4.1. Vodni habitat. Specifičnost prilagajanja hidrobiontov

Voda kot habitat ima številko specifične lastnosti, kot so visoka gostota, močni padci tlaka, razmeroma nizka vsebnost kisika, močna absorpcija sončne svetlobe itd. Rezervoarji in njihovi posamezni odseki se poleg tega razlikujejo po solnem režimu, hitrosti horizontalnih premikov (tokov), vsebnosti suspendiranih delcev. Za življenje bentoških organizmov so pomembne lastnosti tal, režim razgradnje organskih ostankov itd. Zato je treba poleg prilagajanja splošnim lastnostim vodnega okolja prilagajati tudi njegove prebivalce različnim posebnim razmeram. . Prebivalci vodnega okolja so v ekologiji dobili splošno ime hidrobionti. Naseljujejo oceane, celinske vode in podtalnico. V katerem koli rezervoarju je mogoče ločiti cone glede na pogoje.

4.1.1. Ekološke cone Svetovnega oceana

V oceanu in njegovih sestavnih morjih se v prvi vrsti razlikujeta dve ekološki območji: vodni stolpec - pelagialni in dno bental (slika 38). Glede na globino se bental deli na sublitoral cona - območje gladkega padanja kopnega do globine približno 200 m, batial– območje strmega pobočja in prepadno območje– območje oceanske dna s povprečno globino 3–6 km. Imenujejo se celo globlja območja dna, ki ustrezajo depresijam oceanskega dna ultraabyssal. Imenuje se rob obale, ki je poplavljen ob plimi primorje. Nad nivojem plimovanja se del obale, ki ga navlažijo pljuski valovi, imenujemo supralitoral.

riž. 38. Ekološke cone Svetovnega oceana

Naravno je, da na primer prebivalci sublitorala živijo v razmerah sorazmerno nizkega tlaka, dnevne sončne svetlobe in pogosto precej znatnih temperaturnih sprememb. Prebivalci prepadnih in ultra-breznih globin obstajajo v temi, pri stalni temperaturi in pošastnem tlaku nekaj sto, včasih pa tudi okoli tisoč atmosfer. Zato že samo navedba, v katerem območju Bentali je naseljena ena ali druga vrsta organizmov, kaže, kakšne splošne ekološke lastnosti bi morala imeti. Poimenovana je bila celotna populacija oceanskega dna bentos.

Organizmi, ki živijo v vodnem stolpcu ali pelagialni, so pelagos. Pelagial je razdeljen tudi na navpične cone, ki po globini ustrezajo bentalnim conam: epipelagialni, batipelagialni, abisopelagialni. Spodnja meja epipelagične cone (ne več kot 200 m) je določena s prodiranjem sončne svetlobe v količini, ki zadostuje za fotosintezo. Fotosintetične rastline ne morejo obstajati globlje od teh območij. Mračne batialne in temne prepadne globine naseljujejo le mikroorganizmi in živali. V vseh drugih vrstah vodnih teles se razlikujejo tudi različne ekološke cone: jezera, močvirja, ribniki, reke itd. Raznolikost hidrobiontov, ki so obvladali vse te habitate, je zelo velika.

4.1.2. Osnovne lastnosti vodnega okolja

Gostota vode je dejavnik, ki določa pogoje za gibanje vodnih organizmov in pritisk na različnih globinah. Za destilirano vodo je gostota 1 g/cm3 pri 4°C. Gostota naravnih voda, ki vsebujejo raztopljene soli, je lahko višja, do 1,35 g/cm 3 . Tlak narašča z globino v povprečju za približno 1 10 5 Pa (1 atm) na vsakih 10 m.

Zaradi močnega gradienta tlaka v vodnih telesih so hidrobionti na splošno veliko bolj evribatni kot kopenski organizmi. Nekatere vrste, razporejene na različnih globinah, prenašajo pritisk od nekaj do sto atmosfer. Na primer, holoturiji iz rodu Elpidia in črvi Priapulus caudatus naseljujejo od obalnega pasu do ultraabyssala. Tudi sladkovodni prebivalci, kot so ciliates-čevlji, suvoyi, plavalni hrošči itd., v poskusu prenesejo do 6 10 7 Pa (600 atm).

Vendar pa je veliko prebivalcev morij in oceanov razmeroma od stene do stene in omejeno na določene globine. Stenobatnost je najpogosteje značilna za plitke in globokomorske vrste. Le primorsko naselje naseljuje okroglasti črv Arenicola, mehkužci (Patella). Številne ribe, kot so ribiči, glavonožci, raki, pogonoforji, morske zvezde druge pa najdemo samo na velike globine ah pri tlaku najmanj 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400–500 atm).

Gostota vode omogoča, da se nanjo naslonimo, kar je še posebej pomembno za neskeletne oblike. Gostota medija je pogoj za lebdenje v vodi, številni hidrobiont pa so prilagojeni prav takšnemu načinu življenja. Viseči organizmi, ki lebdijo v vodi, so združeni v posebno ekološko skupino hidrobiontov - plankton ("planktos" - dviganje).

riž. 39. Povečanje relativne površine telesa pri planktonskih organizmih (po S. A. Zernov, 1949):

A - paličaste oblike:

1 – diatomeja Synedra;

2 – cianobakterije Aphanizomenon;

3 – peridinejska alga Amphisolenia;

4 – Euglena acus;

5 – glavonožca Doratopsis vermicularis;

6 – copepod Setella;

7 – ličinka Porcellana (Decapoda)

B - razrezane oblike:

1 – mehkužci Glaucus atlanticus;

2 – črv Tomopetris euchaeta;

3 – ličinka rakov Palinurus;

4 – ličinke morske spade Lophius;

5 – kopepod Calocalanus pavo

Plankton vključuje enocelične in kolonialne alge, protozoje, meduze, sifonofore, ctenofore, krilate in kobičaste mehkužce, različne male rake, ličinke pridnenih živali, ribja jajčeca in mladice in mnoge druge (slika 39). Planktonski organizmi imajo veliko podobnih prilagoditev, ki povečujejo njihovo plovnost in preprečujejo, da bi se potopili na dno. Takšne prilagoditve vključujejo: 1) splošno povečanje relativne površine telesa zaradi zmanjšanja velikosti, sploščenja, raztezanja, razvoja številnih izrastkov ali seta, kar poveča trenje ob vodo; 2) zmanjšanje gostote zaradi zmanjšanja skeleta, kopičenja v telesu maščob, plinskih mehurčkov itd. Pri diatomejih se rezervne snovi ne odlagajo v obliki težkega škroba, temveč v obliki maščobnih kapljic. Nočno svetilko Noctiluca odlikuje tako številčnost plinskih vakuol in maščobnih kapljic v celici, da je citoplazma v njej videti kot prameni, ki se združijo le okoli jedra. Zračne komore imajo tudi sifonofori, številne meduze, planktonski polži in drugi.

Morske alge (fitoplankton) pasivno lebdijo v vodi, medtem ko je večina planktonskih živali sposobna aktivnega plavanja, vendar v omejenem obsegu. Planktonski organizmi ne morejo premagati tokov in jih prenašajo na dolge razdalje. veliko vrst zooplankton so pa sposobne vertikalnih selitev v vodnem stolpcu na desetine in stotine metrov, tako zaradi aktivnega gibanja kot z uravnavanjem vzgona svojega telesa. Posebna vrsta planktona je ekološka skupina neuston ("nein" - plavati) - prebivalci površinskega filma vode na meji z zrakom.

Gostota in viskoznost vode močno vplivata na možnost aktivnega plavanja. Živali, ki so sposobne hitrega plavanja in premagovati silo tokov, so združene v ekološko skupino. nekton ("nektos" - plavajoče). Predstavniki nektona so ribe, lignji, delfini. Hitro gibanje v vodnem stolpcu je možno le ob prisotnosti poenostavljene oblike telesa in visoko razvitih mišic. Obliko v obliki torpeda razvijejo vsi dobri plavalci, ne glede na njihovo sistematično pripadnost in način gibanja v vodi: reaktivno, z upogibanjem telesa, s pomočjo udov.

Način kisika. 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 v vodo vstopa 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 zmanjša. V plasteh, ki so močno poseljene z živalmi in bakterijami, lahko zaradi povečane porabe O 2 nastane ostro pomanjkanje O 2. Na primer, v Svetovnem oceanu je za globine, bogate z življenjem od 50 do 1000 m, značilno močno poslabšanje prezračevanja - to je 7-10-krat nižje kot v površinskih vodah, ki jih naseljuje fitoplankton. V bližini dna vodnih teles so lahko razmere blizu anaerobnih.

Med vodnimi organizmi je veliko vrst, ki lahko prenašajo velika nihanja vsebnosti kisika v vodi, vse do njegove skoraj popolne odsotnosti. (evrioksibionti - "oksi" - kisik, "biont" - prebivalec). Sem spadajo na primer sladkovodni oligoheti Tubifex tubifex, polži Viviparus viviparus. Med ribami lahko krap, linj, karus prenese zelo nizko nasičenost vode s kisikom. Vendar pa številne vrste stenoksibiont – obstajajo lahko le pri dovolj visoki nasičenosti vode s kisikom (šarenke, potočne postrvi, goveje, ciliarni črv Planaria alpina, ličinke podojnic, kamenčkov itd.). Mnoge vrste lahko padejo v neaktivno stanje s pomanjkanjem kisika - anoksibioza - in tako doživite neugodno obdobje.

Dihanje hidrobiontov poteka bodisi skozi površino telesa bodisi skozi specializirane organe - škrge, pljuča, sapnik. V tem primeru lahko pokrovi služijo kot dodatni dihalni organ. Na primer, loach ribe v povprečju porabijo do 63 % kisika skozi kožo. Če pride do izmenjave plinov skozi kožo telesa, potem so zelo tanki. Dihanje olajšamo tudi s povečanjem površine. To dosežemo med evolucijo vrste z nastankom različnih izrastkov, sploščenjem, raztezkom in splošnim zmanjšanjem telesne velikosti. Nekatere vrste s pomanjkanjem kisika aktivno spreminjajo velikost dihalne površine. Črvi Tubifex tubifex močno podaljšajo telo; hidre in morske anemone - lovke; iglokožci - ambulakralne noge. Mnoge sedeče in neaktivne živali obnavljajo vodo okoli sebe, bodisi z ustvarjanjem njenega usmerjenega toka bodisi z nihajnimi gibi, ki prispevajo k njenemu mešanju. V ta namen školjke uporabljajo cilije, ki obdajajo stene plaščne votline; raki - delo trebušnih ali prsnih nog. Pijavke, ličinke obročkajočih komarjev (krvavcev), številne oligohete zibajo telo in se sklanjajo iz zemlje.

Nekatere vrste imajo kombinacijo dihanja vode in zraka. Takšne so pljučne ribe, diskofanti sifonoforji, številni pljučni mehkužci, raki Gammarus lacustris itd. Sekundarne vodne živali običajno ohranjajo atmosferski tip dihanja kot energijsko ugodnejši in zato potrebujejo stik z zrakom, na primer plavutonožci, kiti, vodni hrošči, ličinke komarjev itd.

Pomanjkanje kisika v vodi včasih vodi do katastrofalnih pojavov - zamoram, spremlja smrt mnogih hidrobiontov. zima zmrzne pogosto posledica nastanka ledu na površini vodnih teles in prenehanja stika z zrakom; poletje- zvišanje temperature vode in posledično zmanjšanje topnosti kisika.

Pogosto pogin rib in številnih nevretenčarjev pozimi je značilen na primer za spodnji del porečja reke Ob, katerega vode, ki pritekajo iz močvirnih prostorov Zahodnosibirske nižine, so izjemno revne z raztopljenim kisikom. Včasih se v morjih pojavi zamora.

Poleg pomanjkanja kisika je lahko smrt posledica povečanja koncentracije strupenih plinov v vodi – metana, vodikovega sulfida, CO 2 itd., ki nastanejo kot posledica razgradnje organskih snovi na dnu rezervoarjev. .

Način soli. Vzdrževanje vodne bilance hidrobiontov ima svoje posebnosti. Če je za kopenske živali in rastline najpomembnejše, da telesu zagotovimo vodo v pogojih njenega pomanjkanja, potem za hidrobionte ni nič manj pomembno, da vzdržujejo določeno količino vode v telesu, ko je v okolju presežek. Prekomerna količina vode v celicah vodi do spremembe njihovega osmotskega tlaka in kršitve najpomembnejših vitalnih funkcij.

Večina vodnega življenja poikilosmotično: osmotski tlak v njihovem telesu je odvisen od slanosti okoliške vode. Zato je glavni način, da vodni organizmi ohranjajo ravnovesje soli, izogibanje habitatom z neprimerno slanostjo. Sladkovodne oblike ne morejo obstajati v morjih, morske oblike ne prenašajo razsoljevanja. Če se slanost vode spremeni, se živali premikajo v iskanju ugodnega okolja. Na primer, med razsoljevanjem površinskih plasti morja po močnem deževju se radiolarije, morski raki Calanus in drugi spustijo do globine 100 m. Vretenčarji, višji raki, žuželke in njihove ličinke, ki živijo v vodi, so homoiosmotični vrste, ki ohranja stalen osmotski tlak v telesu, ne glede na koncentracijo soli v vodi.

Pri sladkovodnih vrstah so telesni sokovi hipertonični glede na okoliško vodo. V nevarnosti so, da bodo prezalili, razen če preprečimo njihov vnos ali odstranimo odvečno vodo iz telesa. Pri protozojih se to doseže z delom izločilnih vakuol, pri večceličnih organizmih z odvzemom vode skozi izločilni sistem. Nekateri ciliati vsake 2–2,5 minute sprostijo količino vode, ki je enaka volumnu telesa. Celica porabi veliko energije za "črpanje" odvečne vode. S povečanjem slanosti se delo vakuol upočasni. Tako v čevljih Paramecium pri slanosti vode 2,5 % o vakuola utripa z intervalom 9 s, pri 5 % o - 18 s, pri 7,5 % o - 25 s. Pri koncentraciji soli 17,5% o vakuola preneha delovati, saj izgine razlika v osmotskem tlaku med celico in zunanjim okoljem.

Če je voda hipertonična glede na telesne tekočine hidrobiontov, jim zaradi osmotskih izgub grozi dehidracija. Zaščito pred dehidracijo dosežemo s povečanjem koncentracije soli tudi v telesu hidrobiontov. Dehidracijo preprečujejo vodoprepustni pokrovi homoiosmotskih organizmov – sesalcev, rib, višjih rakov, vodnih žuželk in njihovih ličink.

Številne poikilosmotske vrste preidejo v neaktivno stanje - zaustavljena animacija kot posledica pomanjkanja vode v telesu z naraščajočo slanostjo. To je značilno za vrste, ki živijo v bazenih morske vode in v obalnem pasu: kolobarji, bičavci, ciliati, nekateri raki, črnomorski poliheti Nereis divesicolor itd. Solna hibernacija- sredstvo za preživetje neugodnih obdobij v razmerah spremenljive slanosti vode.

Resnično evrihalin Med vodnimi prebivalci ni toliko vrst, ki bi lahko živele v aktivnem stanju tako v sladki kot v slani vodi. To so večinoma vrste, ki naseljujejo rečna ustja, estuarije in druga brakita vodna telesa.

Temperaturni režim vodna telesa so bolj stabilna kot na kopnem. To je posledica fizikalnih lastnosti vode, predvsem visoke specifične toplotne kapacitete, zaradi katere sprejem ali sproščanje znatne količine toplote ne povzroči preostrih temperaturnih sprememb. Izhlapevanje vode s površine rezervoarjev, ki porabi približno 2263,8 J/g, preprečuje pregrevanje spodnjih plasti, nastajanje ledu, ki sprosti toploto fuzije (333,48 J/g), pa upočasni njihovo ohlajanje.

Amplituda letnih temperaturnih nihanj v zgornjih plasteh oceana ni večja od 10–15 °C, v celinskih vodnih telesih je 30–35 °C. Za globoke plasti vode je značilna konstantna temperatura. V ekvatorialnih vodah povprečna letna temperatura površinske plasti +(26–27) °С, v polarnih plasteh - približno 0 °C in nižje. V vročih zemeljskih izvirih se lahko temperatura vode približa +100 °C, v podvodnih gejzirjih pri visokem tlaku na dnu oceana pa je zabeležena temperatura +380 °C.

Tako je v rezervoarjih precej velika raznolikost temperaturnih razmer. Med zgornjimi plastmi vode z izraženimi sezonskimi temperaturnimi nihanji in spodnjimi, kjer je toplotni režim konstanten, je območje temperaturnega skoka ali termoklina. Termoklina je bolj izrazita v toplih morjih, kjer je temperaturna razlika med zunanjimi in globokimi vodami večja.

Zaradi stabilnejšega temperaturnega režima vode med hidrobioti, v veliko večji meri kot med prebivalci kopnega, je stenotermija pogosta. Eurytermalne vrste najdemo predvsem v plitvih celinskih vodnih telesih in v obrežju morij visokih in zmernih zemljepisnih širin, kjer so dnevna in sezonska temperaturna nihanja pomembna.

Svetlobni način. V vodi je veliko manj svetlobe kot v zraku. Del žarkov, ki padejo na površino rezervoarja, se odbija v zrak. Odsev je močnejši, nižji je položaj Sonca, zato je dan pod vodo krajši kot na kopnem. Na primer, poletni dan blizu otoka Madeira na globini 30 m je 5 ur, na globini 40 m pa le 15 minut. Hitro zmanjšanje količine svetlobe z globino je posledica njene absorpcije z vodo. Žarki z različnimi valovnimi dolžinami se absorbirajo različno: rdeči izginejo blizu površine, modro-zeleni pa prodrejo veliko globlje. Mrak, ki se poglablja z globino v oceanu, je najprej zelen, nato moder, moder in modro-vijoličen, na koncu pa se umakne stalni temi. V skladu s tem se zelene, rjave in rdeče alge zamenjajo z globino, specializirane za zajemanje svetlobe z različnimi valovnimi dolžinami.

Na enak način se barva živali spreminja z globino. Najsvetlejše in raznoliko obarvane so prebivalci obalnega in sublitoralnega pasu. Mnogi globoko zakoreninjeni organizmi, kot so jamski, nimajo pigmentov. V coni somraka je razširjena rdeča obarvanost, ki na teh globinah dopolnjuje modro-vijolično svetlobo. Dodatne barvne žarke telo najbolj v celoti absorbira. To omogoča živalim, da se skrijejo pred sovražniki, saj je njihova rdeča barva v modro-vijoličnih žarkih vizualno zaznana kot črna. Rdeča obarvanost je značilna za živali somraka, kot so brancin, rdeče korale, različni raki itd.

Pri nekaterih vrstah, ki živijo blizu površine vodnih teles, so oči razdeljene na dva dela z različno sposobnostjo loma žarkov. Ena polovica očesa vidi v zraku, druga polovica v vodi. Takšna "štiriokost" je značilna za vrtinčaste hrošče, ameriško ribo Anableps tetraphthalmus, eno od tropskih vrst blennies Dialommus fuscus. Ta riba ob oseki sedi v vdolbinah in del svoje glave izpostavlja vodi (glej sliko 26).

Absorpcija svetlobe je močnejša, manjša je prosojnost vode, ki je odvisna od števila v njej suspendiranih delcev.

Za transparentnost je značilna največja globina, na kateri je še vedno viden posebej spuščen bel disk s premerom približno 20 cm (Secchi disk). Najbolj prozorne vode so v Sargaškem morju: disk je viden do globine 66,5 m. V Tihem oceanu je disk Secchi viden do 59 m, v Indijskem oceanu - do 50, v plitvih morjih - navzgor. do 5-15 m. Preglednost rek je v povprečju 1-1,5 m, v najbolj blatnih rekah, na primer v srednjeazijski Amu Darji in Sir Darji, pa le nekaj centimetrov. Meja območja fotosinteze se zato v različnih vodnih telesih zelo razlikuje. V najčistejših vodah evfotično cona ali cona fotosinteze se razteza do globine največ 200 m, mrak oz. disfotični, cona zavzema globine do 1000–1500 m, globlje pa v afotično območje, sončna svetloba sploh ne prodre.

Količina svetlobe v zgornjih plasteh vodnih teles se močno razlikuje glede na zemljepisno širino območja in letni čas. Dolge polarne noči močno omejujejo čas, ki je na voljo za fotosintezo v arktičnem in antarktičnem bazenu, ledena odeja pa otežuje dostop svetlobe do vseh zamrznjenih vodnih teles pozimi.

V temnih globinah oceana organizmi uporabljajo svetlobo, ki jo oddajajo živa bitja, kot vir vizualnih informacij. Imenuje se sij živega organizma bioluminiscenca. Svetleče vrste najdemo v skoraj vseh razredih vodnih živali od praživali do rib, pa tudi med bakterijami, nižjimi rastlinami in glivami. Zdi se, da se je bioluminiscenca večkrat pojavila v različnih skupinah na različnih stopnjah evolucije.

Kemija bioluminiscence je zdaj dokaj dobro razumljena. Reakcije, ki se uporabljajo za ustvarjanje svetlobe, so različne. Toda v vseh primerih je to oksidacija kompleksnih organskih spojin (luciferini) z uporabo beljakovinskih katalizatorjev (luciferaza). Luciferini in luciferaze imajo v različnih organizmih različne strukture. Med reakcijo se presežna energija vzbujene molekule luciferina sprosti v obliki svetlobnih kvantov. Živi organizmi oddajajo svetlobo v impulzih, običajno kot odziv na dražljaje, ki prihajajo iz zunanjega okolja.

Sijaj morda nima posebne ekološke vloge v življenju vrste, je pa lahko stranski produkt vitalne aktivnosti celic, kot na primer pri bakterijah ali nižjih rastlinah. Ekološki pomen dobi le pri živalih z dovolj razvitim živčnim sistemom in vidnimi organi. Pri mnogih vrstah pridobijo svetleči organi zelo zapleteno strukturo s sistemom reflektorjev in leč, ki ojačajo sevanje (slika 40). Številne ribe in glavonožci, ki ne morejo ustvariti svetlobe, uporabljajo simbiotske bakterije, ki se razmnožujejo v posebnih organih teh živali.

riž. 40. Svetleči organi vodnih živali (po S. A. Zernov, 1949):

1 - globokomorski morec s svetilko nad zobatimi usti;

2 - porazdelitev svetlečih organov pri ribah te družine. Mystophidae;

3 - svetlobni organ ribe Argyropelecus affinis:

a - pigment, b - reflektor, c - svetlobno telo, d - leča

Bioluminiscenca ima predvsem signalno vrednost v življenju živali. Svetlobni signali se lahko uporabljajo za orientacijo v jati, privabljanje posameznikov nasprotnega spola, privabljanje žrtev, za maskiranje ali odvračanje pozornosti. Blisk svetlobe je lahko obramba pred plenilcem, ki ga zaslepi ali dezorientira. Na primer, globokomorske sipe, ki pobegnejo pred sovražnikom, sprostijo oblak svetlečega izločka, medtem ko vrste, ki živijo v osvetljenih vodah, v ta namen uporabljajo temno tekočino. Pri nekaterih pridnenih črvih - polihetah - se svetleči organi razvijejo do obdobja zorenja reproduktivnih produktov, samice pa svetijo svetleje, oči pa so pri samcih bolje razvite. Pri plenilskih globokomorskih ribah iz reda morskega kozarca se prvi žarek hrbtne plavuti pomakne v zgornjo čeljust in se spremeni v prožno "palico", na koncu pa nosi črvasto "vabo" - žlezo, napolnjeno s sluzom. s svetlečimi bakterijami. Z uravnavanjem pretoka krvi v žlezo in s tem oskrbo bakterije s kisikom lahko ribe poljubno povzročijo, da se "vaba" žari, posnema gibanje črva in zvabi plen.

V kopenskih okoljih je bioluminiscenca razvita le pri nekaj vrstah, predvsem pri hroščkih iz družine kresnikov, ki s svetlobno signalizacijo privabljajo osebke nasprotnega spola ob mraku ali ponoči.

4.1.3. Nekatere specifične prilagoditve hidrobiontov

Načini orientacije živali v vodnem okolju.Življenje v stalnem mraku ali temi močno omejuje možnosti vizualna orientacija hidrobionti. V zvezi s hitrim slabljenjem svetlobnih žarkov v vodi se tudi lastniki dobro razvitih organov vida z njihovo pomočjo orientirajo le od blizu.

V vodi zvok potuje hitreje kot v zraku. Zvočna orientacija je na splošno bolje razvit v vodnih organizmih kot vidni. Številne vrste ujamejo celo zelo nizkofrekvenčne vibracije (infrazvoki), nastane ob spremembi ritma valov in se pred neurjem spusti iz površinskih plasti v globlje (na primer meduze). Mnogi prebivalci vodnih teles - sesalci, ribe, mehkužci, raki - sami oddajajo zvoke. Raki to dosežejo z drgnjenjem različnih delov telesa drug ob drugega; ribe - s pomočjo plavalnega mehurja, žrelnih zob, čeljusti, žarkov prsnih plavuti in na druge načine. Zvočna signalizacija se najpogosteje uporablja za intraspecifične odnose, na primer za orientacijo v jati, privabljanje posameznikov nasprotnega spola itd., Še posebej pa je razvita pri prebivalcih blatnih voda in velikih globin, ki živijo v temi.

Številni hidrobionti iščejo hrano in krmarijo po njej eholokacija– zaznavanje odbitih zvočnih valov (kitovi). veliko sprejemajo odbite električne impulze pri plavanju povzročajo razelektritve različnih frekvenc. Za približno 300 vrst rib je znano, da lahko proizvajajo električno energijo in jo uporabljajo za orientacijo in signalizacijo. Sladkovodna riba slona (Mormyrus kannume) pošlje do 30 impulzov na sekundo, da zazna nevretenčarje, ki prežijo na tekoče blato brez pomoči vida. Pogostost izpustov pri nekaterih morskih ribah doseže 2000 impulzov na sekundo. Številne ribe uporabljajo tudi električna polja za obrambo in napad (električna jegulja, električna jegulja itd.).

Za globinsko orientacijo zaznavanje hidrostatičnega tlaka. Izvaja se s pomočjo statocist, plinskih komor in drugih organov.

Najstarejši način orientacije, značilen za vse vodne živali, je dojemanje kemije okolja. Kemoreceptorji mnogih vodnih organizmov so izjemno občutljivi. V tisočkilometrskih selitvah, ki so značilne za številne vrste rib, krmarijo predvsem po vonju, z neverjetno natančnostjo najdejo drstišča ali krmišča. Eksperimentalno je bilo na primer dokazano, da lososi, umetno odvzeti za voh, ne najdejo ustja svoje reke in se vračajo v drstenje, vendar se nikoli ne zmotijo, če lahko zaznajo vonjave. Prefinjenost voha je izjemno velika pri ribah, ki se selijo na posebno oddaljene selitve.

Posebnosti prilagajanja na življenje v presušitvenih rezervoarjih. Na Zemlji je veliko začasnih, plitvih rezervoarjev, ki nastanejo po poplavah rek, močnem deževju, taljenju snega itd. V teh rezervoarjih se kljub kratkosti njihovega obstoja naselijo različni vodni organizmi.

Skupne značilnosti prebivalcev presušitvenih tolmunov so sposobnost, da v kratkem času proizvedejo številne potomce in zdržijo daljša obdobja brez vode. Hkrati so predstavniki številnih vrst zakopani v mulju, ki preidejo v stanje zmanjšane vitalne aktivnosti - hipobioza. Tako se obnašajo ščitniki, kladoceranci, planarji, nizki ščetinasti črvi, mehkužci in celo ribe - loach, afriški protopterus in južnoameriški plužar lepidosiren. