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

vodeno stanište

U svom sastavu, pored morski ocean, uključuje sve rijeke, jezera i podzemne vode. Potonji su, pak, izvor hrane za rijeke, jezera i mora. Stoga je ciklus vode u prirodi pokretačka snaga hidrosfere i važan izvor slatke vode na kopnu.

Na temelju navedenog hidrosferu treba podijeliti na:

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

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

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

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

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

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

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

Ekološki čimbenici u vodenim staništima

Glavni okolišni čimbenici u vodeni okoliš staništa su predstavljena strujama i valovima koji djeluju gotovo neprekidno. Oni mogu imati neizravan učinak na organizme mijenjajući ionski sastav vode, njezinu mineralizaciju, što zauzvrat pridonosi promjeni koncentracija hranjivim tvarima. Što se tiče izravnog utjecaja gore navedenih čimbenika, oni pridonose prilagodbi živih organizama protoku. Tako npr. ribe koje žive u mirnim vodama imaju tijelo sa strane spljošteno (deverika), dok je u brzim ono okruglog presjeka (pastrva).

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

Napomena 1

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

Vodeni životni okoliš

S ekološkog gledišta, okoliš su prirodna tijela i pojave s kojima je organizam u neposrednoj ili neizravnoj vezi. Stanište je dio prirode koji okružuje žive organizme (pojedinca, populaciju, zajednicu) i ima određeni utjecaj na njih.

Na našem planetu živi organizmi ovladali su četirima glavnim staništem: vodenim, kopnenim, zračnim, tlom i organskim (tj. koje su formirali sami živi organizmi).

Vodeni životni okoliš

Vodeni okoliš života je najstariji. Voda osigurava odvijanje metabolizma u tijelu i normalno funkcioniranje organizma u cjelini. Neki organizmi žive u vodi, drugi su se prilagodili stalnom nedostatku vlage. Prosječni sadržaj vode u stanicama većine živih organizama je oko 70%.

Specifičnosti vode kao staništa

Karakteristična značajka vodenog okoliša je njegova velika gustoća, 800 puta veća od gustoće zračnog okoliša. U destiliranoj vodi, na primjer, iznosi 1 g/cm3. S povećanjem slanosti gustoća raste i može doseći 1,35 g/cm 3 . Svi vodeni organizmi doživljavaju visoki tlak, koji se povećava za 1 atmosferu na svakih 10 m dubine. Neki od njih, kao što su morske udičice, glavonošci, rakovi, morske zvijezde i ostali, živite dalje velike dubine pri tlaku od 400...500 atm.

Gustoća vode omogućuje oslanjanje na nju, što je važno za neskeletne oblike. vodeni organizmi.

Na biont vodenih ekosustava također utječu sljedeći čimbenici:

1. koncentracija otopljenog kisika;

2. temperatura vode;

3. prozirnost, karakterizirana relativnom promjenom intenziteta svjetlosnog toka s dubinom;

4. salinitet, odnosno postotak (težinski) soli otopljenih u vodi, uglavnom NaCl, KC1 i MgS0 4;

5. dostupnost hranjivih tvari, prvenstveno spojeva kemijski vezanog dušika i fosfora.

Specifičan je kisikov režim vodenog okoliša. U vodi ima 21 puta manje kisika nego u atmosferi. Sadržaj kisika u vodi opada s povećanjem temperature, saliniteta, dubine, ali raste s povećanjem brzine protoka. Među hidrobiontima postoje mnoge vrste koje pripadaju eurioksibiontima, tj. organizmima koji mogu tolerirati nizak sadržaj kisika u vodi (na primjer, neke vrste mekušaca, šaran, karas, linjak i drugi).

Stenoksibionti, kao što su pastrva, ličinke svibanjke i drugi, mogu postojati samo pri dovoljno visokoj zasićenosti vode kisikom (7...11 cm 3 /l), pa su stoga bioindikatori ovog faktora.

Nedostatak kisika u vodi dovodi do katastrofalnih pomora (zimi i ljeti), praćenih smrću vodenih organizama.

