4.1. Vízi élőhely. A hidrobionok adaptációjának sajátosságai

A víznek, mint élőhelynek van egy száma konkrét tulajdonságok, mint például a nagy sűrűség, erős nyomásesések, viszonylag alacsony oxigéntartalom, erős napfény-elnyelés stb. A víztestek és egyes szakaszaik eltérőek, emellett sójárásban, vízszintes mozgási sebességben (áramlatok), lebegő részecskék tartalmában. A bentikus élőlények életéhez fontosak a talaj tulajdonságai, a szerves maradványok lebomlási módja stb.. Ezért a vízi környezet általános tulajdonságaihoz való alkalmazkodás mellett lakóit is alkalmazkodni kell a különféle sajátos körülményekhez. . A vízi környezet lakói az ökológiában általános nevet kaptak hidrobiontok. Az óceánokban, a kontinentális vizekben és a talajvízben élnek. Bármely tározóban a zónák megkülönböztethetők a körülményektől függően.

4.1.1. A Világóceán ökológiai övezetei

Az óceánban és az azt alkotó tengerekben elsősorban két ökológiai területet különböztetnek meg: a vízoszlopot - nyílt tengeri és az alsó benthal (38. ábra). A mélységtől függően a benthal fel van osztva szublittorális zóna - a szárazföld simán csökkenő területe körülbelül 200 m mélységig, batyal– meredek lejtős terület és mélységzóna– az óceáni meder olyan területe, amelynek átlagos mélysége 3-6 km. A benthal még mélyebb, az óceánfenék mélyedéseinek megfelelő területeit ún ultraabyssal. A part szélét, amelyet dagálykor elönt, ún parti. Az árapály szintje felett a partnak a szörf fröccsenéseitől megnedvesített részét ún. szupralitorális.

Rizs. 38. A Világóceán ökológiai övezetei

Természetes, hogy például a szublitorális lakói viszonylag alacsony nyomás, nappali napfény, gyakran meglehetősen alacsony nyomás mellett élnek. jelentős változásokat hőmérsékleti rezsim. A mélységben és az ultra-mélységben élők sötétben, állandó hőmérsékleten és több száz, néha körülbelül ezer atmoszféra körüli szörnyű nyomáson élnek. Ezért a puszta megjelölés, hogy a Bentali melyik övezetében él egyik vagy másik élőlényfaj, már jelzi, milyen általános ökológiai tulajdonságokkal kell rendelkeznie. Az óceán fenekének teljes lakosságát elnevezték bentosz.

A vízoszlopban vagy nyíltvízi élőlények azok pelagos. A pelagiális vízszintes zónákra is fel van osztva, amelyek mélysége megfelel a bentális zónáknak: epipelagialis, batypelagialis, abyssopelagialis. Az epipelágikus zóna alsó határát (legfeljebb 200 m) a napfény behatolása határozza meg a fotoszintézishez elegendő mennyiségben. A fotoszintetikus növények nem létezhetnek mélyebben, mint ezek a zónák. Csak mikroorganizmusok és állatok élnek az alkonyi batyális és sötét mélységben. Különböző ökológiai zónákat különböztetnek meg minden más típusú víztestben is: tavakban, mocsarakban, tavakban, folyókban stb. A hidrobiontok sokfélesége, amelyek ezeket az élőhelyeket elsajátították, igen nagy.

4.1.2. 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/cm3 4°C-on. Az oldott sókat tartalmazó természetes vizek sűrűsége nagyobb, akár 1,35 g/cm 3 is lehet. A nyomás a mélységgel átlagosan körülbelül 1 10 5 Pa-val (1 atm) növekszik minden 10 méterenként.

A víztestekben tapasztalható éles nyomásgradiens miatt a hidrobionok általában sokkal euribatikusabbak, mint a szárazföldi élőlények. Egyes, különböző mélységben elterjedt fajok több száz atmoszféra nyomását is elviselik. Például az Elpidia nemzetségbe tartozó holothurok és a Priapulus caudatus férgek a part menti övezettől az ultraabyssalig élnek. Még az édesvízi lakosok is, mint például a csillós cipők, a suvoyi, az úszóbogarak stb., akár 6 10 7 Pa-t (600 atm) is ellenállnak a kísérletben.

A tengerek és óceánok lakói azonban viszonylag faltól falig élnek, és bizonyos mélységekbe vannak bezárva. Stenobatnost leggyakrabban jellemző sekély és mélytengeri fajok. Csak a tengerparton él az Arenicola annelid féreg, puhatestű puhatestűek (Patella). Sok hal, például horgász, lábasfejű, rákfélék, pogonofor, tengeri csillagok mások pedig csak a nagy mélységek ah legalább 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400-500 atm) nyomáson.

A víz sűrűsége lehetővé teszi a rátámaszkodást, ami különösen fontos a nem csontvázas formáknál. A közeg sűrűsége a vízben való szárnyalás feltétele, és sok hidrobiont pontosan ehhez az életmódhoz igazodik. A vízben lebegő lebegő szervezetek a hidrobionok speciális ökológiai csoportjába egyesülnek - plankton ("planktos" - szárnyalás).

Rizs. 39. A test relatív felületének növekedése plankton szervezetekben (S. A. Zernov, 1949 szerint):

A - rúd alakú formák:

1 – kovaalma Synedra;

2 – Aphanizomenon cianobaktérium;

3 – Amphisolenia peridin alga;

4 – Euglena acus;

5 – lábasfejű Doratopsis vermicularis;

6 – Setella borjúlábú;

7 – Porcellana (Decapoda) lárva

B - boncolt formák:

1 – puhatestű Glaucus atlanticus;

2 – Tomopetris euchaeta féreg;

3 – Palinurus ráklárva;

4 – a Lophius ördöghal lárvái;

5 – copepoda Calocalanus pavo

A planktonok közé tartoznak az egysejtűek és a gyarmati algák, a protozoák, a medúzák, a szifonoforok, a ctenoforok, a szárnyas és a szárnyas puhatestűek, a különféle kis rákfélék, a fenékállatok lárvái, a halikra és az ivadékok és még sokan mások (39. ábra). A plankton organizmusok sok hasonló adaptációval rendelkeznek, amelyek növelik felhajtóképességüket, és megakadályozzák, hogy a fenékre süllyedjenek. Ezek az alkalmazkodások a következőket foglalják magukban: 1) a test relatív felületének általános növekedése a méretcsökkenés, ellaposodás, megnyúlás, számos kinövés vagy sörte kialakulása miatt, ami növeli a vízzel szembeni súrlódást; 2) a sűrűség csökkenése a csontváz csökkenése, a zsírok, gázbuborékok stb. felhalmozódása miatt. A kovamoszatban a tartalék anyagok nem nehéz keményítő, hanem zsírcseppek formájában rakódnak le. A Noctiluca éjszakai fényét a sejtben található gázüregek és zsírcseppek olyan sokasága különbözteti meg, hogy a benne lévő citoplazma olyan szálaknak tűnik, amelyek csak a mag körül egyesülnek. A szifonoforoknak, számos medúzának, plankton haslábúaknak és másoknak is van légkamrája.

Hínár (fitoplankton) passzívan lebeg a vízben, míg a plankton állatok többsége képes aktív úszásra, de korlátozottan. A plankton élőlények nem tudják legyőzni az áramlatokat, és nagy távolságokra szállítják őket. sokféle zooplankton azonban a vízoszlopban több tíz és száz méteres függőleges vándorlásra képesek, mind az aktív mozgás hatására, mind a testük felhajtóerejének szabályozásával. A planktonok különleges fajtája az ökológiai csoport neuston ("nein" - úszni) - 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 csoportot alkotnak. nekton ("nektos" - lebegő). A nekton képviselői a halak, a tintahal, a delfinek. A gyors mozgás a vízoszlopban csak áramvonalas testforma és magasan fejlett izmok jelenlétében lehetséges. A torpedó alakú formát minden jó úszó fejleszti, függetlenül szisztematikus hovatartozásától és a vízben való mozgás módjától: reaktív, a test hajlításával, a végtagok segítségével.

Oxigén üzemmód. Oxigénnel telített vízben a tartalma nem haladja meg a 10 ml-t 1 literenként, ami 21-szer alacsonyabb, mint a légkörben. Ezért a hidrobiontok légzésének feltételei sokkal bonyolultabbak. Az oxigén elsősorban az algák fotoszintetikus aktivitása és a levegőből való diffúzió következtében kerül a vízbe. Ezért a vízoszlop felső rétegei általában gazdagabbak ebben a gázban, mint az alsó rétegek. A víz hőmérsékletének és sótartalmának növekedésével az oxigén koncentrációja csökken. Az állatokkal és baktériumokkal sűrűn lakott rétegekben a megnövekedett fogyasztás miatt éles O 2 hiány jöhet létre. Például a Világóceánban az 50 és 1000 m közötti életben gazdag mélységeket a levegőztetés éles romlása jellemzi - 7-10-szer alacsonyabb, mint a fitoplanktonok által lakott felszíni vizekben. A víztestek fenekének közelében a viszonyok az anaerobhoz közeliek lehetnek.

A vízi élőlények között számos olyan faj él, amely elviseli a víz oxigéntartalmának nagy ingadozását, annak szinte teljes hiányáig. (eurioxibiontok - "oxi" - oxigén, "biont" - lakó). Ide tartoznak például a Tubifex tubifex édesvízi oligochaéták, a Viviparus viviparus haslábúak. A halak közül a ponty, a compó, a kárász ellenáll a víz nagyon alacsony oxigéntelítettségének. Azonban számos fajta stenoxibiont – csak kellően magas oxigéntelítettség mellett létezhetnek (szivárványos pisztráng, sebes pisztráng, rózsa, Planaria alpina csillóféreg, májusi lárvái, kőlegyek stb.). Sok faj képes inaktív állapotba kerülni oxigénhiány miatt - anoxibiózis - és így egy kedvezőtlen időszakot élnek át.

A hidrobionok légzése vagy a test felületén, vagy speciális szerveken - kopoltyúkon, tüdőn, légcsőn keresztül történik. Ebben az esetben a burkolatok további légzőszervként szolgálhatnak. Például a csíkos hal átlagosan az oxigén 63%-át fogyasztja el a bőrön keresztül. Ha a gázcsere a test belsején keresztül történik, akkor ezek nagyon vékonyak. A légzést a felület növelése is megkönnyíti. Ezt a fajok evolúciója során különféle kinövések kialakulásával, ellaposodással, megnyúlással, általános csökkenés testméretek. Egyes oxigénhiányos fajok aktívan megváltoztatják a légzőfelület méretét. A Tubifex tubifex férgek erősen megnyújtják a testet; hidrák és tengeri kökörcsin - csápok; tüskésbőrűek - ambulacrális lábak. Sok ülő és inaktív állat megújítja a körülöttük lévő vizet, akár irányított áram létrehozásával, akár a keveredését elősegítő oszcilláló mozgásokkal. Erre a célra a kéthéjú kagylók a köpenyüreg falát bélelő csillókat használnak; rákfélék - a hasi vagy a mellkasi lábak munkája. Piócák, gyűrűző szúnyogok lárvái (vérféreg), sok oligochaeta lengeti a testet, kidőlve a földből.

Egyes fajok víz és levegő légzés kombinációjával rendelkeznek. Ilyenek a tüdőhalak, diszkofáns szifonoforok, sok tüdő puhatestűek, rákfélék Gammarus lacustris és mások A másodlagos víziállatok általában energetikailag kedvezőbbnek tartják a légköri légzést, ezért szükségük van a levegővel való érintkezésre, például úszólábúak, cetek, vízibogarak szúnyoglárvák stb.

A víz oxigénhiánya néha katasztrofális jelenségekhez vezet - zamoram, sok hidrobiont halála kíséretében. lefagy a tél gyakran a víztestek felszínén kialakuló jégképződés és a levegővel való érintkezés megszűnése okozza; nyár- a víz hőmérsékletének emelkedése és ennek következtében az oxigén oldhatóságának csökkenése.

A halak és számos gerinctelen télen gyakori elpusztulása jellemző például az Ob-folyó medencéjének alsó részére, ahol a nyugat-szibériai alföld mocsaras területeiről folyó vizei rendkívül szegények az oldott oxigénben. A zamora néha előfordul a tengerekben.

Az oxigénhiány mellett halálesetet okozhat a vízben a mérgező gázok - metán, hidrogén-szulfid, CO 2 stb. - koncentrációjának emelkedése, amelyek a tározók alján lévő szerves anyagok bomlása következtében keletkeznek. .

Só mód. A hidrobionok vízháztartásának fenntartása megvan a maga sajátossága. 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 az a környezetben feleslegben van. A túlzott mennyiségű víz a sejtekben az ozmotikus nyomás megváltozásához és a legfontosabb életfunkciók megsértéséhez vezet.

A legtöbb vízi élőlény 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, a tengeri formák nem tűrik a sótalanítást. Ha a víz sótartalma megváltozik, az állatok kedvező környezetet keresnek. Például a tenger felszíni rétegeinek heves esőzések utáni sótalanítása során a radiolariák, a Calanus tengeri rákfélék és mások 100 m mélységbe ereszkednek. A gerincesek, a magasabb rendű rákok, a vízben élő rovarok és lárváik homoizomotikus fajok, állandó ozmotikus nyomás fenntartása a szervezetben, függetlenül a sók koncentrációjától a vízben.

Az édesvízi fajoknál a testnedvek a környező vízhez képest hipertóniás hatásúak. Fennáll a túlöntözés veszélye, hacsak nem akadályozzák meg a bevitelüket, vagy ha a felesleges vizet nem távolítják el a szervezetből. A protozoonokban ez a kiválasztó vakuólumok munkájával, a többsejtű élőlényeknél a víz kiválasztó rendszeren keresztül történő eltávolításával érhető el. Néhány csillós 2-2,5 percenként a test térfogatának megfelelő mennyiségű vizet bocsát ki. A sejt sok energiát fordít a felesleges víz „kiszivattyúzására”. A sótartalom növekedésével a vakuolák munkája lelassul. Így a Paramecium cipőben 2,5% o víz sótartalomnál a vakuólum 9 s intervallumban, 5% o - 18 s, 7,5% o - 25 s intervallumban pulzál. 17,5% o sókoncentrációnál a vakuólum működése leáll, mivel megszűnik a sejt és a külső környezet közötti ozmotikus nyomáskülönbség.

Ha a víz hipertóniás a hidrobiontok testnedveihez képest, akkor az ozmotikus veszteségek következtében kiszáradás fenyegeti őket. A kiszáradás elleni védelmet a sók koncentrációjának növelésével érik el a hidrobionok szervezetében is. A kiszáradást a homoiozmotikus szervezetek - emlősök, halak, magasabb rendű rákok, vízi rovarok és lárváik - vízát nem eresztő borítói akadályozzák meg.

Sok poikilosmotikus faj inaktív állapotba kerül - felfüggesztett animáció a szervezetben a növekvő sótartalom következtében fellépő vízhiány következtében. Ez jellemző a tengervíz medencéiben és a partvidéken élő fajokra: forgószárnyasok, flagellák, csillósok, egyes rákfélék, fekete-tengeri soklevelű Nereis divesicolor stb. Só-hibernáció- eszköz a kedvezőtlen időszakok túlélésére változó sótartalmú vízviszonyok között.

Valóban eurihalin A vízi lakosok között nem sok olyan faj él, amely aktív állapotban élhet édes- és sós vízben egyaránt. Ezek főként a folyótorkolatokban, torkolatokban és más sós víztestekben élő fajok.

Hőmérséklet rezsim a víztestek stabilabbak, mint a szárazföldön. Ennek oka a víz fizikai tulajdonságai, elsősorban a nagy fajlagos hőkapacitás, melynek köszönhetően jelentős mennyiségű hő befogadása vagy leadása nem okoz túl éles hőmérsékletváltozásokat. A víztestek felszínéről mintegy 2263,8 J/g fogyasztású víz párolgása megakadályozza az alsóbb rétegek túlmelegedését, a olvadáshőt (333,48 J/g) felszabadító jégképződés pedig lassítja lehűlésüket.

Az éves hőmérséklet-ingadozások amplitúdója az óceán felső rétegeiben nem haladja meg a 10-15 °C-ot, a kontinentális víztestekben 30-35 °C. A mély vízrétegeket állandó hőmérséklet jellemzi. Egyenlítői vizekben évi középhőmérséklet felszíni rétegekben +(26–27) °С, poláris rétegekben - körülbelül 0 °C és az alatt. A forró talajú forrásokban a víz hőmérséklete megközelítheti a +100 °C-ot, az óceán fenekén nagy nyomású víz alatti gejzírekben pedig +380 °C-os hőmérsékletet regisztráltak.

Így a tározókban a hőmérsékleti viszonyok meglehetősen változatosak. A bennük kifejezett szezonális hőmérséklet-ingadozásokkal járó felső vízrétegek és az alsóbb rétegek között, ahol a termikus rezsim állandó, hőmérsékleti ugrászóna vagy termoklin található. A termoklin kifejezettebb a meleg tengerekben, ahol nagyobb a hőmérsékletkülönbség a külső és a mély vizek között.

A hidrobiontok között a víz stabilabb hőmérsékleti viszonya miatt, sokkal nagyobb mértékben, mint a szárazföld lakossága körében, gyakori a stenotermia. Az euritermikus fajok főként a sekély kontinentális víztestekben, valamint a magas és mérsékelt szélességi tengerek partvidékén találhatók, ahol jelentős a napi és szezonális hőmérséklet-ingadozás.

Fény mód. A vízben sokkal kevesebb fény van, mint a levegőben. A tározó felületére eső sugarak egy része visszaverődik a levegőben. A visszaverődés annál erősebb, minél alacsonyabban áll a Nap, így a nap a víz alatt rövidebb, mint a szárazföldön. Például egy nyári nap Madeira szigete közelében 30 m mélységben 5 óra, 40 m mélyen pedig csak 15 perc. A fény mennyiségének a mélységgel való gyors csökkenése a víz általi elnyelésének köszönhető. A különböző hullámhosszú sugarak eltérően nyelődnek el: a vörösek a felszín közelében eltűnnek, míg a kékeszöldek sokkal mélyebbre hatolnak. Az óceánban egyre mélyülő félhomály először zöld, majd kék, kék és kék-ibolya színű, végül átadja helyét az állandó sötétségnek. Ennek megfelelően a zöld, a barna és a vörös algák mélységgel helyettesítik egymást, és a különböző hullámhosszúságú fény megragadására specializálódtak.

Az állatok színe ugyanúgy változik a mélységgel. A parti és szublitorális zónák lakói a legélénkebb és legváltozatosabb színűek. Sok mélyen elhelyezkedő élőlény, például a barlangi élőlény, nem rendelkezik pigmentekkel. Az alkonyi zónában elterjedt a vörös elszíneződés, amely ezekben a mélységekben kiegészíti a kék-lila fényt. A további színsugarakat a szervezet a legteljesebben elnyeli. Ez lehetővé teszi az állatok számára, hogy elrejtőzzenek az ellenségek elől, mivel a kék-ibolya sugarak vörös színét vizuálisan feketének érzékelik. A vörös szín az alkonyi zóna olyan állataira jellemző, mint a tengeri sügér, vörös korall, különféle rákfélék stb.

Egyes fajoknál, amelyek a víztestek felszíne közelében élnek, a szemek két részre oszlanak, amelyek különböző módon képesek megtörni a sugarakat. A szem egyik fele a levegőben, a másik fele a vízben lát. Ez a „négyszeműség” a örvénylő bogarakra, az amerikai halra, az Anableps tetraphthalmusra jellemző, amely a dialommus fuscus trópusi fajok közé tartozik. Ez a hal apály idején mélyedésekben ül, fejének egy részét kiszabadítva a vízből (lásd: 26. ábra).

A fényelnyelés annál erősebb, annál kisebb a víz átlátszósága, ami a benne szuszpendált részecskék számától függ.

Az átlátszóságot az a maximális mélység jellemzi, amelynél egy speciálisan leeresztett, körülbelül 20 cm átmérőjű fehér korong (Secchi korong) még látható. A legátlátszóbb vizek a Sargasso-tengerben találhatók: a korong 66,5 m mélységig látható. A Csendes-óceánban a Secchi-korong 59 m-ig, az Indiai-óceánon - 50 m-ig, a sekély tengerekben - felfelé A folyók átlátszósága átlagosan 1-1,5 m, a legiszaposabb folyókban, például a közép-ázsiai Amu-darjában és Szir-darjában, csak néhány centiméter. A fotoszintézis zóna határa ezért a különböző víztestekben nagyon eltérő. A legtisztább vizekben eufotikus zóna vagy fotoszintézis zóna legfeljebb 200 m mélységig terjed, alkonyatig, ill. diszfotikus, a zóna 1000-1500 m mélységig, mélyebben pedig aphotikus zónába, a napfény egyáltalán nem hatol be.

A víztestek felső rétegeiben a fény mennyisége nagymértékben változik a terület szélességi fokától és az évszaktól függően. A hosszú sarki éjszakák nagymértékben korlátozzák a fotoszintézisre rendelkezésre álló időt az Északi-sarkvidék és az Antarktisz medencéiben, a jégtakaró pedig megnehezíti, hogy télen minden fagyos víztestet elérjen a fény.

Az óceán sötét mélyén az élőlények által kibocsátott fényt vizuális információforrásként használják az élőlények. Az élő szervezet ragyogását ún biolumineszcencia. A világító fajok a vízi állatok szinte minden osztályában megtalálhatók a protozoáktól a halakig, valamint a baktériumok, alacsonyabb rendű növények és gombák között. Úgy tűnik, hogy a biolumineszcencia többször is megjelent különböző csoportokban az evolúció különböző szakaszaiban.

A biolumineszcencia kémiája ma már meglehetősen jól ismert. A fény előállítására alkalmazott reakciók változatosak. De ez minden esetben összetett szerves vegyületek oxidációja (luciferinek) fehérje katalizátorok felhasználásával (luciferáz). A luciferinek és a luciferázok a különböző szervezetekben eltérő szerkezettel rendelkeznek. A reakció során a gerjesztett luciferin molekula többletenergiája fénykvantumok formájában szabadul fel. Az élő szervezetek impulzusok formájában bocsátanak ki fényt, általában a külső környezetből érkező ingerekre reagálva.

A ragyogás nem játszhat különösebb ökológiai szerepet a faj életében, de lehet a sejtek létfontosságú tevékenységének mellékterméke, mint például a baktériumokban vagy az alacsonyabb rendű növényekben. Ökológiai jelentőséget csak kellően fejlett idegrendszerrel és látószervekkel rendelkező állatoknál kap. Sok fajnál a világító szervek igen összetett szerkezetet vesznek fel, a sugárzást felerősítő reflektor- és lencserendszerrel (40. ábra). Számos hal és lábasfejű, amelyek nem képesek fényt generálni, szimbiotikus baktériumokat használnak, amelyek ezen állatok speciális szerveiben szaporodnak.

Rizs. 40. A vízi állatok világító szervei (S. A. Zernov, 1949 szerint):

1 - mélytengeri horgászhal, zseblámpával a fogazott száj felett;

2 - a világító szervek eloszlása ​​az ebbe a családba tartozó halakban. Mystophidae;

3 - az Argyropelecus affinis hal világító szerve:

a - pigment, b - reflektor, c - világító test, d - lencse

A biolumineszcenciának főként jelértéke van az állatok életében. Fényjelek használhatók a nyájban való tájékozódásra, ellenkező nemű egyedek vonzására, áldozatok csalogatására, maszkolásra vagy figyelemelterelésre. A fényvillanás védekezés lehet egy ragadozó ellen, elvakítja vagy elzavarhatja azt. Például a mélytengeri tintahalak az ellenség elől menekülve fényes váladékfelhőt bocsátanak ki, míg a megvilágított vizekben élő fajok sötét folyadékot használnak erre a célra. Egyes fenékférgekben - polichaetákban - a világító szervek a szaporodási termékek érésének idejére fejlődnek, és a nőstények fényesebben világítanak, és a szemek jobban fejlettek a hímeknél. húsevők mélytengeri halak a horgászhal leválásától a hátúszó első sugara a felső állkapocs felé tolódik, és rugalmas "rúddá" alakul át, amely a végén egy féregszerű "csalit" hordoz - egy mirigyet, amely világító baktériumokkal teli nyálkahártyát tartalmaz. A mirigy véráramlásának és ezáltal a baktérium oxigénellátásának szabályozásával a halak önkényesen izzíthatják a "csali"-t, ezzel imitálva a féreg mozgását és csalogatva a zsákmányt.

Szárazföldi környezetben a biolumineszcencia csak néhány fajnál alakul ki, leginkább a szentjánosbogár családba tartozó bogaraknál, amelyek fényjelzéssel vonzzák magukhoz az ellenkező nemű egyedeket szürkületben vagy éjszaka.

4.1.3. A hidrobionok néhány speciális adaptációja

Állattájolási módszerek vízi környezet. Az állandó szürkületben vagy sötétben élés nagymértékben korlátozza a lehetőségeket vizuális tájékozódás hidrobiontok. A vízben a fénysugarak gyors gyengülése kapcsán még a jól fejlett látószervek tulajdonosai is csak közelről tájékozódnak segítségükkel.

A hang gyorsabban terjed a vízben, mint a levegőben. Hang orientáció általában jobban fejlett a vízi szervezetekben, mint a vizuális. Számos faj még nagyon alacsony frekvenciájú rezgéseket is felvesz (infrahangok), akkor keletkezik, amikor a hullámok ritmusa megváltozik, és a vihar előtt előre leereszkedik a felszíni rétegekből a mélyebb rétegekbe (például medúza). A víztestek sok lakója - emlősök, halak, puhatestűek, rákfélék - saját maguk adnak hangot. A rákfélék ezt úgy érik el, hogy a test különböző részeit egymáshoz dörzsölik; halak - úszóhólyag, garatfogak, állkapcsok, mellúszók sugarai segítségével és más módon. A hangjelzést leggyakrabban fajon belüli kapcsolatokra használják, például egy nyájban való tájékozódásra, az ellenkező nemű egyedek vonzására stb., és különösen a sáros vizek és a nagy mélységek lakóinál fejlődnek ki, akik sötétben élnek.

Számos hidrobiont keres táplálékot és navigál a segítségével echolocation– visszavert hanghullámok észlelése (cetek). Sok visszavert elektromos impulzusokat fogadni úszás közben különböző frekvenciájú kisüléseket produkál. Körülbelül 300 halfajról ismert, hogy képes elektromos áramot termelni és azt tájékozódásra és jelzésre használni. Az édesvízi elefánthal (Mormyrus kannume) másodpercenként akár 30 impulzust is kibocsát, hogy észrevegye az általa a folyékony iszapra zsákmányolt gerincteleneket, anélkül, hogy látná. A kisülések gyakorisága egyeseknél tengeri halak akár 2000 impulzus másodpercenként. Számos hal védekezésre és támadásra is használ elektromos mezőt (elektromos rája, elektromos angolna stb.).

Mélységi tájoláshoz a hidrosztatikus nyomás érzékelése. Statociszták, gázkamrák és más szervek segítségével hajtják végre.

A tájékozódás legősibb, minden vízi állatra jellemző módja az a környezet kémiájának észlelése. Számos vízi szervezet kemoreceptora rendkívül érzékeny. A sok halfajra jellemző ezer kilométeres vonulásokon elsősorban szaglás alapján navigálnak, elképesztő pontossággal találják meg az ívó- vagy táplálkozóhelyeket. Kísérletileg bebizonyosodott például, hogy a szaglástól mesterségesen megfosztott lazacok nem találják meg folyójuk torkolatát, visszatérve ívásra, de soha nem tévednek, ha érzékelik a szagokat. A szaglás finomsága rendkívül nagy a különösen távoli vándorlást végző halakban.

A kiszáradó tározókban való élethez való alkalmazkodás sajátosságai. A Földön számos ideiglenes, sekély víztározó található, amelyek folyók árvizei, heves esőzések, hóolvadás stb. után keletkeznek. Ezekben a tározókban létezésük rövidsége ellenére különféle vízi élőlények telepednek meg.

A kiszáradó medencék lakóinak közös jellemzője, hogy rövid időn belül számos utódot hoznak létre, és hosszú ideig víz nélkül bírják. Ugyanakkor számos faj képviselője iszapba temetkezik, és csökkent létfontosságú állapotba kerül - hipobiózis.Így viselkednek a pajzsok, a kladoceránok, a planáriák, az alacsony sörtéjű férgek, a puhatestűek és még a halak is - csík, afrikai protopterus és dél-amerikai tüdőhal. Sok kis faj alkot cisztákat, amelyek ellenállnak a szárazságnak, mint például a napraforgók, csillóslábúak, rizopodák, számos copepod, turbellarian, a Rhabditis nemzetséghez tartozó fonálférgek. Mások kedvezőtlen időszakot tapasztalnak a rendkívül ellenálló peték stádiumában. Végül, a száradó víztestek néhány kis lakója egyedülállóan képes kiszáradni filmszerű állapotig, és ha megnedvesítik, újraindítja a növekedést és fejlődést. A test teljes kiszáradását elviselni képes a Callidina, Philodina stb., a tardigrades Macrobiotus, az Echiniscus, a Tylenchus, a Plectus, a Cephalobus nemzetség fonálférgeiben, stb. Ezek az állatok moha és zuzmó mikrotározóiban élnek. párnák, és alkalmazkodnak a páratartalom hirtelen változásaihoz.

A szűrés, mint ételfajta. Sok vízi élőlény speciális táplálkozási természetű – ez a vízben szuszpendált szerves eredetű részecskék és számos kis szervezet szitálása vagy ülepedése (41. ábra).

Rizs. 41. A Barents-tengerből származó ascidia plankton táplálék összetétele (S. A. Zernov, 1949 szerint)

Ez a zsákmánykereséshez nem sok energiát igénylő takarmányozási mód a lapos ágú puhatestűekre, ülő tüskésbőrűekre, soklevelűekre, bryozoákra, ascidiákra, planktonrákokra stb. jellemző (42. ábra). A víztestek biológiai kezelésében fontos szerepet töltenek be a szűrőn táplálkozó állatok. Az 1 m 2 területen élő kagylók naponta 150-280 m 3 vizet tudnak áthajtani a köpenyüregen, lebegő részecskéket kicsapva. Az édesvízi daphnia, a küklopsz vagy a Calanus finmarchicus legnagyobb tömegű rákfélesége az óceánban egyedenként naponta akár 1,5 liter vizet is kiszűr. Az óceán part menti övezete, amely különösen gazdag szűrőszervezetek felhalmozódásában, hatékony tisztítórendszerként működik.

Rizs. 42. A hidrobiontok szűrőberendezései (S. A. Zernov, 1949 szerint):

1 – Simulium midge lárvák kövön (a) és szűrőfüggelékeik (b);

2 – a Diaphanosoma brachyurum rákfélék szűrő lába;

3 – az ascidian Phasullia kopoltyúhasai;

4 – rákféle Bosmina szűrt béltartalommal;

5 – a csillósok táplálékárama Bursaria

A környezet tulajdonságai nagymértékben meghatározzák lakóinak alkalmazkodási módjait, életmódjukat és erőforrás-felhasználásukat, ok-okozati függőségi láncokat hozva létre. A víz nagy sűrűsége tehát lehetővé teszi a planktonok létét, a vízben lebegő élőlények jelenléte pedig előfeltétele a szűrési típusú táplálkozás kialakításának, amelyben az állatok mozgásszegény életmódja is lehetséges. Ennek eredményeként a bioszférikus jelentőségű víztestek erőteljes öntisztulási mechanizmusa alakul ki. Nagyszámú hidrobiontot foglal magában, mind bentikus, mind nyílt tengeri élőlényeket, az egysejtű protozoáktól a gerincesekig. Számítások szerint a mérsékelt öv tavaiban lévő összes víz a vegetációs időszakban többször-tízszer áthalad az állatok szűrőberendezésén, és a Világóceán teljes térfogatát több napon át szűrik. A szűrőbetáplálók tevékenységének különböző antropogén hatások általi megzavarása komoly veszélyt jelent a vizek tisztaságának megőrzésére.

4.2. Föld-levegő életkörnyezet

Föld-levegő környezet- a környezeti feltételek szempontjából a legnehezebb. A szárazföldi élet olyan alkalmazkodást igényelt, amely csak a növények és állatok kellően magas szintű szervezettségével lehetséges.

4.2.1. A levegő, mint ökológiai tényező a szárazföldi élőlények számára

A levegő alacsony sűrűsége határozza meg alacsony emelőerejét és elhanyagolható vitathatóságát. A levegő környezetének lakóinak saját tartórendszerrel kell rendelkezniük, amely támogatja a testet: növények - különféle mechanikai szövetek, állatok - szilárd vagy ritkábban hidrosztatikus váz. Ezenkívül a levegő környezetének minden lakója szorosan kapcsolódik a föld felszínéhez, amely kötődést és támogatást szolgál számukra. A levegőben felfüggesztett élet lehetetlen.

Igaz, számos mikroorganizmus és állat, növények spórái, magjai, termései és pollenje rendszeresen jelen van a levegőben és légáramlatok szállítják őket (43. ábra), sok állat képes aktív repülésre, azonban mindezen fajok esetében a életciklusuk fő funkcióját - a szaporodást - a föld felszínén végzik. A legtöbbjük számára a levegőben való tartózkodás csak az áttelepítéshez vagy a zsákmánykereséshez kapcsolódik.

Rizs. 43. A légi plankton ízeltlábúak magassági eloszlása ​​(Dajot, 1975 szerint)

A levegő alacsony sűrűsége alacsony mozgási ellenállást okoz. Ezért az evolúció során sok szárazföldi állat felhasználta a levegő környezet ezen tulajdonságának ökológiai előnyeit, megszerezve a repülési képességet. Az összes szárazföldi állat fajának 75%-a képes aktív repülésre, főként a rovarok és a madarak, de emlősök és hüllők között is előfordulnak szórólapok. A szárazföldi állatok főként izomerő segítségével repülnek, de néhányan a légáramlatok hatására is siklahatnak.

A levegő mobilitása, az atmoszféra alsó rétegeiben meglévő légtömegek függőleges és vízszintes mozgása miatt számos élőlény passzív repülése lehetséges.

Anemofília a növények beporzásának legrégebbi módja. Minden gymnospermet a szél beporozza, és a zárvatermő növények között a vérszegény növények az összes faj körülbelül 10%-át teszik ki.

Anemophilia a bükk, nyír, dió, szil, kender, csalán, casuarina, köd, sás, gabonafélék, pálmafák és sok más családban figyelhető meg. A szélporzású növények számos olyan adaptációval rendelkeznek, amelyek javítják pollenjük aerodinamikai tulajdonságait, valamint morfológiai és biológiai jellemzőkkel rendelkeznek, amelyek biztosítják a beporzás hatékonyságát.

Sok növény élete teljes mértékben a széltől függ, és az áttelepítést a segítségével hajtják végre. Ilyen kettős függőség figyelhető meg lucfenyőben, fenyőben, nyárban, nyírban, szilban, kőrisben, gyapotfűben, gyékényben, szaxaulban, juzgunban stb.

Sok faj fejlődött ki anemocória- ülepítés légáramlatok segítségével. A vérszegénység a növények spóráira, magvaira és gyümölcseire, protozoon cisztákra, kis rovarokra, pókokra stb. jellemző. A légáramlatok által passzívan szállított élőlényeket összefoglaló néven nevezzük aeroplankton a vízi környezet plankton lakóihoz hasonló módon. A passzív repülés speciális adaptációi a nagyon kis testméretek, a kinövések miatti területének növekedése, az erős disszekció, a szárnyak nagy relatív felülete, a pókháló használata stb. (44. ábra). Az anemochore magvak és a növények termései is vagy nagyon kis méretűek (például orchidea magvak), vagy különféle pterigoid és ejtőernyő alakú függelékek, amelyek növelik a tervezési képességüket (45. ábra).

Rizs. 44. Alkalmazkodások rovarok légi szállításához:

1 – Cardiocrepis brevirostris szúnyog;

2 – epehólyag Porrycordila sp.;

3 – Hymenoptera Anargus fuscus;

4 – Hermes Dreyfusia nordmannianae;

5 - a Lymantria dispar cigánylepke lárvája

Rizs. 45. Alkalmazkodások szélszállításhoz a gyümölcsökben és a növények magjában:

1 – hársfa Tilia intermedia;

2 – Acer monspessulanum juhar;

3 – nyír Betula pendula;

4 – pamutfű Eriophorum;

5 – pitypang Taraxacum officinale;

6 – gyékény Typha scuttbeworhii

A mikroorganizmusok, állatok és növények megtelepedésében a függőleges konvekciós légáramlatok és a gyenge szél játssza a főszerepet. Az erős szelek, viharok és hurrikánok szintén jelentős környezeti hatást gyakorolnak a szárazföldi élőlényekre.

A levegő alacsony sűrűsége viszonylag alacsony nyomást okoz a szárazföldön. Általában 760 Hgmm-nek felel meg. Művészet. A magasság növekedésével a nyomás csökken. 5800 m-es magasságban csak a normális fele. Az alacsony nyomás korlátozhatja a fajok elterjedését a hegyekben. A legtöbb gerinces esetében az élet felső határa körülbelül 6000 m. A nyomáscsökkenés az oxigénellátás csökkenésével és az állatok kiszáradásával jár a légzési sebesség növekedése miatt. Körülbelül ugyanezek a határok a magasabb rendű növények hegyei felé való előrehaladásnak. Valamivel szívósabbak az ízeltlábúak (rugófarkúak, atkák, pókok), amelyek a növényzet határa feletti gleccsereken találhatók.

Általánosságban elmondható, hogy minden szárazföldi élőlény sokkal szűkületesebb, mint a vízi, mivel a környezetükben a szokásos nyomásingadozások a légkör töredékei, és még a nagy magasságba emelkedő madarak esetében sem haladják meg a normál 1/3-át.

A levegő gázösszetétele. A levegő fizikai tulajdonságai mellett a létezéshez szárazföldi élőlények kémiai tulajdonságai rendkívül fontosak. A légkör felszíni rétegében a levegő gázösszetétele a fő komponensek (nitrogén - 78,1%, oxigén - 21,0, argon - 0,9, szén-dioxid - 0,035 térfogat%) tekintetében meglehetősen homogén a magas koncentráció miatt. a gázok diffúziós képessége és a konvekció és a széláramok állandó keveredése. A helyi forrásokból a légkörbe kerülő gáznemű, cseppfolyós és szilárd (por) részecskék különféle adalékai azonban jelentős ökológiai jelentőséggel bírhatnak.

A magas oxigéntartalom hozzájárult a szárazföldi élőlények anyagcseréjének növekedéséhez az elsődleges vízi élőlényekhez képest. A szárazföldi környezetben, a szervezetben zajló oxidatív folyamatok magas hatékonysága alapján alakult ki az állati homoiotermia. Az oxigén a levegőben lévő folyamatosan magas tartalma miatt nem korlátozza az életet a földi környezetben. Csak helyenként, meghatározott körülmények között keletkezik átmeneti hiány, például a bomló növényi maradványok felhalmozódásában, a gabona-, liszt-, stb. készletekben.

A szén-dioxid-tartalom a levegő felszíni rétegének bizonyos területein meglehetősen jelentős határok között változhat. Például szél hiányában a nagyvárosok központjában koncentrációja tízszeresére nő. A szén-dioxid tartalmának rendszeres napi változása felületi rétegek a növényi fotoszintézis ritmusához kapcsolódik. Szezonálisak az élő szervezetek, elsősorban a talajok mikroszkopikus populációinak légzési intenzitásának változásai miatt. A levegő szén-dioxiddal való megnövekedett telítettsége a vulkáni tevékenység zónáiban, a termálforrások és a gáz egyéb földalatti kivezetései közelében fordul elő. Magas koncentrációban a szén-dioxid mérgező. A természetben az ilyen koncentrációk ritkák.

A természetben a szén-dioxid fő forrása az úgynevezett talajlégzés. A talaj mikroorganizmusai és állatok nagyon intenzíven lélegeznek. A szén-dioxid a talajból a légkörbe diffundál, különösen esőben erőteljesen. Sokat bocsátanak ki a mérsékelten nedves, jól felmelegedett, szerves maradványokban gazdag talajok. Például egy bükkerdő talaja óránként 15-22 kg/ha CO 2-t bocsát ki, a műtrágyázatlan homoktalaj pedig csak 2 kg/ha.

BAN BEN modern körülmények között a légkörben lévő további CO 2 erős forrása az emberi tevékenység a fosszilis tüzelőanyagok elégetése terén.

A levegő nitrogénje a szárazföldi környezet legtöbb lakója számára inert gáz, de számos prokarióta szervezet (gócbaktérium, Azotobacter, clostridia, kék-zöld alga stb.) képes megkötni és bevonni a biológiai körforgásba.

Rizs. 46. Hegyoldal a közeli iparágak kén-dioxid-kibocsátása miatt elpusztult növényzettel

A levegőbe kerülő helyi szennyeződések is jelentősen befolyásolhatják az élő szervezeteket. Ez különösen igaz a mérgező gáznemű anyagokra - metán, kén-oxid, szén-monoxid, nitrogén-oxid, hidrogén-szulfid, klórvegyületek, valamint az ipari területek levegőjét szennyező porszemcsék, korom stb. A légkör kémiai és fizikai szennyezésének fő modern forrása antropogén: a különböző ipari vállalkozások és a közlekedés munkája, talajerózió stb. a levegő térfogatának ezredrészétől egymilliomod részéig. A légkört ezzel a gázzal szennyező ipari központok környékén szinte az összes növényzet elpusztul (46. ábra). Egyes növényfajok különösen érzékenyek az SO 2-ra, és érzékeny indikátorként szolgálnak annak levegőben való felhalmozódására. Például sok zuzmó elpusztul még akkor is, ha a környező légkörben kén-oxid nyomokban van jelen. Jelenlétük a nagyvárosok körüli erdőkben a levegő nagy tisztaságáról tanúskodik. A települések tereprendezéséhez szükséges fajok kiválasztásakor figyelembe veszik a növények levegőben lévő szennyeződésekkel szembeni ellenállását. Érzékeny a füstre, pl. lucfenyőés fenyő, juhar, hárs, nyír. A legellenállóbbak a tuja, a kanadai nyár, az amerikai juhar, a bodza és mások.

4.2.2. Talaj és domborzat. A talaj-levegő környezet időjárási és éghajlati jellemzői

Edaphis környezeti tényezők. A talajtulajdonságok és a domborzat befolyásolja a szárazföldi élőlények, elsősorban a növények életkörülményeit is. Tulajdonságok a Föld felszíne amelyek ökológiai hatással vannak lakóira, egyesíti a név edafikus környezeti tényezők (a görög "edafos" szóból - alap, talaj).

A növények gyökérrendszerének jellege a hidrotermikus rezsimtől, a levegőztetéstől, a talaj összetételétől, összetételétől és szerkezetétől függ. Például a fafajok (nyír, vörösfenyő) gyökérrendszerei az örök fagyos területeken kis mélységben helyezkednek el, és szélességben szétterülnek. Ahol nincs örök fagy, ugyanazon növények gyökérrendszere kevésbé nyitott és mélyen behatol. Sok sztyeppei növényben a gyökerek nagy mélységből tudnak vizet kapni, ugyanakkor a humuszos talajhorizontban sok felszíni gyökerük van, ahonnan a növények ásványi tápanyagokat vesznek fel. A mangrovák vizes, rosszul levegőztetett talaján sok fajnak speciális légzőgyökerei vannak - pneumatoforok.

Számos ökológiai növénycsoport különböztethető meg a különböző talajtulajdonságokkal kapcsolatban.

Tehát a talaj savasságára adott reakció szerint megkülönböztetik: 1) acidofil fajok - 6,7-nél alacsonyabb pH-jú savas talajon nőnek (sphagnum lápok, belous növények); 2) neutrofil - 6,7–7,0 pH-jú talajok felé gravitál (a legtöbb kultúrnövény); 3) bazifil- 7,0-nél nagyobb pH-értéken nő (mordovnik, erdei kökörcsin); 4) közömbös - eltérő pH értékű talajon is nőhet (gyöngyvirág, birka csenkesz).

A talaj bruttó összetételére vonatkoztatva: 1) oligotróf növényi tartalom kis mennyiségű kőris elemekkel (erdeifenyő); 2) eutróf, nagyszámú kőris elemre szorulók (tölgy, kecskefű, évelő sólyom); 3) mezotróf, mérsékelt mennyiségű kőris elemet (lucfenyő) igényel.

Nitrofilek- a nitrogénben gazdag talajt kedvelő növények (kétlaki csalán).

A szikes talajok növényei csoportot alkotnak halofiták(soleros, sarsazan, kokpek).

Néhány növényfaj különböző szubsztrátumokra korlátozódik: petrofiták sziklás talajon nőnek, és psammofiták laza homokba laknak.

A terep és a talaj jellege befolyásolja az állatok mozgásának sajátosságait. Például a szabadon élő patás állatoknak, struccoknak, túzoknak szilárd talajra van szükségük, hogy gyors futás közben fokozzák a taszítást. A laza homokon élő gyíkok ujjait kérges pikkelyek szegélyezik, ami növeli a támasztófelületet (47. ábra). A lyukakat ásó szárazföldi lakosok számára a sűrű talajok kedvezőtlenek. A talaj jellege bizonyos esetekben befolyásolja azon szárazföldi állatok elterjedését, amelyek lyukat ásnak, a talajba fúródnak, hogy elkerüljék a hőt vagy a ragadozókat, vagy tojásokat raknak a talajba stb.

Rizs. 47. Legyezőujjú gekkó - a Szahara homokvidékének lakója: A - legyezőujjú gekkó; B - gekkó láb

időjárási jellemzők. A talaj-levegő környezetben az életkörülmények bonyolultak, ráadásul időjárás változásai. Időjárás - ez a légkör folyamatosan változó állapota a földfelszín közelében körülbelül 20 km magasságig (a troposzféra határa). Az időjárás változékonysága olyan környezeti tényezők kombinációjának állandó változásában nyilvánul meg, mint a levegő hőmérséklete és páratartalma, felhőzet, csapadék, szélerősség és -irány stb. éves ciklus jellemzőek a nem periodikus ingadozások, ami jelentősen megnehezíti a szárazföldi élőlények létezésének feltételeit. Az időjárás sokkal kisebb mértékben és csak a felszíni rétegek populációjára hat a vízi lakosok életére.

A terület klímája. A hosszú távú időjárási rezsim jellemzi a terület klímája. Az éghajlat fogalma nemcsak a meteorológiai jelenségek átlagértékeit foglalja magában, hanem azok éves és napi lefolyását, az attól való eltéréseket és gyakoriságukat is. Az éghajlatot a terület földrajzi adottságai határozzák meg.

Az éghajlatok zonális diverzitását bonyolítja a monszunszelek hatása, a ciklonok és anticiklonok eloszlása, a hegyláncok hatása a légtömegek mozgására, az óceántól való távolság mértéke (kontinentalitás), és sok egyéb helyi tényező. A hegyvidéken éghajlati zóna van, amely sok tekintetben hasonlít az alacsony szélességi körökről a magas szélességekre történő övezetváltáshoz. Mindez rendkívül változatos életkörülményeket teremt a szárazföldön.

A legtöbb szárazföldi élőlény, különösen a kicsik számára nem annyira a terület klímája a fontos, hanem a közvetlen élőhelyük adottságai. Nagyon gyakran a környezet lokális elemei (dombormű, kitettség, növényzet stb.) egy adott területen oly módon változtatják meg a hőmérséklet, páratartalom, fény, légmozgás rezsimjét, hogy az jelentősen eltér a terület éghajlati viszonyaitól. Az ilyen helyi klímaváltozásokat, amelyek a felszíni levegőrétegben öltenek testet, ún mikroklíma. Mindegyik zónában a mikroklíma nagyon változatos. Lehetőség van tetszőlegesen kis területek mikroklímáinak kiemelésére. Például egy speciális mód jön létre a virágok korollaiban, amelyeket az ott élő rovarok használnak. A hőmérséklet, a levegő páratartalma és a szélerősség különbségei széles körben ismertek nyílt terepen és erdőkben, füves és csupasz talaj feletti területeken, az északi és déli kitettségek lejtőin stb. Különleges stabil mikroklíma alakul ki az odúkban, fészkekben, üregekben. , barlangok és egyéb zárt helyek.

Csapadék. A vízellátáson és a nedvességtartalékok létrehozásán túl további ökológiai szerepet is betölthetnek. Így a heves esőzések vagy jégeső időnként mechanikai hatást gyakorolnak a növényekre vagy állatokra.

A hótakaró ökológiai szerepe különösen sokrétű. A napi hőmérséklet-ingadozások csak 25 cm-ig hatolnak be a hóvastagságba, mélyebben a hőmérséklet szinte nem változik. -20-30 °C-os fagyok esetén 30-40 cm-es hóréteg alatt a hőmérséklet csak valamivel marad nulla alatt. A mély hótakaró védi a megújulás rügyeit, védi a zöld növényrészeket a fagytól; sok faj lombhullás nélkül megy a hó alá, például a szőrös sóska, a Veronica officinalis, a patás stb.

Rizs. 48. A hólyukban elhelyezkedő mogyorófajd hőmérsékleti rendszerének telemetrikus vizsgálatának sémája (A. V. Andreev, A. V. Krechmar, 1976 szerint)

A kis szárazföldi állatok télen is aktív életmódot folytatnak, egész galériákat fektetnek át a hó alatt és annak vastagságában. Számos, havas növényzettel táplálkozó fajra jellemző a téli szaporodás is, ami például a lemmingeknél, erdei és sárgatorkú egereknél, számos pocok, vízipatkány stb. esetében figyelhető meg. Grouse madarak - mogyorófajd, nyírfajd, tundrai fogoly - fúrja be a hóba éjszakára (48. kép).

A téli hótakaró megakadályozza a nagy állatok táplálékszerzését. Sok patás (rénszarvas, vaddisznó, pézsma ökör) télen kizárólag havas növényzettel táplálkozik, és a mély hótakaró, és különösen a felszínén jégben előforduló kemény kéreg éhhalálra ítéli őket. A forradalom előtti Oroszországban a nomád szarvasmarha-tenyésztés során hatalmas katasztrófa történt a déli régiókban. juta - az állatállomány tömeges elvesztése ónos eső következtében, az állatok tápláléktól való megfosztása. A laza mély havon is nehéz a mozgás az állatok számára. A rókák például havas télen az erdőben sűrű fenyők alatti területeket részesítik előnyben, ahol vékonyabb a hóréteg, és szinte nem mennek ki a nyílt tisztásokra és szélekre. A hótakaró mélysége korlátozhatja a fajok földrajzi elterjedését. Például az igazi szarvasok nem hatolnak be északra olyan területekre, ahol a hó vastagsága télen meghaladja a 40-50 cm-t.

A hótakaró fehérsége leleplezi a sötét állatokat. A háttérszínhez igazodó álcázás kiválasztása láthatóan nagy szerepet játszott a szezonális színváltozások előfordulásában a fehér és a tundrai fogoly, a hegyi nyúl, a hermelin, a menyét és a sarki róka esetében. A Commander-szigeteken a fehér róka mellett sok kék róka él. A zoológusok megfigyelései szerint az utóbbiak főként sötét sziklák és nem fagyos hullámsávok közelében tartanak, míg a fehérek a hótakarós területeket részesítik előnyben.

4.3. Talaj mint élőhely

4.3.1. A talaj jellemzői

A talaj egy laza, vékony felszíni földréteg, amely a levegővel érintkezik. Jelentéktelen vastagsága ellenére a Földnek ez a héja döntő szerepet játszik az élet terjedésében. A talaj nem csupán egy szilárd test, mint a litoszféra legtöbb kőzete, hanem egy összetett háromfázisú rendszer, amelyben a szilárd részecskéket levegő és víz veszi körül. Gázok és vizes oldatok keverékével töltött üregek átjárják, ezért rendkívül változatos, számos mikroorganizmus és makroszervezet életének kedvező körülmények alakulnak ki benne (49. ábra). A talajban a hőmérséklet-ingadozások a levegő felszíni rétegéhez képest kisimulnak, a talajvíz jelenléte és a csapadék behatolása pedig nedvességtartalékokat hoz létre, és köztes nedvességrendszert biztosít a vízi és szárazföldi környezet között. A talaj szerves és ásványi anyagok tartalékait koncentrálja, amelyeket a pusztuló növényzet és állati tetemek szolgáltatnak. Mindez meghatározza a talaj élettel való magas telítettségét.

A szárazföldi növények gyökérrendszere a talajban koncentrálódik (50. ábra).

Rizs. 49. Brandt pocok földalatti járatai: A - felülnézet; B - oldalnézet

Rizs. 50. Gyökerek elhelyezése a sztyeppei csernozjom talajban (M. S. Shalyt, 1950 szerint)

Átlagosan több mint 100 milliárd protozoa sejt, több millió rotifer és tardigrád, több tízmillió fonálféreg, tíz- és százezer kullancs és rugófarkú, több ezer egyéb ízeltlábú, több tízezer enchitreida, tíz és százezer. földigiliszták, puhatestűek és egyéb gerinctelen állatok a talajréteg 1 m 2 -én. Emellett 1 cm 2 talajban baktériumok, mikroszkopikus gombák, aktinomicéták és egyéb mikroorganizmusok tíz- és százmilliói vannak. A megvilágított felszíni rétegekben több százezer zöld, sárgászöld, kovamoszat és kékeszöld algák fotoszintetikus sejtje él grammonként. Az élő szervezetek éppúgy jellemzőek a talajra, mint annak élettelen összetevői. Ezért V. I. Vernadsky a talajt a természet bioinert testeinek tulajdonította, hangsúlyozva annak élettel való telítettségét és elválaszthatatlan kapcsolatát.

A talajviszonyok heterogenitása függőleges irányban a legkifejezettebb. A mélységgel számos, a talajlakók életét befolyásoló legfontosabb környezeti tényező drámaian megváltozik. Ez mindenekelőtt a talaj szerkezetére vonatkozik. Három fő horizontot különböztetnek meg benne, amelyek morfológiai és kémiai tulajdonságaikban különböznek egymástól: 1) az A felső humusz-akkumulatív horizont, amelyben a szerves anyagok felhalmozódnak és átalakulnak, és ahonnan a vegyületek egy részét a mosóvíz viszi le; 2) az intruziós horizont, vagy B illuviális, ahol a felülről kimosott anyagok leülepednek és átalakulnak, és 3) az anyakőzet, vagy C horizont, amelynek anyaga talajmá alakul.

Az egyes horizontokon belül több frakcionált réteget különböztetnek meg, amelyek tulajdonságaiban is nagymértékben különböznek. Például a zónában mérsékelt éghajlat tűlevelűek alatt ill vegyes erdők horizont A padból áll (A 0)- növényi maradványok laza felhalmozódásának rétege, sötét színű humuszréteg (A 1), amelyben szerves eredetű részecskék keverednek ásványi anyaggal, és egy podzolos réteg (A 2)- hamuszürke színű, melyben a szilíciumvegyületek dominálnak, és minden oldható anyag bemosódik a talajszelvény mélységébe. Ezeknek a rétegeknek mind szerkezete, mind kémiája nagyon eltérő, ezért a növények gyökerei és a talaj lakói, mindössze néhány centiméterrel felfelé vagy lefelé mozogva, eltérő körülmények közé esnek.

A talajrészecskék közötti üregek mérete, amelyekben állatok élhetnek, általában gyorsan csökkennek a mélységgel. Például a réti talajokban az üregek átlagos átmérője 0–1 cm mélységben 3 mm, 1–2 cm, 2 mm, 2–3 cm mélységben pedig csak 1 mm; a mélyebb talajpórusok még finomabbak. A talaj sűrűsége is változik a mélységgel. A leglazább rétegek szerves anyagokat tartalmaznak. E rétegek porozitását az határozza meg, hogy a szerves anyagok az ásványi részecskéket nagyobb aggregátumokká ragasztják össze, amelyek között megnő az üregek térfogata. A legsűrűbb általában az illuviális horizont BAN BEN, a belemosódott kolloid részecskék cementálják.

A talajban lévő nedvesség különböző állapotokban van jelen: 1) megkötött (higroszkópos és filmes) szilárdan tartja a talajrészecskék felülete; 2) a kapillárisok kis pórusokat foglalnak el, és különböző irányokba mozoghatnak; 3) a gravitáció kitölti a nagyobb üregeket, és a gravitáció hatására lassan leszivárog; 4) gőzt tartalmaz a talajlevegő.

A víztartalom nem azonos a különböző talajokban és különböző időpontokban. Ha túl sok a gravitációs nedvesség, akkor a talaj rezsimje közel áll a víztestek rezsimjéhez. Száraz talajban csak kötött víz marad, és a körülmények megközelítik a talajon tapasztalhatóakat. Azonban még a legszárazabb talajokon is nedvesebb a levegő, mint a talaj, így a talaj lakóit sokkal kevésbé fenyegeti a kiszáradás veszélye, mint a felszínen.

A talajlevegő összetétele változó. A mélységgel az oxigéntartalom meredeken csökken, és a szén-dioxid koncentrációja nő. A talajban lebomló szerves anyagok jelenléte miatt a talajlevegő nagy koncentrációban tartalmazhat mérgező gázokat, például ammóniát, hidrogén-szulfidot, metánt stb. Ha a talajt elönti, vagy a növényi maradványok intenzíven rothadnak, teljesen anaerob körülmények léphetnek fel. helyenként előfordulnak.

A vágási hőmérséklet ingadozása csak a talaj felszínén. Itt még erősebbek lehetnek, mint a talaj levegőrétegében. Azonban minden centiméter mélységben 1–1,5 m mélységben egyre kevésbé láthatóak a napi és évszakos hőmérsékletváltozások (51. ábra).

Rizs. 51. A talajhőmérséklet éves ingadozásának csökkenése a mélységgel (K. Schmidt-Nilson, 1972 szerint). Az árnyékolt rész az éves hőmérséklet-ingadozások tartománya

Mindezek a tulajdonságok azt a tényt eredményezik, hogy a talaj környezeti feltételeinek nagy heterogenitása ellenére meglehetősen stabil környezetként működik, különösen a mozgó szervezetek számára. A talajszelvény meredek hőmérséklet- és páratartalom-gradiense lehetővé teszi a talajállatok számára, hogy kisebb mozgásokkal megfelelő ökológiai környezetet biztosítsanak maguknak.

4.3.2. Talajlakók

A talaj heterogenitása ahhoz vezet, hogy a különböző méretű élőlények számára más környezetként működik. A mikroorganizmusok számára különösen fontos a talajrészecskék hatalmas összfelülete, mivel a mikrobapopuláció túlnyomó többsége ezeken adszorbeálódik. A talajkörnyezet összetettsége sokféle feltételt teremt számos funkcionális csoport számára: aerobok és anaerobok, szerves és ásványi vegyületek fogyasztói számára. A talajban a mikroorganizmusok eloszlását kis gócok jellemzik, hiszen akár néhány milliméternél is kicserélhetők a különböző ökológiai zónák.

Kisméretű talajállatoknak (52., 53. ábra), melyeket név alatt egyesítenek mikrofauna (protozoonok, rotiferek, tardigrádok, fonálférgek stb.), a talaj mikrotározók rendszere. Lényegében ezek vízi élőlények. Gravitációs vagy kapilláris vízzel teli talajpórusokban élnek, és az élet egy része a mikroorganizmusokhoz hasonlóan adszorbeált állapotban lehet a részecskék felületén vékony filmnedvesség rétegekben. E fajok közül sok közönséges víztestekben él. A talajformák azonban jóval kisebbek, mint az édesvíziek, ráadásul azzal is jellemezhetőek, hogy képesek hosszú ideig encisztált állapotban maradni, kivárva a kedvezőtlen időszakokat. Míg az édesvízi amőbák 50-100 mikron méretűek, addig a talajban csak 10-15 mikron. A flagellátumok képviselői különösen kicsik, gyakran csak 2-5 mikronosak. A talaj csillók is törpe méretűek, és ráadásul nagymértékben megváltoztathatják a test alakját.

Rizs. 52. Baktériumokkal táplálkozó testament amőba pusztuló erdőtalaj levelein

Rizs. 53. Talaj mikrofauna (W. Dunger, 1974 szerint):

1–4 - flagella; 5–8 - meztelen amőba; 9-10 - végrendelet amőba; 11–13 - csillók; 14–16 - orsóférgek; 17–18 - rotiferek; 19–20 – tardigrádok

A kissé nagyobb állatok légbelélegzői számára a talaj sekély barlangrendszerként jelenik meg. Az ilyen állatok a név alatt vannak csoportosítva mezofauna (54. ábra). A talaj mezofauna képviselőinek mérete tizedtől 2-3 mm-ig terjed. Ebbe a csoportba főleg az ízeltlábúak tartoznak: számos kullancscsoport, elsődleges szárnyatlan rovarok (rugófarkúak, protura, kétfarkú rovarok), kisméretű szárnyas rovarfajok, százlábúak symphyla stb. Nincsenek speciális alkalmazkodásuk az ásáshoz. Végtagok segítségével, vagy féregszerűen vonaglva kúsznak végig a talajüregek falán. A vízgőzzel telített talajlevegő lehetővé teszi a burkolatokon keresztül történő légzést. Sok fajnak nincs légcsőrendszere. Az ilyen állatok nagyon érzékenyek a kiszáradásra. A levegő páratartalmának ingadozásától való megmentés fő eszköze számukra a szárazföldi mozgás. Ám a talajüregek mélyére való vándorlás lehetőségét a pórusok átmérőjének gyors csökkenése korlátozza, így a talajkutakon csak a legkisebb fajok mozoghatnak. A mezofauna nagyobb képviselőinek van néhány olyan adaptációja, amely lehetővé teszi számukra a talaj levegő páratartalmának átmeneti csökkenését: védő pikkelyek a testen, a bőr részleges átjárhatatlansága, szilárd vastag falú héj epikutikulával kombinálva egy primitív légcsőrendszerrel, légzést biztosít.

Rizs. 54. Talaj mezofauna (no W. Danger, 1974):

1 - hamis scorion; 2 - Gama új fáklya; 3–4 héjatkák; 5 – százlábú pauroioda; 6 – chironomid szúnyoglárva; 7 - egy bogár a családból. Ptiliidae; 8–9 rugófarkú

A mezofauna képviselői olyan időszakokat tapasztalnak, amikor a talaj levegőbuborékokban vízzel elárasztja. A levegőt az állatok teste körül visszatartják a nem nedvesedő bőrfelületeik, amelyek szintén fel vannak szerelve szőrrel, pikkelyekkel stb. A légbuborék egyfajta "fizikai kopoltyúként" szolgál egy kis állat számára. A légzés a környező vízből a levegőrétegbe diffundált oxigén miatt történik.

A mikro- és mezofauna képviselői elviselik a talaj téli fagyását, mivel a legtöbb faj nem tud leszállni a negatív hőmérsékletnek kitett rétegekből.

A nagyobb, 2 és 20 mm közötti testméretű talajállatokat képviselőknek nevezzük makrofauna (55. ábra). Ezek rovarlárvák, százlábúak, enchytreidák, giliszták stb. Számukra a talaj egy sűrű közeg, amely jelentős mechanikai ellenállást biztosít a mozgás során. Ezek a viszonylag nagy formák a talajban vagy a természetes kutak kitágításával, talajrészecskéket szétnyomva, vagy új járatokat ásva mozognak a talajban. Mindkét mozgásmód nyomot hagy maga után külső szerkezetállatokat.

Rizs. 55. Talaj makrofauna (no W. Danger, 1974):

1 - giliszta; 2 – fatetű; 3 – labiopoda százlábú; 4 – kétlábú százlábú; 5 - bogárlárva; 6 – kattintson bogár lárva; 7 – medve; 8 - grub lárva

A vékony lyukak mentén történő mozgás képessége, szinte ásás nélkül, csak azokban a fajokban rejlik, amelyeknek kis keresztmetszetű testük van, amely erősen meghajol a kanyargós járatokban (többlábúak - csonthéjasok és geofilek). A testfalak nyomása miatt szétnyomva a talajrészecskéket megmozdulnak giliszták, százlábú szúnyogok lárvái, stb. A hátsó végét rögzítve az elülsőt elvékonyítják, meghosszabbítják, behatolnak a szűk talajrepedésekbe, majd rögzítik az elülső részét. a testet, és növelje átmérőjét. Ugyanakkor az összenyomhatatlan intracavitaris folyadék erős hidraulikus nyomása jön létre a kitágult területen az izmok munkája következtében: a férgekben a coelomicus zsákok tartalma, a tipulidekben a hemolimfa. A nyomás a test falain keresztül a talajba jut, és így az állat kitágítja a kutat. Ugyanakkor mögötte marad egy nyitott járat, ami a párolgás és a ragadozók üldözésének fokozásával fenyeget. Sok faj alkalmazkodott egy ökológiailag előnyösebb talajmozgástípushoz – ásáshoz és a mögöttük lévő járat eltömődéséhez. Az ásás a talajrészecskék lazításával és gereblyézésével történik. Ehhez a különféle rovarok lárvái a fej elülső végét, a mandibulákat és a mellső végtagokat használják, kitágítva és vastag kitinréteggel, tüskékkel és kinövésekkel megerősítve. A test hátsó végén erős rögzítést biztosító eszközök alakulnak ki - visszahúzható támasztékok, fogak, horgok. Az utolsó szegmensek átjárójának lezárására számos fajnak van egy speciális süllyesztett platformja, amelyet kitines oldalak vagy fogak kereteznek, egyfajta talicska. Hasonló területek képződnek az elytra hátoldalán a kéregbogaraknál, amelyek szintén ezeket használják a járatok fúróliszttel való eltömítésére. A mögöttük lévő átjárót lezárva az állatok - a talaj lakói folyamatosan zárt kamrában vannak, saját testük párolgásától telítve.

Ennek az ökológiai csoportnak a legtöbb faja gázcseréje speciális légzőszervek segítségével történik, de ezzel együtt a szöveteken keresztül történő gázcsere is kiegészül. Kizárólag bőrlégzés is lehetséges, például gilisztáknál, enchitreideknél.

A beásó állatok olyan rétegeket hagyhatnak el, ahol kedvezőtlen körülmények adódnak. Szárazságban és télen mélyebb rétegekben koncentrálódnak, általában a felszíntől néhány tíz centiméterre.

Megafauna talajok nagy ásatások, főleg emlősök körében. Számos faj egész életét a talajban tölti (vakondpatkányok, vakondpocok, zokor, eurázsiai vakond, aranyvakond

Afrika, Ausztrália erszényes anyajegyei stb.). Egész átjáró- és lyukrendszereket készítenek a talajban. Kinézetés ezeknek az állatoknak anatómiai jellemzői tükrözik alkalmazkodóképességüket a földalatti életmódhoz. Fejlett szemük, tömör, gömbölyded testük rövid nyakkal, rövid vastag szőrzet, erős ásó végtagok erős karmokkal. A vakondpatkányok és vakondpocok vésőikkel fellazítják a talajt. Nagyméretű oligochaeták, különösen a Megascolecidae család trópusokon élő képviselői és déli félteke. Közülük a legnagyobb, az ausztrál Megascolides australis eléri a 2,5, sőt a 3 m hosszúságot is.

A nagytestű állatok között a talaj állandó lakói mellett egy nagy ökológiai csoport is megkülönböztethető. odúlakók (földi mókusok, mormoták, jerboák, nyulak, borzok stb.). A felszínen táplálkoznak, de szaporodnak, hibernálnak, pihennek és a talajban elkerülik a veszélyt. Számos más állat használja odúit, kedvező mikroklímát és menedéket találva bennük az ellenségektől. A nornikoknak a szárazföldi állatokra jellemző szerkezeti sajátosságai vannak, de számos alkalmazkodásuk van, amelyek az üreges életmódhoz kapcsolódnak. Például a borzoknak hosszú karmai és erős izmai vannak a mellső végtagokon, keskeny a fejük és kicsi a füle. A nem üreges nyulakhoz képest a nyulak fülei és hátsó lábai észrevehetően lerövidültek, koponyája erősebb, csontjai és alkarjai erősebbek, stb.

Számos ökológiai jellemző esetében a talaj köztes közeg a víz és a talaj között. A talajt hőmérsékleti viszonyai, a talajlevegő csökkent oxigéntartalma, vízgőzzel való telítettsége és más formájú víz jelenléte, a talajoldatokban lévő sók és szerves anyagok jelenléte, valamint a talaj levegőjének csökkentett oxigéntartalma hozza közelebb a vízi környezethez. három dimenzióban való mozgás képessége.

A talajlevegő jelenléte, a kiszáradás veszélye a felső horizontokban, valamint a felszíni rétegek hőmérsékleti rendszerének meglehetősen éles változásai közelebb hozzák a talajt a levegő környezetéhez.

A talaj, mint állatok élőhelyének köztes ökológiai tulajdonságai arra utalnak, hogy a talaj különleges szerepet játszott az állatvilág evolúciójában. Sok csoport, különösen az ízeltlábúak számára a talaj szolgált olyan közegként, amelyen keresztül az eredetileg vízi lakosok szárazföldi életmódra válthattak, és meghódíthatták a szárazföldet. Az ízeltlábúak fejlődésének ezt az útját M. S. Gilyarov (1912–1985) munkái bizonyították.

4.4. Az élő szervezetek, mint élőhely

Sokféle heterotróf organizmus egész életében vagy életciklusuk egy részében más élőlényekben él, akiknek teste a külsőtől lényegesen eltérő tulajdonságú környezetként szolgál számukra.

Rizs. 56. Levéltetű fertőző lovas

Rizs. 57. Vágott epét egy bükkfalevélre a Mikiola fagi epeszúp lárvájával

2. előadás. AZ ÉLŐHELYEK 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 - szárazföldi levegő - a szárazföldön és a légkörben a növények és az állatok felbukkantak, 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%, a sarki jég körülbelül 1,2% -ot tartalmaz, és nagyon kis hányadát - kevesebb, mint 0,5%, a folyók, tavak és mocsarak édesvizeiben.

A vízi környezetben mintegy 150 000 állatfaj és 10 000 növény él, ami a Föld összes fajszámának mindössze 7, illetve 8%-a.

A tengerekben-óceánokban, akárcsak a hegyekben, a vertikális zónaság fejeződik ki. A pelagiális - a teljes vízoszlop - és a benthal - fenék ökológiailag különösen erősen különbözik egymástól. A vízoszlop pelagiális, függőlegesen több zónára oszlik: epipeligiális, batypeligiális, abyssopeligiális és ultraabyssopeligiális(2. ábra).

Az ereszkedés meredekségétől és az alsó mélységtől függően több zóna is megkülönböztethető, amelyeknek a pelagiális jelzett zónái megfelelnek:

Tengermellék - a part széle, dagály idején elöntött.

Szupralitorális - a part felső dagályvonal feletti része, ahová a szörfcseppek elérik.

Sublittoral - a föld fokozatos csökkenése 200 m-re.

Batial - meredek zuhanás a szárazföldön (kontinentális lejtő),

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

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

A hidrobionok ökológiai csoportjai. A legmelegebb tengerek és óceánok (40 000 állatfaj) az Egyenlítő és a trópusok vidékén jellemzőek az élet legnagyobb változatosságával, északon és délen a tengerek növény- és állatvilága százszorosára kimerült. Ami az élőlények közvetlenül a tengerben való eloszlását illeti, tömegük a felszíni rétegekben (epipelagiális) és a szublitorális zónában koncentrálódik. A mozgás és az egyes rétegekben való tartózkodás módjától függően a tengeri élőlényeket három ökológiai csoportra osztják: 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 is tartalmaz.

Plankton (planktos - vándor, szárnyaló) - növények (fitoplankton: kovamoszat, zöld és kékeszöld (csak édesvízi testek) algák, növényi flagellátumok, peridin stb.) és kis állati szervezetek (zooplankton: kis rákfélék, nagyobbakból) halmaza egyek - pteropodák puhatestűek, medúzák, ctenoforok, egyes férgek), különböző mélységben élnek, de nem képesek aktív mozgásra és az áramlatokkal szembeni ellenállásra. A plankton összetétele állati lárvákat is tartalmaz, amelyek egy speciális csoportot alkotnak - neuston . Ez a víz legfelső rétegének passzívan lebegő "ideiglenes" populációja, amelyet különböző lárvaállapotú állatok (tizedlábúak, barna- és kócsalábúak, tüskésbőrűek, soklevelűek, halak, puhatestűek stb.) képviselnek. A felnövő lárvák a pelagela alsó rétegeibe kerülnek. A neuston felett található pleiston - ezek olyan organizmusok, amelyekben a test felső része a víz felett, az alsó része pedig a vízben nő (békalencse - Lemma, szifonoforok stb.). A plankton fontos szerepet játszik a bioszféra trofikus kapcsolataiban, hiszen számos vízi élőlény tápláléka, beleértve a bálnák (Myatcoceti) fő táplálékát.

Bentosz (bentosz - mélység) - alsó hidrobionok. Főleg hozzátartozó vagy lassan mozgó állatok képviselik (zoobentosz: foraminforák, halak, szivacsok, coelenterátumok, férgek, puhatestűek, ascidiák stb.), sekély vízben nagyobb számban. A növények (fitobentosz: kovaalgák, zöld, barna, vörös algák, baktériumok) a sekély vízben is bejutnak a bentoszba. Olyan mélységben, ahol nincs fény, a fitobentosz hiányzik. A fenék köves területei a leggazdagabbak fitobentoszban.

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

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

Termikus rezsim. A vízi környezetet kisebb hőbevitel jellemzi, mert jelentős része tükröződik, és ugyanilyen jelentős részét párolgásra fordítják. A talajhőmérséklet dinamikájával összhangban a vízhőmérséklet kevésbé ingadozik a napi és az évszakos hőmérsékletekben. Ezenkívül a víztestek jelentősen kiegyenlítik a part menti területek légkörének hőmérsékleti alakulását. Jéghéj hiányában a tenger hideg évszakban melegítő, nyáron hűsítő és hidratáló hatású a szomszédos szárazföldi területeken.

A víz hőmérsékleti tartománya a Világóceánban 38° (-2 és +36°C között), édesvízben -26° (-0,9 és +25°C között). A víz hőmérséklete a mélységgel meredeken csökken. 50 m-ig napi hőmérséklet-ingadozások figyelhetők meg, 400-ig szezonális, mélyebben állandóvá válik, + 1-3 ° С-ra csökken. Mivel a tározókban a hőmérséklet viszonylag stabil, lakóira jellemző stenotermia.

A felső és alsó réteg év közbeni eltérő mértékű felmelegedése, apályok, áramlások, viharok miatt a vízrétegek állandó keveredése miatt. A vízkeverés szerepe a vízi élőlények számára kiemelkedően nagy, mert. miközben egyensúlyba hozza az oxigén eloszlását és tápanyagok víztesteken belül, anyagcsere folyamatokat biztosítva az organizmusok és a környezet között.

A mérsékelt övi pangó víztestekben (tavakban) tavasszal és ősszel vertikális keveredés megy végbe, és ezekben az évszakokban a teljes víztestben egyenletessé válik a hőmérséklet, i. jön homotermia. Nyáron és télen a felső rétegek melegedésének vagy lehűlésének hirtelen növekedése következtében a víz keveredése leáll. Ezt a jelenséget az ún hőmérsékleti dichotómiaés az átmeneti stagnálás időszaka - stagnálás(nyár vagy tél). Nyáron a könnyebb meleg rétegek a felszínen maradnak, az erős hidegek felett helyezkednek el (3. ábra). Télen éppen ellenkezőleg, az alsó rétegben több 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 stagnálás időszakában három réteg különíthető el egyértelműen: a felső (epilimnion) a legélesebb évszakos vízhőmérséklet-ingadozással, a középső (metalimnion ill. termoklin), amelyben éles hőmérsékleti ugrás figyelhető meg, és az aljhoz közeli ( hypolimnion), amelyben a hőmérséklet kis mértékben változik az év során. A pangás időszakában a vízoszlopban oxigénhiány alakul ki - nyáron az alsó, télen pedig a felső részen, aminek következtében télen gyakran előfordul a halpusztulás.

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

A fényelnyelés annál 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 szélességeken télen, jégtakaró kialakulása és felülről hóval borítása után is csökken.

Az átlátszóságot az a maximális mélység jellemzi, amelynél egy speciálisan leeresztett, körülbelül 20 cm átmérőjű fehér korong (Secchi korong) még látható. A legátlátszóbb vizek a Sargasso-tengerben találhatók: a korong 66,5 m mélységig látható. A Csendes-óceánban a Secchi korong 59 m-ig, az indiaiban - 50 m-ig, a sekély tengerekben - legfeljebb 5-15 m. A folyók átlátszósága átlagosan 1-1,5 m, a legsárosabb folyókban pedig csak néhány centiméter.

Az óceánokban, ahol a víz nagyon átlátszó, a fénysugárzás 1%-a 140 m mélységig, a 2 méteres kis tavakban pedig csak a tized százaléka hatol be. A spektrum különböző részeinek sugarai eltérően nyelődnek el a vízben, először a vörös sugarak nyelődnek el. A mélységgel egyre sötétebb lesz, a víz színe eleinte zöld, majd kék, kék és végül kékeslila lesz, teljes sötétségbe fordulva. Ennek megfelelően a hidrobionok is megváltoztatják 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. A fitobentosz nagy mélységben hiányzik.

A növények nagy kromatoforok kifejlesztésével és az asszimiláló szervek területének (levélfelületi index) növelésével alkalmazkodtak a fényhiányhoz. A mélytengeri algákra az erősen boncolt levelek jellemzőek, a levéllemezek vékonyak, áttetszőek. A félig elmerült és lebegő növényekre a heterofil a jellemző - a víz feletti levelek megegyeznek a szárazföldi növényekével, egész lemezük van, a sztómarendszer fejlett, a vízben a levelek nagyon vékonyak, keskeny fonalas lebenyek.

Az állatok, akárcsak a növények, természetesen változtatják színüket a mélységgel. A felső rétegekben élénk színűek különböző színekben, az alkonyi zónában (tengeri sügér, korallok, rákfélék) vörös árnyalatú színekkel vannak festve - kényelmesebb elrejteni az ellenségektől. A mélytengeri fajok nem tartalmaznak pigmenteket. 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 levegőé) a hidrobiontok speciális adaptációinak kifejlesztéséhez vezetett :

1) A növényeknek nagyon gyengén fejlett vagy teljesen hiányzó mechanikai szövetei vannak – ezeket maga a víz tartja fenn. A legtöbbre a felhajtóerő jellemző, a levegőt hordozó sejtközi üregek miatt. Jellemzője az aktív vegetatív szaporodás, a hidrokoria kialakulása - a víz feletti virágszárak eltávolítása, valamint a pollen, magvak és spórák felszíni áramlatok általi terjedése.

2) A vízoszlopban élő és aktívan úszó állatok teste áramvonalas, és nyálka van kenve, ami csökkenti a súrlódást a mozgás során. Alkalmazkodásokat fejlesztettek ki a felhajtóerő növelésére: zsírfelhalmozódás a szövetekben, úszóhólyag a halakban, légüregek a szifonoforokban. A passzívan úszó állatoknál a test fajlagos felülete megnövekszik a kinövések, a tüskék és a függelékek miatt; a test ellaposodik, a vázszervek csökkenése következik be. Különböző mozgási módok: testhajlítás, flagella, csilló segítségével, sugárhajtású mozgásmód (fejlábúak).

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

áramlatok. A vízi környezet jellegzetessége a mobilitás. Apályok, tengeráramlatok, viharok, a folyómedrek különböző magassági szintjei okozzák. A hidrobionok adaptációi:

1) Folyó vizekben a növények szilárdan rögzítve vannak a víz alatti tárgyakhoz. Az alsó felület számukra elsősorban hordozó. Ezek zöld- és kovamoszatú algák, vízimohák. A mohák még a gyors folyású folyókon is sűrű takarót képeznek. A tengerek árapályzónájában sok állatnak van fenékhez rögzítő eszköze is (gyomorlábúak, barackok), vagy a hasadékokba bújnak meg.

2) Az áramló vizek halaiban a test kerek átmérőjű, a fenék közelében élő halakban, mint a bentikus gerincteleneknél, a test lapos. A ventrális oldalon sok esetben a víz alatti tárgyakhoz rögzítő szervei vannak.

A víz sótartalma.

A természetes víztesteket egy bizonyos kémiai összetétel. 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). A 40 ppm-nél nagyobb sótartalommal a tározót hiperhalinnak vagy túlsósnak nevezik.

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

2) A vízinövények képesek felvenni a vizet és a tápanyagokat a vízből - "leves", a teljes felülettel, 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.

A jellemzően tengeri és jellemzően édesvízi fajok stenohalin jellegűek, és nem tolerálják a víz sótartalmának jelentős változását. Kevés eurihalin faj létezik. A sós vizekben gyakoriak (édesvízi réce, csuka, keszeg, márna, parti lazac).

Gázok összetétele a vízben.

A vízben az oxigén a legfontosabb környezeti tényező. Oxigénnel telített vízben a tartalma nem haladja meg a 10 ml-t 1 literenként, ami 21-szer alacsonyabb, mint a légkörben. Ha víz keveredik, különösen az áramló víztestekben, és amikor a hőmérséklet csökken, az oxigéntartalom nő. Egyes halak nagyon érzékenyek az oxigénhiányra (pisztráng, menyecske, szürkeség), ezért a hideg hegyi folyókat és patakokat kedvelik. Más halak (ponty, ponty, csótány) nem igényesek az oxigéntartalomra, és a mélyvízi testek fenekén is megélhetnek. Sok vízi rovar, szúnyoglárva, tüdő puhatestű is toleráns a víz oxigéntartalmával szemben, mert időről időre felemelkedik a felszínre és lenyeli a friss levegőt.

A vízben elegendő szén-dioxid van (40-50 cm 3 / l - csaknem 150-szer több, mint a levegőben. A növények fotoszintézisében használják, és az állatok meszes vázképződményeinek kialakításához (puhatestűek héja, rákfélék borítója, radiolárisok csontvázai stb.) .

Savasság. Az édesvízi tározókban a víz savassága vagy a hidrogénionok koncentrációja sokkal jobban változik, mint a tengeriekben - pH = 3,7-4,7 (savas) és pH = 7,8 (lúgos). A víz savasságát nagymértékben meghatározza a hidrobiont növények fajösszetétele. A mocsarak savas vizeiben sphagnum mohák nőnek és héjrizómák bőséggel élnek, de nincs fogatlan puhatestű (Unio), más puhatestű is ritka. Lúgos környezetben sokféle tőfű és elodea fejlődik. A legtöbb édesvízi hal 5 és 9 közötti pH-tartományban él, és ezen értékeken kívül tömegesen pusztul el. A legtermékenyebb vizek pH-ja 6,5-8,5.

A tengervíz savassága a mélységgel csökken.

A savasság indikátorként szolgálhat egy közösség általános anyagcsere-sebességére. Az alacsony pH-jú vizek kevés tápanyagot tartalmaznak, így a termelékenység rendkívül alacsony.

hidrosztatikus nyomás az óceánban nagy jelentősége van. 10 m-es vízbe merítéssel a nyomás 1 atmoszférával növekszik. Az óceán legmélyebb részén a nyomás eléri az 1000 atmoszférát. Sok állat képes elviselni a hirtelen nyomásingadozásokat, különösen, ha nincs szabad levegő a testében. Ellenkező esetben gázembólia alakulhat ki. magas nyomások, jellemző a nagy mélységekre, mint általában, gátolják a létfontosságú tevékenység folyamatait.

A hidrobionok számára rendelkezésre álló mennyiség szerint szerves anyag A tartályok a következőkre oszthatók: oligotróf (kék és átlátszó) - nem gazdag élelmiszerekben, mély, hideg; - eutróf (zöld) - ételben gazdag, meleg; disztrófiás (barna) - táplálékszegény, savas, mivel nagy mennyiségű huminsav kerül a talajba.

eutrofizáció– a víztestek szerves tápanyagokkal való dúsítása antropogén tényező hatására (pl. szennyvízkibocsátás).

A hidrobionok ökológiai plaszticitása. Az édesvízi növények és állatok ökológiailag képlékenyebbek (eurytermális, eurihalin), mint a tengeriek, a tengerparti övezetek lakói képlékenyebbek (eurytermálisak), mint a mélytengeriek. Vannak olyan fajok, amelyek az egyik tényezőhöz képest szűk ökológiai plaszticitást mutatnak (a lótusz stenoterm faj, az Artemia rákfélék (Artimia solina) stenogal), míg másokhoz képest szélesek. Az élőlények plasztikusabbak azokhoz a tényezőkhöz képest, amelyek változékonyabbak. És ezek a legszélesebb körben elterjedtek (elodea, a Cyphoderia ampulla rizómái). A plaszticitás az életkortól és a fejlődési szakasztól is függ.

A hang gyorsabban terjed a vízben, mint a levegőben. A hangorientáció általában jobban fejlett a hidrobiontokban, mint a vizuális. Számos faj még nagyon alacsony frekvenciájú rezgéseket (infrahangokat) is felvesz, amelyek akkor lépnek fel, amikor a hullámok ritmusa megváltozik. Számos vízi organizmus keres táplálékot és navigál az echolokáció segítségével – a visszavert hanghullámok érzékelésével (cetek). Sokan visszavert elektromos impulzusokat érzékelnek, amelyek úszás közben különböző frekvenciájú kisüléseket hoznak létre.

A legősibb tájékozódási módszer, amely minden vízi állatra jellemző, a környezet kémiájának érzékelése. Számos vízi szervezet kemoreceptora rendkívül érzékeny.

Föld-levegő élőhely

Az evolúció során ezt a környezetet később uralták, mint a vizet. A földi-levegő környezet környezeti tényezői a nagy fényintenzitásban, a levegő hőmérsékletének és páratartalmának jelentős ingadozásában, az összes tényező összefüggésében különböznek a többi élőhelytől. földrajzi elhelyezkedés, változó évszakok és napszakok. A környezet gáznemű, ezért alacsony páratartalom, sűrűség és nyomás, magas oxigéntartalom jellemzi.

Jellegzetes abiotikus tényezők fénykörnyezet, hőmérséklet, páratartalom – lásd az előző előadást.

A légkör gázösszetétele fontos éghajlati tényező is. Körülbelül 3-3,5 milliárd évvel ezelőtt a légkör nitrogént, ammóniát, hidrogént, metánt és vízgőzt tartalmazott, és nem volt benne szabad oxigén. A légkör összetételét nagyrészt a vulkáni gázok határozták meg.

Jelenleg a légkör főként nitrogénből, oxigénből és viszonylag kisebb mennyiségű argonból és szén-dioxidból áll. A légkörben jelenlévő összes többi gáz csak nyomokban van jelen. A bióta számára különösen fontos az oxigén és a szén-dioxid relatív tartalma.

A magas oxigéntartalom hozzájárult a szárazföldi élőlények anyagcseréjének növekedéséhez az elsődleges vízi élőlényekhez képest. A szárazföldi környezetben, a szervezetben zajló oxidatív folyamatok magas hatékonysága alapján alakult ki az állati homoiotermia. Az oxigén a levegőben lévő folyamatosan magas tartalma miatt nem korlátozza az életet a földi környezetben. Csak helyenként, meghatározott körülmények között keletkezik átmeneti hiány, például a bomló növényi maradványok felhalmozódásában, a gabona-, liszt-, stb. készletekben.

A szén-dioxid-tartalom a levegő felszíni rétegének bizonyos területein meglehetősen jelentős határok között változhat. Például szél hiányában a nagyvárosok központjában koncentrációja tízszeresére nő. A felszíni rétegek szén-dioxid-tartalmának napi változása szabályos, a növényi fotoszintézis ritmusához kötődik, és szezonális, az élő szervezetek, elsősorban a talajok mikroszkopikus populációja légzési intenzitásának változása miatt. A levegő szén-dioxiddal való megnövekedett telítettsége a vulkáni tevékenység zónáiban, a termálforrások és a gáz egyéb földalatti kivezetései közelében fordul elő. Az alacsony szén-dioxid-tartalom gátolja a fotoszintézis folyamatát. Beltéri körülmények között a fotoszintézis sebessége növelhető a szén-dioxid koncentrációjának növelésével; ezt használják az üvegházak és üvegházak gyakorlatában.

A levegő nitrogénje a szárazföldi környezet legtöbb lakója számára inert gáz, de számos mikroorganizmus (gócbaktérium, Azotobacter, clostridia, kék-zöld alga stb.) képes megkötni és bevonni a biológiai körforgásba.

A levegőbe kerülő helyi szennyeződések is jelentősen befolyásolhatják az élő szervezeteket. Ez különösen igaz a mérgező gáznemű anyagokra - metán, kén-oxid (IV), szén-monoxid (II), nitrogén-oxid (IV), hidrogén-szulfid, klórvegyületek, valamint a levegőt szennyező por-, korom- stb. részecskék. ipari területeken. A légkör kémiai és fizikai szennyezésének fő modern forrása antropogén: a különböző ipari vállalkozások és a közlekedés munkája, talajerózió stb. A levegő térfogatának ezred-egy milliomod része .. Egyes növényfajok különösen érzékenyek az S0 2 -re, és érzékeny indikátorként szolgálnak annak levegőben való felhalmozódására (például zuzmók.

Alacsony levegősűrűség alacsony emelőerejét és jelentéktelen teherbírását határozza meg. A levegő lakóinak saját tartórendszerrel kell rendelkezniük, amely támogatja a testet: növények - különféle mechanikai szövetek, állatok - szilárd vagy ritkábban hidrosztatikus váz. Ezenkívül a levegő környezetének minden lakója szorosan kapcsolódik a föld felszínéhez, amely kötődést és támogatást szolgál számukra. Az élet felfüggesztett állapotban a levegőben lehetetlen. Igaz, sok mikroorganizmus és állat, spórák, magvak és növények pollenje rendszeresen jelen van a levegőben, és légáramlatok hordozzák őket (anemochory), sok állat képes aktív repülésre, de mindezen fajok életciklusának fő funkciója. - szaporodás - a föld felszínén történik. A legtöbbjük számára a levegőben való tartózkodás csak az áttelepítéshez vagy a zsákmánykereséshez kapcsolódik.

Szél Korlátozó hatással van az élőlények aktivitására és egyenletes eloszlására. A szél még a növények megjelenését is megváltoztathatja, különösen olyan élőhelyeken, mint például az alpesi övezetekben, ahol más tényezők korlátozzák. Nyílt hegyvidéki élőhelyeken a szél korlátozza a növények növekedését, így a növények a szél felőli oldalra hajolnak. Ezenkívül a szél alacsony páratartalom mellett fokozza az evapotranszspirációt. Nagy jelentőségűek viharok, bár cselekvésük tisztán helyi. A hurrikánok, csakúgy, mint a közönséges szelek, képesek állatokat és növényeket nagy távolságokra szállítani, és ezáltal megváltoztatni a közösségek összetételét.

Nyomás, úgy tűnik, nem korlátozó tényezője a közvetlen cselekvésnek, de közvetlenül összefügg az időjárással és az éghajlattal, amelyek közvetlen korlátozó hatással bírnak. A levegő alacsony sűrűsége viszonylag alacsony nyomást okoz a szárazföldön. Normál esetben ez 760 Hgmm, Art. A magasság növekedésével a nyomás csökken. 5800 m-es magasságban csak a normális fele. Az alacsony nyomás korlátozhatja a fajok elterjedését a hegyekben. A legtöbb gerinces esetében az élet felső határa körülbelül 6000 m. A nyomáscsökkenés az oxigénellátás csökkenésével és az állatok kiszáradásával jár a légzési sebesség növekedése miatt. Körülbelül ugyanezek a határok a magasabb rendű növények hegyei felé való előrehaladásnak. Valamivel szívósabbak az ízeltlábúak (rugófarkúak, atkák, pókok), amelyek a növényzet határa feletti gleccsereken találhatók.

Általánosságban elmondható, hogy minden szárazföldi élőlény sokkal szűkületesebb, mint a vízi élőlény.

A talaj-levegő környezet sajátossága, hogy az itt élő élőlényeket körülveszik levegő- alacsony páratartalommal, sűrűséggel, nyomással és magas oxigéntartalommal jellemezhető gáznemű közeg.

A legtöbb állat szilárd aljzaton - a talajon - mozog, és a növények gyökeret vernek benne.

A föld-levegő környezet lakói alkalmazkodást alakítottak ki:

1) a légköri oxigén asszimilációját biztosító szervek (növényekben sztómák, állatokban tüdő és légcső);

2) a testet a levegőben tartó vázképződmények erős fejlődése (növényekben mechanikai szövetek, állatokban a csontváz);

3) komplex adaptációk a kedvezőtlen tényezők elleni védelem érdekében (életciklusok gyakorisága és ritmusa, hőszabályozási mechanizmusok stb.);

4) szoros kapcsolat alakult ki a talajjal (növényekben gyökerek, állatokban végtagok);

5) az állatok nagy mobilitása jellemzi élelmiszert keresve;

6) megjelentek a repülő állatok (rovarok, madarak) és a szél által szállított magvak, gyümölcsök, virágpor.

A talaj-levegő környezet környezeti tényezőit a makroklíma (ökoklíma) szabályozza. Ökoklíma (makroklíma)- nagy területek klímája, amelyet a levegő felszíni rétegének bizonyos tulajdonságai jellemeznek. Mikroklíma– az egyes élőhelyek klímája (fatörzs, állati odú stb.).

41. A talaj-levegő környezet ökológiai tényezői.

1) Levegő:

Állandó összetétel jellemzi (21% oxigén, 78% nitrogén, 0,03% CO 2 és inert gázok). Fontos környezeti tényező, mert légköri oxigén nélkül a legtöbb élőlény léte lehetetlen, a CO 2 -t fotoszintézisre használják.

Az élőlények mozgása a talaj-levegő környezetben főként vízszintesen történik, csak néhány rovar, madár és emlős mozog függőlegesen.

A levegő nagy jelentőséggel bír az élő szervezetek életében szél- légtömegek mozgása a légkör Nap általi egyenetlen felmelegítése miatt. A szél hatása:

1) kiszárítja a levegőt, csökkenti a vízanyagcsere intenzitását növényekben és állatokban;

2) részt vesz a növények beporzásában, pollent hordoz;

3) csökkenti a repülő állatfajok sokféleségét (az erős szél megzavarja a repülést);

4) változásokat okoz a burkolatok szerkezetében (sűrű borítások képződnek, amelyek megvédik a növényeket és az állatokat a hipotermiától és a nedvességveszteségtől);

5) részt vesz az állatok és növények elterjedésében (gyümölcsöt, magvakat, apró állatokat hord).

2) Légköri csapadék:

Fontos környezeti tényező, mert A környezet vízjárása a csapadék jelenlététől függ:

1) a csapadék megváltoztatja a levegő páratartalmát és a talajt;

2) rendelkezésre álló vizet biztosítanak a növények és állatok vízi táplálkozásához.

a) Eső:

A legfontosabbak a kiesés időzítése, gyakorisága és időtartama.

Példa: a lehűlési időszakban sok eső nem biztosítja a növények számára a szükséges nedvességet.

Az eső természete:

- vihar- kedvezőtlen, mert a növényeknek nincs idejük felszívni a vizet, patakok képződnek, amelyek elmossák a talaj felső termékeny rétegét, a növényeket és az apró állatokat.

- szitálás- kedvező, mert talajnedvesség, növényi és állati táplálék biztosítása.

- elhúzódó- kedvezőtlen, mert árvizeket, árvizeket és árvizeket okoznak.

b) Hó:

Télen jótékony hatással van a szervezetekre, mert:

a) kedvező hőmérsékleti rendszert hoz létre a talajban, megvédi az élőlényeket a hipotermiától.

Példa: -15 0 С levegőhőmérsékletnél a talaj hőmérséklete 20 cm hóréteg alatt nem alacsonyabb, mint +0,2 0 С.

b) környezetet teremt az élőlények téli életéhez (rágcsálók, csirke madarak stb.)

berendezési tárgyakállatok a téli körülményekhez:

a) megnő a lábak támasztófelülete a havon való járáshoz;

b) migráció és hibernáció (anabiosis);

c) átállás bizonyos takarmányokkal való táplálkozásra;

d) burkolatcsere stb.

A hó negatív hatása:

a) a hóbőség a növények mechanikai károsodásához, a tavaszi hóolvadás során a növények csillapításához, nedvesedéséhez vezet.

b) kéreg és ónos szivacs képződése (nehezíti az állatok és növények hó alatti gázcseréjét, megnehezíti a táplálékszerzést).

42. Talajnedvesség.

Az elsődleges termelők vízellátásának fő tényezője a zöld növények.

Talajvíz típusok:

1) gravitációs víz - széles réseket foglal el a talajrészecskék között, és a gravitáció hatására mélyebb rétegekbe kerül. A növények könnyen felszívják, ha a gyökérrendszer zónájában van. A talajban lévő tartalékokat a csapadék pótolja.

2) kapilláris víz – kitölti a talajszemcsék (kapillárisok) közötti legkisebb tereket. Nem mozdul lefelé, a tapadási erő tartja. A talajfelszínről történő párolgás következtében felfelé irányuló vízáramot képez. A növények jól felszívják.

1) és 2) a növények rendelkezésére álló víz.

3) Kémiailag kötött víz – kristályosodási víz (gipsz, agyag stb.). növények számára nem elérhető.

4) Fizikailag kötött víz - a növények számára is elérhetetlen.

A) film(lazán összekapcsolt) - egymást követő dipólusok sorai. A talajrészecskék felszínén tartják őket 1-10 atm erővel.

b) nedvszívó(erősen kötött) - vékony filmréteggel burkolja be a talajrészecskéket, és 10 000-20 000 atm erő tartja meg.

Ha csak hozzáférhetetlen víz van a talajban, a növény elsorvad és elpusztul.

Homok esetén KZ = 0,9%, agyagnál = 16,3%.

Teljes vízmennyiség - KZ = a növény vízzel való ellátottságának mértéke.

43. A talaj-levegő környezet földrajzi övezetessége.

A talaj-levegő környezetet vertikális és horizontális zónásság jellemzi. Mindegyik zónát sajátos ökoklíma, az állatok és növények összetétele, valamint a terület jellemzi.

Klímazónák→ éghajlati alzónák → éghajlati tartományok.

Walter osztályozása:

1) egyenlítői zóna - az északi szélesség 10 0 és a déli szélesség 10 0 között található. 2 esős évszaka van, ami megfelel a Nap zenitjén elfoglalt helyzetének. Az éves csapadék és páratartalom magas, a havi hőmérséklet-ingadozások elhanyagolhatóak.

2) trópusi övezet - az Egyenlítőtől északra és délre, az északi és déli szélesség 30 0-ig található. Jellemző a nyári csapadékos időszak és a téli aszály. A csapadék és a páratartalom az Egyenlítőtől való távolság növekedésével csökken.

3) Száraz szubtrópusi zóna - 35 0 szélességig található. A csapadék és a páratartalom elenyésző, az éves és napi hőmérsékletingadozás igen jelentős. A fagyok ritkák.

4) átmeneti zóna - téli esős évszakok, forró nyár jellemzi. A fagyások gyakoribbak. Földközi-tenger, Kalifornia, Ausztrália déli és délnyugati része, Dél-Amerika délnyugati része.

5) mérsékelt öv - ciklonális csapadék jellemzi, melynek mennyisége az óceántól való távolság növekedésével csökken. Az éves hőmérséklet-ingadozások élesek, a nyár forró, a tél fagyos. Alzónákra osztva:

A) meleg mérsékelt égövi alzóna- a téli időszak gyakorlatilag nincs megkülönböztetve, minden évszak többé-kevésbé nedves. Dél-Afrika.

b) tipikus mérsékelt égövi alzóna- rövid hideg tél, hűvös nyár. Közép-Európa.

V) száraz mérsékelt kontinentális típusú alzóna- éles hőmérsékleti kontrasztok, kis mennyiségű csapadék, alacsony páratartalom jellemzi. Közép-Ázsia.

G) boreális vagy hideg mérsékelt égövi alzóna A nyár hűvös és párás, a tél az év feléig tart. Északi Észak Amerikaés Észak-Eurázsia.

6) Sarkvidéki (Antarktiszi) zóna - kis mennyiségű csapadék, hó formájában. A nyár (sarki nap) rövid és hideg. Ez a zóna átmegy a sarki régióba, ahol a növények létezése lehetetlen.

Fehéroroszországot mérsékelt kontinentális éghajlat extra nedvességgel. A fehérorosz éghajlat negatív vonatkozásai:

Instabil időjárás tavasszal és ősszel;

Enyhe tavasz, hosszan tartó olvadásokkal;

esős nyár;

Késő tavaszi és kora őszi fagyok.

Ennek ellenére Fehéroroszországban körülbelül 10 000 növényfaj nő, 430 gerinces és körülbelül 20 000 gerinctelen faj él.

Függőleges zónázás az alföldtől és a hegyek tövétől a hegyek csúcsáig. Hasonló a vízszinteshez, némi eltéréssel.

44. A talaj mint életközeg. Általános jellemzők.

A "környezet" alatt mindent értünk, ami körülveszi a testet, és valamilyen módon befolyásolja azt. Más szóval, a lakókörnyezetet a környezeti tényezők bizonyos halmaza jellemzi. szerda- lakókörnyezet - vízi környezet - talaj-levegő környezet - talajkörnyezet - organizmus, mint élő környezet - kulcsfogalmak.

általánosan elfogadott definíció környezetek Nyikolaj Pavlovics Naumov meghatározása: " szerda- minden, ami az élőlényeket körülveszi, közvetlenül vagy közvetve befolyásolja azok állapotát, fejlődését, túlélését és szaporodását. "A Földön négy minőségileg eltérő életkörnyezet létezik, amelyek meghatározott környezeti tényezőkkel rendelkeznek: - szárazföld-víz (föld); - víz; - a talaj; - egyéb szervezetek.

föld-levegő A környezetet az életkörülmények, az ökológiai fülkék és az ezekben élő élőlények hatalmas változatossága jellemzi. Az élőlények elsődleges szerepet játszanak az élet föld-levegő környezetének, és mindenekelőtt a légkör gázösszetételének kialakításában. A Föld légkörében található oxigén szinte teljes egészében biogén eredetű. A talaj-levegő környezet főbb jellemzői az

A környezeti tényezők nagy változásai,

a környezet heterogenitása,

A gravitációs erők hatása

Alacsony levegősűrűség.

Egy bizonyoshoz kapcsolódó fizikai-földrajzi és éghajlati tényezők együttese természeti terület, az élőlények alkalmazkodásához vezet ezekben a körülmények között az élethez, az életformák sokféleségéhez. A légkör magas oxigéntartalma (kb. 21%) meghatározza az anyagcsere magas (energia)szintű kialakulásának lehetőségét. A légköri levegőt alacsony és változó páratartalom jellemzi. Ez a körülmény nagymértékben korlátozta a talaj-levegő környezet elsajátításának lehetőségeit.

Légkör(a görög atmos - gőz és sphaira - labda szóból), a föld gáznemű héja. A földi légkör pontos felső határa nem határozható meg. A légkör kifejezett réteges szerkezetű. A légkör fő rétegei:

1)Troposzféra- magasság 8 - 17 km. minden vízgőz és a légkör tömegének 4/5-e koncentrálódik benne, és minden időjárási jelenség kialakul.

2)Sztratoszféra- a troposzféra feletti réteg 40 km-ig. Jellemzője a hőmérséklet szinte teljes változatlansága a magasságban. A sztratoszféra felső részén az ózon maximális koncentrációja figyelhető meg, amely nagy mennyiségű ultraibolya sugárzást nyel el a napból.

3) Mezoszféra- 40 és 80 km közötti réteg; alsó felében a hőmérséklet +20-ról +30 fokra emelkedik, a felső felében közel -100 fokra csökken.

4) Termoszféra(ionoszféra) - 80-1000 km közötti réteg, amely a gázmolekulák fokozott ionizációjával rendelkezik (szabadon behatoló kozmikus sugárzás hatására).

5) Exoszféra(szórási gömb) - 800-1000 km feletti réteg, amelyből a gázmolekulák szétszóródnak a világűrbe. A légkör a napsugárzás 3/4-ét továbbítja, ezáltal növeli a fejlesztéshez felhasznált teljes hőmennyiséget természetes folyamatok Föld.

Vízi élővilág. Hidroszféra (a hidro ... és gömb), a Föld szakaszos vízhéja, amely a légkör és a szilárd földkéreg (litoszféra) között helyezkedik el. Az óceánok, tengerek, tavak, folyók, mocsarak és talajvíz összességét reprezentálja. A hidroszféra a Föld felszínének körülbelül 71%-át fedi le. A hidroszféra kémiai összetétele megközelíti a tengervíz átlagos összetételét.

Az édesvíz mennyisége a bolygó összes vízének 2,5%-a; 85% - tengervíz. Az édesvízkészletek rendkívül egyenlőtlenül oszlanak meg: 72,2% - jég; 22,4% - talajvíz; 0,35% - légkör; 5,05% - a folyók és a tavak vizének fenntartható áramlása. A felhasználható víz aránya a Föld összes édesvízének mindössze 10-12%-át teszi ki.

Elsődleges környezet az élet pontosan a vízi környezet volt. Először is, a legtöbb élőlény nem képes aktív életre anélkül, hogy víz ne kerülne a szervezetbe, vagy ne tartana fenn bizonyos folyadéktartalmat a szervezetben. A vízi környezet fő jellemzője: napi és szezonális hőmérséklet-ingadozások. Hatalmas környezeti jelentősége, nagy sűrűségű és viszkozitású a víz. A víz fajsúlya arányos az élő szervezetek testének fajsúlyával. A víz sűrűsége körülbelül 1000-szerese a levegőnek. Ezért a vízi élőlények (különösen az aktívan mozgók) nagyobb hidrodinamikai ellenállással szembesülnek. A víz nagy sűrűsége az oka annak, hogy a mechanikai rezgések (rezgések) jól terjednek a vízi környezetben. Ez nagyon fontos az érzékszervek, a térben és a térben való tájékozódás szempontjából vízi élővilág. A vízi környezetben a hangsebességnek nagyobb a visszhangjelek frekvenciája. Nagyobb, mint a levegőben, négyszer. Ezért létezik a vízi élőlényeknek egy egész csoportja (növények és állatok egyaránt), amelyek a fenékkel vagy más szubsztrátummal való kötelező kapcsolat nélkül léteznek, "lebegnek" a vízoszlopban.

A szárazföldi-levegő környezetet az ökológiai viszonyok sajátosságai jellemzik, amelyek a szárazföldi növényekben és állatokban sajátos alkalmazkodást alakítottak ki, ami sokféle morfológiai, anatómiai, fiziológiai, biokémiai és viselkedési adaptációban tükröződik.

A légköri levegő alacsony sűrűsége megnehezíti a test alakjának megtartását, mivel növények és állatok alakultak ki. tàmogatò rendszer. A növényekben ezek olyan mechanikai szövetek (háncs és farostok), amelyek ellenállnak a statikus és dinamikus terheléseknek: szél, eső, hótakaró. A sejtfal feszült állapota (turgor), amelyet a nagy ozmotikus nyomású folyadék felhalmozódása okoz a sejtek vakuólumaiban, meghatározza a levelek, fűszárak és virágok rugalmasságát. Állatoknál a testet a vízváz (gömbférgeknél), a külső váz (rovaroknál) és a belső váz (emlősöknél) támogatja.

A tápközeg alacsony sűrűsége megkönnyíti az állatok mozgását. Sok szárazföldi faj képes repülni (aktív vagy sikló) - madarak és rovarok, vannak emlősök, kétéltűek és hüllők képviselői is. A repülés mozgással és zsákmánykereséssel jár együtt Aktív repülés a módosult mellső végtagok, fejlett mellizmok miatt lehetséges. A sikló állatoknál az elülső és a hátsó végtagok között bőrredők alakultak ki, amelyek megnyúlnak és ejtőernyő szerepét töltik be.

A légtömegek nagy mobilitása a növényekben a szél általi beporzás (anemofília) legrégebbi módszerét alakította ki, amely számos növényre jellemző. középső csíkokés település a szél segítségével. Az élőlények ezen ökológiai csoportja (aeroplankton) alkalmazkodott az ejtőernyők, szárnyak, kinövések, sőt pókhálók miatti nagy relatív felülete, vagy a nagyon kis méretek miatt.

Az alacsony légköri nyomás, amely általában 760 Hgmm (vagy 101 325 Pa), kis nyomásesések szinte minden szárazföldi lakosban érzékenységet alakítottak ki az erős nyomásesésre. A legtöbb gerinces életének felső határa körülbelül 6000 m. légköri nyomás a magasság növekedésével csökkenti az oxigén oldhatóságát a vérben. Ez növeli a légzés gyakoriságát, és ennek eredményeként a gyors légzés kiszáradáshoz vezet. Ez az egyszerű függőség nem csak a ritka madárfajokra és néhány gerinctelenre jellemző.

A talaj-levegő környezet gázösszetételét magas oxigéntartalom jellemzi (több mint 20-szor magasabb, mint a vízi környezetben). Ez lehetővé teszi, hogy az állatok nagyon magas anyagcserét érjenek el. Ezért csak a szárazföldön alakulhat ki homoitermia (az állandó testhőmérséklet fenntartásának képessége, főként a belső energia miatt).

A hőmérséklet értékét az élőlények életében a biokémiai reakciók sebességére gyakorolt ​​hatás határozza meg. Hőmérséklet emelkedés (akár 60 °C) környezet fehérjék denaturálódását okozza az élőlényekben. Az erős hőmérséklet-csökkenés az anyagcsere sebességének csökkenéséhez vezet, és kritikus állapotként a víz megfagyásához vezet a sejtekben (a sejtekben lévő jégkristályok megsértik az intracelluláris struktúrák integritását). Alapvetően a szárazföldön élő szervezetek csak 0 ° - +50 °, tk között létezhetnek. ezek a hőmérsékletek összeegyeztethetők az alapvető életfolyamatok lefolyásával. Azonban minden fajnak megvan a maga felső és alsó letális hőmérsékleti értéke, a hőmérsékletgátlás értéke és a hőmérsékleti optimum.

Azokat az élőlényeket, amelyek élettevékenysége és tevékenysége külső hőtől függ (mikroorganizmusok, gombák, növények, gerinctelenek, ciklostomák, halak, kétéltűek, hüllők), poikilotermáknak nevezzük. Köztük vannak stenotermák (kriofilek - kis különbségekhez igazítva alacsony hőmérsékletekés termofilek – alkalmazkodva a magas hőmérsékletek kis különbségeihez) és euritermák, amelyek nagy hőmérsékleti amplitúdón belül létezhetnek. Az alacsony hőmérsékletek elviseléséhez szükséges alkalmazkodást, amely lehetővé teszi az anyagcsere hosszú távú szabályozását, kétféle módon hajtják végre a szervezetekben: a) biokémiai és fiziológiai átrendeződések képessége - fagyálló anyagok felhalmozódása, amelyek csökkentik a folyadékok fagyáspontját a sejtekben. és ezáltal megakadályozza a jégképződést; az enzimek halmazának, koncentrációjának és aktivitásának változása, változása; b) a fagyállóság (hidegállóság) az aktív állapot (hipobiózis vagy kriptobiózis) átmeneti megszűnése, illetve a glicerin, szorbit, mannit sejtekben történő felhalmozódása, amelyek megakadályozzák a folyadék kikristályosodását.

Az Eurythermák jól fejlett képességgel rendelkeznek, hogy az optimális értéktől jelentős hőmérsékleti eltérésekkel látens állapotba kerüljenek. A hideg elnyomás után az élőlények egy bizonyos hőmérsékleten visszaállítják a normális anyagcserét, és ezt a hőmérsékleti értéket nevezik a fejlődés hőmérsékleti küszöbének, vagy a fejlődés biológiai nullapontjának.

A fajok szezonális átrendeződésének alapja - az euritermák, amelyek széles körben elterjedtek, az akklimatizáció (a hőmérsékleti optimum eltolódása), amikor egyes gének inaktiválódnak, mások pedig bekapcsolódnak, amelyek felelősek egyes enzimek másokkal való helyettesítéséért. Ez a jelenség megtalálható a Különböző részek hatótávolság.

