A vízi környezet lakói az ökológiában általános nevet kaptak hidrobiontok. A Világóceánon, a kontinentális tározókban és a talajvízben élnek. Bármely víztestben különböző állapotú zónák különböztethetők meg.

Az óceánban és tengereiben elsősorban két ökológiai terület van: a vízoszlop - nyíltvíziés az alsó - benthal. A mélységben és az ultramélységben élők sötétben, állandó hőmérsékleten és hatalmas nyomáson élnek. Az óceán fenekének teljes lakosságát elnevezték bentosz.

A vízi környezet alapvető tulajdonságai.

A víz sűrűsége olyan tényező, amely meghatározza a vízi élőlények mozgásának feltételeit és a nyomást különböző mélységekben. Desztillált víz esetében a sűrűség 1 g/cm 3 4 °C-on. Sűrűség természetes vizek oldott sókat tartalmazhat több is, akár 1,35 g/cm 3 is. A nyomás a mélységgel átlagosan 1 × 10 5 Pa-val (1 atm) növekszik 10 m-enként, A víz sűrűsége lehetővé teszi, hogy támaszkodjunk rá, ami különösen fontos a nem csontvázas formák esetében. A környezet sűrűsége a vízben lebegés feltétele, számos vízi élőlény kifejezetten ehhez az életmódhoz alkalmazkodott. A vízben lebegő lebegő szervezetek a vízi élőlények speciális ökológiai csoportjába egyesülnek - plankton(„planktos” – szárnyalás). A planktont egysejtű és gyarmati algák, protozoonok, medúzák, szifonoforok, ctenoforok, pteropodák és kölökláb puhatestűek, különféle kis rákfélék, fenékállatok lárvái, halikra és ivadékok és még sokan mások uralják. Hínár (fitoplankton) passzívan lebeg a vízben, miközben a plankton állatok többsége képes aktív úszásra, de korlátozottan. A planktonok egy speciális típusa egy ökológiai csoport Neuston("nein" - úszás) - a víz felszíni filmjének lakói a levegő határán. A víz sűrűsége és viszkozitása nagyban befolyásolja az aktív úszás lehetőségét. A gyors úszásra és az áramlatok erejének leküzdésére képes állatok egy ökológiai csoportban egyesülnek nekton(„nektos” – lebegés).

Oxigén rezsim. Oxigénnel telített vízben a tartalma nem haladja meg a 10 ml-t 1 literenként, ami 21-szer alacsonyabb, mint a légkörben. Ezért a vízi élőlények légzési körülményei jelentősen bonyolultak. Az oxigén elsősorban az algák fotoszintetikus aktivitása és a levegőből való diffúzió révén jut a vízbe. Ezért a vízoszlop felső rétegei rendszerint gazdagabbak ebben a gázban, mint az alsók. A víz hőmérsékletének és sótartalmának növekedésével az oxigén koncentrációja csökken benne. Az állatokkal és baktériumokkal sűrűn lakott rétegekben a megnövekedett fogyasztás miatt éles O 2 hiány jöhet létre. A tározók fenekéhez közeli körülmények az anaerobokhoz közelíthetnek.

A vízi élőlények között sok olyan faj van, amely elviseli a víz oxigéntartalmának nagy ingadozását, annak szinte teljes hiányáig (euryoxibionts – „oxi” – oxigén, „biont” – lakó). Ide tartoznak például a haslábúak. A halak közül a ponty, a compó és a kárász ellenáll a víz nagyon alacsony oxigéntelítettségének. Azonban számos fajta stenoxibiont– csak a víz kellően magas oxigéntelítettsége mellett létezhetnek (szivárványos pisztráng, sebes pisztráng, nyárs).

Só rendszer. A vízi élőlények vízháztartásának fenntartásának megvannak a maga sajátosságai. Ha a szárazföldi állatok és növények számára a legfontosabb, hogy a szervezetet vízzel lássák el annak hiánya esetén, akkor a hidrobionták számára nem kevésbé fontos bizonyos mennyiségű víz fenntartása a szervezetben, amikor a környezetben feleslegben van. . A túlzott mennyiségű víz a sejtekben az ozmotikus nyomás megváltozásához és a legfontosabb életfunkciók megzavarásához vezet. Többség vízi élővilág poikilosmotikus: testük ozmotikus nyomása a környező víz sótartalmától függ. Ezért a vízi élőlények fő módja a sóegyensúly fenntartásának a nem megfelelő sótartalmú élőhelyek elkerülése. Édesvízi formák nem létezhetnek a tengerekben, és a tengeri formák nem tolerálják a sótalanítást. A vízben élő gerincesek, magasabb rákfélék, rovarok és lárváik homoizomotikus fajok, állandó ozmotikus nyomás fenntartása a szervezetben, függetlenül a vízben lévő sók koncentrációjától.

Fény mód. A vízben sokkal kevesebb fény van, mint a levegőben. A tározó felületére eső sugarak egy része visszaverődik a levegőben. Minél alacsonyabban áll a Nap, annál erősebb a visszaverődés, így a nap a víz alatt rövidebb, mint a szárazföldön. Az óceán sötét mélyén az élőlények által kibocsátott fényt vizuális információforrásként használják az élőlények. Az élő szervezet ragyogását ún biolumineszcencia. A fény előállítására alkalmazott reakciók változatosak. De ez minden esetben összetett szerves vegyületek oxidációja (luciferinek) fehérjekatalizátorok felhasználásával (luciferáz).

Az állatok tájékozódási módszerei a vízi környezetben. Az állandó szürkületben vagy sötétben való élet nagyban korlátozza a lehetőségeit vizuális tájékozódás hidrobiontok. A vízben a fénysugarak gyors gyengülése miatt még a fejlett látószervekkel rendelkezők is csak közelről tudják használni őket.

A hang gyorsabban terjed a vízben, mint a levegőben. A hangorientáció általában jobban fejlett a vízi szervezetekben, mint a vizuális tájékozódás. Számos faj érzékeli a nagyon alacsony frekvenciájú rezgéseket is (infrahangokat) , akkor keletkezik, amikor a hullámok ritmusa megváltozik, és a vihar előtt a felszíni rétegekből a mélyebbekbe ereszkedik le (például medúza). A víztestek sok lakója - emlősök, halak, puhatestűek, rákfélék - saját maguk adnak hangot. Számos hidrobion talál táplálékot és navigál a segítségével echolocation– visszavert hanghullámok észlelése (cetek). Sokan érzékelik a visszavert elektromos impulzusokat , különböző frekvenciájú kisülések előállítása úszás közben. Számos hal védekezésre és támadásra is használ elektromos mezőt (elektromos rája, elektromos angolna stb.).

A mélységi tájékozódáshoz használják a hidrosztatikus nyomás érzékelése. Statociszták, gázkamrák és más szervek segítségével hajtják végre.

A szűrés, mint a táplálkozás egyik fajtája. Sok hidrobiont speciális táplálkozási mintával rendelkezik - ez a vízben szuszpendált szerves eredetű részecskék és számos kis szervezet szűrése vagy ülepedése.

Testalkat. A legtöbb hidrobiont áramvonalas testalkatú.

Bolygónk vízhéja(óceánok, tengerek, kontinentális vizek, jégtakarók összessége) nevezzük hidroszférának. Tágabb értelemben a hidroszféra magában foglalja a talajvizet, a jeget és a havat az Északi-sarkvidéken és az Antarktiszon, valamint a légköri vizeket és az élő szervezetekben található vizet is.

A hidroszféra vízének nagy része a tengerekben és óceánokban koncentrálódik, a második helyet a talajvíz foglalja el, a harmadikat az Északi-sarkvidék és az Antarktisz jege és hó. A természetes vizek teljes térfogata megközelítőleg 1,39 milliárd km 3 (a bolygó térfogatának 1/780-a). Víz borítja a felszín 71%-át földgolyó(361 millió km 2).

