Vodeni okoliš biljnog svijeta. Pojam životne sredine
Što je potrebno za preživljavanje? Hrana, voda, sklonište? Životinje trebaju iste stvari i žive u staništima koja im mogu pružiti sve što im je potrebno. Svaki organizam ima jedinstveno stanište koje zadovoljava sve njegove 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: vodeno, zračno-kopneno i tlo.
Ekosustav
Ekosustav je područje u kojem svi živi i neživi elementi prirode međusobno djeluju i ovise jedni o drugima. Stanište organizma 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 mora osigurati pravu kombinaciju 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 sklonište, voda, hrana i prostor. Stanište, u pravilu, uključuje sve ove elemente, ali u prirodi se također može naći nedostatak jedne 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, ovom velikom grabežljivcu ponekad nedostaje prostora, prostora za uspostavljanje vlastitog teritorija.
Prostor
Količina prostora koju organizam zahtijeva uvelike varira od vrste do vrste. Na primjer, jednostavnom mravu treba samo nekoliko četvornih centimetara, ali jedna velika životinja, pantera, treba veliku količinu prostora, koji može biti oko 455 četvornih kilometara, u kojem će loviti i pronaći partnera. Biljke također trebaju prostor. Neka stabla dosežu više od 4,5 metara u promjeru i 100 m visine. Takve masivne biljke zahtijevaju više prostora od običnog drveća i grmlja u gradskom parku.
Hrana
Dostupnost hrane najvažniji je dio staništa pojedinog 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. Vodeni okoliš stanište obično uključuje prisutnost algi. Hranjiva tvar poput fosfora pomaže im u širenju.
Kada dođe do naglog porasta fosfora u slatkovodnom staništu, to znači brzo razmnožavanje algi, koje se naziva cvjetanje, koje vodu oboji u zelenu, crvenu ili smeđu. Cvjetanje algi također može isisati kisik iz vode, uništavajući stanište za organizme poput riba i biljaka. Dakle, višak hranjivim tvarima jer alge mogu negativno utjecati na cijeli hranidbeni lanac vodeni život.
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, dromedarna 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 životnim uvjetima. S druge strane, postoje biljke koje tamo najbolje rastu vlažna mjesta kao što su močvare i močvare. Vodena staništa dom su raznih organizama.
Sklonište
Tijelo treba sklonište koje će ga zaštititi od grabežljivaca i lošeg vremena. Ova skloništa za životinje mogu primiti najviše različite oblike. Jedno stablo, na primjer, može pružiti sigurno stanište mnogim organizmima. Gusjenica se može sakriti ispod donja strana ostavlja. Niske temperature mogu poslužiti kao sklonište za chaga gljive. mokra zona blizu korijenja drveća. Orao krstaš nalazi svoj dom u krošnjama, gdje gradi gnijezdo i pazi na budući plijen.
Vodeno stanište
Životinje koje koriste vodu kao stanište nazivamo vodenim. Ovisno o tome koji su hranjivi i kemijski spojevi otopljeni u vodi, određuje se koncentracija pojedinih vrsta vodenih stanovnika. 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. Svojim korijenjem dobivaju vodu iz tla. Voda prenosi hranjive tvari u druge dijelove biljke. Neke biljke, poput lopoča, trebaju puno vode, dok pustinjski kaktusi mogu mjesecima izdržati bez vlage.
Životinje također trebaju vodu. Većina bi trebala piti redovito kako bi izbjegli dehidraciju. Mnogim su životinjama vodena staništa dom. Na primjer, koriste se žabe i kornjače izvori vode kako bi polagali jaja i razmnožavali se. Neke zmije i drugi gmazovi žive u vodi. Slatka voda često nosi puno otopljenih hranjivih tvari bez kojih vodeni organizmi ne bi mogli nastaviti postojati.
