Dom Razno

Stanište. Po čemu se okoliš zemlje i zraka razlikuje od vode

Postoji nekoliko glavnih životnih okruženja na planeti Zemlji:

voda

zemlja-zrak

tlo

živi organizam.

Vodeni životni okoliš.

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

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

Plankton

Planktonske organizme nose struje, ne mogu im se oduprijeti. Prisutnost planktona u vodi omogućuje filtracijski tip ishrane, tj. cijeđenje, uz pomoć raznih uređaja, malih organizama i čestica hrane suspendiranih u vodi. Razvijena je i kod plivačkih i kod sjedećih bentoskih životinja, kao npr morski ljiljani, dagnje, kamenice i druge. Sjedeći životni vijek bio bi nemoguć za vodene stanovnike da nema planktona, a on je, zauzvrat, moguć samo u okruženju s dovoljnom gustoćom.

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

mako morski pas

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

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

Temperaturni režim u vodnim tijelima je blaži nego na kopnu. Zbog visokog toplinskog kapaciteta vode, temperaturne fluktuacije u njoj se izglađuju, a vodeni stanovnici ne suočavaju se s potrebom da se prilagode jakim mrazevima ili vrućini od četrdeset stupnjeva. Samo u toplim izvorima temperatura vode može se približiti točki vrenja.

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

Riba ubija

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

Prizemno-zračno okruženje života.

Ovo okruženje ima drugačiji skup značajki. Općenito je složenija i raznolikija od vode. Ima puno kisika, puno svjetla, oštrije promjene temperature u vremenu i prostoru, puno slabije pada tlak, a često dolazi i do deficita vlage. Iako mnoge vrste mogu letjeti, a mali kukci, pauci, mikroorganizmi, sjemenke i biljne spore prenose se zračnim strujama, organizmi se hrane i razmnožavaju na površini tla ili biljaka. U takvom mediju niske gustoće kao što je zrak, organizmi trebaju potporu. Stoga su kod kopnenih biljaka razvijena mehanička tkiva, a kod kopnenih životinja unutarnji ili vanjski kostur je izraženiji nego u vodenih. Mala gustoća zraka olakšava kretanje u njemu. Oko dvije trećine stanovnika zemlje ovladalo je aktivnim i pasivnim letenjem. Većina njih su kukci i ptice.

crni zmaj

Leptir Kaligo

Zrak je loš provodnik topline. To olakšava mogućnost očuvanja topline stvorene unutar organizama i održavanja stalne temperature kod toplokrvnih životinja. Sam razvoj toplokrvnosti postao je moguć u kopnenom okruženju. Preci modernih vodenih sisavaca - kitovi, dupini, morževi, tuljani - nekada su živjeli na kopnu.

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

korijen devine trne

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

Tlo kao životna sredina.

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

Stanovnici tla

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

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

Glavna značajka okoliša tla je stalna opskrba organskom tvari, uglavnom zbog odumiranja korijenja biljaka i opadanja lišća. Dragocjen je izvor energije za bakterije, gljive i mnoge životinje, pa je tlo najzasićeniji okoliš životom. Njezin skriveni svijet vrlo je bogat i raznolik.

Živi organizmi kao životna sredina.

široka vrpca

Život na kopnu zahtijevao je takve prilagodbe koje su bile moguće samo u visoko organiziranim živim organizmima. Prizemno-zračno okruženje je teže za život, karakterizira ga visok sadržaj kisika, mala količina vodene pare, niska gustoća itd. To je uvelike promijenilo uvjete disanja, izmjene vode i kretanja živih bića.

Mala gustoća zraka uvjetuje njegovu nisku silu dizanja i neznatnu nosivost. Zračni organizmi moraju imati svoj sustav potpore koji podupire tijelo: biljke – razna mehanička tkiva, životinje – čvrst ili hidrostatski kostur. Osim toga, svi stanovnici zračnog okoliša usko su povezani s površinom zemlje, koja im služi za pričvršćivanje i potporu.

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

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

Kopneni organizmi postoje u uvjetima relativno niskog tlaka zbog male gustoće zraka. Normalno je jednak 760 mm Hg. Kako se visina povećava, tlak se smanjuje. Nizak tlak može ograničiti distribuciju vrsta u planinama. Za kralježnjake gornja granica života je oko 60 mm. Smanjenje tlaka podrazumijeva smanjenje opskrbe kisikom i dehidraciju životinja zbog povećanja brzine disanja. Približno iste granice napredovanja u planinama imaju više biljke. Nešto otporniji su člankonošci koji se mogu naći na ledenjacima iznad vegetacijske linije.

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

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

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

Dušik zraka za većinu stanovnika zemaljskog okoliša je inertan plin, ali pojedini mikroorganizmi (kvržice, dušične bakterije, modrozelene alge itd.) imaju sposobnost vezati ga i uključiti u biološki ciklus tvari.

Nedostatak vlage jedno je od bitnih obilježja zemaljsko-zračne sredine života. Cijela evolucija kopnenih organizama bila je pod znakom prilagodbe na vađenje i očuvanje vlage. Načini vlažnosti okoliša na kopnu vrlo su raznoliki - od potpune i stalne zasićenosti zraka vodenom parom u nekim tropskim područjima do njihove gotovo potpune odsutnosti u suhom zraku pustinja. Značajna je i dnevna i sezonska varijabilnost sadržaja vodene pare u atmosferi. Opskrba kopnenim organizmima vodom također ovisi o načinu padalina, prisutnosti rezervoara, rezervama vlage u tlu, blizini podzemnih voda i tako dalje.

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

Temperaturni režim. Sljedeća prepoznatljiva karakteristika zračno-zemlja okoliš postoje značajne temperaturne fluktuacije. U većini kopnenih područja dnevne i godišnje temperaturne amplitude su desetke stupnjeva. Otpornost na temperaturne promjene u okolišu kopnenih stanovnika vrlo je različita, ovisno o određenom staništu u kojem žive. Međutim, općenito govoreći, kopneni su organizmi mnogo euritermičniji od vodenih organizama.

Uvjeti života u prizemno-zračnom okruženju komplicirani su, osim toga, postojanjem vremenskih promjena. Vrijeme - kontinuirano mijenjanje stanja atmosfere u blizini posuđene površine, do visine od oko 20 km (granica troposfere). Vremenska varijabilnost očituje se u stalnoj varijaciji kombinacije čimbenika okoliša kao što su temperatura, vlažnost zraka, oblačnost, oborine, jačina i smjer vjetra itd. Dugotrajni vremenski režim karakterizira klimu tog područja. Pojam "klime" uključuje ne samo prosječne vrijednosti meteoroloških pojava, već i njihov godišnji i dnevni tijek, odstupanje od njega i njihovu učestalost. Klima je određena zemljopisnim uvjetima područja. Glavni klimatski čimbenici - temperatura i vlažnost - mjere se količinom oborina i zasićenošću zraka vodenom parom.

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

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

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

U odnosu na različita svojstva tala mogu se izdvojiti brojne ekološke skupine biljaka. Dakle, prema reakciji na kiselost tla razlikuju:

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

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

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

4) ravnodušan - može rasti na tlima sa drugačije značenje pH (đurđevak).

Biljke se razlikuju i u odnosu na vlažnost tla. Određene vrste su ograničene na različite supstrate, na primjer, petrofiti rastu na kamenitim tlima, a pasmofiti obitavaju u slobodnom tekućem pijesku.

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

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

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

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

Velike promjene okolišnih čimbenika,

Heterogenost okoliša,

Djelovanje sila gravitacije

Mala gustoća zraka.

Kompleks fizičko-geografskih i klimatskih čimbenika vezanih uz određenu prirodnu zonu dovodi do prilagodbe organizama životu u tim uvjetima, raznolikosti životnih oblika. Visok sadržaj kisika u atmosferi (oko 21%) određuje mogućnost stvaranja visoke (energetske) razine metabolizma. atmosferski zrak karakterizira niska i promjenjiva vlaga. Ta je okolnost uvelike ograničavala mogućnosti ovladavanja zemno-zračnim okolišem.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Gustoća zraka je 800 puta manja od gustoće vode, pa je život u suspenziji u zraku gotovo nemoguć. U zraku su redovito prisutne samo bakterije, spore gljivica i pelud biljaka, koji se mogu prenositi na velike udaljenosti zračnim strujama, međutim, uz svu glavnu funkciju životnog ciklusa - razmnožavanje se odvija na površini zemlje. , gdje ih ima hranjive tvari. Stanovnici zemlje prisiljeni su imati razvijenu sustav podrške,

podupirući tijelo. Kod biljaka su to razna mehanička tkiva, dok životinje imaju složen koštani kostur. Niska gustoća zraka određuje nizak otpor kretanju. Stoga su mnoge kopnene životinje tijekom svoje evolucije mogle iskoristiti ekološke prednosti ove značajke zračnog okoliša i stekle sposobnost kratkotrajnog ili dugotrajnog leta. Ne samo ptice i kukci imaju sposobnost kretanja u zraku, već čak i pojedini sisavci i gmazovi. Općenito, najmanje 60% kopnenih životinjskih vrsta može aktivno letjeti ili kliziti zbog strujanja zraka.