A bolygó vízkészletei (a teljes víz %-a) a következőképpen oszlanak meg:

Víz- szerves része a bioszféra minden elemének, nemcsak a víztesteknek, hanem a levegőnek, az élőlényeknek is. Ez a legelterjedtebb természetes vegyület a bolygón. Víz nélkül sem állatok, sem növények, sem ember nem létezhet. Minden szervezet túléléséhez napi bizonyos mennyiségű vízre van szükség, ezért a vízhez való szabad hozzáférés létfontosságú.

A Földet borító folyékony héj különbözteti meg szomszédos bolygóitól. A hidroszféra nem csak kémiai értelemben fontos az élet kialakulásához. Szerepe nagy a viszonylag állandó éghajlat fenntartásában is, amely több mint hárommilliárd éve lehetővé tette az élet szaporodását. Mivel az élet megköveteli, hogy az uralkodó hőmérséklet 0 és 100 °C között legyen, pl. azon határokon belül, amelyek lehetővé teszik, hogy a hidroszféra nagyrészt folyékony fázisban maradjon, arra a következtetésre juthatunk, hogy a Földön a hőmérséklet viszonylag állandó volt történelmének nagy részében.

A hidroszféra szervetlen és szerves anyagok planetáris tárolójaként szolgál, amelyet folyók, légköri áramlások juttatnak az óceánba és más víztestekbe, és maguk a tározók is alkotják. A víz a legnagyobb hőelosztó a Földön. Az Egyenlítőnél a Nap által felmelegítve hőt ad át hatalmas tengeri áramlatokon keresztül a Világóceánban.

A víz az ásványi anyagok része, megtalálható a növények és állatok sejtjeiben, befolyásolja az éghajlat kialakulását, részt vesz a természetben előforduló anyagok körforgásában, hozzájárul az üledékes kőzetek lerakódásához és a talajképződéshez, olcsó villamos energia forrása: iparban, mezőgazdaságban és háztartási célokra használják.

Annak ellenére, hogy látszólag elegendő víz van a bolygón, nagyon hiányzik az emberi élethez és sok más szervezethez szükséges édesvíz. A világ teljes vízmennyiségének 97-98%-a tengerek és óceánok sós vize. Természetesen ezt a vizet lehetetlen felhasználni a mindennapi életben, a mezőgazdaságban, az iparban, vagy élelmiszertermelésben. Pedig valami más sokkal komolyabb: a Föld édesvízének 75%-a jég formájában van, jelentős része talajvíz, és csak 1%-a áll az élő szervezetek rendelkezésére. Az emberek pedig könyörtelenül szennyezik ezeket az értékes morzsákat és hanyagul fogyasztják, miközben a vízfogyasztás folyamatosan növekszik. A hidroszféra szennyeződése elsősorban az ipari, mezőgazdasági és háztartási szennyvizek folyókba, tavakba és tengerekbe való kibocsátása miatt következik be.

Édes vizek- nem csak pótolhatatlan ivóforrás. Az általuk öntözött földek a világ termésének mintegy 40%-át adják; A vízerőművek az összes villamos energia hozzávetőleg 20%-át állítják elő; Az emberek által fogyasztott halak 12%-a folyami és tavi faj.

A vízi környezet jellemzői a víz fizikai és kémiai tulajdonságaiból fakadnak. Így a víz nagy sűrűsége és viszkozitása nagy környezetvédelmi jelentőséggel bír. A víz fajsúlya hasonló az élő szervezetek testéhez. A víz sűrűsége körülbelül 1000-szerese a levegő sűrűségének. Ezért a vízi élőlények (különösen az aktívan mozgók) nagy hidrodinamikai ellenállásba ütköznek. Emiatt számos víziállat-csoport evolúciója olyan testformák és mozgástípusok kialakulásának irányába ment, amelyek csökkentették a légellenállást, ami az úszás energiaköltségeinek csökkenéséhez vezetett. Így áramvonalas testforma található a vízben élő különféle organizmuscsoportok - delfinek (emlősök), csontos és porcos halak - képviselőiben.

A víz nagy sűrűsége is hozzájárul ahhoz, hogy a mechanikai rezgések (rezgések) jól terjedjenek benne. Ez fontos volt az érzékszervek evolúciójában, a térbeli tájékozódásban és a vízi lakosok közötti kommunikációban. A vízi környezetben a levegőnél négyszer nagyobb hangsebesség határozza meg a visszhangjelek magasabb frekvenciáját.

A vízi környezet nagy sűrűsége miatt lakosai közül sokan meg vannak fosztva a szárazföldi formákra jellemző, gravitációs erők által előidézett kötelező kapcsolattól az aljzattal. Van egy egész csoport vízi élőlény (növények és állatok egyaránt), amelyek egész életüket lebegve töltik.

A víz rendkívül nagy hőkapacitású. A víz hőkapacitását egységnek vesszük. A homok hőkapacitása például 0,2, a vasé pedig csak 0,107 a víz hőkapacitásának. A víz azon képessége, hogy nagy hőenergia-tartalékokat halmozzon fel, lehetővé teszi a Föld part menti területein az év különböző időszakaiban és a nap különböző szakaszaiban fellépő éles hőmérséklet-ingadozások kiegyenlítését: a víz egyfajta hőmérséklet-szabályozóként működik. A bolygó.

Vízi környezet egy élőhely

ÉLŐHELY ÉS JELLEMZŐK

A történelmi fejlődés során az élő szervezetek négy élőhelyet sajátítottak el. Az első a víz. Az élet a vízben keletkezett és fejlődött sok millió éven át. A második - talaj-levegő - növények és állatok a szárazföldön és a légkörben keletkeztek, és gyorsan alkalmazkodtak az új feltételekhez. Fokozatosan átalakítva a föld felső rétegét - a litoszférát - létrehoztak egy harmadik élőhelyet - a talajt, és önmaguk lettek a negyedik élőhely.

Vízi élőhely

Víz borítja a Föld területének 71%-át. A víz nagy része a tengerekben és óceánokban koncentrálódik - 94-98%, in sarki jég körülbelül 1,2% vizet tartalmaz, és nagyon kis hányadban - kevesebb, mint 0,5%, folyók, tavak és mocsarak édesvizeiben.

Körülbelül 150 000 állatfaj és 10 000 növény él vízi környezetben, ami a Föld összes fajszámának mindössze 7, illetve 8%-át teszi ki.

A tengerekben-óceánokban, akárcsak a hegyekben, a függőleges zónák vannak kifejezve. A nyílt tengeri - a teljes vízoszlop - és a bentikus - a fenék - ökológiai szempontból különösen nagy eltéréseket mutat. A vízoszlop, a nyílt tengeri zóna függőlegesen több zónára oszlik: epipeligal, batypeligal, abyssopeligal és ultraabyssopeligal(2. ábra).

Az ereszkedés meredekségétől és az alsó mélységtől függően több zóna is megkülönböztethető, amelyek megfelelnek a feltüntetett nyílt tengeri zónáknak:

Tengermellék - a part széle, amelyet dagály idején elönt a víz.

Szupralitoral - a part felső árapály-vonal feletti része, ahol a szörfcseppek elérik.

Sublittoral - a föld fokozatos csökkenése 200 m-ig.

Bathial - a szárazföld meredek mélyedése (kontinentális lejtő),

Abyssal - az óceán fenekének fokozatos csökkenése; mindkét zóna mélysége együtt eléri a 3-6 km-t.

Ultra-mélyedés - mélytengeri mélyedések 6-10 km-ig.

