vrste. 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 udičarki, glavonošci, rakovi, morske zvijezde, naramenice i drugo.

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

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

Riža. 5.10. Osvjetljenje u vodi tijekom dana.

Rezervoar Tsimlyansk (prema A. A. Potapovu,

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

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

Dakle, biljke koje žive na površini vode ne osjećaju nedostatak svjetla, a potopljene, a posebno dubokomorske biljke nazivaju se "florom u sjeni". Moraju se prilagoditi ne samo nedostatku svjetla, već i promjeni njegovog sastava stvaranjem dodatnih pigmenata. To se može vidjeti u dobro poznatom obrascu boje kod algi koje žive na različitim dubinama. U plitkim vodenim područjima, gdje biljke još imaju pristup crvenim zrakama, koje u najvećoj mjeri apsorbira klorofil, obično prevladavaju zelene alge. U dubljim zonama nalaze se smeđe alge koje osim klorofila imaju smeđe pigmente fikofein, fukoksantin i dr. 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 su listovi vodenih biljaka uronjeni u vodu snažno isječeni u uske nitaste režnjeve, kao na primjer, kod rogača, urutija, pemfigusa ili imaju tanku prozirnu ploču - podvodni listovi jajčastih čahura, lopoča, listovi potopljenih ribnjaka .

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

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

Riža. 5.11. Heterofilija u vodenom ljutiku

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

Listovi: 1 - površina; 2 - pod vodom

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

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

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

Apsorpcija svjetlosti u vodi je to jača što je njena prozirnost manja, što je posljedica prisutnosti čestica mineralnih tvari (glina, mulj) u njoj. Prozirnost vode također se smanjuje 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 formiran je pod utjecajem prirodnih povijesnih i geoloških uvjeta, kao i pod antropogenim utjecajem. Sadržaj kemijskih spojeva (soli) u vodi određuje njenu slanost i izražava se u gramima po litri ili ppm(°/od). Prema općoj mineralizaciji voda se može podijeliti na slatku sa sadržajem soli do 1 g/l, boćatu (1-25 g/l), morsku slanost (26-50 g/l) i slanicu (više od 50 g/l). Od otopljenih tvari u vodi najvažnije su karbonati, sulfati i kloridi (tablica 5.1).

Tablica 5.1

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

U stagnirajućem režimu u malim akumulacijama voda je također oštro osiromašena kisikom. Njegov nedostatak može se pojaviti i zimi pod ledom. Pri koncentracijama ispod 0,3-3,5 ml/l život aeroba u vodi je nemoguć. Sadržaj kisika u uvjetima ležišta pokazuje se kao ograničavajući faktor (tablica 5.2).

Tablica 5.2

Potrebe raznih slatkovodnih riba za kisikom

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

Disanje hidrobionata provodi se kroz površinu tijela i kroz specijalizirane organe - škrge, pluća, dušnike. Često integument tijela može poslužiti kao dodatni respiratorni organ. Kod nekih vrsta nalazi se kombinacija vodenog i zračnog disanja, npr. plućnjaci, sifonofori, diskofanti, mnogi plućni mekušci, rakovi Yammarus lacustris i dr. Sekundarne vodene životinje obično zadržavaju atmosferski tip disanja kao energetski povoljniji, pa stoga potrebni kontakti sa zračnom okolinom. To uključuje peraje, kitove, vodene kornjaše, ličinke komaraca itd.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Brojni vodeni organizmi razvili su heterogenost, odn getjorofilija. Dakle, u Salviniji (Salvinia), potopljeno lišće osigurava mineralnu prehranu, a plutajuće - organsko.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Aktivno plivanje kod životinja provodi se uz pomoć cilija, flagela, savijanja tijela, na mlazni način zbog energije izbačenog vodenog mlaza. Najveće savršenstvo postići će mlazni način prijevoza glavonošci. Dakle, neke lignje razvijaju brzinu pri bacanju vode do 40-50 km / h (Sl. 5.12).