Temperaturni režim vodenog okoliša karakterizira relativna stabilnost u usporedbi s drugim okolišima. U slatkovodnim tijelima umjerenih geografskih širina temperatura površinskih slojeva kreće se od 0,9 °C do 25 °C, tj. amplituda promjena temperature je unutar 26 °C (osim izvora topline, gdje temperatura može doseći 140 °C). Na dubini u slatkovodnim tijelima temperatura je stalno jednaka 4 ... 5 ° C.

Svjetlosni režim vodenog okoliša bitno se razlikuje od prizemno-zračnog okoliša. U vodi ima malo svjetla, jer se djelomično reflektira od površine, a djelomično apsorbira kada prolazi kroz vodeni stup. Prolaz svjetlosti također ometaju čestice suspendirane u vodi. U dubokim rezervoarima, u vezi s tim, razlikuju se tri zone: svjetlost, sumrak i zona vječne tame.

Prema stupnju osvjetljenja razlikuju se sljedeće zone:

litoralna zona (vodeni stup gdje sunčeva svjetlost dopire do dna);

limnička zona (vodeni stupac do dubine u koju prodire samo 1% sunčeve svjetlosti i gdje fotosinteza blijedi);

eufotička zona (cijeli osvijetljeni vodeni stupac, uključujući litoralnu i limničku zonu);

profundalna zona (dno i vodeni stup gdje sunčeva svjetlost ne prodire).

U odnosu na vodu, među živim organizmima razlikuju se sljedeće ekološke skupine: higrofili (volitelji vlage), kserofili (volitelji suhoće) i mezofili (srednja skupina). Konkretno, među biljkama se razlikuju higrofiti, mezofiti i kserofiti.

Higrofite su biljke vlažnih staništa koje ne podnose nedostatak vode. Tu spadaju, na primjer: barska trava, lopoč, trska.

Kserofite biljke suhih staništa, sposobne tolerirati pregrijavanje i dehidraciju. Postoje sukulenti i sklerofiti. Sukulenti su kserofitne biljke sa sočnim, mesnatim lišćem (primjerice aloja) ili stabljikama (primjerice kaktusi) u kojima je razvijeno tkivo za skladištenje vode. Sklerofiti su kserofitne biljke s tvrdim izbojcima, zbog kojih, uz nedostatak vode, nemaju vanjski uzorak venuća (na primjer, perna trava, saxaul).

Mezofiti biljaka umjereno vlažnih staništa; srednja skupina između hidrofita i kserofita.

U vodenom okolišu živi oko 150.000 vrsta životinja (što je oko 7% od njihovog ukupnog broja) i 10.000 vrsta biljaka (što je oko 8% od njihovog ukupnog broja). Organizmi koji žive u vodi nazivaju se hidrobionti.

Vodeni organizmi prema tipu staništa i načinu života objedinjeni su u sljedeće ekološke skupine.

Planktoni su lebdeći organizmi koji plutaju u vodi i pasivno se kreću pod utjecajem struje. Postoji fitoplankton (jednostanične alge) i zooplankton (jednostanične životinje, rakovi, meduze i dr.). Posebna vrsta planktona je ekološka skupina neustona - stanovnika površinskog sloja vode na granici sa zrakom (na primjer, vodeni strideri, stjenice i drugi).

Nekton Životinje koje se aktivno kreću u vodi (ribe, vodozemci, glavonošci, kornjače, kitovi itd.). Aktivno plivanje hidrobionata ujedinjeno u tome skupina za zaštitu okoliša izravno ovisi o gustoći vode. Brzo kretanje u vodenom stupcu moguće je samo u prisustvu aerodinamičnog oblika tijela i visoko razvijenih mišića.

Bentos su organizmi koji žive na dnu iu tlu, a dijeli se na fitobentos (pripojne alge i više biljke) i zoobentos (rakovi, mekušci, morske zvijezde i dr.).

Vodeni okoliš takav okoliš u kojem voda ima važnu ulogu nazvati vanjskim okolišem. Voda pokriva otprilike 71% površine globus:

• 98% - slana voda,
• 2% - led polarnih regija.
• ~0,45% rijeke, jezera, močvare, izvori, podzemna slatka voda itd.

Otprilike 150.000 životinjskih vrsta živi u vodi - oko 7% od trenutno poznatih i 10.000 biljnih vrsta - 8%. Najveća raznolikost vrsta u tropskim, suptropskim morima na dubini ne većoj od 200 - 500 m.