A növényekben a metabolikus hő rendkívül elhanyagolható, ezért létezésüket az élőhelyen belüli levegő hőmérséklete határozza meg. A növények alkalmazkodnak a meglehetősen nagy hőmérséklet-ingadozásokhoz. Ebben az esetben a fő dolog a párologtatás, amely túlmelegedés esetén lehűti a levelek felületét; levéllemez csökkentése, levélmobilitás, serdülő, viaszos bevonat. A növények növekedési formák (törpe, párnanövekedés, rácsos), színezés segítségével alkalmazkodnak a hideg körülményekhez. Mindez a fizikai hőszabályozásra vonatkozik. Az élettani hőszabályozás a levelek lehullása, a talajrész elpusztulása, a szabad víz kötött állapotba kerülése, a fagyálló felhalmozódása stb.).

A poikiloterm állatoknak lehetőségük van a térben való mozgásukhoz kapcsolódó párolgásos hőszabályozásra (kétéltűek, hüllők). Megválasztják a legoptimálisabb körülményeket, sok belső (endogén) hőt termelnek az izomösszehúzódás vagy az izomremegés során (mozgás közben felmelegítik az izmokat). Az állatok viselkedésbeli alkalmazkodással rendelkeznek (testtartás, menedékhely, odúk, fészkek).

A homeoterm állatok (madarak és emlősök) testhőmérséklete állandó, és kevéssé függenek a környezeti hőmérséklettől. Jellemzőjük az oxidatív folyamatok meredek növekedésén alapuló alkalmazkodás az ideg-, keringési, légző- és egyéb szervrendszerek tökéletesedése következtében. Biokémiai hőszabályozással rendelkeznek (ha csökken a levegő hőmérséklete, fokozódik a lipidanyagcsere; fokozódnak az oxidációs folyamatok, különösen a vázizmokban; van egy speciális barna zsírszövet, amelyben az összes felszabaduló kémiai energia az ATP képződésére és a test felmelegítésére megy el. növekszik az elfogyasztott élelmiszer mennyisége). De az ilyen hőszabályozásnak vannak éghajlati korlátai (kedvezőtlen télen, poláris körülmények között, nyáron a trópusi és egyenlítői övezetekben).

A fizikai hőszabályozás környezetkímélő (a bőr ereinek reflexösszehúzódása és tágulása, a szőr és a toll hőszigetelő hatása, ellenáramú hőcsere), mert a testben a hő megőrzése miatt történik (Chernova, Bylova, 2004).

A homoitermek viselkedési hőszabályozását sokféleség jellemzi: testtartásváltás, menedékkeresés, összetett odúk, fészkek építése, vándorlások, csoportviselkedés stb.

A fény az élőlények legfontosabb környezeti tényezője. A fény hatására végbemenő folyamatok a fotoszintézis (a beeső fény 1-5%-a kerül felhasználásra), a transzspiráció (a beeső fény 75%-a víz elpárologtatására fordítódik), élettevékenység szinkronizálása, mozgás, látás, vitaminszintézis .

A növények morfológiája és a növénytársulások szerkezete a napenergia leghatékonyabb elnyelésére szerveződik. A növények fényt befogadó felülete földgolyó 4-szer nagyobb, mint a bolygó felszíne (Akimova, Khaskin, 2000). Az élő szervezetek számára a hullámhossz fontos, mert. sugarak különböző hosszúságú eltérő biológiai jelentőséggel bírnak: az infravörös sugárzás (780-400 nm) a hőközpontokra hat idegrendszer Az oxidatív folyamatok, motoros reakciók stb. szabályozásával a bőrszövetre ható ultraibolya sugarak (60-390 nm) hozzájárulnak a különböző vitaminok termelődéséhez, serkentik a sejtek növekedését és szaporodását.

A látható fény különösen fontos, mert fontosak a növények számára minőségi összetétel Sveta. A sugarak spektrumában fotoszintetikus aktív sugárzást (PAR) bocsátanak ki. Ennek a spektrumnak a hullámhossza 380-710 (370-720 nm) között van.

A megvilágítás szezonális dinamikája csillagászati ​​mintázatokhoz, egy adott terület szezonális éghajlati ritmusához kapcsolódik, és a különböző szélességi fokokon eltérően fejeződik ki. Az alsóbb rétegek esetében a növényzet fenológiai állapota is ráépül ezekre a törvényszerűségekre. Nagy jelentősége van a megvilágítás változásának napi ritmusának. A sugárzás lefolyását megzavarják a légkör állapotának változásai, a felhők stb. (Goryshina, 1979).

A növény egy átlátszatlan test, amely részben visszaveri a fényt, elnyeli és átereszti. A levelek sejtjeiben és szöveteiben különböző képződmények találhatók, amelyek a fény elnyelését és áteresztését biztosítják, a növény termőképességének növelése érdekében növelik a teljes területet és a fotoszintetikus elemek számát, ami a többszintes elrendezéssel érhető el. levelek a növényen; a növények lépcsőzetes elrendezése a közösségben.

A megvilágítás erőssége tekintetében három csoportot különböztetünk meg: fénykedvelő, árnyékszerető, árnyéktűrő, amelyek anatómiai és morfológiai alkalmazkodásban különböznek egymástól (a fénykedvelő növényekben a levelek kisebbek, mozgékonyak, serdülők viaszos bevonat, vastag kutikula, kristályos kizárások stb. árnyékkedvelő növényeknél a levelek nagyok, a kloroplasztiszok nagyok és sok); fiziológiai alkalmazkodás ( különböző jelentések fénykompenzáció).

A naphosszra (fénytartamra) adott választ fotoperiodizmusnak nevezzük. A növényekben az olyan fontos folyamatok, mint a virágzás, a magképződés, a növekedés, a nyugalmi állapotba való átmenet, a lombhullás a naphosszúság és a hőmérséklet évszakos változásaihoz kapcsolódnak. Egyes növények virágzásához 14 óránál hosszabb nap szükséges, másoknak 7 óra is elegendő, mások pedig a nap hosszától függetlenül virágoznak.

Az állatok számára a fény tájékoztató jellegű. Mindenekelőtt a napi tevékenység szerint az állatokat nappali, szürkületi és éjszakai állatokra osztják. Az űrben való eligazodást segítő szervek a szemek. Különböző szervezetek eltérő sztereoszkópikus látást mutatnak - emberben a teljes látás 180 ° - sztereoszkópikus - 140 °, nyúlban - összesen 360 °, sztereoszkópikus 20 °. A binokuláris látás elsősorban a ragadozó állatokra (macskákra és madarakra) jellemző. Ezenkívül a fototaxist (a fényre való mozgást) a fényre adott reakció határozza meg,

szaporodás, navigáció (tájolás a Nap helyzetéhez), biolumineszcencia. A fény egy jel az ellenkező nemű egyének vonzására.

A szárazföldi élőlények életében a legfontosabb környezeti tényező a víz. Meg kell őrizni a sejtek, szövetek, az egész szervezet szerkezeti integritását, mert. a sejtek, szövetek, növényi és állati levek protoplazmájának fő része. A víznek köszönhetően biokémiai reakciók mennek végbe, tápanyagellátás, gázcsere, kiválasztás stb. A növények és állatok szervezetében meglehetősen magas a víztartalom (a fű leveleiben 83-86%, a fákban 79-82%) levelek, 40-55% a fatörzsekben, a rovarok testében - 46-92%, kétéltűek - akár 93%, emlősök - 62-83%).

A szárazföldi-levegő környezetben való létezés fontos problémát jelent az élőlények számára, hogy fenntartsák a vizet a szervezetben. Ezért a szárazföldi növények és állatok formája és funkciója a kiszáradás elleni védelemhez igazodik. A növények életében fontos a vízfelvétel, annak vezetése és transzspirációja, vízháztartása (Walter, 1031, 1937, Schafer, 1956). A vízháztartás változásait a legjobban a gyökerek szívóereje tükrözi.

A növény mindaddig képes felvenni a vizet a talajból, amíg a gyökerek szívóereje versenyezhet a talaj szívó erejével. Az erősen elágazó gyökérrendszer nagy érintkezési területet biztosít a gyökér felszívó része és a talajoldatok között. A gyökerek teljes hossza elérheti a 60 km-t. A gyökerek szívóereje az időjárástól, a környezeti tulajdonságoktól függően változik. Minél nagyobb a gyökerek szívófelülete, annál több víz szívódik fel.

A vízháztartás szabályozása szerint a növényeket poikihidrikus (algák, mohák, páfrányok, egyes virágos növények) és homoihidrikus (a legtöbb magasabb rendű növény) csoportra osztják.

Felé vízrendszer megkülönböztetni az ökológiai növénycsoportokat.

1. A higrofiták olyan szárazföldi növények, amelyek nedves élőhelyeken élnek, magas páratartalmú és talajvíz-ellátással. A higrofiták jellemző jelei a vastag, enyhén elágazó gyökerek, a szövetekben lévő levegővel telt üregek és a nyitott sztómák.

2. Mezofiták - mérsékelten nedves élőhelyek növényei. Talaj- és légköri szárazságtűrő képességük korlátozott. Száraz élőhelyeken találhatók meg - rövid időn belül gyorsan fejlődnek. Jól fejlett gyökérrendszer jellemzi, számos gyökérszőrrel, szabályozza a transzspiráció intenzitását.

3. Xerophytes - száraz élőhelyek növényei. Ezek szárazságtűrő, száraz hordozó növények. A sztyeppei xerofiták a víz akár 25%-át is elveszíthetik károsodás nélkül, a sivatagi xerofiták - a bennük lévő víz akár 50%-át (összehasonlításképpen: az erdei mezofiták elsorvadnak, amikor a levelekben lévő víz 1%-a elvész). E növények nedvességhiányos aktív életét biztosító anatómiai, morfológiai és fiziológiai alkalmazkodás jellegének megfelelően a xerofiták pozsgás növényekre oszthatók (húsos és zamatos levelekkel és szárral rendelkeznek, nagy mennyiségű vizet képesek felhalmozni kis szívóerőt fejlesztenek és felszívják a légköri csapadékból származó nedvességet) és a szklerofiták (száraz megjelenésű növények, amelyek intenzíven elpárologtatják a nedvességet, keskeny és kis levelűek, amelyek néha csőbe gurulnak, képesek ellenállni a súlyos kiszáradásnak, a gyökerek szívó erejének akár több tíz atmoszféra is lehet).

Különböző állatcsoportokban a szárazföldi lét feltételeihez való alkalmazkodás során a vízveszteség megelőzése volt a fő. Az állatok vizet kapnak különböző utak- ivással, lédús ételekkel, anyagcsere következtében (a zsírok, fehérjék és szénhidrátok oxidációja, lebontása miatt). Egyes állatok nedves szubsztrátumon vagy levegőn keresztül képesek felszívni a vizet. Vízveszteség lép fel a bőrből történő párolgás, a légutak nyálkahártyájáról történő párolgás, a vizelet és az emésztetlen élelmiszer-maradványok kiürülése következtében. Az ivással vizet kapó állatok a víztestek elhelyezkedésétől függenek (nagy emlősök, sok madár).

Az állatok számára fontos tényező a levegő páratartalma, mert. ez a mutató határozza meg a test felületéről történő párolgás mértékét. Ezért számít az állati szervezet vízháztartása szempontjából a testszövet szerkezete. A rovaroknál a testfelszínről történő vízpárolgás csökkentését a szinte áthatolhatatlan kutikula és a speciális kiválasztó szervek (Malpighian csövek) biztosítják, amelyek szinte oldhatatlan anyagcsereterméket választanak ki, valamint a spirákulák, amelyek csökkentik a vízveszteséget a gázcserélő rendszeren keresztül - keresztül a légcső és a légcsövek.

A kétéltűeknél a víz nagy része az áteresztő bőrön keresztül jut be a szervezetbe. A bőr áteresztőképességét az agyalapi mirigy hátsó része által termelt hormon szabályozza. A kétéltűek nagyon nagy mennyiségű híg vizeletet választanak ki, ami hipotóniás a testnedvekkel szemben. Száraz körülmények között a kétéltűek csökkenthetik a vizeletben lévő vízveszteséget. Ezenkívül ezek az állatok vizet halmozhatnak fel hólyagés a bőr alatti nyirokterek.

A hüllők számos különböző szintű adaptációval rendelkeznek - morfológiai (keratinizált bőr megakadályozza a vízvesztést), fiziológiai (a test belsejében található tüdő, ami csökkenti a vízveszteséget), biokémiai (a szövetekben húgysav képződik, amely nagy nedvességveszteség nélkül ürül ki, a szövetek képesek elviselni a sók koncentrációjának 50%-os növekedését.

A madarakban a párolgási sebesség alacsony (a bőr viszonylag vízálló, nincsenek verejtékmirigyek és tollak). A madarak vizet veszítenek (akár napi testtömegük 35%-át) légzés közben a tüdő magas szellőzése és a magas testhőmérséklet miatt. A madarak a vizeletben és a székletben lévő víz egy részéből vizet vesznek fel újra. Néhány tengeri madarak(pingvinek, kebelek, kormoránok, albatroszok), amelyek halakkal és italokkal táplálkoznak tengervíz, a szemüregekben találhatók a sómirigyek, amelyek segítségével a felesleges sókat eltávolítják a szervezetből.

Az emlősökben a kiválasztó és az ozmoreguláció szervei páros, komplexen elrendezett vesék, amelyek vérrel látják el és szabályozzák a vér összetételét. Ez biztosítja az intracelluláris és intersticiális folyadék állandó összetételét. A vér viszonylag stabil ozmotikus nyomása az ivással járó vízfelvétel és a kilélegzett levegővel, izzadsággal, széklettel és vizelettel ürülő vízveszteség egyensúlyának köszönhetően megmarad a vérben. Az ozmotikus nyomás finom szabályozásáért az antidiuretikus hormon (ADH) felelős, amely az agyalapi mirigy hátsó részéből választódik ki.

Az állatok között csoportokat különböztetnek meg: higrofilek, amelyekben a vízanyagcserét szabályozó mechanizmusok gyengén fejlettek vagy hiányoznak (ezek nedvességet szerető állatok, amelyeknek magas páratartalomra van szükségük - rugófarkúak, erdei tetvek, szúnyogok, egyéb ízeltlábúak, szárazföldi puhatestűek és kétéltűek ); xerofilek, amelyek jól fejlett mechanizmusokkal rendelkeznek a vízanyagcsere szabályozására és a szervezetben való vízvisszatartáshoz való alkalmazkodásra, száraz körülmények között élve; mérsékelt páratartalom mellett élő mezofilek.

A megkönnyebbülés közvetetten ható ökológiai tényező a talaj-levegő környezetben. Valamennyi felszínforma hatással van a növények és állatok eloszlására a hidrotermális rezsim vagy a talajnedvesség változása révén.

A különböző tengerszint feletti magasságban lévő hegyekben az éghajlati viszonyok megváltoznak, ami magassági zónát eredményez. A hegyvidéki földrajzi elszigeteltség hozzájárul az endémiák kialakulásához, a növény- és állatfajok ereklyéjének megőrzéséhez. A folyó árterei hozzájárulnak a délibb növény- és állatcsoportok északi irányú mozgásához. Nagy jelentőségű a lejtők kitettsége, amely megteremti a feltételeket a déli lejtőkön észak felé a melegkedvelő közösségek, az északi lejtők mentén pedig a hideget kedvelő közösségek elterjedéséhez ("előrelépés szabálya", V. V. Alyokhina). ).

A talaj csak a talaj-levegő környezetben létezik, és a terület korának, az anyakőzetnek, az éghajlatnak, a domborzatnak, a növényeknek és állatoknak, valamint az emberi tevékenységnek a kölcsönhatása eredményeként jön létre. Ökológiai jelentőségű a mechanikai összetétel (ásványi részecskék mérete), a kémiai összetétel (a vizes oldat pH-ja), a talaj sótartalma, a talaj gazdagsága. A talajjellemzők az élő szervezetekre is közvetett tényezőként hatnak, megváltoztatva a termohidrológiai rezsimet, aminek következtében a növények (elsősorban) alkalmazkodnak ezeknek a feltételeknek a dinamikájához, és befolyásolják az élőlények térbeli differenciálódását.