Riža. 5.12. Lignje

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

Samo u vodenom okruženju su nepokretne životinje koje vode privržen način života. To su poput hidroida (Hydroidea) i koraljnih polipa (Anthozoo), morskih ljiljana (Crinoidea), školjkaša (Br/aMa) i dr. Karakterizira ih osebujan oblik tijela, mala plovnost (gustoća tijela veća je od gustoće vode) i posebne naprave za pričvršćivanje na podlogu.

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

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

Osmotski tlak i ionsko stanje otopina u tijelu životinja osiguravaju složeni mehanizmi metabolizma vode i soli. Najčešći način održavanja konstantnog osmotskog tlaka je redovito uklanjanje nadolazeće vode uz pomoć pulsirajućih vakuola i organa za izlučivanje. Tako, slatkovodne ribe višak vode uklanja se pojačanim radom sustava za izlučivanje, a soli se apsorbiraju kroz škržne niti. S druge strane, morske su ribe prisiljene obnavljati zalihe vode i stoga piju morsku vodu, a višak soli koji dolazi s vodom uklanja se iz tijela preko škržnih niti (sl. 5.13).

Riža. 5.13. Izlučivanje i osmoregulacija u slatkovodnih teleosta

riba (A), laminabranchial (B) i morska koštunjava riba (C)

Kratice hipo-, izo- i hiper- označavaju toničnost unutarnje okruženje u odnosu na vanjsko (iz N. Greena i sur., 1993.)

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

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

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

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

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

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

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

Prethodno

Vodeno stanište. Specifičnosti adaptivnih hidrobionata. Osnovna svojstva vodenog okoliša. Neka posebna oprema.

Voda kao stanište ima broj specifična svojstva, kao što su velika gustoća, jaki padovi tlaka, relativno nizak sadržaj kisika, jaka apsorpcija sunčeve svjetlosti, itd. Vodena tijela i njihovi pojedinačni dijelovi razlikuju se, osim toga, u slanom režimu, horizontalnoj brzini kretanja (strujama), sadržaju suspendiranih čestica. Za život bentoskih organizama važna su svojstva tla, način razgradnje organskih ostataka i dr. U oceanu i morima koja ga čine prije svega dva ekološka područja: vodeni stupac - pelagijalni i dno bentalski . Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralnu zonu - područje glatkog spuštanja kopna do dubine od oko 200 m, batijal - područje strme padine i zonu ponora. - područje oceanskog dna s prosječnom dubinom od 3-6 km.

Ekološke skupine hidrobionata. Vodeni stup nastanjuju organizmi koji imaju sposobnost plivanja ili zadržavanja u određenim slojevima. S tim u vezi, vodeni organizmi su podijeljeni u skupine.

Nekton - ovo je zbirka pelagičnih aktivno pokretnih živih bića, a ne njihova povezanost s dnom. To su uglavnom velika živa bića koja su u stanju prevladati velike udaljenosti i jake vodene struje. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe za kretanje. To uključuje ribe, lignje, kitove, peraje.

Plankton - ovo 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.

Playston - nazivaju se organizmi koji pasivno plutaju na površini vode ili vode polu-potopljeni način života. Tipične pleistonske životinje su sifonofori, neki mekušci itd.

Bentos - ovo je lopatica org-ova koji žive na dnu (na tlu i u zemlji) rezervoara. -Uglavnom su zastupljeni pričvršćenim, ili sporo pokretnim, ili ukopanim u zemlju živim mi-

Neuston - zajednica organizacija koje žive blizu površinskog sloja vode. Organizmi koji žive na vrhu površinskog filma - epineuston, dno - hiponeuston. Neuston se sastoji od nekih protozoa, malih plućnih mekušaca, vodenjaka, vihora i ličinki komaraca.

Periphyton - kuglica organizama koji se nasele na podvodnim predmetima ili biljkama i tako stvaraju obraštaj na prirodnim ili umjetnim tvrdim površinama - kamenju, stijenama, podvodnim dijelovima brodova, hrpama (alge, barnakuli, mekušci, mahovnjaci, spužve itd.).

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/cm3 na 4 °C. Gustoća prirodnih voda koje sadrže otopljene soli može biti veća, do 1,35 g/cm3. Tlak raste s dubinom za oko 1 105 Pa (1 atm) u prosjeku na svakih 10 m.