A hidrobionok ökológiai csoportjai. Az élet legváltozatosabb változata itt található meleg tengerekés az óceánok (40 000 állatfaj) az egyenlítőn és a trópusokon, északon és délen a tengerek növény- és állatvilága százszorosára kimerült. Ami az élőlények közvetlenül a tengerben való elterjedését illeti, nagy részük a felszíni rétegekben (epipelágikus) és a szublitorális zónában koncentrálódik. A mozgás módjától és bizonyos rétegekben való tartózkodástól függően tengeri élet háromra oszlanak környezetvédő csoportok: nekton, plankton és bentosz.

Nekton (nektos - lebegő) - aktívan mozgó nagy állatok, amelyek képesek leküzdeni a nagy távolságokat és az erős áramlatokat: halak, tintahal, úszólábúak, bálnák. Az édesvízi testekben a nekton kétéltűeket és sok rovart tartalmaz.

Plankton (planktos - vándor, szárnyaló) - növények (fitoplankton: kovamoszat, zöld és kékeszöld (csak édesvízi testek) algák, növényi flagellátumok, peridineánok stb.) és kis állati szervezetek (zooplankton: kis rákfélék, nagyobbak - pteropodák puhatestűek, medúzák, ctenoforok, egyes férgek) különböző mélységben élnek, de nem képesek aktív mozgásra és az áramlatokkal szembeni ellenállásra. A plankton magában foglalja az állati lárvákat is, alkotó speciális csoport – Neuston . Ez a víz legfelső rétegének passzívan lebegő „ideiglenes” populációja, amelyet különböző lárvaállapotú állatok (tizedlábúak, barna- és copepodok, tüskésbőrűek, soklevelűek, halak, puhatestűek stb.) képviselnek. A lárvák felnőve beköltöznek a pelagel alsó rétegeibe. A neuston felett található plaiston - ezek olyan organizmusok, amelyekben a test felső része a víz felett, az alsó része a vízben nő (békalencse - Lemma, szifonoforok stb.). A plankton fontos szerepet játszik a bioszféra trofikus kapcsolataiban, mert sok vízi lakos tápláléka, köztük a balenbálnák (Myatcoceti) fő tápláléka.

Bentosz (bentosz – mélység) – fenékhidrobiontok. Főleg hozzátartozó vagy lassan mozgó állatok képviselik (zoobentosz: foraminforok, halak, szivacsok, coelenterátumok, férgek, puhatestűek, ascidiák stb.), nagyobb számban a sekély vízben. A sekély vízben a bentoszhoz tartoznak a növények is (fitobentosz: kovamoszat, zöld, barna, vörös algák, baktériumok). Olyan mélységekben, ahol nincs fény, a fitobentosz hiányzik. A fenék sziklás területei a leggazdagabbak a fitobentoszban.

A tavakban a zoobentosz kevésbé gazdag és változatosabb, mint a tengerben. Egyesek (csillók, daphniák), piócák, puhatestűek, rovarlárvák stb. alkotják. A tavak fitobentoszát szabadon lebegő kovamoszat, zöld- és kékalgák alkotják; barna és vörös algák hiányoznak.

A vízi környezet nagy sűrűsége meghatározza az életfenntartó tényezők sajátos összetételét és változásának jellegét. Némelyikük ugyanaz, mint a szárazföldön - hő, fény, mások specifikusak: víznyomás (a mélységgel 1 atm-rel nő 10 m-enként), oxigéntartalom, sóösszetétel, savasság. A környezet nagy sűrűsége miatt a hő- és fényértékek magassági gradiens esetén sokkal gyorsabban változnak, mint a szárazföldön.

Termikus üzemmód. A vízi környezetet kisebb hőnyereség jellemzi, mert jelentős része tükröződik, és ugyanilyen jelentős részét párolgásra fordítják. A szárazföldi hőmérséklet dinamikájával összhangban a vízhőmérséklet kisebb ingadozásokat mutat a napi és szezonális hőmérsékletekben. Ezenkívül a tározók jelentősen kiegyenlítik a part menti területek légkörének hőmérsékletét. Jéghéj hiányában a tengerek hideg évszakban melegítő, nyáron pedig hűsítő és nedvesítő hatást fejtenek ki a szomszédos szárazföldi területeken.

A vízhőmérséklet tartománya a Világóceánban 38° (-2 és +36°C között), az édesvízi testekben – 26° (-0,9 és +25°C között). A mélységgel a víz hőmérséklete meredeken csökken. 50 m-ig napi, 400-ig szezonális, mélyebben állandóvá válik, +1-3°C-ra csökken. Mert a hőmérsékleti rezsim tározókban viszonylag stabil, lakóira jellemző stenotermicitás.

A felső és alsó rétegek egész évben változó mértékű felmelegedése, apályok, áramlások és viharok miatt a vízrétegek állandó keveredése következik be. A vízkeverés szerepe a vízi lakosok számára rendkívül fontos, mert ez kiegyenlíti az oxigén eloszlását és tápanyagok tározókon belül, biztosítva az anyagcsere folyamatokat a szervezetek és a környezet között.

A mérsékelt övi szélességi körök pangó tározóiban (tavakban) tavasszal és ősszel vertikális keveredés megy végbe, és ezekben az évszakokban az egész tározóban egyenletessé válik a hőmérséklet, i.e. jön homotermia. Nyáron és télen a felső rétegek melegedésének vagy lehűlésének hirtelen növekedése következtében a víz keveredése leáll. Ezt a jelenséget az ún hőmérsékleti dichotómia, az átmeneti stagnálás időszaka pedig az stagnálás(nyár vagy tél). Nyáron könnyebb meleg rétegek maradnak a felszínen, amelyek az erős hidegek felett helyezkednek el (3. ábra). Télen éppen ellenkezőleg, az alsó rétegben több van meleg víz, mivel közvetlenül a jég alatt a felszíni vizek hőmérséklete +4°C alatt van, és a víz fizikai-kémiai tulajdonságai miatt könnyebbé válnak, mint a +4°C feletti hőmérsékletű víz.

A pangás időszakában három réteg különíthető el egyértelműen: a felső (epilimnion) a legdrámaibb évszakos vízhőmérséklet-ingadozásokkal, a középső (metalimnion ill. termoklin), amelyben éles hőmérsékletugrás tapasztalható, és alsó ( hypolimnion), amelyben a hőmérséklet egész évben alig változik. A pangás időszakában a vízoszlopban oxigénhiány lép fel - nyáron az alsó, télen a felső részben, aminek következtében télen gyakran előfordul a halpusztulás.

Fény mód. A vízben a fény intenzitása nagymértékben gyengül a felszínről való visszaverődés és maga a víz általi elnyelés miatt. Ez nagyban befolyásolja a fotoszintetikus növények fejlődését.

A fényelnyelés erősebb, annál kisebb a víz átlátszósága, ami a benne szuszpendált részecskék számától függ (ásványi szuszpenziók, planktonok). Nyáron az apró élőlények rohamos fejlődésével, a mérsékelt és az északi szélességi körökön télen is csökken, miután jégtakaró képződik és tetején hó borítja.

Az átlátszóságot az a maximális mélység jellemzi, amelynél egy speciálisan leeresztett, körülbelül 20 cm átmérőjű fehér korong (Secchi korong) még látható. A legtisztább vizek a Sargasso-tengerben találhatók: a korong 66,5 m mélységig látható. Csendes-óceán a Secchi korong 59 m-ig látható, indiai nyelven - 50 hüvelykig sekély tengerek- 5-15 m-ig. A folyók átlátszósága átlagosan 1-1,5 m, a legiszaposabb folyókban pedig csak néhány centiméter.