Prema većini autora koji proučavaju nastanak života na Zemlji, evolucijski primarni okoliš za život bio je vodeni okoliš. Nalazimo mnoge neizravne potvrde ovog stava. Prije svega, većina organizama nije sposobna za aktivan život bez ulaska vode u tijelo ili, barem, bez održavanja određenog sadržaja tekućine u tijelu. Unutarnji okoliš organizma, u kojem se odvijaju glavni fiziološki procesi, očito još uvijek zadržava značajke okoliša u kojem se odvijala evolucija prvih organizama. Stoga je sadržaj soli u ljudskoj krvi (koji se održava na relativno konstantnoj razini) blizu onoga u oceanskoj vodi. Svojstva vodenog oceanskog okoliša uvelike su odredila kemijsku i fizičku evoluciju svih oblika života. Možda je glavna karakteristika vodenog okoliša njegova relativna konzervativnost. Na primjer, amplituda sezonskih ili dnevnih kolebanja temperature u vodenom okolišu mnogo je manja nego u okolišu kopno-zrak. Topografija dna, razlike u uvjetima na različitim dubinama, prisutnost koraljnih grebena itd. stvoriti različite uvjete u vodenom okolišu. Značajke vodenog okoliša proizlaze iz fizikalnih i kemijskih svojstava vode. Stoga su velika gustoća i viskoznost vode od velike važnosti za okoliš. Specifična težina vode usporediva je s onom tijela živih organizama. Gustoća vode je otprilike 1000 puta veća od gustoće zraka. Stoga se vodeni organizmi (osobito oni koji se aktivno kreću) susreću s velikom silom hidrodinamičkog otpora. Zbog toga je evolucija mnogih skupina vodenih životinja išla u smjeru formiranja oblika tijela i načina kretanja koji smanjuju otpor, što dovodi do smanjenja troškova energije za plivanje. Dakle, aerodinamični oblik tijela nalazimo u predstavnicima različitih skupina organizama koji žive u vodi - dupina (sisavaca), koštanih i hrskavičnih riba. Velika gustoća vode također je razlog što se mehaničke vibracije dobro šire u vodenom okolišu. To je bilo od velike važnosti u evoluciji osjetilnih organa, orijentacije u prostoru i komunikacije među vodenim stanovnicima. Brzina zvuka u vodenom okolišu, četiri puta veća nego u zraku, određuje veću frekvenciju eholokacijskih signala. Zbog velike gustoće vodenog okoliša, njegovi su stanovnici lišeni obavezne veze sa supstratom, što je karakteristično za kopnene oblike i povezano je sa silama gravitacije. Zato postoji cijela grupa vodeni organizmi(i biljke i životinje), postoje bez obavezne veze s dnom ili drugim supstratom, "plutajući" u vodenom stupcu. Električna vodljivost otvorila je mogućnost evolucijskog nastanka električnih osjetilnih organa, obrane i napada.
Pitanje 7. Prizemno-zračni okoliš života. Prizemno-zračni okoliš karakterizira velika raznolikost životnih uvjeta, ekoloških niša i organizama koji ih nastanjuju. Treba napomenuti da organizmi imaju primarnu ulogu u oblikovanju uvjeta kopneno-zračnog okoliša života, a prije svega plinskog sastava atmosfere. Gotovo sav kisik u zemljinoj atmosferi biogenog je podrijetla. Glavna obilježja prizemno-zračnog okoliša su velika amplituda promjena okolišni čimbenici, heterogenost okoliša, djelovanje gravitacijskih sila, mala gustoća zraka. Kompleks fizičko-geografskih i klimatskih čimbenika karakterističnih za određenu prirodnu zonu dovodi do evolucijskog oblikovanja morfofizioloških prilagodbi organizama životu u tim uvjetima, raznolikosti životnih oblika. Visok sadržaj kisika u atmosferi (oko 21%) određuje mogućnost stvaranja visoke (energetske) razine metabolizam. Atmosferski zrak karakterizira niska i promjenljiva vlažnost. Ta je okolnost u velikoj mjeri ograničila (ograničila) mogućnosti ovladavanja tlo-zračnim okolišem, a usmjerila je i evoluciju metabolizma vode i soli i strukturu dišnih organa.
Pitanje 8. Tlo kao životna sredina . Tlo je rezultat aktivnosti živih organizama. Organizmi koji su naselili tlo-zračni okoliš doveli su do nastanka tla kao jedinstvenog staništa. Tlo je složen sustav koji uključuje čvrstu fazu (čestice minerala), tekuću fazu (vlažnost tla) i plinovitu fazu. Odnos ove tri faze određuje karakteristike tla kao životne sredine. Važna značajka tla je i prisutnost određene količine organske tvari. Nastaje kao posljedica odumiranja organizama i ulazi u sastav njihovih ekskreta (sekreta). Uvjeti okoliš tla staništa su određena takvim svojstvima tla kao što su njegova prozračnost (to jest, zasićenost zrakom), vlažnost (prisutnost vlage), toplinski kapacitet i toplinski režim (dnevne, sezonske, godišnje promjene temperature). Toplinski režim je, u usporedbi s prizemno-zračnim okolišem, konzervativniji, osobito na velikim dubinama. Općenito, tlo ima prilično stabilne životne uvjete. Vertikalne razlike karakteristične su i za druga svojstva tla, na primjer, prodor svjetlosti prirodno ovisi o dubini. Mnogi autori primjećuju srednji položaj životnog okoliša tla između vodenog i kopneno-zračnog okoliša. Tlo može utočiti organizme koji dišu i u vodi iu zraku. Vertikalni gradijent prodiranja svjetlosti u tlo još je izraženiji nego u vodi. Mikroorganizmi se nalaze u cijeloj debljini tla, a biljke (prvenstveno korijenski sustav) vezane su uz vanjske horizonte. Organizmi u tlu odlikuju se specifičnim organima i vrstama kretanja (bušenje udova kod sisavaca; sposobnost promjene debljine tijela; prisutnost specijaliziranih čahura glave kod nekih vrsta); oblik tijela (okrugli, vulkanski, crvoliki); izdržljive i fleksibilne navlake; smanjenje očiju i nestanak pigmenata. Među stanovnicima tla široko je razvijena saprofagija - jedenje leševa drugih životinja, trulih ostataka itd.
Prema suvremenim hipotezama o nastanku života, opće je prihvaćeno da je evolucijski primarni okoliš na našem planetu bio vodeni okoliš. Potvrda prihvaćenih tvrdnji je da je koncentracija kisika, kalcija, kalija, natrija i klora u našoj krvi približna onoj u oceanskoj vodi.
Vodeno stanište
U svom sastavu, osim 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:
- pelagikal - vodeni stup i bentos - dno;
- u bentalu, ovisno o dubini, razlikuje se sublitoral - područje glatkog porasta dubine do 200 m;
- batial - donja padina;
- abisal - oceansko korito, duboko do 6 km;
- ultraabisal, predstavljen depresijama oceanskog dna;
- litoral, koji predstavlja rub obale, redovito plavljen tijekom plime i isušen osekom, i sublitoral, koji predstavlja dio obale navlažen mlazom valova.
Na temelju vrste staništa i načina života živi organizmi koji nastanjuju hidrosferu dijele se u sljedeće skupine:
- pelagosi - su skup organizama koji žive u vodenom stupcu. Među pelagom razlikuje se plankton - skupina organizama koja uključuje biljke (fitoplankton) i životinje (zooplankton), koji nisu sposobni za samostalno kretanje u vodenom stupcu i pokreću ih struje, kao i nekton - skupina živih organizmi sposobni za samostalno kretanje u vodenom stupcu (ribe, školjke itd.).
- bentos je skupina organizama koji žive na dnu iu tlu. S druge strane, bentos se dijeli na fitobentos, kojeg predstavljaju alge i više biljke, i zoobentos ( morske zvijezde, rakovi, mekušci itd.).
Ekološki čimbenici u vodenim staništima
Glavni čimbenici okoliša u vodenom staništu su struje i valovi koji djeluju gotovo neprekidno. Oni mogu imati neizravan učinak na organizme, mijenjajući ionski sastav vode, njezinu mineralizaciju, što zauzvrat pridonosi promjenama koncentracije hranjivih tvari. Što se tiče izravnog utjecaja gore navedenih čimbenika, oni doprinose prilagodbi živih organizama protoku. Tako npr. ribe koje žive u mirnim vodama imaju tijelo spljošteno sa strane (deverika), dok u brzim vodama imaju zaobljeno tijelo (pastrva).
Budući da je prilično gust medij, voda pruža značajan otpor kretanju živih organizama koji ga nastanjuju. Zbog toga većina stanovnika hidrosfere ima aerodinamičan oblik tijela (ribe, dupini, lignje itd.).
Napomena 1
Vrijedno je napomenuti da ljudski embrij u prvim tjednima svog razvoja na mnogo načina podsjeća na riblji embrij i tek u dobi od jednog i pol do dva mjeseca stječe osobine karakteristične za ljude. Sve to ukazuje na kritičnu važnost vodenog okoliša u razvoju života.
STANIŠTA I NJIHOVA ZNAČAJKA
Životni uvjeti različite vrste organizmi su vrlo raznoliki. Ovisno o tome gdje žive predstavnici različitih vrsta, na njih utječu različiti skupovi čimbenika okoliša. Na našem planetu možemo razlikovati nekoliko glavnih životnih sredina, koje se uvelike razlikuju po životnim uvjetima:
Vodeno stanište
· Okolina zemlja-zrak stanište
· Tlo kao stanište
U procesu povijesnog razvoja, živi organizmi su ovladali četiri staništa. Prva je voda. Život je nastao i razvijao se u vodi mnogo milijuna godina. Drugi - zemlja-zrak - biljke i životinje nastale su na kopnu iu atmosferi i brzo se prilagodile novim uvjetima. Postupno transformirajući gornji sloj zemlje - litosferu, stvorili su treće stanište - tlo, a sami postali četvrto stanište.
Vodeno stanište – hidrosfera
Voda pokriva 71% površine Globus i iznosi 1/800 obujma zemljišta ili 1370 m 3 . Većina vode koncentrirana je u morima i oceanima - 94-98%, u polarni led sadrži oko 1,2% vode i vrlo mali udio - manje od 0,5%, u slatkim vodama rijeka, jezera i močvara. Ovi odnosi su stalni, iako se u prirodi vodeni ciklus nastavlja bez prestanka.
Oko 150.000 vrsta životinja i 10.000 vrsta biljaka živi u vodenom okolišu, što predstavlja samo 7 odnosno 8% ukupnog broja vrsta na Zemlji. Na temelju toga zaključeno je da je evolucija na kopnu bila mnogo intenzivnija nego u vodi.
Svi vodeni stanovnici, unatoč razlikama u načinu života, moraju biti prilagođeni glavnim značajkama svog okoliša. Ove značajke su određene, prije svega, fizička svojstva voda:
Gustoća,
· Toplinska vodljivost,
Sposobnost otapanja soli i plinova
· Vertikalno kretanje vode,
Svjetlosni način rada
Koncentracija vodikovih iona (pH razina)
Gustoća voda određuje njegovu značajnu silu uzgona. To znači da je težina organizama u vodi smanjena i postaje moguće voditi trajan život u vodenom stupcu bez potonuća na dno. Naziva se skup malih vrsta koje nisu sposobne za brzo aktivno plivanje i lebde u vodi plankton.
Plankton(planktos - lutanje, lebdenje) - skup biljaka (fitoplankton: dijatomeje, zelene i modrozelene (samo slatke vodene površine) alge, biljni bičaši, peridinejci itd.) i malih životinjskih organizama (zooplankton: mali rakovi, veći - pteropodi, mekušci, meduze, ctenofori, neki crvi) koji žive na različitim dubinama, ali nisu sposobni za aktivno kretanje i otpornost na struje.