Zbog oštrog gradijenta tlaka u vodenim tijelima, hidrobionti su općenito mnogo euribatskiji od kopnenih organizama. Neke vrste, raspoređene na različitim dubinama, podnose pritisak od nekoliko do stotina atmosfera. Na primjer, holoturiji iz roda Elpidia i crvi Priapulus caudatus nastanjuju se od obalnog područja do ultraabisala. Čak i slatkovodni stanovnici, poput cilijata, papučaša, suvoja, plivarica i drugih, u eksperimentu izdržavaju do 6 x 10 7 Pa (600 atm).

Način rada s kisikom. Kisik ulazi u vodu uglavnom zbog fotosintetske aktivnosti algi i difuzije iz zraka. Stoga su gornji slojevi vodenog stupca, u pravilu, bogatiji ovim plinom od donjih. S povećanjem temperature i slanosti vode, koncentracija kisika u njoj opada. Među vodenim stanovnicima postoje mnoge vrste koje mogu tolerirati velike fluktuacije u sadržaju kisika u vodi, sve do njegove gotovo potpune odsutnosti. (eurioksibionti - "oxy" - kisik, "biont" - stanovnik). Međutim, nekoliko vrsta stenoksibiont - mogu postojati samo pri dovoljno visokoj zasićenosti vode kisikom (kalifornijska pastrva, potočna pastrva, mjehur, cilijarnik Planaria alpina, ličinke jednodnevnica, kamenjara i dr.). Disanje hidrobionata provodi se ili kroz površinu tijela, ili kroz specijalizirane organe - škrge, pluća, dušnik.

Način rada soli. Ako je za kopnene životinje i biljke najvažnije opskrbiti tijelo vodom u uvjetima njezina nedostatka, onda za hidrobionte nije ništa manje važno održavati određenu količinu vode u tijelu kada je u okolišu ima u višku. Prekomjerna količina vode u stanicama dovodi do promjene njihovog osmotskog tlaka i kršenja najvažnijih vitalnih funkcija. Većina vodenog života poikilosmotski: osmotski tlak u njihovom tijelu ovisi o slanosti okolne vode. Stoga je za vodene organizme glavni način održavanja ravnoteže soli izbjegavanje staništa s neprikladnom slanošću. 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.

Temperaturni režim vodna tijela su stabilnija nego na kopnu. Amplituda godišnjih kolebanja temperature u gornjim slojevima oceana nije veća od 10-15 °C, u kontinentalnim vodama - 30-35 °C. Duboke slojeve vode karakterizira konstantna temperatura. U ekvatorijalnim vodama prosječna godišnja temperatura površinskih slojeva je + (26-27) ° C, u polarnim vodama - oko 0 ° C i niže. U vrućim podzemnim izvorima temperatura vode može se približiti +100 ° C, au podvodnim gejzirima na visokotlačni Zabilježena temperatura na dnu oceana je +380 °C. Zbog održivijeg temperaturni režim voda među vodenim organizmima u mnogo većoj mjeri nego među stanovništvom kopna, stenotermija je česta. Eurytermalne vrste nalaze se uglavnom u plitkim kontinentalnim vodenim tijelima iu priobalju mora visokih i umjerenih geografskih širina, gdje su dnevne i sezonske temperaturne fluktuacije značajne.

Svjetlosni način rada. U vodi ima puno manje svjetla nego u zraku. Odraz je jači što je Sunce niže, pa je dan pod vodom kraći nego na kopnu. Na primjer, ljetni dan u blizini otoka Madeira na dubini od 30 m - 5 sati, a na dubini od 40 m - samo 15 minuta. Brzo smanjenje količine svjetlosti s dubinom posljedica je njezine apsorpcije vodom. Zrake različitih valnih duljina različito se apsorbiraju: crvene nestaju blizu površine, dok plavo-zelene prodiru puno dublje. Sve dublji sumrak u oceanu prvo je zelen, zatim plav, plav i plavo-ljubičast, da bi konačno ustupio mjesto trajnoj tami. Sukladno tome, zelene, smeđe i crvene alge zamjenjuju jedna drugu dubinom, specijalizirane za hvatanje svjetlosti različitih valnih duljina. Boja životinja se na isti način mijenja s dubinom. Stanovnici litorala i sublitorala najsvjetlije su i najrazličitije obojeni. Mnogi duboko smješteni organizmi, poput pećinskih, nemaju pigmente. U zoni sumraka raširena je crvena boja koja je komplementarna plavo-ljubičastom svjetlu na tim dubinama.

