Glede na sodobne hipoteze o nastanku življenja je splošno sprejeto, da je bilo evolucijsko primarno okolje na našem planetu ravno vodno okolje. Potrditev sprejetih trditev je, da je koncentracija kisika, kalcija, kalija, natrija in klora v naši krvi blizu tiste v oceanski vodi.

vodni habitat

V svoji sestavi poleg morski ocean, vključuje vse reke, jezera in podtalnico. Slednji pa so vir hrane za reke, jezera in morja. Tako je kroženje vode v naravi gibalo hidrosfere in pomemben vir sladke vode na kopnem.

Na podlagi zgoraj navedenega je treba hidrosfero razdeliti na:

• površje (površinska hidrosfera vključuje morja in oceane, jezera, reke, močvirja, ledenike itd.);
• podzemlje.

Glavna značilnost površinske hidrosfere je, da ne tvori neprekinjene plasti, hkrati pa zavzema precejšnjo površino - 70,8% zemeljske površine.

Sestavo podzemne hidrosfere predstavlja podzemna voda. Skupna količina vodnih rezerv na Zemlji je približno 1370 milijonov km3, od tega je približno 94% koncentriranih v oceanih, 4,12% v podtalnici, 1,65% v ledenikih in manj kot 0,02% vode je v jezerih in rekah.

V hidrosferi se glede na življenjske razmere živih organizmov razlikujejo naslednja območja:

• pelagialno - vodni stolpec in bentalno - dno;
• v bentali, odvisno od globine, se razlikuje sublitoral - območje postopnega povečevanja globine do 200 m;
• batijal - spodnje pobočje;
• brezno - oceansko dno, globoko do 6 km;
• ultraabisal, ki ga predstavljajo depresije oceanskega dna;
• litoral, ki predstavlja rob obale, ki je redno poplavljen med plimo in izsušen zaradi oseke, in sublitoral, ki predstavlja del obale, navlažen z brizgi valov.

Glede na vrsto habitata in način življenja so živi organizmi, ki naseljujejo hidrosfero, razdeljeni v naslednje skupine:

1. Pelagos - so zbirka organizmov, ki živijo v vodnem stolpcu. Med pelagami ločimo plankton - skupino organizmov, ki vključuje rastline (fitoplankton) in živali (zooplankton), ki niso sposobni samostojnega gibanja v vodnem stolpcu in jih premikajo tokovi, ter nekton - skupino živih organizmi, ki se lahko samostojno gibljejo v vodnem stolpcu (ribe, školjke itd.).
2. bentos - skupina organizmov, ki živijo na dnu in v tleh. Bentos je razdeljen na fitobentos, ki ga predstavljajo alge in višje rastline, ter zoobentos (morske zvezde, raki, mehkužci itd.).

Okoljski dejavniki v vodnih habitatih

Glavni okoljski dejavniki V vodno okolje habitate predstavljajo tokovi in ​​valovi, ki delujejo skoraj neprekinjeno. Na organizme lahko posredno vplivajo tako, da spremenijo ionsko sestavo vode, njeno mineralizacijo, kar posledično prispeva k spremembi koncentracij hranila. Kar se tiče neposrednega vpliva zgornjih dejavnikov, prispevajo k prilagajanju živih organizmov toku. Tako imajo na primer ribe, ki živijo v mirnih vodah, telo ob straneh sploščeno (orada), pri hitrih pa je okroglo v prerezu (postrv).

Ker je voda precej gost medij, zagotavlja otipljiv upor gibanju živih organizmov, ki jo naseljujejo. Zato ima večina prebivalcev hidrosfere poenostavljeno obliko telesa (ribe, delfini, lignji itd.).

Opomba 1

Treba je opozoriti, da je človeški zarodek v prvih tednih svojega razvoja v mnogih pogledih podoben zarodku rib in šele v starosti enega in pol do dveh mesecev pridobi lastnosti, značilne za osebo. Vse to priča o odločilnem pomenu vodnega okolja za razvoj življenja.

Vodno življenjsko okolje

Z ekološkega vidika so okolje naravna telesa in pojavi, s katerimi je organizem v neposrednem ali posrednem odnosu. Habitat je del narave, ki obdaja žive organizme (posameznika, populacijo, skupnost) in ima nanje določen vpliv.

Živi organizmi na našem planetu obvladujejo štiri glavne habitate: vodni, kopenski, zračni, prstni in organizmski (tj. ki ga tvorijo živi organizmi sami).

Vodno življenjsko okolje

Vodno okolje življenja je najstarejše. Voda zagotavlja potek presnove v telesu in normalno delovanje telesa kot celote. Nekateri organizmi živijo v vodi, drugi so se prilagodili na nenehno pomanjkanje vlage. Povprečna vsebnost vode v celicah večine živih organizmov je približno 70 %.