Karakteristične značajke vodenog staništa su sljedeće.

1. Pokretljivost vode: oseke i oseke, morske struje, kretanje valova itd.;
2. Gustoća medija i njegova viskoznost. Gustoća vode je 800 puta veća od gustoće zraka. Slatka voda ima najveću gustoću na 4°C. U prosjeku se u vodenom stupcu za svakih 10 m dubine tlak povećava za 1 atmosferu. Gustoća vode omogućuje da se živi organizmi oslanjaju na nju, što je posebno važno za beskeletne oblike. Oslonac na vodu služi kao uvjet za lebdenje u vodi;
3. Prisutnost površinske napetosti, uslijed koje nastaje tanki film, posljedica je privlačenja molekula tekućine. Njime se kreću vodeni beskralješnjaci (vodoskokači, vrtači), kližući po površini vode samo savijanjem vode, tvoreći konkavni menisk;
4. Temperaturni faktor karakterizira manji dotok topline, relativno konstantan, stanovnici vode su stenotermi, toplinsko onečišćenje je vrlo opasno. Dio toplinske energije koja ulazi na površinu vode se reflektira, dio ide na isparavanje.

U jezerima i ribnjacima, ovisno o temperaturi, razlikuju se tri sloja vode:

• gornji je epilimnion, čija temperatura doživljava oštre sezonske i dnevne fluktuacije;
• srednji, metalimnion, temperaturni skok sloj, gdje oštri pad temperature;
• duboko more (pri dnu) - hipolimnion, gdje temperatura lagano varira tijekom godine.

Termodinamička svojstva medija, kao što su visoka specifična toplina, visoka toplinska vodljivost i širenje tijekom smrzavanja (u ovom slučaju, led se formira samo odozgo, a glavnina vode se ne smrzava) stvaraju povoljni uvjeti za žive organizme.

Kiselost okoline važan faktorčesto utječu na distribuciju organizama. U slatkovodnim tijelima, kiselost često doživljava značajne fluktuacije tijekom dana. Morska voda je alkalnija i njena kolebanja su manje značajna. pH opada s dubinom. Vodena tijela s pH 3,7 - 4, 7 su kisela, 6,95 - 7,3 neutralna, više od 7,8 alkalna.

Većina slatkovodne ribe podnosi pH od 5 do 9.

Svjetlosni režim i prozirnost vode ovisi o ukupnoj količini sunčeve svjetlosti koja pada na površinu vode. Dio se reflektira, dio apsorbira vodeni stup. S dubinom se spektralni sastav vode mijenja, jer valove različitih duljina voda različito apsorbira.

Prema riječima generala mineralizacija vode se dijele na:

• svježe - do 1 g / l;
• slano - 1 - 25 g / l;
• slanost mora - 26 - 50 g / l;
• salamure – više od 50 g/l.

Salinitet je ograničavajući faktor.

Plinski način rada određena prvenstveno koncentracijama kisika i ugljičnog dioksida. Osim njih, u vodi su prisutni sumporovodik, metan i dr.

Sadržaj kisika u vodi je ograničavajući faktor. Ugljični dioksid dolazi u vodu kao rezultat otapanja iz zraka, kao rezultat disanja vodenih organizama, razgradnje organskih ostataka i oslobađanja iz karbonata. Topljiviji je u vodi od kisika. Sadržaj ugljičnog dioksida u vodi je 700 puta veći nego u zraku. Morska voda glavni je rezervoar ugljičnog dioksida na planetu.

Ugljični dioksid sudjeluje u formiranju vapnenačkih skeletnih formacija beskralješnjaka, osigurava fotosintezu vodene biljke.

U vodenom staništu razlikuju se 3 ekološke skupine organizama:

• Nekton - skup slobodno plivajućih životinja koje nemaju veze s dnom akumulacije - ribe, lignje, kitovi. Predstavljaju ga velike životinje koje mogu prijeći velike udaljenosti i svladati otpor vode. Imaju aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijene organe za kretanje. Brzina kretanja lignji je 50 km / h, jedrilica - 100-150 km / h, sabljarka - 130 km / h.
• Plankton je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost aktivnog kretanja. U pravilu su to male životinje koje nose struje. Plankton se dalje dijeli na zooplankton, fitoplankton i vodene bakterije.
• Neuston - organizmi koji nastanjuju površinski sloj vode na granici sa zrakom. U pravilu se radi o organizmima u larvalnom stadiju razvoja. Kako sazrijevaju, napuštaju površinski sloj koji im služi kao sklonište i sele se živjeti u druge slojeve. Hiponeuston uključuje velike beskralježnjake, ličinke i mlađ riba.