U tamnim dubinama oceana organizmi koriste svjetlost koju emitiraju živa bića kao izvor vizualnih informacija. IZ

Naziv parametra	Značenje
Naslov članka:	Vodeni okoliš.
Rubrika (tematska kategorija)	Ekologija

Voda je prvi medij života: u njoj je nastao život i nastala je većina skupina organizama. Svi stanovnici vodenog okoliša nazivaju se hidrobiontima. karakteristična značajka vodeni okoliš je kretanje vode, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ se manifestira u obliku struje(prijenos vode u jednom smjeru) i nemir(izmicanje čestica vode iz početnog položaja s kasnijim vraćanjem u njega). Golfska struja prenosi 2,5 milijuna m^3 vode godišnje, što je 25 puta više od svih rijeka na Zemlji zajedno. Osim toga, plimne fluktuacije razine mora nastaju pod utjecajem privlačenja Mjeseca i Sunca.

Osim kretanja vode prema broju važna svojstva Okolina vode uključuje gustoću i viskoznost, duhove, otopljeni kisik i sadržaj minerala.

Gustoća i viskoznost odrediti prije svega uvjete za kretanje hidrobionata. Što je gustoća vode veća, to je veća potpora, to je lakše ostati u njoj. Druga vrijednost gustoće je njen pritisak na tijelo. S dubljenjem od 10,3 m u slatku vodu i 9,986 m u morsku vodu, tlak se povećava za 1 atm. S povećanjem viskoznosti povećava se otpor aktivnom kretanju organizama. Gustoća živih tkiva veća je od gustoće slatke i morske vode, s tim u vezi, u procesu evolucije, vodeni organizmi su razvili različite strukture koje povećavaju njihov uzgon - opće povećanje relativne površine tijela zbog smanjenje veličine; ravnanje; razvoj raznih izraslina (setae); smanjenje gustoće tijela zbog smanjenja kostura; nakupljanje masti i prisutnost plivaćeg mjehura. Voda, za razliku od zraka, ima veću silu uzgona, pa je najveća veličina vodenih organizama manje ograničena.

Toplinska svojstva voda bitno razlikuju od toplinskih svojstava zraka. Visoki specifični toplinski kapacitet vode (500 puta veći) i toplinska vodljivost (30 puta veći) određuju stalnu i relativno jednoliku raspodjelu temperature u vodenom okolišu. Oscilacije temperature u vodi nisu tako oštre kao u zraku. Temperatura utječe na brzinu raznih procesa.

Svjetlo i svjetlosni način. Sunce obasjava površinu kopna i oceana istim intenzitetom, ali je sposobnost vode da upija i raspršuje prilično velika, što ograničava dubinu prodiranja svjetlosti u ocean. Štoviše, zrake različitih valnih duljina različito se apsorbiraju: crvena se raspršuje gotovo odmah, dok plava i zelena idu dublje. Zona u kojoj je intenzitet fotosinteze veći od intenziteta disanja naziva se eufotičan zona. Donja granica na kojoj se fotosinteza uravnotežuje disanjem obično se naziva kompenzacijska točka.

Transparentnost vode ovisi o sadržaju suspendiranih čestica u njoj. Prozirnost karakterizira najveća dubina na kojoj je još uvijek vidljiv posebno spušteni bijeli disk promjera 30 cm.Najprozirnije su vode u Sargaškom moru (disk je vidljiv na dubini od 66 m), u Tihom oceanu. (60 m), Indijski ocean (50 m). U plitkim morima prozirnost je 2-15 m, u rijekama 1-1,5 m.