Zbog velike gustoće okoliša i prisutnosti planktona u vodenom okolišu moguća je filtracijska vrsta prehrane. Razvijen je i kod plivajućih (kitova) i kod sesilnih vodenih životinja ( morski ljiljani, dagnje, kamenice). Cijeđenje suspendirane tvari iz vode osigurava takvim životinjama hranu. Sjedilački način života bio bi nemoguć za vodene stanovnike da nije bilo dovoljne gustoće okoliša.
Gustoća destilirane vode pri temperaturi 4 0 C jednaka je 1 g/cm3. Gustoća prirodne vode koji sadrže otopljene soli može biti i više, do 1,35 g/cm 3 .
Zbog velike gustoće vode, tlak jako raste s dubinom. U prosjeku, za svakih 10 m dubine, tlak se povećava za 1 atmosferu. Dubokomorske životinje mogu izdržati pritisak koji je tisućama puta veći od kopnenog (iverak, raže). Imaju posebne prilagodbe: oblik tijela spljošten s obje strane, masivne peraje. Gustoća vode otežava kretanje u njoj, pa životinje koje brzo plivaju moraju imati jake mišiće i aerodinamičan oblik tijela (dupini, morski psi, lignje, ribe).
Toplinski način rada. Vodeni okoliš karakterizira manji dobitak topline, jer značajan dio se reflektira, a jednako značajan dio troši se na isparavanje. Voda ima veliki toplinski kapacitet. U skladu s dinamikom temperature kopna, temperature vode pokazuju manja kolebanja dnevnih i sezonskih temperatura. Stoga se vodeni stanovnici ne suočavaju s potrebom prilagodbe jaki mrazevi ili 40 stupnjeva topline. Samo u toplim izvorima temperatura vode može se približiti vrelištu. Štoviše, akumulacije značajno izjednačavaju temperaturu u atmosferi obalnih područja. U nedostatku ledenog oklopa, mora zagrijavaju susjedna kopnena područja u hladnoj sezoni, a ljeti hlade i vlaže.
Karakteristična značajka Vodeni okoliš je njegova pokretljivost, osobito u tekućim, brzim potocima i rijekama. Mora i oceani doživljavaju oseke i oseke, jake struje i oluje. U jezerima se temperatura vode mijenja zbog temperature i vjetra. Promjene temperature u tekućim vodama prate njezine promjene u okolnom zraku i imaju manju amplitudu.
U jezerima i ribnjacima umjerenih geografskih širina voda je jasno podijeljena u tri sloja:
| Tijekom razdoblja stagnacije jasno se razlikuju tri sloja: gornji (epilimnion) s najoštrijim sezonskim kolebanjima temperature vode, srednji (metalimnion ili termoklin), u kojem dolazi do oštrog skoka temperature, i donji (hipolimnion), u gdje se temperatura malo mijenja tijekom godine. Ljeti se najtopliji slojevi nalaze na površini, a najhladniji na dnu. Ovaj tip Raspodjela temperatura u ležištu sloj po sloj naziva se IZRAVNA STRATIFIKACIJA. Zimi, s padom temperature, dolazi do OBRNUTE STRATIFIKACIJE. Površinski sloj ima temperaturu blizu nule. Na dnu je temperatura oko 4 0 C. Dakle, temperatura raste s dubinom. Uslijed toga dolazi do poremećaja vertikalne cirkulacije i nastupa razdoblje privremene stagnacije - zimska STAGNACIJA. |
S daljnjim povećanjem temperature, gornji slojevi vode postaju manje gusti i više ne tonu - nastupa ljetna stagnacija. U jesen se površinske vode ponovno ohlade na 4 0 C i potonu na dno, uzrokujući sekundarno miješanje vodenih masa uz izjednačavanje temperature.
Raspon temperatura vode u Svjetskom oceanu je 38 ° (od -2 do +36 ° C), u slatkovodnim tijelima - 26 ° (od -0,9 do +25 ° C). S dubinom temperatura vode naglo opada. Do 50 m postoje dnevne fluktuacije temperature, do 400 m - sezonske, dublje postaje konstantna, pada na +1-3 ° C (na Arktiku je blizu 0 ° C).
Dakle, u vodi kao životnoj sredini, s jedne strane, postoji prilično velika raznolikost temperaturnih uvjeta, as druge, termodinamičke značajke vodenog okoliša (visoka specifična toplina, visoka toplinska vodljivost, širenje tijekom smrzavanja) stvaraju povoljni uvjeti za žive organizme.
Svjetlosni način rada. Intenzitet svjetlosti u vodi jako je oslabljen zbog njezine refleksije od površine i apsorpcije od same vode. To uvelike utječe na razvoj fotosintetskih biljaka. Što je voda manje prozirna, to se više svjetlosti apsorbira. Prozirnost vode ograničena je mineralnim suspenzijama i planktonom. Smanjuje se brzim razvojem malih organizama ljeti, au umjerenim i sjevernim širinama čak i zimi, nakon uspostavljanja ledenog pokrivača i njegovog prekrivanja snijegom na vrhu.
U oceanima, gdje je voda vrlo prozirna, 1% svjetlosnog zračenja prodire do dubine od 140 m, a u malim jezerima na dubini od 2 m prodire samo desetinke postotka. zrake različite dijelove spektra se različito apsorbiraju u vodi; crvene zrake se apsorbiraju prve. S dubinom postaje sve tamnija, a boja vode prvo postaje zelena, zatim plava, indigo i na kraju plavoljubičasta, prelazeći u potpuni mrak. Hidrobionti također mijenjaju boju u skladu s tim, prilagođavajući se ne samo sastavu svjetla, već i njegovom nedostatku - kromatskoj prilagodbi. U svijetlim zonama, u plitkim vodama, prevladavaju zelene alge (Chlorophyta), čiji klorofil upija crvene zrake, s dubinom ih zamjenjuju smeđe (Phaephyta), a zatim crvene (Rhodophyta).
Svjetlost prodire samo do relativno male dubine, pa biljni organizmi (fitobentos) mogu postojati samo u gornjim horizontima vodenog stupca. Na velike dubine nema biljaka, a dubokomorske životinje žive u potpunom mraku, jedinstveno se prilagođavajući takvom načinu života.
Dnevno svjetlo je znatno kraće (osobito u dubokim slojevima) nego na kopnu. Količina svjetla u gornjim slojevima rezervoara varira ovisno o geografskoj širini područja i dobu godine. Dakle, duge polarne noći uvelike ograničavaju vrijeme pogodno za fotosintezu na Arktiku i Antarktiku, a ledeni pokrivač otežava svjetlosti da dopre do svih zaleđenih vodenih površina zimi.
Plinski način rada. Glavni plinovi u vodi su kisik i ugljikov dioksid. Ostali su od sekundarnog značaja (sumporovodik, metan).
Ograničena količina kisika jedna je od glavnih poteškoća u životu vodenih stanovnika. Ukupni sadržaj kisika u gornjim slojevima vode (kako se to zove?) je 6-8 ml/l ili u 21 puta niže nego u atmosferi (zapamtite brojke!).
Sadržaj kisika obrnuto je proporcionalan temperaturi. Povećanjem temperature i slanosti vode smanjuje se koncentracija kisika u njoj. U slojevima gusto naseljenim životinjama i bakterijama može doći do nedostatka kisika zbog povećane potrošnje kisika. Dakle, u Svjetskom oceanu dubine bogate životom od 50 do 1000 metara karakteriziraju oštro pogoršanje prozračivanja. Ona je 7-10 puta niža nego u površinskim vodama naseljenim fitoplanktonom. Uvjeti blizu dna rezervoara mogu biti bliski anaerobnim.
U vodenim tijelima ponekad može biti smrzava se– masovna smrt stanovništva zbog nedostatka kisika. Razlozi su stagnirajući uvjeti u malim rezervoarima. Prekrivanje površine rezervoara ledom zimi, zagađivanje rezervoara, povećanje temperature vode. Kada je koncentracija kisika ispod 0,3-3,5 ml/l, život aeroba u vodi je nemoguć.
Ugljični dioksid. Načini ulaska ugljičnog dioksida u vodu:
· Otapanje ugljika sadržanog u zraku;
· Disanje vodenih organizama;
· Razgradnja organskih ostataka;
· Oslobađanje od karbonata.
Stanovnici vodenog okoliša dobili su zajednički naziv u ekologiji hidrobiontima. Nastanjuju Svjetski ocean, kontinentalne rezervoare i podzemne vode. U svakom vodenom tijelu mogu se razlikovati zone s različitim uvjetima.
U oceanu i njegovim morima postoje prvenstveno dva ekološka područja: vodeni stup - pelagički a dno - bentalski. Stanovnici ponornih i ultraabisalnih dubina egzistiraju u tami, na konstantnoj temperaturi i ogromnom pritisku. Cijela populacija oceanskog dna dobila je ime bentos.
Osnovna svojstva vodenog okoliša.
Gustoća vode je čimbenik koji određuje uvjete kretanja vodenih organizama i pritisak na različitim dubinama. Za destiliranu vodu gustoća je 1 g/cm 3 na 4 °C. Gustoća prirodnih voda koje sadrže otopljene soli može biti i veća, do 1,35 g/cm 3 . Tlak raste s dubinom u prosjeku za 1 × 10 5 Pa (1 atm) na svakih 10 m. Gustoća vode omogućuje oslonac na nju, što je posebno važno za neskeletne oblike. Gustoća okoliša je uvjet za plutanje u vodi, a mnogi su vodeni organizmi prilagođeni upravo tom načinu života. Lebdeći organizmi koji plutaju u vodi svrstavaju se u posebnu ekološku skupinu vodenih organizama – plankton(“planktos” – uzdizanje). U planktonu dominiraju jednostanične i kolonijalne alge, protozoe, meduze, sifonofori, ctenofori, pteropodi i mekušci kobilica, razni mali rakovi, ličinke pridnenih životinja, riblja ikra i mlađ i mnogi drugi. Alge (fitoplankton) lebde u vodi pasivno, dok je većina planktonskih životinja sposobna aktivno plivati, ali u ograničenim granicama. Posebna vrsta planktona je ekološka skupina Neuston("nein" - plivati) - stanovnici površinskog sloja vode na granici s zračni okoliš. Gustoća i viskoznost vode uvelike utječu na mogućnost aktivnog plivanja. Životinje sposobne za brzo plivanje i svladavanje snage strujanja ujedinjene su u ekološku skupinu nekton(“nektos” – lebdeći).
Režim kisika. U vodi zasićenoj kisikom njegov sadržaj ne prelazi 10 ml po 1 litri, što je 21 puta manje nego u atmosferi. Zbog toga su uvjeti disanja vodenih organizama znatno komplicirani. Kisik ulazi u vodu uglavnom fotosintetskom aktivnošću algi i difuzijom iz zraka. Stoga su gornji slojevi vodenog stupca u pravilu bogatiji ovim plinom od donjih. Povećanjem temperature i slanosti vode smanjuje se koncentracija kisika u njoj. U slojevima gusto naseljenim životinjama i bakterijama može se stvoriti oštar manjak O 2 zbog njegove povećane potrošnje. Uvjeti blizu dna rezervoara mogu biti bliski anaerobnim.