Az óceánokban, ahol a víz nagyon átlátszó, a fénysugárzás 1%-a 140 m mélységig, a 2 m mélységben lévő kis tavakban pedig csak a tized százaléka hatol be. Sugarak Különböző részek A spektrum különbözőképpen nyelődik el a vízben; először a vörös sugarak nyelődnek el. A mélység előrehaladtával egyre sötétebb lesz, és a víz színe először zöld, majd kék, indigó és végül kékeslila lesz, teljes sötétségbe fordulva. A hidrobionok is ennek megfelelően változtatják a színüket, nemcsak a fény összetételéhez, hanem annak hiányához is - kromatikus alkalmazkodáshoz - alkalmazkodva. A világos zónákban, sekély vizekben a zöld algák (Chlorophyta) dominálnak, melyeknek klorofillja elnyeli a vörös sugarakat, mélységig barna (Phaephyta), majd vörös (Rhodophyta) váltja fel őket. Tovább nagy mélységek fitobentosz hiányzik.

A fényhiányhoz alkalmazkodó növények nagy kromatoforok kifejlesztésével, valamint az asszimiláló szervek területének növelésével (levélfelületi index). A mélytengeri algákra az erősen boncolt levelek jellemzőek, a levéllemezek vékonyak, áttetszőek. A félig elmerült és lebegő növényeket heterofill jellemzi - a víz feletti levelek megegyeznek a szárazföldi növényekével, tömör pengékkel rendelkeznek, a sztómarendszer fejlett, a vízben a levelek nagyon vékonyak, keskenyek. cérnaszerű lebenyek.

Az állatok, akárcsak a növények, természetesen változtatják színüket a mélységgel. A felső rétegekben élénk színűek különböző színek, az alkonyi zónában (tengeri sügér, korallok, rákfélék) vörös árnyalatú színekre vannak festve - kényelmesebb elrejteni az ellenségek elől. A mélytengeri fajokban hiányoznak a pigmentek. Az óceán sötét mélyén az élőlények által kibocsátott fényt vizuális információforrásként használják az élőlények. biolumineszcencia.

Nagy sűrűségű(1 g/cm3, ami a levegő sűrűségének 800-szorosa) és a víz viszkozitása ( 55-ször magasabb, mint a levegő) a vízi élőlények speciális alkalmazkodásainak kialakulásához vezetett :

1) A növényeknek nagyon gyengén fejlett vagy teljesen hiányzó mechanikai szövetei vannak – ezeket maga a víz tartja fenn. A legtöbbre a levegőt szállító intercelluláris üregek miatti felhajtóerő jellemzi. Jellemzője az aktív vegetatív szaporodás, a hidrokória kialakulása - a víz feletti virágszárak eltávolítása, valamint a pollen, magvak és spórák felszíni áramlatok általi eloszlása.

2) A vízoszlopban élő és aktívan úszó állatok teste áramvonalas, és nyálka van kenve, ami csökkenti a súrlódást mozgás közben. Kifejlesztett eszközök a felhajtóerő növelésére: zsírfelhalmozódás a szövetekben, úszóhólyag halakban, légüregek szifonoforokban. A passzívan úszó állatoknál a test fajlagos felülete megnő a kinövések, tüskék és függelékek miatt; a test ellaposodik, a vázszervek csökkennek. Különböző utak mozgás: a test hajlítása, flagella, csilló segítségével, reaktív mozgásmód ( lábasfejűek).

Bentikus állatoknál a csontváz eltűnik vagy rosszul fejlett, a test mérete megnő, gyakori a látáscsökkenés, a tapintási szervek kialakulása.

Áramlatok. A vízi környezet jellegzetessége a mobilitás. Ezt apályok és áramlások, tengeráramlatok, viharok és a folyómedrek különböző szintjei okozzák. A hidrobionok adaptációi:

1) Az áramló tározókban a növények szilárdan rögzítve vannak az álló víz alatti tárgyakhoz. Az alsó felület elsősorban szubsztrátum számukra. Ezek zöld- és kovamoszatú algák, vízimohák. A mohák még a folyók gyors hullámain is sűrű borítást képeznek. A tengerek árapályzónájában sok állatnak van olyan eszköze, amellyel a fenékhez csatlakozik (gyomorlábúak, barnák), ​​vagy elrejtőzik a hasadékokban.

2) A folyóvizek halaiban a test kerek átmérőjű, és a fenék közelében élő halakban, mint a bentikus gerinctelen állatokban, a test lapos. Sokan a hasi oldalon lévő víz alatti tárgyakhoz kapcsolódnak.

A víz sótartalma.

A természetes víztestek bizonyos kémiai összetételűek. A karbonátok, szulfátok és kloridok dominálnak. Édesvízi testekben a sókoncentráció nem haladja meg a 0,5-öt ‰ (és körülbelül 80% karbonát), a tengerekben - 12-35 ‰ (főleg kloridok és szulfátok). Ha a sótartalom meghaladja a 40 ppm-et, a víztestet hipersósnak vagy sós túlzottnak nevezik.

1) Édesvízben (hipotóniás környezetben) az ozmoregulációs folyamatok jól kifejeződnek. A hidrobionták folyamatosan kénytelenek eltávolítani a beléjük hatolt vizet, homojozmotikusak (a csillósok 2-3 percenként tömegüknek megfelelő mennyiségű vizet „pumpálnak” át magukon). Sós vízben (izotóniás környezetben) a hidrobiontok testében és szöveteiben a sók koncentrációja megegyezik (izotóniás) a vízben oldott sók koncentrációjával - poikiloozmotikusak. Emiatt a sós víztestek lakói nem rendelkeznek fejlett ozmoregulációs funkciókkal, nem tudták benépesíteni az édesvíztesteket.

2) A vízinövények képesek felvenni a vizet és a tápanyagokat a vízből - „levesből”, teljes felületükkel, ezért leveleik erősen kimetszettek, és a vezető szövetek és gyökerek gyengén fejlettek. A gyökerek elsősorban a víz alatti aljzathoz való rögzítésre szolgálnak. A legtöbb édesvízi növénynek van gyökere.

Jellemzően tengeri és jellemzően édesvízi fajok stenohalin, nem tolerálják jelentős változásokat a víz sótartalmában. Kevés eurihalin faj létezik. A sós vizekben gyakoriak (édesvízi süllő, csuka, keszeg, márna, parti lazac).

Általános jellemzők. A hidroszféra, mint vízi élőkörnyezet a földgömb területének mintegy 71%-át és térfogatának 1/800-át foglalja el. A víz fő mennyisége, több mint 94%-a a tengerekben és óceánokban koncentrálódik (5.2. ábra).

Rizs. 5.2. A világ óceánjai a szárazfölddel összehasonlítva (N. F. Reimers, 1990 szerint)

A folyók és tavak édesvizeiben a víz mennyisége nem haladja meg az édesvíz teljes térfogatának 0,016%-át.

Az óceánban a tengereket alkotó óceánban elsősorban két ökológiai területet különböztetnek meg: a vízoszlopot - nyílt tengeriés az alsó - benthal. A mélységtől függően a benthal felosztható szublitorális zóna - a föld fokozatos hanyatlása 200 m mélységig, batyal - meredek lejtős terület és mélységi zóna -óceánfenék, átlagosan 3-6 km mélységgel. Az óceánfenék mélyedéseinek (6-10 km) megfelelő mélyebb bentikus régiókat ún. ultraabyssal. A dagály idején elöntött part szélét ún parti A part dagályszint feletti részét, amelyet a surf permetezése nedvesít, ún szupralitorális.

A Világóceán nyílt vizei a bentikus zónáknak megfelelő függőleges zónákra is fel vannak osztva: tipeligiális, bati-peligiális, abyssopeligal(5.3. ábra).

Rizs. 5.3. Az óceán függőleges ökológiai övezete

(N. F. Reimers, 1990 szerint)

A vízi környezet megközelítőleg 150 000 állatfajnak, vagyis az összes állatfaj körülbelül 7%-ának (5.4. ábra) és 10 000 növényfajnak (8%) ad otthont.