Život mnogih biljaka uvelike ovisi o kretanju zračnih struja, jer vjetar nosi njihov pelud i dolazi do oprašivanja. Ova vrsta oprašivanja tzv anemofilija. Anemofilija je karakteristična za sve golosjemenke, a među kritosjemenjačama one koje se oprašuju vjetrom čine najmanje 10% ukupnog broja vrsta. Za mnoge vrste je karakteristično anemokorija- taloženje uz pomoć zračnih struja. U ovom slučaju ne kreću se zametne stanice, već zameci organizama i mladih jedinki - sjemenke i mali plodovi biljaka, ličinke insekata, mali pauci itd. Sjeme i plodovi biljaka anemohora imaju ili vrlo male veličine (za na primjer, sjemenke orhideja), ili razni pterigoidni i padobranski dodaci koji povećavaju sposobnost planiranja. Organizmi koji se pasivno puše vjetrom zajednički su poznati kao aeroplankton po analogiji s planktonskim stanovnicima vodenog okoliša.

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

Osim fizikalnih svojstava zračnog okoliša, za život kopnenih organizama vrlo su važna i njegova kemijska svojstva. Plinoviti sastav zraka u površinskom sloju atmosfere posvuda je ujednačen, zbog stalnog miješanja zračnih masa konvekcijom i strujama vjetra. U sadašnjoj fazi evolucije Zemljine atmosfere u sastavu zraka prevladavaju dušik (78%) i kisik (21%), zatim inertni plin argon (0,9%) i ugljični dioksid (0,035%). Veći sadržaj kisika u kopneno-zračnom staništu, u usporedbi s vodenim okolišem, pridonosi povećanju razine metabolizma kod kopnenih životinja. Upravo u kopnenom okolišu nastali su fiziološki mehanizmi, temeljeni na visokoj energetskoj učinkovitosti oksidativnih procesa u tijelu, dajući sisavcima i pticama sposobnost održavanja tjelesne temperature i motoričke aktivnosti na stalnoj razini, što im je omogućilo živjeti samo u toplim, ali i u hladnim krajevima Zemlje. Trenutno kisik, zbog visokog sadržaja u atmosferi, nije jedan od čimbenika koji ograničavaju život u kopnenom okolišu. Međutim, u tlu, pod određenim uvjetima, može doći do njegovog nedostatka.

Koncentracija ugljičnog dioksida može varirati u površinskom sloju u prilično značajnim granicama. Primjerice, u nedostatku vjetra u velikim gradovima i industrijskim centrima, sadržaj tog plina može biti deset puta veći od koncentracije u prirodnim neporemećenim biocenozama, zbog njegovog intenzivnog oslobađanja tijekom izgaranja fosilnih goriva. Povišene koncentracije ugljičnog dioksida također se mogu pojaviti u područjima vulkanske aktivnosti. Visoke koncentracije CO 2 (više od 1%) otrovne su za životinje i biljke, ali nizak sadržaj tog plina (manje od 0,03%) inhibira proces fotosinteze. Glavni prirodni izvor CO2 je disanje organizama u tlu. Ugljični dioksid u atmosferu ulazi iz tla, a posebno ga intenzivno emitiraju umjereno vlažna, dobro zagrijana tla sa značajnom količinom organskog materijala. Na primjer, bukova zemlja širokolisna šuma emitiraju od 15 do 22 kg / ha ugljičnog dioksida na sat, pješčana pješčana tla - ne više od 2 kg / ha. Postoje dnevne promjene u sadržaju ugljičnog dioksida i kisika u površinskih slojeva zraka, zbog ritma disanja životinja i fotosinteze biljaka.

Dušik, koji je glavna komponenta zračne smjese, zbog svojih inertnih svojstava je nedostupan za izravnu asimilaciju za većinu stanovnika zemaljsko-zračne sredine. Samo neki prokariotski organizmi, uključujući bakterije kvržice i modrozelene alge, imaju sposobnost apsorbirati dušik iz zraka i uključiti ga u biološki ciklus tvari.

Najvažniji ekološki čimbenik u kopnenim staništima je sunčeva svjetlost. Svim živim organizmima za svoje postojanje potrebna je energija koja dolazi izvana. Njegov glavni izvor je sunčeva svjetlost, koja čini 99,9% ukupne energetske bilance na površini Zemlje, a 0,1% je energija dubokih slojeva našeg planeta čija je uloga dovoljno velika samo u određenim područjima intenzivne vulkanske aktivnosti. , na primjer, na Islandu ili Kamčatki u Dolini gejzira. Ako sunčevu energiju koja dosegne površinu Zemljine atmosfere uzmemo kao 100%, tada se oko 34% reflektira natrag u svemir, 19% se apsorbira prilikom prolaska kroz atmosferu, a samo 47% dođe do ekosustava tlo-zrak i voda u obliku izravne i difuzne energije zračenja. Izravno sunčevo zračenje je elektromagnetno zračenje valnih duljina od 0,1 do 30.000 nm. Udio raspršenog zračenja u obliku zraka reflektiranih od oblaka i Zemljine površine raste sa smanjenjem visine Sunca iznad horizonta i povećanjem sadržaja čestica prašine u atmosferi. Priroda utjecaja sunčeve svjetlosti na žive organizme ovisi o njihovom spektralnom sastavu.

Ultraljubičaste kratkovalne zrake valnih duljina manjih od 290 nm štetne su za sva živa bića, jer. imaju sposobnost ioniziranja, cijepanja citoplazme živih stanica. Ove opasne zrake apsorbira 80 - 90% ozonskog omotača koji se nalazi na visinama od 20 do 25 km. Ozonski omotač, koji je skup molekula O 3, nastaje kao rezultat ionizacije molekula kisika i stoga je proizvod fotosintetske aktivnosti biljaka na globalnoj razini. Ovo je svojevrsni "kišobran" koji pokriva kopnene zajednice od štetnog ultraljubičastog zračenja. Pretpostavlja se da je nastao prije oko 400 milijuna godina, zbog oslobađanja kisika tijekom fotosinteze oceanskih algi, što je omogućilo razvoj života na kopnu. Dugovalne ultraljubičaste zrake valne duljine od 290 do 380 nm također su vrlo reaktivne. Dugotrajna i intenzivna izloženost njima šteti organizmima, ali su za mnoge od njih potrebne male doze. Zrake valnih duljina od oko 300 nm uzrokuju stvaranje vitamina D kod životinja, s valnim duljinama od 380 do 400 nm – dovode do pojave opeklina od sunca kao zaštitne reakcije kože. U području vidljive sunčeve svjetlosti, tj. koje percipira ljudsko oko, uključuje zrake valnih duljina od 320 do 760 nm. Unutar vidljivog dijela spektra nalazi se zona fotosintetski aktivnih zraka - od 380 do 710 nm. U tom rasponu svjetlosnih valova odvija se proces fotosinteze.

Svjetlost i njezina energija, koja uvelike određuje temperaturu okoliša određenog staništa, utječu na izmjenu plinova i isparavanje vode listovima biljaka, potiču rad enzima za sintezu proteina i nukleinskih kiselina. Biljke trebaju svjetlost za stvaranje pigmenta klorofila, stvaranje strukture kloroplasta, t.j. strukture odgovorne za fotosintezu. Pod utjecajem svjetlosti dolazi do diobe i rasta biljnih stanica, njihovog cvjetanja i plodonošenja. Konačno, rasprostranjenost i brojnost pojedinih biljnih vrsta, a time i struktura biocenoze, ovise o intenzitetu svjetlosti u pojedinom staništu. Pri niskim razinama osvjetljenja, kao što je pod krošnjama širokolisne šume ili šume smreke, ili tijekom jutarnjih i večernjih sati, svjetlost postaje važan ograničavajući čimbenik koji može ograničiti fotosintezu. Za vedrog ljetnog dana na otvorenom staništu ili u gornjem dijelu krošnje drveća u umjerenim i niskim geografskim širinama, osvijetljenost može doseći 100 000 luksa, dok je za uspješnost fotosinteze dovoljno 10 000 luksa. Pri vrlo visokoj osvjetljenosti počinje proces izbjeljivanja i uništavanja klorofila, što značajno usporava proizvodnju primarne organske tvari u procesu fotosinteze.

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

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

Optimalna za fotosintezu većine biljaka u umjerenom pojasu je temperatura zraka od oko 25 ºS. Na višim temperaturama, stopa fotosinteze usporava se zbog povećanih troškova disanja, gubitka vlage isparavanjem radi hlađenja biljke i smanjene potrošnje CO2 zbog smanjene izmjene plinova.

Biljke imaju različite morfološke i fiziološke prilagodbe svjetlosnom režimu zemljišno-zračnog staništa. Prema zahtjevima za razinu osvjetljenja, sve biljke se obično dijele u sljedeće ekološke skupine.

Svjetloljubivi ili heliofiti- biljke otvorenih, stalno dobro osvijetljenih staništa. Listovi heliofita su obično maleni ili s raščlanjenom lisnom pločom, s debelom vanjskom stijenkom epidermalnih stanica, često s premazom od voska koji djelomično odražava višak svjetlosne energije ili s gustom pubescencijom koja omogućuje učinkovito odvođenje topline, s velikim brojem mikroskopskih rupice - stomati, kroz koje dolazi do plina.i izmjena vlage s okolinom, s dobro razvijenim mehaničkim tkivima i tkivima sposobnim za pohranjivanje vode. Listovi nekih biljaka iz ove skupine su fotometrijski, t.j. sposobni mijenjati svoj položaj ovisno o visini Sunca. U podne se listovi nalaze rubom prema svjetiljku, a ujutro i navečer - paralelno s njegovim zrakama, što ih štiti od pregrijavanja i omogućuje korištenje svjetlosti i sunčeve energije u potrebnoj mjeri. Heliofiti su dio zajednica gotovo svih prirodnih zona, ali njihov je najveći broj u ekvatorijalnim i tropskim zonama. To su kišne biljke. prašuma gornji sloj, biljke savana zapadne Afrike, stepe Stavropola i Kazahstana. Na primjer, oni uključuju kukuruz, proso, sirak, pšenicu, klinčiće, euforbiju.

Sjenoljubivi ili sciofiti- biljke nižih slojeva šume, duboke jaruge. Oni su u stanju živjeti u uvjetima značajnog zasjenjenja, što je za njih norma. Listovi sciofita su raspoređeni vodoravno, obično su tamnozelene boje i veći su od heliofita. Epidermalne stanice su velike, ali s tanjim vanjskim stijenkama. Kloroplasti su veliki, ali njihov broj u stanicama je mali. Broj stomata po jedinici površine manji je od broja heliofita. Biljke koje vole sjenu u umjerenom klimatskom pojasu uključuju mahovine, mahovine, začinsko bilje iz obitelji đumbira, obična kiselica, dvolisni cipal itd. Uključuju i mnoge biljke nižeg sloja. tropska zona. Mahovine, kao biljke najnižeg šumskog sloja, mogu živjeti pri osvjetljenosti do 0,2% ukupne površine šumske biocenoze, mahovine - do 0,5%, a cvjetnice se mogu normalno razvijati samo pri osvjetljenju od najmanje 1 % od ukupnog broja. Kod sciofita se procesi disanja i izmjene vlage odvijaju slabijim intenzitetom. Intenzitet fotosinteze brzo doseže maksimum, ali sa značajnim osvjetljenjem počinje se smanjivati. Točka kompenzacije nalazi se u uvjetima slabog osvjetljenja.

Biljke otporne na sjenu mogu podnijeti značajno zasjenjenje, ali i dobro rastu na svjetlu, prilagođene značajnim sezonskim promjenama u osvjetljenju. U ovu skupinu spadaju livadne biljke, šumske trave i grmlje koje rastu u zasjenjenim područjima. U intenzivno osvijetljenim područjima rastu brže, ali se sasvim normalno razvijaju na umjerenom svjetlu.

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

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

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

Uvjeti života u prizemno-zračnom okruženju komplicirani su vremenskim i klimatske promjene. Vrijeme je stanje atmosfere koja se neprestano mijenja u blizini zemljine površine do visine od oko 20 km (gornja granica troposfere). Vremenska varijabilnost očituje se u stalnim kolebanjima vrijednosti kritični čimbenici okoliša, kao što su temperatura i vlažnost zraka, količina tekuće vode koja pada na površinu tla zbog atmosferskih oborina, stupanj osvijetljenosti, brzina strujanja vjetra itd. Vremenske karakteristike karakteriziraju ne samo prilično očite sezonske promjene, ali i neperiodičnih slučajnih kolebanja u relativno kratkim vremenskim intervalima, kao iu dnevnom ciklusu, što posebno negativno utječe na živote stanovnika zemlje, budući da je iznimno teško razviti učinkovite prilagodbe tim fluktuacijama. Vrijeme u mnogo manjoj mjeri utječe na život stanovnika velikih vodenih tijela kopna i mora, utječući samo na površinske biocenoze.

Dugotrajni vremenski režim karakterizira klima teren. Pojam klime uključuje ne samo prosječne vrijednosti najvažnijih meteoroloških karakteristika i pojava u dugom vremenskom intervalu, već i njihov godišnji tijek, kao i vjerojatnost odstupanja od norme. Klima ovisi, prije svega, o geografskim uvjetima regije - zemljopisnoj širini područja, nadmorskoj visini, blizini oceana itd. Zonska raznolikost klime ovisi i o utjecaju monsunskih vjetrova koji prenose tople vlažne zračne mase iz tropskih mora na kontinente, na putanjama ciklona i anticiklona, od utjecaja planinskih lanaca na kretanje zračnih masa i iz mnogih drugih razloga koji stvaraju iznimnu raznolikost životnih uvjeta na kopnu. Za većinu kopnenih organizama, posebno za biljke i male sjedeće životinje, nisu toliko velike značajke klime tog prirodno područje u kojima žive, i one uvjete koji se stvaraju u njihovom neposrednom staništu. Takve lokalne klimatske promjene, nastale pod utjecajem brojnih pojava koje imaju lokalnu rasprostranjenost, nazivaju se mikroklima. Razlike između temperature i vlažnosti šumskih i livadskih staništa, na sjevernim i južnim padinama brežuljaka, nadaleko su poznate. U gnijezdima, udubinama, špiljama i jazbinama postoji stabilna mikroklima. Na primjer, u snježnoj jazbini polarni medvjed, u trenutku kada se mladunče pojavi, temperatura zraka može biti 50 °C viša od temperature okoline.

Za prizemno-zračni okoliš karakteristična su znatno veća temperaturna kolebanja u dnevnom i sezonskom ciklusu nego za vodenu. U ogromnim prostranstvima umjerenih širina Euroazije i Sjeverne Amerike, koji se nalaze na znatnoj udaljenosti od oceana, amplituda temperature u godišnjem tijeku može doseći 60, pa čak i 100 ° C, zbog vrlo hladnih zima i vrućih ljeta. Stoga su osnova flore i faune u većini kontinentalnih regija euritermalni organizmi.

Književnost

Glavna - V.1 - str. 268 - 299; – c. 111 - 121; Dodatni ; .

Pitanja za samoispitivanje:

1. Koje su glavne fizičke razlike između staništa zemlja-zrak

iz vode?

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

i koja je njegova uloga u životu biljaka?

3. U kojem rasponu zraka svjetlosnog spektra se odvija fotosinteza?

4. Kakav je značaj ozonskog omotača za stanovnike kopna, kako je nastao?

5. O kojim čimbenicima ovisi intenzitet fotosinteze biljaka?

6. Koja je točka kompenzacije?

7. Što su oni karakteristike heliofitne biljke?

8. Koje su karakteristične značajke biljaka sciofita?

9. Koja je uloga sunčeve svjetlosti u životu životinja?

10. Što je mikroklima i kako nastaje?

NOVI IZGLED Prilagodbe organizama na život u zemljino-zračnom okolišu Živi organizmi u zemno-zračno okruženje okružena zrakom. Zrak ima malu gustoću i kao rezultat toga nisku silu dizanja, neznatan oslonac i nizak otpor kretanju organizama. Kopneni organizmi žive u uvjetima relativno niske i konstantne atmosferski pritisak, također zbog niske gustoće zraka.

Zrak ima mali toplinski kapacitet pa se brzo zagrijava i jednako brzo hladi. Brzina ovog procesa obrnuto je povezana s količinom vodene pare koju sadrži.

Lagane zračne mase imaju veću pokretljivost, i horizontalno i okomito. To pomaže u održavanju konstantne razine plinovitog sastava zraka. Sadržaj kisika u zraku je puno veći nego u vodi, pa kisik na kopnu nije ograničavajući čimbenik.

Svjetlo u uvjetima kopnenog stanovanja zbog velike prozirnosti atmosfere ne djeluje kao ograničavajući čimbenik, za razliku od vodenog okoliša.

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

Vlaga na zemljištu djeluje kao ograničavajući čimbenik.

Zbog prisutnosti gravitacije i nedostatka uzgona, kopneni stanovnici kopna imaju dobro razvijene sustave potpore koji podupiru njihovo tijelo. U biljkama su to razna mehanička tkiva, posebno snažno razvijena u drveću. Životinje su tijekom evolucijskog procesa razvile i vanjski (člankonožaci) i unutarnji (hordatni) kostur. Neke skupine životinja imaju hidroskelet (okrugli i annelids). Problemi kopnenih organizama s održavanjem tijela u svemiru i prevladavanjem sila gravitacije ograničili su ih ograničiti težinu i veličine. Najveće kopnene životinje inferiorne su po veličini i masi od divova vodenog okoliša (masa slona doseže 5 tona, a plavog kita - 150 tona).

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

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

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

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

Ovisno o vrsti - ilovasti, pjeskovit, glinovito-pjeskovit i drugi - tlo je manje-više prožeto šupljinama ispunjenim mješavinom plinova i vodenih otopina. U tlu su u usporedbi s površinskim slojem zraka izglađena temperaturna kolebanja, a na dubini od 1 m sezonske promjene temperature također su neprimjetne.

Najgornji horizont tla sadrži više ili manje humus, o čemu ovisi produktivnost biljaka. Srednji sloj koji se nalazi ispod njega sadrži isprane iz gornjeg sloja i pretvorene tvari. Donji sloj je matična pasmina.

Voda u tlu je prisutna u prazninama, najmanjim prostorima. Sastav zraka u tlu dramatično se mijenja s dubinom: sadržaj kisika se smanjuje, a ugljični dioksid povećava. Kada je tlo preplavljeno vodom ili intenzivno propadanje organskih ostataka, pojavljuju se anoksične zone. Dakle, uvjeti postojanja u tlu su različiti na različitim horizontima.

Tijekom evolucije, ovo okruženje je ovladano kasnije od vode. Njegova posebnost leži u činjenici da je plinovit, stoga ga karakterizira niska vlažnost, gustoća i tlak, visok sadržaj kisika.

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

Životinje u zemno-zračnom okolišu kreću se kroz tlo ili kroz zrak (ptice, kukci), a biljke se ukorijenjuju u tlu. S tim u vezi životinje su razvile pluća i dušnik, dok su biljke razvile stomatalni aparat, t.j.

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

Okolišni čimbenici u prizemno-zračnom okolišu razlikuju se od ostalih staništa po velikom intenzitetu osvjetljenja, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti zraka, korelaciji svih čimbenika s geografskim položajem, promjeni godišnjih doba i doba dana.

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

Tablica 5

Uvjeti života zračnih i vodenih organizama

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

zračno okruženje

vodeni okoliš

Vlažnost	Vrlo važno (često nedostaje)	Nema (uvijek u višku)
Gustoća	Manji (osim tla)	Velika u usporedbi sa svojom ulogom za stanovnike zraka
Pritisak	Gotovo da nema	Veliki (može doseći 1000 atmosfera)
Temperatura	Značajno (fluktuira u vrlo širokim granicama - od -80 do + 100 ° C i više)	Manje od vrijednosti za stanovnike zraka (mnogo manje varira, obično od -2 do + 40 ° C)
Kisik	Manji (uglavnom višak)	Bitan (često u nedostatku)
suspendirane krutine	nevažno; ne koristi se za hranu (uglavnom mineralna)	Važno (izvor hrane, posebno organske tvari)
Otopine u okolišu	Do određene mjere (relevantno samo u otopinama tla)	Važno (u određenoj količini potrebno)

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

Razvila se namjerna mobilnost životinja u potrazi za hranom, pojavile su se spore koje se prenose vjetrom, sjemenke i pelud biljaka, te biljaka i životinja čiji je život u potpunosti povezan sa zrakom. Formiran je iznimno blizak funkcionalni, resursni i mehanički odnos s tlom.

Mnoge prilagodbe o kojima smo gore raspravljali, kao primjeri za karakterizaciju abiotički čimbenici okoliš.

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

Tlo kao stanište

Zemlja je jedini od planeta koji ima tlo (edasferu, pedosferu) – posebnu, gornju ljusku zemlje.

Ova ljuska nastala je u povijesno predvidljivom vremenu - iste je dobi kao i kopneni život na planeti. Prvi put je na pitanje porijekla tla odgovorio M.V. Lomonosov ("O slojevima zemlje"): "... tlo je proizašlo iz savijanja životinjskih i biljnih tijela ... po dužini vremena ...".

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

tla majčinska stijene. ... Svi su ti agensi za stvaranje tla, u biti, potpuno jednaki po veličini i ravnopravno sudjeluju u formiranju normalnog tla ... ".

I suvremeni poznati znanstvenik za tlo N.A.

Kachinsky ("Tlo, njegova svojstva i život", 1975) daje sljedeću definiciju tla: "Pod tlom treba razumjeti sve površinske slojeve stijena, obrađene i promijenjene kombiniranim utjecajem klime (svjetlo, toplina, zrak, voda), biljni i životinjski organizmi".

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

Mineralna baza (kostur)(50-60% cjelokupnog tla) je anorganske tvari, nastao kao rezultat temeljne planinske (roditeljske, matične) stijene kao rezultat njenog trošenja.

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

Propusnost i poroznost tla, koji osiguravaju cirkulaciju i vode i zraka, ovise o omjeru gline i pijeska u tlu, veličini krhotina.

NA umjerena klima idealno, ako se tlo formira od jednakih količina gline i pijeska, t.j. predstavlja ilovaču.

U tom slučaju tlu ne prijeti ni zalijevanje niti isušivanje. Obje su podjednako štetne i za biljke i za životinje.

organska tvar- do 10% tla, nastaje od mrtve biomase (biljne mase - leglo lišća, grana i korijena, mrtvih debla, travnatih krpa, organizama uginulih životinja), usitnjene i prerađene u humus tla od strane mikroorganizama i pojedinih skupina životinje i biljke.

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

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

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

Voda(25-30%) u tlu je zastupljeno sa 4 vrste: gravitacijski, higroskopni (vezani), kapilarni i parni.

Gravitacija- pokretna voda, koja zauzima široke razmake između čestica tla, prodire pod vlastitom težinom do razine podzemne vode.

Biljke lako apsorbiraju.

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

kapilarni- drži se oko čestica tla pomoću sile površinske napetosti.

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

Biljke ga lako apsorbiraju.

Parna- zauzima sve pore bez vode. Prvo ispari.

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

Povezane informacije:

Pretraživanje stranice:

Plinski sastav atmosfere je također važan klimatski čimbenik.

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

Upravo u kopnenom okruženju, na temelju visoke učinkovitosti oksidativnih procesa u tijelu, nastala je životinjska homoiotermija. Kisik, zbog stalno visokog sadržaja u zraku, nije čimbenik koji ograničava život u kopnenom okolišu. Samo mjestimično, pod određenim uvjetima, stvara se privremeni deficit, na primjer, u nakupinama raspadajućih biljnih ostataka, zaliha žita, brašna itd.

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

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

Stanovnici zraka moraju imati svoj sustav potpore koji podupire tijelo: biljke - razna mehanička tkiva, životinje - čvrsti ili, puno rjeđe, hidrostatski kostur.

Vjetar

oluje

Pritisak

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

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

Općenito, svi kopneni organizmi su mnogo više stenobatski od vodenih.

Zemljište-zračno stanište

Tijekom evolucije, ovo okruženje je ovladano kasnije od vode. Čimbenici okoliša u kopneno-zračnom okolišu razlikuju se od ostalih staništa po velikom intenzitetu osvjetljenja, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti zraka, korelaciji svih čimbenika s geografskim položajem, promjeni godišnjih doba i doba dana.

Okoliš je plinovit, stoga ga karakterizira niska vlažnost, gustoća i tlak, visok sadržaj kisika.

Karakterizacija abiotskih čimbenika okoliša svjetlosti, temperature, vlažnosti - vidi prethodno predavanje.

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

Trenutno se atmosfera sastoji uglavnom od dušika, kisika i relativno manjih količina argona i ugljičnog dioksida.

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

Samo mjestimično, pod određenim uvjetima, stvara se privremeni deficit, na primjer, u nakupinama raspadajućih biljnih ostataka, zaliha žita, brašna itd.

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

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

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

Dušik zraka za većinu stanovnika kopnenog okoliša je inertan plin, ali brojni mikroorganizmi (kvržice, Azotobacter, klostridije, modrozelene alge i dr.) imaju sposobnost vezati ga i uključiti u biološki ciklus.

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

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

n. Sumporov oksid (SO2), na primjer, otrovan je za biljke čak i u koncentracijama od jedne pedeset tisućinke do milijuntinke volumena zraka.. Neke su biljne vrste posebno osjetljive na SO2 i služe kao osjetljivi pokazatelj njegove akumulacije u zraku (na primjer, lišajevi.

Mala gustoća zraka određuje njegovu malu silu dizanja i neznatnu nosivost. Stanovnici zraka moraju imati svoj sustav potpore koji podupire tijelo: biljke - razna mehanička tkiva, životinje - čvrsti ili, puno rjeđe, hidrostatski kostur.

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

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

Vjetar Ima ograničavajući učinak na aktivnost i ravnomjernu raspodjelu organizama. Vjetar se čak može promijeniti izgled biljke, osobito u onim staništima, na primjer u alpskim zonama, gdje drugi čimbenici imaju ograničavajući učinak. U otvorenim planinskim staništima vjetar ograničava rast biljaka, zbog čega se biljke savijaju u smjeru vjetra.

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

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

Nizak tlak može ograničiti distribuciju vrsta u planinama.

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