Posebna skupina vodenih organizama su dubokomorske životinje. Obično su slijepi ili imaju teleskopske oči, visoko razvijene taktilne receptore, obojeni su crveno ili bezbojno, nemaju plivaći mjehur, obično su bizarnog oblika, velika usta, svjetleći organi, rastezljivi trbušci, sve što pridonosi apsorpciji hrane. po mraku. Njihova je raznolikost povezana sa stabilnošću ekosustava tijekom dugog povijesnog vremena, što je omogućilo očuvanje drevnih vrsta.

Po pokretljivosti Svi hidrobionti se dijele na:

• sjedeći;
• nepomično;
• mobilni.

Po način prehrane podijeljeno na:

• autotrofi;
• heterotrofi.

Po veličine na: mikro; makro; mezo.

Značajke prilagodbe životinja na vodeni okoliš .

Nekton i plankton imaju prilagodbe koje povećavaju uzgon, dok bentos ima prilagodbe na način života na dnu.

Anatomski i morfološki:

1. U malim oblicima koji žive u vodenom stupcu - smanjenje kostura, stvaranje šupljina u kosturnim formacijama, školjke (radiolaria, rizopodi).
2. Prisutnost velike količine vode u tkivima - meduza.
3. Nakupljanje kapljica masti u tijelu (noćne životinje, radiolarije), velike nakupine masti - rakovi, ribe, kitovi.
4. Prisutnost plivaćih mjehura ispunjenih plinom u riba.
5. Razvoj zračnih šupljina.
6. Povećana površina tijela u planktonu.
7. Mjesto otvora za disanje. Na primjer, kod dupina u parijetalnom dijelu glave, što vam omogućuje da udahnete bez usporavanja kretanja.
8. Korištenje površinske napetosti vode za kretanje - vodeni kornjači, kornjaši vjetrovci.
9. Aktivno plivanje uz pomoć cilija (infuzorija cipelica, infuzorija-trubač), bičeva (euglena zelena), savijanje tijela (lampreje, slenke, jegulje), na mlazni način zahvaljujući energiji izbačenog mlaza (glavonošci, nautilus), kretanje uz pomoć pseudopoda (sarcode ), specijaliziranih plivaćih udova (peraje riba, peraje sisavaca).
10. Aerodinamičan oblik tijela kod aktivnih plivača.
11. Prekrivanje tijela sluzi kako bi se smanjilo trenje.
12. Neke ribe sposobne su letjeti (leteće ribe, klinaste ribe) na udaljenosti do 400 m.
13. Nalazi se samo u vodenom okolišu nepomičan, vodeći pričvršćenživotni stil životinja: hidroidi, koraljni polipi, morski ljiljani, školjkaši itd. Imaju razgranat oblik tijela, dobro razvijene škrge, slabu plovnost.
14. Duboka mora imaju specifičnosti koje smo ranije spomenuli.
15. Uređaji u obliku tijela koji se maskiraju u objekte iz okoline (riba lula, morski konjic, riba list, riba škorpion).
16. Prisutnost središnje linije u riba je organ specijaliziran za vodeni okoliš.

Fiziološki.

1. Složeni mehanizam metabolizma vode i soli. Prisutnost posebnih organa za uklanjanje viška vode: pulsirajuće vakuole, organi za izlučivanje.
2. Uklanjanje soli iz morski organizmi kroz škržne niti.
3. Usni aparat tipa filtriranja (koelenterati, mekušci, lanceleti, bodljikaši, rakovi). Imaju važnu ulogu u pročišćavanju vodenih tijela.
4. Sposobnost hvatanja zvukova (prije ultrazvuka). Sposobnost eholokacije.
5. Sposobnost proizvodnje električne energije ( električni Stingray, električna jegulja).
6. Prisutnost razvijenih kemoreceptora.

Bihevioralni.

1. Vertikalni pokreti (svakodnevni, za mrijest, lov).
2. Horizontalna kretanja (mrijest, zimovanje, hranjenje).
3. Sposobnost izgradnje (srebrni pauk, hobotnice, larva kadisa).
4. Specifično ponašanje stanovnika presušujućih vodenih tijela, sposobnih izdržati duga razdoblja bez vode u stanju hipobioze (smanjene vitalnosti).

Uvjeti okoliša u slatkim vodama znatno se razlikuju od onih u moru i karakterizirani su prvenstveno raznolikošću i velikim rasponom fluktuacija. Za razliku od Svjetskog oceana, čiji svi dijelovi međusobno komuniciraju i kao cjelina predstavljaju jedan bazen, slatkovodna tijela su izolirana. Možda ne postoje izravne veze između životinja koje ih nastanjuju, kao što je uočeno, na primjer, između riječnih slivova i izoliranih slivova. Povezan samo sa slatkom vodom vodozemci e. Ipak, slatkovodna fauna dolazi iz mora, a unošenje životinja iz mora u rijeke i jezera traje do danas.

Unatoč svim razlikama u slatkovodnim bazenima, karakteriziraju ih zajednički čimbenici okoliša koji utječu na raspored živih organizama u njima. To su prvenstveno kemija, temperatura, prisutnost ili odsutnost kretanja vode. Za razliku od mora, u slatkim vodnim tijelima pritisak praktički ne igra veliku ulogu.

Bitan faktor za slatku vodu je tvrdoća vode (sadržaj kamenca). Dakle, spužve, mahovnjaci i neki rakovi žive samo u mekoj vodi.

Za slatkovodne životinje važan je i sadržaj humusa, kao i količina kisika otopljenog u vodi. Rezervoari humusa (šumske rijeke, močvare) obično su siromašni životom, sadrže ne samo ribe i mekušce, već i ličinke komaraca.

Temperaturni režim kontinentalnih rezervoara određuje geografska širina područja i njegova klima. Osim toga, u istom rezervoaru mogu se primijetiti oštri skokovi temperature. Stoga je većina stanovnika kopnene vode odnosi se na euritermalne organizme.

Svjetlo u slatkoj vodi zbog njihove pretežno plitke vode, ne igra posebnu ulogu. Obično prodire do dna i uzrokuje razvoj bogate vodene vegetacije. Posljednji donosi veliki broj kisik i služi kao baza hrane biljojedima. Samo u dubokim jezerima kao što je Baikal postoji prava afotička zona.

Od mehaničkih čimbenika u slatkovodnim bazenima, u nedostatku oseke i oseke i slabljenja valova, vrlo su značajni struje. Slatkovodne životinje vrlo su osjetljive na brzinu kretanja vode i s tim u vezi dijele se na stanovnike tekućih voda - reofile i ljubitelje stajaćih voda - limnofile.

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

Razmotrite osnovna svojstva vode kao staništa.

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

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

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

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

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

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

Sisavci koji su u procesu evolutivnog razvoja prešli s kopnenog na vodeni način života, primjerice perajaci, kitovi, vodene kornjaše, ličinke komaraca, obično zadržavaju atmosferski tip disanje i stoga trebaju kontakt sa zrakom.

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

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

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

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

Pitanja i zadaci za samokontrolu

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

Uvod

Na našem planetu živi organizmi ovladali su četiri staništa. Vodeni okoliš bio je prvi u kojem je nastao i raširio se život. Tek tada su organizmi ovladali sustavom zemlja-zrak, stvorili i naselili tlo i sami postali četvrti specifično okruženježivot. Voda kao stanište ima niz specifičnih svojstava, kao što su velika gustoća, jaki padovi tlaka, nizak sadržaj kisika, jaka apsorpcija sunčeve svjetlosti. Osim toga, vodna tijela i njihovi pojedinačni dijelovi razlikuju se po režimu soli, brzini struje i sadržaju suspendiranih čestica. Za neke organizme važna su i svojstva tla, način razgradnje organskih ostataka i si. Stoga, uz prilagodbe općim svojstvima vodenog okoliša, njegovi stanovnici moraju biti prilagođeni i različitim posebnim uvjetima.