Kisik- Potreban za disanje. U vodi je raspodjela otopljenog kisika podložna oštrim fluktuacijama. Noću je sadržaj kisika u vodi manji. Disanje hidrobionata provodi se ili kroz površinu tijela, ili kroz posebne organe (pluća, škrge, dušnik).

Mineralne tvari. Morska voda uglavnom sadrži ione natrija, magnezija, klorida i sulfata. Svježi ioni kalcija i karbonatni ion.

Ekološka klasifikacija vodenih organizama. U vodi živi više od 150 tisuća životinjskih vrsta i oko 10 tisuća biljnih vrsta. Glavni biotopi hidrobionata su: vodeni stup ( pelagijalni) i dno rezervoara ( bentalski). Razlikuju se pelagički i bentoski organizmi. Pelagijal je podijeljen u skupine: plankton(skup organizama koji nisu sposobni za aktivno kretanje i kreću se s vodenim tokovima) i nekton(velike životinje, čija je motorička aktivnost dovoljna za prevladavanje vodenih struja). Bentos- skup organizama koji nastanjuju dno.

Vodeni okoliš. - pojam i vrste. Klasifikacija i značajke kategorije "Vodeni okoliš". 2017., 2018. godine.

- Vodeno stanište

Stanište, uvjeti i način života. Praktična primjena paleontologije u geologiji § U stratigrafiji (na temelju zakona nepovratnosti evolucije). § U paleogeografiji su trofičke, odnosno prehrambene veze (grč. trophe - hrana, prehrana) glavne u ....

- Bežično okruženje

Bežično ne znači potpuno odsustvo žica u mreži. Obično bežične komponente komuniciraju s mrežom koja koristi kabel kao prijenosni medij. Takve mreže se nazivaju hibridne mreže. Postoje sljedeće vrste bežičnih mreža: LAN,...

Ekološki sustav (ekosustav) je prostorno definiran skup koji se sastoji od zajednice živih organizama (biocenoza), njihovog staništa (biotopa), sustava veza koji između njih izmjenjuju materiju i energiju. Razlikovati vodene i kopnene prirodne ....

Stanište organizama stalno je izloženo različitim promjenjivim čimbenicima. Organizmi su sposobni odražavati parametre okoline. Tijekom povijesnog razvoja tri su staništa ovladala živim organizmima. Voda je prva. U njemu je život nastao i razvijao se milijunima godina. Zemlja-zrak - druga sredina u kojoj su nastale i prilagodile se životinje i biljke. Postupno transformirajući litosferu, koja je gornji sloj zemlje, stvorili su tlo, koje je postalo treće stanište.

Svaka vrsta jedinki koja živi u određenom okolišu karakterizira vlastitu vrstu energije i metabolizma čije je očuvanje važno za njezin normalan razvoj. Kada stanje okoline prijeti organizmu neravnotežom u metabolizmu energije i tvari, tijelo ili mijenja svoj položaj u prostoru, ili prelazi u povoljnije uvjete, ili mijenja aktivnost metabolizma.

vodeno stanište

Nemaju svi čimbenici jednaku ulogu u životu vodenih organizama. Prema tom principu mogu se podijeliti na primarne i sekundarne. Najvažnije od njih su mehaničke i dinamičke karakteristike tla i vode, temperatura, svjetlost, tvari suspendirane i otopljene u vodi i neke druge.

Vodeni faktori

Vodeno stanište, takozvana hidrosfera, zauzima čak 71% cijele planete. Volumen vode je gotovo 1,46 milijardi kubnih metara. km. Od toga, 95% su oceani. sastoji se od glacijalnih (85%) i podzemnih (14%). Jezera, ribnjaci, akumulacije, močvare, rijeke i potoci zauzimaju nešto više od 0,6% ukupne količine slatke vode, 0,35% sadržano je u vlazi tla i atmosferskim parama.

Vodeno stanište nastanjuje 150.000 vrsta životinja (što je 7% svih živih bića na Zemlji) i 10.000 vrsta biljaka (8%).

oko ekvatora i tropskim zonama svijet životinja i biljaka je najraznovrsniji. Udaljavanjem ovih pojaseva prema sjeveru i jugu kvalitativni sastav vodenih organizama postaje sve lošiji. Organizmi Svjetskog oceana koncentrirani su uglavnom u blizini obale. Život je praktički odsutan u otvorenim vodama koje se nalaze daleko od obale.

Svojstva vode

Odredite vitalnu aktivnost živih organizama u njemu. Među njima su prije svega važna toplinska svojstva. To uključuje veliki toplinski kapacitet, nisku toplinsku vodljivost, visoku latentnu toplinu isparavanja i taljenja, svojstvo širenja prije smrzavanja.

Voda je izvrsno otapalo. U otopljenom stanju svi konzumenti apsorbiraju anorganske i organska tvar. Vodeno stanište pridonosi transportu tvari unutar organizama, produkti raspadanja se također izlučuju s vodom.

Visoka voda nastavlja živjeti i neživih predmeta te ispunjava kapilare, zbog čega se kopnene biljke hrane.

Prozirnost vode potiče fotosintezu na velikim dubinama.

Ekološke skupine organizama u vodenom okolišu

Bentos su organizmi koji su pričvršćeni za tlo, leže na njemu ili žive u debljini sedimenata (fitobentos, bakteriobentos i zoobentos).
Periphyton - životinje i biljke koje su pričvršćene ili se drže za stabljike i lišće biljaka ili za bilo koju površinu koja se uzdiže iznad dna i pluta uz struju vode.
Plankton je slobodno plutajući biljni ili životinjski organizam.
Nekton - aktivno plivajući organizmi s aerodinamičnim oblicima tijela, koji nisu povezani s dnom (lignje, peraje, itd.).
Neuston - mikroorganizmi, biljke i životinje koje žive blizu površine vode između vode i zračni okoliš. To su bakterije, protozoe, alge, ličinke.
Pleuston - hidrobionti, dijelom smješteni u vodi, a dijelom iznad njezine površine. To su jedrilice, sifonofori, duckweed i artropodi.

Stanovnici rijeka nazivaju se potamobionti.

Vodeno stanište karakteriziraju osebujni životni uvjeti. Rasprostranjenost organizama je pod velikim utjecajem temperature, svjetla, vodene struje, tlak, otopljeni plinovi i soli. Uvjeti života u morskim i kontinentalnim vodama vrlo su različiti. je povoljniji okoliš, blizina kontinentalnih voda za njihove stanovnike manje je povoljna.

Što je potrebno da bi se preživjelo? Hrana, voda, sklonište? Životinje trebaju iste stvari i žive u okruženju koje im može pružiti sve što im je potrebno. Svaki organizam ima jedinstveno stanište koje zadovoljava sve potrebe. Životinje i biljke koje žive na određenom području i dijele resurse tvore različite zajednice unutar kojih organizmi zauzimaju svoje mjesto. Postoje tri glavna staništa: voda, zrak-tlo i tlo.

Ekosustav

Ekosustav je područje u kojem svi živi i neživi elementi prirode međusobno djeluju i ovise jedni o drugima. Stanište organizama je mjesto koje je dom živog bića. Ovo okruženje uključuje sve potrebne uvjete za preživljavanje. Za životinju to znači da ovdje može pronaći hranu i partnera za reprodukciju i razmnožavanje.

Za biljku, dobro stanište treba osigurati pravu mješavinu svjetla, zraka, vode i tla. Na primjer, kaktus bodljikave kruške, prilagođen pjeskovitom tlu, suhoj klimi i jakoj sunčevoj svjetlosti, dobro raste u pustinjskim područjima. Ne bi mogao preživjeti na vlažnim, hladnim mjestima s puno padalina.

Glavne komponente staništa

Glavne komponente staništa su stanovanje, voda, hrana i prostor. Stanište u pravilu uključuje sve te elemente, ali u prirodi mogu nedostajati jedna ili dvije komponente. Na primjer, stanište životinje kao što je puma pruža odgovarajuću količinu hrane (jeleni, dikobrazi, zečevi, glodavci), vodu (jezero, rijeka) i sklonište (drveće ili jazbine). Međutim, ovaj veliki grabežljivac ponekad nema dovoljno prostora, mjesta za uspostavljanje vlastitog teritorija.