Specifične lastnosti vode kot habitata

Značilnost vodnega okolja je njegova visoka gostota, ki je 800-krat večja od gostote zračnega okolja. V destilirani vodi je na primer 1 g/cm3. S povečanjem slanosti se gostota povečuje in lahko doseže 1,35 g/cm 3 . Vsi vodni organizmi doživljajo visok pritisk, ki se poveča za 1 atmosfero na vsakih 10 m globine. Nekateri med njimi, kot so morske spake, glavonožci, raki, morske zvezde in drugi, živite naprej velike globine pri tlaku 400...500 atm.

Gostota vode omogoča naslanjanje nanjo, kar je pomembno za neskeletne oblike. vodni organizmi.

Na biont vodnih ekosistemov vplivajo tudi naslednji dejavniki:

1. koncentracija raztopljenega kisika;

2. temperatura vode;

3. prosojnost, za katero je značilna relativna sprememba jakosti svetlobnega toka z globino;

4. slanost, to je odstotek (masni) soli, raztopljenih v vodi, predvsem NaCl, KC1 in MgS0 4;

5. dostopnost hranil, predvsem spojin kemično vezanega dušika in fosforja.

Kisikov režim vodnega okolja je specifičen. V vodi je 21-krat manj kisika kot v ozračju. Vsebnost kisika v vodi se zmanjšuje z naraščanjem temperature, slanosti, globine, povečuje pa se z naraščanjem hitrosti toka. Med hidrobionti je veliko vrst, ki pripadajo evrioksibiontom, to je organizmom, ki lahko prenesejo nizko vsebnost kisika v vodi (na primer nekatere vrste mehkužcev, krap, kares, linj in drugi).

Stenoxybionti, kot so postrvi, ličinke majske muhe in drugi, lahko obstajajo le pri dovolj visoki nasičenosti vode s kisikom (7...11 cm 3 /l), zato so bioindikatorji tega dejavnika.

Pomanjkanje kisika v vodi vodi do katastrofalnih smrti (pozimi in poleti), ki jih spremlja smrt vodnih organizmov.

Za temperaturni režim vodnega okolja je značilna relativna stabilnost v primerjavi z drugimi okolji. V sladkovodnih telesih zmernih zemljepisnih širin se temperatura površinskih plasti giblje od 0,9 °C do 25 °C, tj. amplituda temperaturnih sprememb je znotraj 26 °C (razen pri termalnih virih, kjer lahko temperatura doseže 140 °C). Na globini sladkovodnih teles je temperatura stalno enaka 4 ... 5 ° C.

Svetlobni režim vodnega okolja se bistveno razlikuje od prizemno-zračnega okolja. Svetlobe je v vodi malo, saj se pri prehodu skozi vodni stolpec delno odbija od površine in delno absorbira. Prehod svetlobe ovirajo tudi delci, suspendirani v vodi. V globokih rezervoarjih se v zvezi s tem razlikujejo tri cone: svetloba, somrak in cona večne teme.

Glede na stopnjo osvetlitve ločimo naslednje cone:

obalno območje (vodni stolpec, kjer sončna svetloba doseže dno);

limnična cona (vodni stolpec do globine, kjer prodre le 1 % sončne svetlobe in kjer fotosinteza zbledi);

evfotična cona (celoten osvetljeni vodni stolpec, vključno z litoralno in limnično cono);

profundalno območje (dno in vodni stolpec, kamor sončna svetloba ne prodre).

Glede na vodo ločimo med živimi organizmi naslednje ekološke skupine: higrofili (ljubi vlago), kserofili (ljubi suho) in mezofili (vmesna skupina). Zlasti med rastlinami ločimo higrofite, mezofite in kserofite.

Higrofiti so rastline vlažnih rastišč, ki ne prenašajo pomanjkanja vode. Sem sodijo na primer: ribnik, vodna lilija, trsje.

Kserofite rastline suhih habitatov, ki lahko prenašajo pregrevanje in dehidracijo. Obstajajo sukulenti in sklerofiti. Sukulente so kserofitne rastline s sočnimi, mesnatimi listi (na primer aloja) ali stebli (na primer kaktusi), v katerih je razvito tkivo za shranjevanje vode. Sklerofiti so kserofitne rastline s trdimi poganjki, zaradi katerih ob pomanjkanju vode nimajo zunanjega vzorca venenja (na primer pernato travo, saksaul).

Mezofiti rastlin zmerno vlažnih rastišč; vmesna skupina med hidrofiti in kserofiti.

V vodnem okolju živi približno 150.000 vrst živali (kar je približno 7 % njihovega skupnega števila) in 10.000 rastlinskih vrst (kar je približno 8 % njihovega skupnega števila). Organizmi, ki živijo v vodi, se imenujejo hidrobionti.

Vodne organizme glede na vrsto habitata in življenjski slog združujemo v naslednje ekološke skupine.

Plankton so viseči organizmi, ki lebdijo v vodi in se pasivno premikajo zaradi toka. Obstajata fitoplankton (enocelične alge) in zooplankton (enocelične živali, raki, meduze itd.). Posebna vrsta planktona je ekološka skupina neuston - prebivalci površinskega filma vode na meji z zrakom (na primer vodni striderji, stenice in drugi).

Nekton Živali, ki se aktivno gibljejo v vodi (ribe, dvoživke, glavonožci, želve, kiti itd.). Aktivno plavanje hidrobiontov združeno v tem okoljska skupina neposredno odvisno od gostote vode. Hitro gibanje v vodnem stolpcu je možno le ob prisotnosti poenostavljene oblike telesa in visoko razvitih mišic.

Bentos so organizmi, ki živijo na dnu in v tleh, delimo ga na fitobentos (prirasle alge in višje rastline) in zoobentos (raki, mehkužci, morske zvezde itd.).

Vodno okolje tako okolje, v katerem ima voda pomembno vlogo, imenujemo zunanje okolje. Voda pokriva približno 71% površine globus:

• 98% - slana voda,
• 2% - led polarnih regij.
• ~0,45 % reke, jezera, močvirja, izviri, podzemna sladka voda itd.

V vodi živi približno 150.000 živalskih vrst - približno 7% trenutno znanih in 10.000 rastlinskih vrst - 8%. Največja raznolikost vrst v tropskih, subtropskih morjih na globini, ki ne presega 200 - 500 m.

Značilnosti vodnega habitata so naslednje.

1. Gibljivost vode: oseke in oseke, morski tokovi, gibanje valov itd.;
2. Gostota medija in njegova viskoznost. Gostota vode je 800-krat večja od gostote zraka. Sladka voda ima največjo gostoto pri 4°C. Povprečno se v vodnem stolpcu za vsakih 10 m globine tlak poveča za 1 atmosfero. Gostota vode omogoča, da se živi organizmi zanašajo nanjo, kar je še posebej pomembno za brezskeletne oblike. Podpora vode služi kot pogoj za vpihovanje v vodo;
3. Prisotnost površinske napetosti, zaradi katere nastane tanek film, je posledica privlačnosti molekul tekočine. Po njem se gibljejo vodni nevretenčarji (vodohodci, vrtavke), ki drsijo po vodni gladini le z upogibom vode in tvorijo konkaven meniskus;
4. Za temperaturni faktor je značilen manjši dotok toplote, razmeroma stalen, prebivalci vode so stenotermi, toplotno onesnaženje je zelo nevarno. Del toplotne energije, ki vstopa na površino vode, se odbije, del pa gre v izhlapevanje.

V jezerih in ribnikih se glede na temperaturo razlikujejo tri plasti vode:

• zgornji je epilimnion, katerega temperatura doživlja ostra sezonska in dnevna nihanja;
• srednji, metalimnion, plast temperaturnega skoka, kjer oster padec temperature;
• globokomorski (pri dnu) - hipolimnion, kjer se temperatura skozi vse leto nekoliko spreminja.

Termodinamične lastnosti medija, kot so visoka specifična toplota, visoka toplotna prevodnost in raztezanje med zmrzovanjem (v tem primeru se led tvori samo od zgoraj, glavnina vode pa ne zmrzne skozi) ustvarjajo ugodne razmere za žive organizme.

Kislost okolja pomemben dejavnik pogosto vpliva na porazdelitev organizmov. V sladkovodnih telesih kislost čez dan pogosto občutno niha. Morska voda je bolj alkalna in njena nihanja so manj pomembna. pH pada z globino. Vodna telesa s pH 3,7 - 4, 7 so kisla, 6,95 - 7,3 so nevtralna, več kot 7,8 so alkalne.

Večina sladkovodne ribe vzdrži pH od 5 do 9.

Svetlobni režim in prosojnost vode odvisno od skupne količine sončne svetlobe, ki pade na vodno gladino. Nekaj ​​se odbije, nekaj pa absorbira vodni stolpec. Z globino se spreminja spektralna sestava vode, saj različno dolge valove voda različno absorbira.

Po mnenju general mineralizacija vode delimo na:

• sveže - do 1 g / l;
• somornica - 1 - 25 g / l;
• slanost morja - 26 - 50 g / l;
• slanice - več kot 50 g / l.