Voda je medij koji je višestruko gušći od zraka. Zbog toga vrši određeni pritisak na organizme koji žive u njemu, a istovremeno ima sposobnost podupirati tijela, prema Arhimedovom zakonu, prema kojem svako tijelo u vodi gubi onoliko težine koliko je voda istisnuta to teži.

Svi stanovnici vodenog okoliša dobili su u ekologiji opći naziv hidrobionti.

Hidrobionti nastanjuju Svjetski ocean, kontinentalna vodena tijela i podzemne vode.

opće karakteristike vodeni okoliš

Hidrosfera kao vodeni okoliš života zauzima oko 71% površine i 1/800 volumena zemaljske kugle. Glavna količina vode, više od 94%, koncentrirana je u morima i oceanima. U slatkim vodama rijeka i jezera količina vode ne prelazi 0,016% ukupnog volumena slatke vode. Ti su omjeri konstantni, iako se u prirodi vodeni ciklus odvija bez prestanka (Slika 1).

Slika 1 - Kruženje vode u prirodi

organizam za prilagodbu vodenog okoliša

U oceanu s njegovim sastavnim morima prvenstveno se razlikuju dvije ekološke regije: vodeni stup - pelagijal i dno - bental. Ovisno o dubini, bental se dijeli na sublitoralnu zonu - područje glatkog spuštanja kopna do dubine od 200 m, batijal - područje strme padine i ponornu zonu - dno oceana. s prosječnom dubinom od 3-6 km. Dublja bentalna područja koja odgovaraju udubljenjima oceanskog dna (6-10 km) nazivaju se ultra-abisalom. Rub obale, poplavljen za vrijeme plime, naziva se litoral. Dio obale iznad razine plime, ovlažen prskanjem valova, naziva se superlitoral (slika 2).

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

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

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

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

Voda je na mnogo načina potpuno jedinstven medij.Molekula vode koja se sastoji od dva atoma vodika i jednog atoma kisika izuzetno je stabilna. Voda je jedini spoj te vrste koji istovremeno postoji u plinovitom, tekućem i krutom stanju.

Voda nije samo životni izvor za sve životinje i biljke na Zemlji, već je i stanište za mnoge od njih. To uključuje, na primjer, brojne vrste riba, uključujući karase koji obitavaju u rijekama i jezerima regije, kao i akvarijske ribe u našim domovima. Kao što vidite, osjećaju se sjajno među vodenim biljkama. Ribe dišu škrgama, izvlačeći kisik iz vode. Neke vrste riba, poput makropoda, dišu atmosferski zrak, pa se povremeno dižu na površinu.

Voda je stanište mnogih vodenih biljaka i životinja. Neki od njih cijeli život provedu u vodi, dok su drugi u vodenom okolišu tek na početku života. To se može vidjeti posjetom malom ribnjaku ili močvari. U vodenom elementu možete pronaći najmanje predstavnike - jednostanične organizme, za čije je razmatranje potreban mikroskop. Tu spadaju brojne alge i bakterije. Njihov se broj mjeri u milijunima po kubnom milimetru vode.

Slika 1 - Vertikalna zonalnost mora (prema A.S. Konstantinovu, 1967.)

Potpuno pročišćena voda postoji samo u laboratorijskim uvjetima. Bilo koje prirodna voda sadrži mnogo različitih tvari. U "sirovoj vodi" to je uglavnom tzv. zaštitni sustav ili kompleks ugljične kiseline, koji se sastoji od soli ugljične kiseline, karbonata i bikarbonata. Ovaj faktor vam omogućuje da odredite vrstu vode kisele, neutralne ili bazične - na temelju njene pH vrijednosti, što s kemijskog gledišta znači udio vodikovih iona sadržanih u vodi. Neutralna voda ima pH=7, niže vrijednosti pokazuju hiperaciditet voda, a viša, da je alkalna. U vapnenačkim područjima, voda jezera i rijeka obično ima povišene pH vrijednosti u usporedbi s vodnim tijelima na onim mjestima gdje je sadržaj vapnenca u tlu zanemariv.

Ako se voda jezera i rijeka smatra svježom, onda morska voda naziva slanim ili slanim. Postoje mnoge srednje vrste između slatke i slane vode.