Prostor

Količina prostora koju organizam zahtijeva uvelike varira od vrste do vrste. Na primjer, običnom mravu treba samo nekoliko četvornih centimetara, dok jednoj velikoj životinji, panteri, treba velik prostor, koji može iznositi oko 455 četvornih kilometara, gdje možete loviti i pronaći partnera. Biljke također trebaju prostor. Neka stabla dosežu i preko 4,5 metara u promjeru i 100 metara visine. Takve masivne biljke zahtijevaju više prostora od običnog drveća i grmlja u gradskom parku.

Hrana

Dostupnost hrane bitan je dio staništa određenog organizma. Premalen ili obrnuto veliki broj hrana može poremetiti stanište. U izvjesnom smislu, biljkama je lakše pronaći hranu za sebe, budući da su same sposobne fotosintezom stvarati vlastitu hranu. Vodeno stanište pretpostavlja, u pravilu, prisutnost algi. Hranjiva tvar poput fosfora pomaže im u širenju.

Kada dođe do naglog porasta fosfora u slatkovodnom staništu, to znači brzi rast algi, tzv. cvjetanje, koje vodu oboji u zelenu, crvenu ili smeđu boju. Cvjetanje vode također može uzeti kisik iz vode, uništavajući staništa organizama poput riba i biljaka. Dakle, višak hranjivih tvari za alge može negativno utjecati na cijeli hranidbeni lanac vodenog života.

Voda

Voda je neophodna za sve oblike života. Gotovo svako stanište mora imati neki oblik opskrbe vodom. Neki organizmi trebaju puno vode, dok drugi trebaju vrlo malo. Na primjer, grbava deva može izdržati bez vode dosta dugo. Dromedarne deve (Sjeverna Afrika i Arapski poluotok), koje imaju jednu grbu, mogu hodati 161 kilometar a da ne popiju ni gutljaj vode. Unatoč rijetkom pristupu vodi i vrućoj suhoj klimi, ove su životinje prilagođene takvim uvjetima staništa. S druge strane, postoje biljke koje najbolje rastu u vlažnim područjima poput močvara i močvara. Vodeno stanište dom je raznih organizama.

Zaklon

Tijelo treba sklonište koje će ga zaštititi od grabežljivaca i lošeg vremena. Takva skloništa za životinje mogu ugostiti najviše različite forme. Jedno stablo, na primjer, može pružiti sigurno stanište mnogim organizmima. Gusjenica se može sakriti ispod donja strana ostavlja. Za chaga gljivu, hladno mjesto može poslužiti kao sklonište. mokra zona blizu korijenja drveća. Orao krstaš nalazi svoj dom na kruništu, gdje gradi gnijezdo i pazi na budući plijen.

vodeno stanište

Životinje koje koriste vodu kao svoje stanište nazivaju se vodene životinje. Ovisno o tome koji su hranjivi i kemijski spojevi otopljeni u vodi, određuje se koncentracija pojedinih vrsta vodenog svijeta. Na primjer, haringa živi u slanom morske vode, dok tilapija i losos žive u slatkoj vodi.

Biljke trebaju vlagu i sunčevu svjetlost za izvođenje fotosinteze. Vodu iz tla dobivaju preko korijena. Voda prenosi hranjive tvari u druge dijelove biljke. Neke biljke, poput lopoča, trebaju puno vode, dok pustinjski kaktusi mogu mjesecima izdržati bez životvorne vlage.

Životinje također trebaju vodu. Većina njih treba redovito piti kako bi izbjegli dehidraciju. Za mnoge životinje vodeno stanište je njihov dom. Na primjer, žabe i kornjače koriste izvore vode za polaganje jaja i razmnožavanje. Neke zmije i drugi gmazovi žive u vodi. Slatka voda često nosi mnogo otopljenih hranjivih tvari bez kojih vodeni organizmi ne bi mogli nastaviti svoje postojanje.