Azt is meg kell jegyezni, hogy a legtöbb növény- és állatcsoport képviselői a vízi környezetben ("bölcsőjük") maradtak, de fajuk száma jóval kisebb, mint a szárazföldi. Ebből következik a következtetés: a szárazföldi evolúció sokkal gyorsabban ment végbe.

Az egyenlítői és trópusi régiók tengerei és óceánjai, elsősorban a csendes-óceáni és Atlanti-óceánok. Ezektől az övektől északra és délre kiváló minőségű kompozíció fokozatosan kimerül. Például a kelet-indiai szigetvilág területén legalább 40 000 állatfaj él, míg a Laptev-tengerben csak 400. A Világóceán élőlényeinek nagy része viszonylag kis területen koncentrálódik. tengeri partok mérsékelt övés a trópusi országok mangrovefai között.

A folyók, tavak és mocsarak részesedése, amint azt korábban megjegyeztük, elenyésző a tengerekhez és óceánokhoz képest. Ugyanakkor megteremtik a növények, állatok és emberek számára szükséges édesvíz utánpótlást.

Rizs. 5.4. Az állatok főbb osztályainak környezet szerinti megoszlása

élőhely (G. V. Voitkevich és V. A. Vronsky szerint, 1989)

jegyzet a hullámvonal alatt elhelyezett állatok a tengerben, felette - a szárazföldi-levegő környezetben élnek

Köztudott, hogy nem csak a vízi környezet rendelkezik erős befolyást lakóira, hanem a hidroszféra élőanyaga is, az élőhelyet befolyásolva, feldolgozza és bevonja az anyagok körforgásába. Megállapítást nyert, hogy az óceánok, tengerek, folyók és tavak vize 2 millió év alatt lebomlik és helyreáll a biotikus körforgásban, azaz mindegyik több mint ezerszer áthaladt a Földön élő anyagon.

Következésképpen a modern hidroszféra nemcsak a modern, hanem az elmúlt geológiai korszakok élőanyagának létfontosságú tevékenységének terméke.

Jellemző tulajdonság a vízi környezet az mobilitás, különösen folyású, sebes folyású patakokban és folyókban. A tengerek és óceánok apályokat és áramlásokat, erős áramlatokat és viharokat tapasztalnak. A tavakban a víz a hőmérséklet és a szél hatására mozog.

A hidrobionok ökológiai csoportjai. Vízvastagság, ill nyíltvízi(pelages - tenger), nyílt tengeri élőlények lakják, amelyek képesek úszni vagy bizonyos rétegekben tartózkodni (5.5. ábra).

Rizs. 5.5. Az óceán és lakóinak profilja (N. N. Moiseev, 1983 szerint)

Ebből a szempontból ezek a szervezetek két csoportra oszthatók: nektonÉs plankton. A harmadik környezetvédelmi csoport bentosz - alkotják a fenék lakóit.

Nekton(nektos - lebegő) nyílt tengeri, aktívan mozgó állatok gyűjteménye, amelyeknek nincs közvetlen kapcsolata a fenékkel. Ezek főleg nagytestű állatok, amelyek képesek leküzdeni a nagy távolságokat és az erős vízáramlatot. Áramvonalas testalkattal és jól fejlett mozgásszervekkel rendelkeznek. A tipikus nektonikus organizmusok közé tartoznak a halak, tintahalak, bálnák és úszólábúak. A halak mellett az édesvizekben található nekton kétéltűeket és aktívan mozgó rovarokat is tartalmaz. Sok tengeri halóriási sebességgel tud mozogni a vízoszlopban: 45-50 km/h-ig - tintahal (Oegophside), 100-150 km/h - vitorláshal (Jstiopharidae) és 130 km/h - kardhal (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - vándor, szárnyaló) nyílt tengeri élőlények halmaza, amelyek nem képesek gyors aktív mozgásra. Általában ezek kis állatok - zooplanktonés növények - fitoplankton, aki nem tud ellenállni az áramlatoknak. A planktonhoz számos, a vízoszlopban „lebegő” állat lárvája is tartozik. A plankton élőlények a víz felszínén, mélységében és az alsó rétegben egyaránt megtalálhatók.

A víz felszínén található élőlények egy speciális csoportot alkotnak - Neuston. A neuston összetétele számos organizmus fejlődési szakaszától is függ. A lárvaállapoton áthaladva és felnőve elhagyják az őket menedékül szolgáló felszíni réteget, és a fenékre vagy az alatta lévő és mélyebb rétegekbe költöznek. Ezek közé tartoznak a tízlábúak, csücsök, csücsök, haslábúak és kéthéjúak lárvái, tüskésbőrűek, soklevelűek, halak stb.

Ugyanazok az élőlények, amelyek testének egy része a víz felszíne felett, a másik a vízben található, ún. plaiston. Ide tartozik a békalencse (Lemma), a szifonoforok (Siphonophora) stb.

A fitoplankton fontos szerepet játszik a víztestek életében, mivel a szerves anyagok fő termelője. A fitoplankton elsősorban kovaalgokat (Diatomeae) és zöld algákat (Chlorophyta), növényi flagellátokat (Phytomastigina), peridineát (Peridineae) és kokkolitoforidákat (Coccolitophoridae) tartalmaz. Az édesvizekben nemcsak a zöldalgák, hanem a kék-zöld algák (Cyanophyta) is elterjedtek.

A zooplankton és a baktériumok különböző mélységekben találhatók. Édesvizekben, többnyire rosszul úszó, viszonylag nagy méretű rákfélék (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), sok forgófélék (Rotatoria) és protozoa gyakoriak.

A tengeri zooplanktont a kis rákfélék (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) és a protozoák (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea) uralják. Nagy képviselői közé tartoznak a szárnyas puhatestűek (Pteropoda), a medúzák (Scyphozoa) és az úszó ctenophora (Ctenophora), a salpák (Salpae) és néhány férgek (Aleiopidae, Tomopteridae).

A plankton organizmusok fontosak élelmiszer komponens számos víziállat esetében, köztük olyan óriások esetében, mint a bálnák (Mystacoceti), 3. ábra. 5.6.

5.6. ábra. Az óceán energia- és anyagcsere fő irányainak vázlata

Bentosz(bentosz - mélység) a tározók alján (a földön és a talajban) élő szervezetek halmaza. Ez fel van osztva zoobentoszÉs fitobentosz. Leginkább hozzátartozó, lassan mozgó vagy üreges állatok képviselik. A sekély vízben szintetizáló szervezetekből áll szerves anyag(termelők), akik fogyasztják (fogyasztók) és akik elpusztítják (redukálók). Olyan mélységekben, ahol nincs fény, a fitobentosz (termelők) hiányzik. A tengeri zoobentoszban a foraminiforák, szivacsok, coelenterátumok, férgek, brachiopodák, puhatestűek, ascidiák, halak stb. dominálnak. A sekély vizekben a bentikus alakok nagyobb számban fordulnak elő. Összesített biomasszájuk itt elérheti a tíz kilogrammot 1 m2-enként.

A tengerek fitobentoszában főleg algák (kovaalmak, zöld, barna, vörös) és baktériumok találhatók. A partok mentén virágos növények találhatók - Zostera, Ruppia, Phyllospadix. A fenék sziklás és köves területei a leggazdagabbak a fitobentoszban.

A tavakban, akár a tengerekben, vannak plankton, nektonÉs bentosz.

A tavakban és más édesvíztestekben azonban kevesebb a zoobentosz, mint a tengerekben és óceánokban, fajösszetétele egységes. Ezek elsősorban protozoák, szivacsok, csillós és oligochaeta férgek, piócák, puhatestűek, rovarlárvák stb.

Az édesvízi fitobentoszt baktériumok, kovamoszatok és zöld algák képviselik. A part menti növények a parttól a szárazföld belsejében, jól körülhatárolható sávokban helyezkednek el. Első öv - félig elmerült növények (nád, gyékény, sás és nád); második öv - víz alá süllyesztett növények úszó levelekkel (tavirózsa, tojáskapszula, tavirózsa, békalencse). BAN BEN harmadik öv a növények dominálnak - tavifű, elodea stb. (5.7. ábra).

Rizs. 5.7. Alul gyökerező növények (A):

1 - gyékény; 2- gyékényfű; 3 - nyílhegy; 4 - tavirózsa; 5, 6 - tavifű; 7 - hara. Szabadon lebegő algák (B): 8, 9 - fonalas zöld; 10-13 - zöld; 14-17 - kovamoszat; 18-20 - kék-zöld

Életmódjuk alapján a vízi növényeket két fő ökológiai csoportra osztják: hidrofiták - olyan növények, amelyek csak alsó részükkel merülnek vízbe, és általában a talajban gyökereznek, ill hidatofiták - olyan növények, amelyek teljesen elmerültek a vízben, és néha a felszínen lebegnek, vagy úszó levelekkel rendelkeznek.

A vízi élőlények életében fontos szerepet játszik a víz függőleges mozgása, a sűrűség, a hőmérséklet, a fény, a só, a gáz (oxigén és szén-dioxid tartalom) rezsimje, valamint a hidrogénionok koncentrációja (pH).

Hőmérséklet viszonyok. Vízben különbözik, egyrészt kisebb hőbeáramlásban, másrészt nagyobb stabilitásban, mint a szárazföldön. A víz felszínére érkező hőenergia egy része visszaverődik, egy részét a párolgásra fordítják. A tározók felszínéről mintegy 2263x8 J/g fogyasztású víz elpárolgása megakadályozza az alsóbb rétegek túlmelegedését, az olvadáshőt (333,48 J/g) felszabadító jégképződés pedig lassítja lehűlésüket.

Az áramló vizek hőmérséklet-változásai követik annak változását a környező levegőben, kisebb amplitúdójúak.

A mérsékelt övi tavakban és tavakban a hőviszonyokat egy jól ismert fizikai jelenség határozza meg - a víz maximális sűrűsége 4°C-on van. A bennük lévő víz egyértelműen három rétegre oszlik: felső - epilimnion, amelynek hőmérséklete éles szezonális ingadozásokat tapasztal; átmeneti, hőmérséklet ugrás réteg, - fém limnion, hol ünneplik éles esés hőmérsékletek; mélytengeri (fenék) - hypolimnion egészen az aljáig ér, ahol a hőmérséklet egész évben változtatások jelentéktelen.

Nyáron a legmelegebb vízrétegek a felszínen, a leghidegebbek pedig az alján találhatók. Ez a típus A hőmérsékletek rétegenkénti eloszlását egy tározóban ún közvetlen rétegződés Télen, ahogy a hőmérséklet csökken, fordított rétegződés. A víz felszíni rétegének hőmérséklete közel 0°C. Alul a hőmérséklet körülbelül 4°C, ami megfelel a maximális sűrűségének. Így a hőmérséklet a mélységgel nő. Ezt a jelenséget az ún hőmérsékleti dichotómia. A legtöbb tavanknál nyáron és télen is megfigyelhető. Ennek eredményeként a függőleges keringés megszakad, a víz sűrűségi rétegződése képződik, és megkezdődik az átmeneti stagnálás időszaka - stagnálás(5.8. ábra).

A hőmérséklet további emelkedésével a felső vízrétegek egyre kevésbé sűrűsödnek, és már nem süllyednek le - beáll a nyári pangás. "

Ősszel a felszíni vizek ismét lehűlnek 4°C-ra és lesüllyednek a fenékre, ami az évben a tömegek második keveredését okozza a hőmérséklet kiegyenlítődésével, azaz az őszi homotermia beindulásával.

BAN BEN tengeri környezet Létezik a mélység által meghatározott termikus rétegződés is. Az óceánoknak a következő rétegei vannak Felület- a vizek ki vannak téve a szél hatásának, és az atmoszférával analóg módon ezt a réteget nevezik troposzféra vagy tenger termo-moszférák. A vízhőmérséklet napi ingadozása körülbelül 50 méteres mélységig figyelhető meg, az évszakos ingadozások pedig még mélyebben. A termoszféra vastagsága eléri a 400 m-t. Középhaladó - képviseli állandó termoklin. A hőmérséklet benne van különböző tengerekés az óceánok hőmérséklete 1-3°C-ra csökken. Körülbelül 1500 m mélységig terjed. Mélytengeri - 1-3°C körüli egyenletes hőmérséklet jellemzi, kivéve a poláris régiókat, ahol a hőmérséklet közel 0°C.

BAN BENÁltalában meg kell jegyezni, hogy az óceán felső rétegeiben az éves hőmérséklet-ingadozások amplitúdója nem haladja meg a 10-15 °C-ot, a kontinentális vizekben pedig 30-35 °C.

Rizs. 5.8. A víz rétegződése és keveredése egy tóban

(E. Gunter et al., 1982 nyomán)

A mély vízrétegeket állandó hőmérséklet jellemzi. Egyenlítői vizekben évi átlagos hőmérséklet A felszíni rétegekben 26-27°C, a poláris rétegekben 0°C körül van és ez alatt van. Kivételt képeznek a termálforrások, ahol a felszíni réteg hőmérséklete eléri a 85-93°C-ot.

A vízben, mint lakókörnyezetben egyrészt meglehetősen sokféle hőmérsékleti viszonyok mutatkoznak, másrészt a vízi környezet termodinamikai jellemzői, mint például a nagy fajlagos hőkapacitás, nagy hővezető képesség és tágulás fagy (ebben az esetben jég csak a tetején képződik, és a fő vízoszlop nem fagy be), kedvező feltételeket teremt az élő szervezetek számára.

Így az évelő hidrofiták folyókban és tavakban való teleléséhez nagy jelentősége van a jég alatti hőmérséklet függőleges eloszlásnak. A legsűrűbb és legkevésbé hideg víz 4°C hőmérsékletű az alsó rétegben helyezkedik el, ahova leszállnak a szarvasfű, hólyagfű, akvarell stb. telelő bimbói (turionok) (5.9. ábra), valamint az egész leveles növények, mint a békalencse, az elodea.

Rizs. 5.9. Akvarell (Hydrocharias morsus ranae) ősszel.

Az áttelelő rügyek láthatóak, lesüllyednek az aljára

(T.K. Goryshinoya, 1979)

Megállapították, hogy a merítés a keményítő felhalmozódásával és a növények súlyozásával jár. Tavasszal a keményítő oldható cukrokká és zsírokká alakul, ami világosabbá teszi a bimbókat és lehetővé teszi, hogy lebegjenek.

A mérsékelt övi víztestekben élő élőlények jól alkalmazkodnak a vízrétegek szezonális függőleges mozgásához, a tavaszi és őszi homotermiához, valamint a nyári és téli stagnáláshoz. Mivel a víztestek hőmérsékleti viszonyait nagy stabilitás jellemzi, a stenotermia nagyobb mértékben gyakori a vízi élőlényeknél, mint a szárazföldi szervezeteknél.

Az euritermikus fajok főként sekély kontinentális víztározókban, valamint a magas és mérsékelt szélességi tengerek part menti övezetében találhatók, ahol jelentősek a napi és szezonális ingadozások.