Slanost je omejitveni dejavnik.

Plinski način določajo predvsem koncentracije kisika in ogljikovega dioksida. Poleg njih so v vodi prisotni vodikov sulfid, metan itd.

Omejitveni dejavnik je vsebnost kisika v vodi. Ogljikov dioksid pride v vodo kot posledica raztapljanja iz zraka, kot posledica dihanja vodnih organizmov, razgradnje organskih ostankov in sproščanja iz karbonatov. Je bolj topen v vodi kot kisik. Vsebnost ogljikovega dioksida v vodi je 700-krat večja kot v zraku. Morska voda je glavni rezervoar ogljikovega dioksida na planetu.

Ogljikov dioksid sodeluje pri tvorbi apnenčastih skeletnih tvorb nevretenčarjev, zagotavlja fotosintezo vodne rastline.

V vodnem habitatu ločimo 3 ekološke skupine organizmov:

• Nekton - niz prosto plavajočih živali, ki nimajo povezave z dnom rezervoarja - ribe, lignji, kiti in delfini. Predstavljajo jih velike živali, ki so sposobne prečkati velike razdalje in premagati odpornost vode. Imajo poenostavljeno obliko telesa in dobro razvite gibalne organe. Hitrost gibanja lignjev je 50 km / h, jadrnic - 100-150 km / h, mečarice - 130 km / h.
• Plankton je skupek pelagičnih organizmov, ki nimajo sposobnosti aktivnega gibanja. Praviloma so to majhne živali, ki jih prenašajo tokovi. Plankton je razdeljen na zooplankton, fitoplankton in vodne bakterije.
• Neuston - organizmi, ki naseljujejo površinski film vode na meji z zrakom. Praviloma so to organizmi v larvalni fazi razvoja. Ko dozorijo, zapustijo površinsko plast, ki služi kot zatočišče, in se preselijo v druge plasti. Hiponeuston vključuje velike nevretenčarje, ličinke in mladice rib.

Posebna skupina vodnih organizmov so globokomorske živali. Običajno so slepi ali imajo teleskopske oči, visoko razvite taktilne receptorje, so obarvani rdeče ali brezbarvni, nimajo plavalnega mehurja, običajno imajo čudno obliko, velika usta, svetleče organe, raztegljiv trebuh, vse kar prispeva k absorpciji hrane. v temi. Njihova raznolikost je povezana s stabilnostjo ekosistemov v dolgem zgodovinskem času, kar je omogočilo ohranitev starodavnih vrst.

Po mobilnosti Vsi hidrobionti so razdeljeni na:

• sedeči;
• nepremično;
• mobilni.

Avtor: način prehranjevanja razdeljen na:

• avtotrofi;
• heterotrofi.

Avtor: velikosti na: mikro; makro; mezo.

Značilnosti prilagajanja živali na vodno okolje .

Nekton in plankton imata prilagoditve, ki povečujejo plovnost, medtem ko ima bentos prilagoditve na način življenja na dnu.

Anatomski in morfološki:

1. V majhnih oblikah, ki živijo v vodnem stolpcu - zmanjšanje okostja, nastanek votlin v skeletnih formacijah, školjke (radiolaria, rhizopodi).
2. Prisotnost velike količine vode v tkivih - meduze.
3. Kopičenje kapljic maščobe v telesu (nočne živali, radiolariji), velika kopičenja maščobe - raki, ribe, kiti.
4. Prisotnost plavalnih mehurjev, napolnjenih s plinom pri ribah.
5. Razvoj zračnih votlin.
6. Povečana telesna površina v planktonu.
7. Lokacija dihalne luknje. Na primer pri delfinih v temenskem delu glave, ki vam omogoča vdih brez upočasnitve gibanja.
8. Izkoriščanje površinske napetosti vode za gibanje – vodni skokci, hrošči vihravci.
9. Aktivno plavanje s pomočjo migetalk (infuzorijski čevelj, infuzorija-trobentač), bičkov (zelena euglena), upogibanje telesa (pinoge, morske jegulje, jegulje), na curek zaradi energije izbruhanega curka (glavonožci, nautilus), gibanje s pomočjo lažnonožcev (sarcode ), specializiranih plavalnih okončin (plavuti rib, plavuti sesalcev).
10. Poenostavljena oblika telesa pri aktivnih plavalcih.
11. Pokrivanje telesa s sluzom za zmanjšanje trenja.
12. Nekatere ribe so sposobne leteti (leteče ribe, klinaste ribe) do 400 m.
13. Najdemo ga samo v vodnem okolju nepremično, vodilno pritrjenoŽivalski slog živali: hidroidi, koralni polipi, morske lilije, školjke itd. Imajo razvejano obliko telesa, dobro razvite škrge, rahlo plovnost.
14. Globoko morje ima posebne značilnosti, ki so bile omenjene prej.
15. Naprave v obliki telesa, ki se preoblečejo v predmete iz okolja (riba cev, morski konjiček, riba list, škorpijon).
16. Prisotnost mediane črte pri ribah je organ, specializiran za vodno okolje.