Među vodenim stanovnicima postoje mnoge vrste koje mogu tolerirati velike fluktuacije u sadržaju kisika u vodi, sve do njegove gotovo potpune odsutnosti. (eurioksibionts – “oxy” – kisik, “biont” – stanovnik). Tu spadaju, na primjer, puževi. Među ribama šaran, linjak i karas mogu podnijeti vrlo nisku zasićenost vode kisikom. Međutim, nekoliko vrsta stenoksibiont– mogu postojati samo uz dovoljno visoku zasićenost vode kisikom (kalifornijska pastrva, potočna pastrva, galaktica).
Režim soli. Održavanje ravnoteže vode vodenih organizama ima svoje specifičnosti. Ako je za kopnene životinje i biljke najvažnije opskrbiti tijelo vodom u uvjetima njezina manjka, onda za hidrobionte nije ništa manje važno održavati određenu količinu vode u tijelu kada je u okolišu ima u višku. . Prekomjerna količina vode u stanicama dovodi do promjena osmotskog tlaka i poremećaja najvažnijih životnih funkcija. Većina vodenog života poikilosmotski: osmotski tlak u njihovom tijelu ovisi o slanosti okolne vode. Stoga je glavni način na koji vodeni organizmi održavaju ravnotežu soli izbjegavanje staništa s neprikladnim salinitetom. Slatkovodni oblici ne mogu postojati u morima, a morski oblici ne mogu tolerirati desalinizaciju. Pripadaju kralješnjaci, viši rakovi, kukci i njihove ličinke koje žive u vodi homoiosmotski vrste, održavajući stalni osmotski tlak u tijelu bez obzira na koncentraciju soli u vodi.
Svjetlosni način rada. U vodi ima puno manje svjetla nego u zraku. Neke od zraka koje padaju na površinu spremnika reflektiraju se u zrak. Što je Sunce niže, refleksija je jača, pa je dan pod vodom kraći nego na kopnu. U tamnim dubinama oceana organizmi koriste svjetlost koju emitiraju živa bića kao izvor vizualnih informacija. Sjaj živog organizma naziva se bioluminiscencija. Reakcije koje se koriste za stvaranje svjetlosti su različite. Ali u svim slučajevima radi se o oksidaciji složenih organskih spojeva (luciferini) koristeći proteinske katalizatore (luciferaza).
Metode orijentacije životinja u vodenom okolišu.Život u stalnom sumraku ili tami uvelike ograničava vaše mogućnosti vizualna orijentacija hidrobiontima. Zbog brzog slabljenja svjetlosnih zraka u vodi, čak i oni s dobro razvijenim vidnim organima mogu ih koristiti samo za navigaciju na blizinu.
Zvuk se brže širi u vodi nego u zraku. Zvučna orijentacija općenito je bolje razvijena kod vodenih organizama nego vizualna orijentacija. Brojne vrste detektiraju čak i vrlo niske frekvencije vibracija (infrazvuk) , nastaju kada se ritam valova mijenja i spuštaju se iz površinskih slojeva u dublje uoči oluje (primjerice, meduza). Mnogi stanovnici vodenih tijela - sisavci, ribe, mekušci, rakovi - sami proizvode zvukove. Brojni hidrobionti pronalaze hranu i koriste je za navigaciju eholokacija– percepcija reflektiranih zvučnih valova (kitovi). Mnogi percipiraju reflektirane električne impulse , proizvodeći pražnjenja različitih frekvencija tijekom plivanja. Neke ribe također koriste električna polja za obranu i napad (električna raža, električna jegulja itd.).
Za orijentaciju u dubini koristi se percepcija hidrostatskog tlaka. Provodi se pomoću statocista, plinskih komora i drugih organa.
Filtracija kao vrsta prehrane. Mnogi hidrobionti imaju poseban obrazac hranjenja - to je filtriranje ili taloženje čestica organskog podrijetla suspendiranih u vodi i brojnih malih organizama.
Oblik tijela. Većina hidrobionata ima aerodinamičan oblik tijela.