A víz sűrűsége. A víz abban különbözik a levegőtől, hogy sűrűbb. Ebből a szempontból 800-szor jobb levegő környezet. A desztillált víz sűrűsége 4 °C hőmérsékleten 1 g/cm3. Az oldott sókat tartalmazó természetes vizek sűrűsége nagyobb is lehet: akár 1,35 g/cm 3 is lehet. Átlagosan a vízoszlopban minden 10 m mélység után a nyomás 1 atmoszférával nő. A víz nagy sűrűsége tükröződik a hidrofiták testszerkezetében. Így, ha a szárazföldi növényekben a mechanikai szövetek jól fejlettek, biztosítva a törzsek és szárak szilárdságát, a mechanikai és vezetőképes szövetek elrendezése a szár peremén olyan „cső” szerkezetet hoz létre, amely jól ellenáll a meghajlásnak és a hajlításnak, akkor hidrofiták a mechanikai szövetek nagymértékben lecsökkennek, mivel a növényeket maguk támogatják.víz. A mechanikai elemek és vezetőkötegek gyakran a szár vagy a levélnyél közepén koncentrálódnak, ami lehetővé teszi, hogy vízmozgással meghajoljon.

A víz alá süllyedt hidrofiták jó felhajtóerővel rendelkeznek, amelyet speciális eszközök (légzsákok, duzzanatok) hoztak létre. Így a békalevelek a víz felszínén fekszenek, és mindegyik levél alatt levegővel teli buborék található. Mint egy apró mentőmellény, a buborék lehetővé teszi, hogy a levél lebegjen a víz felszínén. A szárban lévő légkamrák függőlegesen tartják a növényt, és oxigént szállítanak a gyökerekhez.

A felhajtóerő is nő a testfelület növekedésével. Ez jól látható a mikroszkopikus plankton algákban. A test különböző kinövései segítik őket szabadon „lebegni” a vízoszlopban.

A vízi környezetben élő szervezetek teljes vastagságában eloszlanak. Például az óceáni mélyedésekben az állatok több mint 10 000 méteres mélységben találhatók, és több száz atmoszféra nyomását is elviselik. Így az édesvízi lakosok (búvárbogarak, papucsok, suvoikák stb.) akár 600 atmoszférát is kibírnak a kísérletekben. Az Elpidia nemzetségbe tartozó holothurok és a Priapulus caudatus férgek a tengerparti zónától az ultramély zónáig élnek. Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy a tengerek és óceánok sok lakója viszonylag szűkületű, és bizonyos mélységekre korlátozódik. Ez elsősorban a sekély és mélytengeri fajokra vonatkozik. Csak a part menti zónát lakják az Arenicola féreg és puhatestűek - limpets (Patella). Nagy mélységben, legalább 400-500 atmoszféra nyomáson a horgászok, lábasfejűek, rákfélék, tengeri csillagok, pogonophora és mások halai találhatók.

A víz sűrűsége lehetővé teszi az állati szervezetek számára, hogy támaszkodjanak rá, ami különösen fontos a nem csontvázas formák esetében. A közeg alátámasztása a vízben lebegés feltételéül szolgál. Sok vízi szervezet ehhez az életmódhoz alkalmazkodik.

Fény mód. A vízi élőlényekre nagy hatással vannak a fényviszonyok és a víz átlátszósága. A vízben a fény intenzitása nagymértékben gyengül (5.10. ábra), mivel a beeső sugárzás egy része visszaverődik a víz felszínéről, míg a másikat a vastagsága elnyeli. A fény csillapítása összefügg a víz átlátszóságával. Az óceánokban például nagy átlátszóság mellett a sugárzás körülbelül 1%-a még mindig 140 m mélységig esik, a kissé zárt vizű kis tavakban pedig már 2 m mélyre is csak a tized százaléka.

Rizs. 5.10. Megvilágítás vízben a nap folyamán.

Csimljanszki víztározó (A. A. Potapov szerint,

Mélység: 1 - a felszínen; 2-0,5 m; 3-1,5 m; 4-2m

Tekintettel arra, hogy a napspektrum különböző részeinek sugarait eltérően nyeli el a víz, a mélységgel a fény spektrális összetétele is változik, a vörös sugarak gyengülnek. A kék-zöld sugarak jelentős mélységekbe hatolnak be. A mélységgel sűrűsödő óceánban az alkonyat először zöld, majd kék, indigó, kék-ibolya, később állandó sötétségnek ad helyet. Ennek megfelelően az élő szervezetek mélységgel helyettesítik egymást.

Így a víz felszínén élő növények nem szenvednek fényhiányt, míg a víz alatti és különösen a mélytengeri növények az „árnyékflóra” kategóriába sorolhatók. Nemcsak a fényhiányhoz kell alkalmazkodniuk, hanem az összetételének változásaihoz is, további pigmentek előállításával. Ez látható a különböző mélységben élő algák ismert elszíneződési mintájában. A sekély vizű övezetekben, ahol a növények még hozzáférnek a vörös sugarakhoz, amelyeket a legnagyobb mértékben a klorofill nyel el, a zöld algák dominálnak. A mélyebb zónákban vannak barna algák, amelyek a klorofill mellett barna pigmenteket tartalmaznak fikoffein, fukoxantin stb. A fikoeritrin pigmentet tartalmazó vörös algák még mélyebben élnek. Itt jól látható a rögzítési képesség. napsugarak Val vel különböző hosszúságú hullámok. Ezt a jelenséget az ún kromatikus adaptáció.

A mélytengeri fajok számos, az árnyékos növényekre jellemző fizikai tulajdonsággal rendelkeznek. Közülük érdemes megjegyezni a fotoszintézis kompenzációjának alacsony pontját (30-100 lux), a fotoszintézis fénygörbéjének „árnyékjellegét” alacsony telítettségi platóval; az algák például nagy kromatoforokkal rendelkeznek. Míg a felszíni és lebegő formák esetében ezek a görbék „könnyebb” típusúak.

Ahhoz, hogy gyenge fényt használjunk a fotoszintézis folyamatában, az asszimiláló szervek nagyobb területére van szükség. Így a nyílhegy (Sagittaria sagittifolia) szárazföldön és vízben fejlődve különböző alakú leveleket képez.

Az örökletes program mindkét irányú fejlődés lehetőségét kódolja. A levelek „vizes” formáinak kialakulásának „kiváltó mechanizmusa” az árnyékolás, nem pedig a víz közvetlen hatása.

Gyakran elhagy vízi növények, vízbe merítve, erősen szétdarabolódnak keskeny fonalszerű lebenyekre, mint például a szarvasfű, az uruti, a hólyagfű, vagy vékony, áttetsző lemezük van - tojáskapszula víz alatti levelei, tavirózsa levelei, víz alá süllyedt tavifű levelei.

Ezek a jellemzők az algákra is jellemzőek, mint például a fonalas algák, a Characeae szétválasztott tali és sok mélytengeri faj vékony, átlátszó talija. Ez lehetővé teszi a hidrofiták számára, hogy növeljék a testfelület és a térfogat arányát, és ezáltal nagyobb felületet alakítsanak ki viszonylag alacsony szerves tömeg költséggel.

A részben vízbe merült növényekben a heterofília, azaz ugyanazon növény víz feletti és víz alatti leveleinek szerkezetének különbsége: Ez jól látható a vízi boglárka esetében (5.11. ábra) A víz felettiek a föld feletti növények leveleire jellemző tulajdonságokkal rendelkeznek (dorsoventrális). szerkezet, jól fejlett integumentáris szövetek és sztómakészülék) , víz alatti - nagyon vékony vagy feldarabolt levéllemezek. Heterofíliát a vízililiomok és a tojáskapszulák, a nyílhegyek és más fajok esetében is megfigyeltek.

Rizs. 5.11. Heterofília a vízi boglárban

Ranunculus diversifolius (T, G. Goryshina, 1979)

Levelek: 1 - víz felett; 2 - víz alatt

Szemléltető példa erre a caddisfly (Simn latifolium), melynek szárán többféle levélforma látható, amely tükrözi az összes átmenetet a tipikusan szárazfölditől a tipikusan víziig.

A vízi környezet mélysége befolyásolja az állatokat is, színezésüket, fajösszetételüket stb. Például egy tavi ökoszisztémában a fő élet a vízrétegben összpontosul, amelybe a fotoszintézishez elegendő fénymennyiség behatol. Ennek a rétegnek az alsó határát kompenzációs szintnek nevezzük. E mélység felett a növények több oxigént bocsátanak ki, mint amennyit elfogyasztanak, és a felesleges oxigént más élőlények is felhasználhatják. Ennél a mélységnél a fotoszintézis nem tud légzést biztosítani, ezért csak oxigén áll az élőlények rendelkezésére, amely a tó felszíni rétegeiből érkezik vízzel.

Az élénk és változatos színű állatok világos, felszíni vízrétegekben élnek, míg a mélytengeri fajok általában pigmentmentesek. Az óceán szürkületi zónájában vöröses árnyalatú állatok élnek, ami segít elrejtőzni az ellenségtől, mivel a kék-ibolya sugarak vörös színét feketének érzékelik. A vörös szín a szürkületi zóna állatokra jellemző, mint a tengeri sügér, vörös korall, különféle rákfélék stb.

A vízben erősebb a fényelnyelés, annál kisebb az átlátszósága, ami az ásványi részecskék (agyag, iszap) jelenlétének köszönhető. A víz átlátszósága is csökken a vízi növényzet gyors növekedésével nyári időszak vagy a felszíni rétegekben lebegő kis szervezetek tömeges szaporodása során. Az átlátszóságot extrém mélység jellemzi, ahol egy speciálisan leeresztett Secchi korong (20 cm átmérőjű fehér korong) még látható. A Sargasso-tengerben (a legtisztább vizekben) a Secchi-korong 66,5 m mélységig látható, a Csendes-óceánban - 59, az Indiai-óceánban - 50, a sekély tengerekben - 5-15 m mélységig. A folyók átlátszósága nem haladja meg az 1-1,5 m-t, a közép-ázsiai Amu-Darja és Szir-Darja folyókban pedig néhány centimétert. Ezért a fotoszintézis zónáinak határai nagyon eltérőek a különböző víztestekben. A legtisztább vizekben a fotoszintetikus zóna vagy eufotikus zóna legfeljebb 200 m mélységet ér el, a szürkületi (diszfotikus) zóna 1000-1500 m-ig terjed, mélyebben pedig az afotikus zónába a napfény egyáltalán nem hatol be.

A nappali órák a vízben sokkal rövidebbek (főleg a mély rétegekben), mint a szárazföldön. A tározók felső rétegeiben a fény mennyisége a terület szélességi fokától és az évszaktól függően változik. Így a hosszú sarki éjszakák nagymértékben korlátozzák a fotoszintézisre alkalmas időt az Északi-sarkvidék és az Antarktisz medencéiben, a jégtakaró pedig megnehezíti a fény hozzáférését minden fagyott víztesthez télen.

Só rendszer. A víz sótartalma vagy sórendszere fontos szerepet játszik a vízi élőlények életében. Kémiai összetétel a víz természettörténeti és geológiai viszonyok, valamint antropogén hatás hatására keletkezik. A vízben lévő kémiai vegyületek (sók) tartalma határozza meg a víz sótartalmát, és gramm/literben vagy mérföldenként(°/od). Az általános ásványosodás szerint a vizek legfeljebb 1 g/l sótartalmú édes, sós (1-25 g/l), tengeri sótartalmú (26-50 g/l) és sós (50 feletti) vizekre oszthatók. g/l). A vízben a legfontosabb oldott anyagok a karbonátok, szulfátok és kloridok (5.1. táblázat).

Az élet keletkezésére vonatkozó modern hipotézisek szerint általánosan elfogadott, hogy bolygónkon evolúciós szempontból elsődleges környezet a vízi környezet volt. Az elfogadott állítások megerősítése, hogy vérünk oxigén-, kalcium-, kálium-, nátrium- és klórkoncentrációja közel van az óceánvízéhez.

Vízi élőhely

A Tenger-óceánon kívül minden folyót, tavat és talajvizet magában foglal. Ez utóbbiak viszont a folyók, tavak és tengerek táplálékforrásai. Így a természetben zajló víz körforgása a hidroszféra mozgatórugója és fontos édesvízforrás a szárazföldön.

A fentiek alapján a hidroszférát a következőkre kell osztani:

• felszín (a felszíni hidroszféra magában foglalja a tengereket és óceánokat, tavakat, folyókat, mocsarakat, gleccsereket stb.);
• föld alatt.

A felszíni hidroszféra fő jellemzője, hogy nem alkot összefüggő réteget, ugyanakkor jelentős területet - a Föld felszínének 70,8%-át - foglal el.

A föld alatti hidroszféra összetételét a talajvíz képviseli. A Földön található vízkészletek teljes térfogata körülbelül 1370 millió km3, amelynek körülbelül 94%-a az óceánban, 4,12%-a a talajvízben, 1,65%-a a gleccserekben, a víz kevesebb mint 0,02%-a pedig tavakban és folyókban található.

A hidroszférában az élő szervezetek életkörülményei alapján a következő zónákat különböztetjük meg:

• nyílt tengeri - vízoszlop és bentikus - fenék;
• a benthalban, a mélységtől függően, megkülönböztetik a szublitorált - a mélység egyenletes növekedését 200 m-ig;
• batial - alsó lejtő;
• mélység - óceáni meder, legfeljebb 6 km mély;
• ultraabyssal, amelyet az óceán fenekének mélyedései képviselnek;
• littoral, amely a part szélét képviseli, amelyet dagály idején rendszeresen elönt, és apály miatt lecsapol, és a szublitoral, amely a partnak a szörfözéstől megnedvesített részét képviseli.

Az élőhely típusa és életmódja alapján a hidroszférában élő élőlények a következő csoportokba sorolhatók:

1. pelagos - a vízoszlopban élő szervezetek gyűjteménye. A pelagók közül megkülönböztetik a planktont - az élőlények egy csoportját, amely növényeket (fitoplankton) és állatokat (zooplankton) foglal magában, amelyek nem képesek önálló mozgásra a vízoszlopban, és amelyeket az áramlatok mozgatnak, valamint a nekton - az élővilág csoportja. a vízoszlopban önálló mozgásra képes élőlények (halak, kagylók stb.).
2. a bentosz a fenéken és a talajban élő szervezetek csoportja. A bentosz viszont fitobentoszra oszlik, amelyet algák és magasabb rendű növények képviselnek, valamint zoobentoszra ( tengeri csillagok, rákfélék, puhatestűek stb.).

Ökológiai tényezők a vízi élőhelyeken

Alapvető környezeti tényezők vízi élőhelyeken szinte megállás nélkül ható áramlatok és hullámok képviselik őket. Képesek közvetett hatást gyakorolni az élőlényekre, megváltoztatva a víz ionösszetételét, mineralizációját, ami viszont hozzájárul a tápanyag-koncentráció változásához. Ami a fenti tényezők közvetlen hatását illeti, ezek hozzájárulnak az élő szervezetek áramláshoz való alkalmazkodásához. Így például a nyugodt vizekben élő halak teste oldalról lapított (keszeg), míg a gyors vizekben gömbölyű (pisztráng).

Mivel meglehetősen sűrű közeg, a víz jelentős ellenállást biztosít a benne lakó élő szervezetek mozgásával szemben. Éppen ezért a hidroszféra lakóinak többsége áramvonalas testalkatú (halak, delfinek, tintahal stb.).

1. megjegyzés

Érdemes megjegyezni, hogy az emberi embrió fejlődésének első heteiben sok tekintetben hasonlít a halembrióhoz, és csak másfél-két hónapos korban sajátítja el az emberre jellemző tulajdonságokat. Mindez jelzi a vízi környezet kritikus fontosságát az élet kialakulásában.