Fiziološki.

1. Kompleksni mehanizem presnove vode in soli. Prisotnost posebnih organov za odstranjevanje odvečne vode: pulzirajoče vakuole, izločevalni organi.
2. Odstranjevanje soli iz morski organizmi skozi škržne nitke.
3. Ustni aparat filtrirnega tipa (celenterati, mehkužci, suličniki, iglokožci, raki). Imajo pomembno vlogo pri čiščenju vodnih teles.
4. Sposobnost zaznavanja zvokov (pred ultrazvokom). Sposobnost eholokacije.
5. Sposobnost proizvajanja električne energije ( električni Stingray, električna jegulja).
6. Prisotnost razvitih kemoreceptorjev.

Vedenjski.

1. Navpični premiki (dnevni, za drstenje, lov).
2. Horizontalna gibanja (drst, prezimovanje, hranjenje).
3. Sposobnost gradnje (srebrni pajek, hobotnice, ličinke kadisa).
4. Posebnost vedenja prebivalcev izsušljivih vodnih teles, ki so sposobni preživeti dolga obdobja brez vode v stanju hipobioze (zmanjšana vitalnost).

Okoljske razmere v sladkih vodah se močno razlikujejo od morskih in so značilne predvsem po raznolikosti in velikem razponu nihanj. Za razliko od Svetovnega oceana, katerega vsi deli komunicirajo med seboj in kot celota predstavljajo en sam bazen, vodna telesa so izolirana. Morda ni neposrednih povezav med živalmi, ki jih naseljujejo, kot je to opaziti na primer med porečji in izoliranimi porečji. Samo v povezavi s sladko vodo dvoživke e. Kljub temu sladkovodna favna prihaja iz morja in vnos živali iz morja v reke in jezera se nadaljuje še danes.

Kljub vsem razlikam v sladkovodnih bazenih so zanje značilni skupni okoljski dejavniki, ki vplivajo na razporeditev živih organizmov v njih. To so predvsem kemija, temperatura, prisotnost ali odsotnost gibanja vode. Za razliko od morja v sladkovodnih telesih tlak praktično ne igra velike vloge.

Bistven dejavnik za sladko vodo je trdota vode (vsebnost apna). Tako spužve, mahovnice in nekateri raki živijo le v mehki vodi.

Za sladkovodne živali je pomembna tudi vsebnost humusa, pa tudi količina kisika, raztopljenega v vodi. Humusni rezervoarji (gozdne reke, močvirja) so običajno revni v življenju, ne vsebujejo le rib in mehkužcev, temveč tudi ličinke komarjev.

Temperaturni režim celinskih rezervoarjev določata zemljepisna širina območja in njegovo podnebje. Poleg tega lahko v istem rezervoarju opazimo ostre temperaturne skoke. Zato je večina prebivalcev celinske vode se nanaša na evritermne organizme.

Svetlo v sladki vodi zaradi njihove pretežno plitve vode ne igra posebne vloge. Običajno prodre do dna in povzroči razvoj bogate vodne vegetacije. Zadnji prinaša veliko število kisik in služi kot osnova hrane za rastlinojede živali. Samo v globokih jezerih, kot je Bajkalsko, obstaja pravo afotično območje.

Od mehanskih dejavnikov v sladkovodnih bazenih, v odsotnosti oseke in oseke ter oslabitve valov, so zelo pomembni tokovi. Sladkovodne živali so zelo občutljive na hitrost gibanja vode in jih glede na to delimo na prebivalce tekočih voda – reofile in ljubitelje stoječe vode – limnofile.

Voda kot habitat ima številko posebne lastnosti kot so visoka gostota, močni padci tlaka, relativno nizka vsebnost kisika, močna absorpcija sončni žarki in drugi Rezervoarji in njihovi posamezni deli se poleg tega razlikujejo po solinskem režimu, hitrosti horizontalnih premikov (tokov) in vsebnosti suspendiranih delcev. Za življenje bentoških organizmov so pomembne lastnosti tal, način razgradnje organskih ostankov itd. Zato skupaj s prilagoditvami na splošne lastnosti vodnega okolja morajo biti tudi njegovi prebivalci prilagojeni na vrsto posebnih razmer. Prebivalci vodnega okolja so prejeli v ekologiji pogosto ime hidrobionti.Živijo v oceanih, celinskih vodah in podtalnici. V katerem koli rezervoarju lahko ločimo cone glede na pogoje.

Razmislite o osnovnih lastnostih vode kot habitata.

Gostota vode - to je dejavnik, ki določa pogoje za gibanje vodnih organizmov in pritisk na različnih globinah. Gostota naravnih voda, ki vsebujejo raztopljene soli, je lahko večja, do 1,35 g/cm 3 . Tlak se poveča z globino za približno 101,3 kPa (1 atm) v povprečju na vsakih 10 m.

V povezavi z močno spremembo tlaka v vodnih telesih hidrobionti na splošno lažje prenašajo spremembe tlaka kot kopenski organizmi. Nekatere vrste, ki so razporejene na različnih globinah, prenesejo pritisk od nekaj do več sto atmosfer. Na primer, holoturiji iz rodu Elpidia živijo na območju od obalnega pasu do območja največjih oceanskih globin, 6-11 km. Vendar pa večina prebivalcev morij in oceanov živi na določeni globini.

Gostota vode omogoča naslanjanje nanjo, kar je še posebej pomembno pri neskeletnih oblikah. Gostota medija je pogoj za lebdenje v vodi in številni hidrobionti so prilagojeni prav na ta način življenja. V vodi lebdeči organizmi so združeni v posebno ekološko skupino hidrobiontov - plankton("planktos" - lebdenje). Plankton vključuje enocelične in kolonialne alge, praživali, meduze, različne majhne rake, ličinke pridnenih živali, ribja ikra in mladice ter mnoge druge.

Gostota in viskoznost vode močno vplivata na možnost aktivnega plavanja. Živali, ki so sposobne hitrega plavanja in premagovanja sile tokov, so združene v ekološko skupino. nekton("nektos" - lebdeči). Predstavniki nektona so ribe, lignji, delfini. Hitro gibanje v vodnem stolpcu je možno le ob prisotnosti poenostavljene oblike telesa in visoko razvitih mišic.

1. Kisikov način. V vodi, nasičeni s kisikom, njegova vsebnost ne presega 10 ml na 1 liter, kar je 21-krat manj kot v atmosferi. Zato so pogoji za dihanje hidrobiontov veliko bolj zapleteni. Kisik pride v vodo predvsem zaradi fotosintetske aktivnosti alg in difuzije iz zraka. Zato so zgornje plasti vodnega stolpca praviloma bogatejše s tem plinom kot spodnje. S povečanjem temperature in slanosti vode se koncentracija kisika v njej zmanjšuje.

Dihanje hidrobiontov poteka bodisi skozi površino telesa bodisi skozi specializirane organe - škrge, pljuča, sapnik. V tem primeru lahko pokrovi služijo kot dodaten dihalni organ. Na primer, riba loach v povprečju porabi do 63% kisika skozi kožo. Mnoge sedeče in neaktivne živali obnavljajo vodo okoli sebe bodisi z ustvarjanjem njenega usmerjenega toka bodisi z nihajočimi gibi, ki prispevajo k njenemu mešanju. školjke v ta namen služijo migetalke, ki obdajajo stene plaščne votline; raki - delo trebušnih ali prsnih nog. Pijavke, ličinke zvončastih komarjev (krvavke) zibljejo telo in se nagnejo iz tal.

Sesalci, ki so v procesu evolucijskega razvoja prešli s kopenskega na vodni način življenja, na primer plavutonožci, kiti, vodni hrošči, ličinke komarjev, običajno ohranijo atmosferski tip dihanje in zato potrebujejo stik z zrakom.

Pomanjkanje kisika v vodi včasih povzroči katastrofalne pojave - smrt, ki jo spremlja smrt številnih vodnih organizmov. Zimske zmrzali so pogosto posledica nastajanja ledu na površini vodnih teles in prenehanja stika z zrakom; poleti - s povišanjem temperature vode in posledično zmanjšanjem topnosti kisika.

• 2. Solni način. Vzdrževanje vodne bilance hidrobiontov ima svoje posebnosti. Če je za kopenske živali in rastline najpomembnejše zagotoviti telesu vodo v pogojih njenega pomanjkanja, potem za hidrobionte ni nič manj pomembno vzdrževati določeno količino vode v telesu, ko je presežek. okolju. Prekomerna količina vode v celicah povzroči spremembo njihovega osmotskega tlaka in kršitev najpomembnejših vitalnih funkcij. Zato sladkovodne oblike v morjih ne morejo obstajati, morske ne prenesejo razsoljevanja. Če se slanost vode spreminja, se živali premikajo v iskanju ugodnega okolja.
• 3. Temperaturni režim Vodna telesa so, kot smo že omenili, bolj stabilna kot na kopnem. Amplituda letnih temperaturnih nihanj v zgornjih plasteh oceana ni večja od 10-15 ° C, v celinskih vodnih telesih - 30-35 ° C. Za globoke plasti vode je značilna stalna temperatura. V ekvatorialnih vodah srednja letna temperatura površinske plasti + 26-27 ° C, v polarnih - približno 0 ° C in nižje. V vročih kopenskih izvirih se lahko temperatura vode približa +100 ° C, v podvodnih gejzirjih pa pri visok pritisk Na dnu oceana so zabeležili temperaturo +380 °C. Ampak navpično temperaturni režim Je raznolika, na primer, v zgornjih plasteh se pojavijo sezonska temperaturna nihanja, v spodnjih plasteh pa je toplotni režim stalen.
• 4. Svetlobni način. V vodi je veliko manj svetlobe kot v zraku. Del žarkov, ki padejo na površino rezervoarja, se odbije zračno okolje. Odboj je tem močnejši, čim nižji je položaj Sonca, zato je dan pod vodo krajši kot na kopnem. Hitro zmanjšanje količine svetlobe z globino je posledica njene absorpcije v vodi. Žarki z drugačna dolžina valovi se različno absorbirajo: rdeči izginejo blizu površine, modro-zeleni pa prodrejo veliko globlje. To vpliva na barvo hidrobiontov, na primer z globino se spreminja barva alg: zelenih, rjavih in rdečih alg, ki so specializirane za zajemanje svetlobe z različnimi valovnimi dolžinami. Barva živali se spreminja z globino na enak način. Veliko globokomorskih organizmov nima pigmentov.

V temnih globinah oceana organizmi uporabljajo svetlobo, ki jo oddajajo živa bitja, kot vir vizualnih informacij. Sijaj živega organizma se imenuje bioluminiscenca.

Tako lastnosti okolja v veliki meri določajo načine prilagajanja njegovih prebivalcev, njihov način življenja in načine uporabe virov, ustvarjajo verige vzročno-posledičnih odvisnosti. Visoka gostota vode torej omogoča obstoj planktona, prisotnost organizmov, ki lebdijo v vodi, pa je predpogoj za razvoj filtracijskega načina prehranjevanja, pri katerem je možen tudi sedeči način življenja živali. Posledično se oblikuje močan mehanizem samočiščenja vodnih teles biosferskega pomena. Vključuje ogromno hidrobiontov, tako bentoških (živijo na tleh in v tleh na dnu vodnih teles) kot pelagičnih (rastline ali živali, ki živijo v vodnem stolpcu ali na površini), od enoceličnih praživali do vretenčarjev. Na primer, samo planktonski morski kopepodi (Calanus) so sposobni v nekaj letih filtrirati vode celotnega Svetovnega oceana; približno 1,37 milijarde km3. Motnje delovanja filtrirnih napajalnikov zaradi različnih antropogenih vplivov resno ogrožajo ohranjanje čistosti voda.

Vprašanja in naloge za samokontrolo

• 1. Naštejte glavne lastnosti vodnega habitata.
• 2. Pojasnite, kako gostota vode določa obliko živali, ki so sposobne hitrega plavanja.
• 3. Poimenujte razlog za blokade.
• 4. Kateri pojav imenujemo "bioluminiscenca"? Ali poznate žive organizme, ki imajo to lastnost?
• 5. Kakšno ekološko vlogo imajo filtrirni napajalniki?

Uvod

Na našem planetu živi organizmi obvladujejo štiri habitate. Vodno okolje je bilo prvo, v katerem je nastalo in se razširilo življenje. Šele takrat so organizmi obvladali sistem zemlja-zrak, ustvarili in naselili zemljo ter sami postali četrti specifično okolježivljenje. Voda kot habitat ima vrsto specifičnih lastnosti, kot so visoka gostota, močni padci tlaka, nizka vsebnost kisika, močna absorpcija sončne svetlobe. Poleg tega se vodna telesa in njihovi posamezni odseki razlikujejo po režimu soli, hitrosti toka in vsebnosti suspendiranih delcev. Za nekatere organizme so pomembne tudi lastnosti tal, način razgradnje organskih ostankov ipd. Zato je treba poleg prilagoditev na splošne lastnosti vodnega okolja njegove prebivalce prilagoditi tudi različnim posebnim razmeram.

Voda je medij, ki je mnogokrat gostejši od zraka. Zaradi tega izvaja določen pritisk na organizme, ki živijo v njem, hkrati pa ima sposobnost podpiranja teles, po Arhimedovem zakonu, po katerem vsako telo v vodi izgubi toliko teže, kolikor voda izpodrine. tehta.

Vsi prebivalci vodnega okolja so v ekologiji prejeli splošno ime hidrobionti.

Hidrobionti naseljujejo Svetovni ocean, celinska vodna telesa in podtalnico.

splošne značilnosti vodno okolje

Hidrosfera kot vodno okolje življenja zavzema približno 71 % površine in 1/800 prostornine zemeljske oble. Glavna količina vode, več kot 94%, je koncentrirana v morjih in oceanih. V sladkih vodah rek in jezer količina vode ne presega 0,016% celotne količine sladke vode. Ta razmerja so konstantna, čeprav se v naravi kroženje vode odvija brez prestanka (slika 1).

Slika 1 - Kroženje vode v naravi

organizem za prilagajanje na vodno okolje

V oceanu s sestavnimi morji ločimo predvsem dve ekološki regiji: vodni stolpec - pelagialno in dno - bentalno. Glede na globino je bental razdeljen na sublitoralno območje - območje gladkega zmanjševanja kopnega do globine 200 m, batijal - območje strmega pobočja in brezno - območje oceanskega dna. s povprečno globino 3-6 km. Globlje bentalne regije, ki ustrezajo depresijam oceanskega dna (6-10 km), se imenujejo ultra-abisal. Rob obale, ki je poplavljen med plimovanjem, se imenuje litoral. Del obale nad nivojem plime, ki ga navlažijo brizgi valov, imenujemo superlitoral (slika 2).

Odprte vode oceanov so razdeljene tudi na navpične cone, ki ustrezajo bentalnim conam: epipeligialno, batipeligialno, abisopegialno.

V vodnem okolju živi približno 150.000 živalskih vrst ali približno 7 % njihovega skupnega števila in 10.000 rastlinskih vrst (8 %).

Delež rek, jezer in močvirij, kot smo že omenili, je zanemarljiv v primerjavi z morji in oceani. Vendar ustvarjajo zalogo sveže vode, potrebne za rastline, živali in ljudi.

Značilnost vodnega okolja je njegova gibljivost, zlasti v tekočih, hitro tekočih potokih in rekah. V morjih in oceanih opazimo oseke in oseke, močne tokove in nevihte. V jezerih se voda premika pod vplivom temperature in vetra.

Voda je v mnogih pogledih popolnoma edinstven medij, molekula vode, ki jo sestavljata dva atoma vodika in en atom kisika, je izjemno stabilna. Voda je edina spojina te vrste, ki hkrati obstaja v plinastem, tekočem in trdnem stanju.

Voda ni samo vir življenja za vse živali in rastline na Zemlji, ampak je tudi življenjski prostor za mnoge od njih. Sem sodijo na primer številne vrste rib, vključno s kozarci, ki živijo v rekah in jezerih v regiji, pa tudi akvarijske ribe v naših domovih. Kot lahko vidite, se odlično počutijo med vodnimi rastlinami. Ribe dihajo s škrgami, ki črpajo kisik iz vode. Nekatere vrste rib, kot so makropodi, dihajo atmosferski zrak, zato se občasno dvignejo na površje.

Voda je življenjski prostor številnih vodnih rastlin in živali. Nekateri v vodi preživijo celo življenje, drugi pa so v vodnem okolju šele na začetku svojega življenja. To lahko vidite, če obiščete majhen ribnik ali močvirje. V elementu vode lahko najdete najmanjše predstavnike - enocelične organizme, ki jih je treba upoštevati pod mikroskopom. Sem spadajo številne alge in bakterije. Njihovo število se meri v milijonih na kubični milimeter vode.

Slika 1 - Navpična cona morja (po A.S. Konstantinovu, 1967)

Popolnoma prečiščena voda obstaja le v laboratorijskih pogojih. Kaj naravna voda vsebuje veliko različnih snovi. V »surovi vodi« gre predvsem za tako imenovani zaščitni sistem ali kompleks ogljikove kisline, ki ga sestavljajo sol ogljikove kisline, karbonat in bikarbonat. Ta faktor vam omogoča, da določite vrsto vode kislo, nevtralno ali bazično - glede na njeno pH vrednost, ki s kemijskega vidika pomeni delež vodikovih ionov v vodi. Nevtralna voda ima pH=7, nižje vrednosti kažejo hiperacidnost voda, višje pa, da je alkalna. V apnenčastih območjih ima voda jezer in rek običajno povišane vrednosti pH v primerjavi z vodnimi telesi na tistih mestih, kjer je vsebnost apnenca v tleh zanemarljiva.

Če se voda jezer in rek šteje za svežo, potem morska voda imenujemo slano ali brakično. Obstaja veliko vmesnih vrst med sladko in slano vodo.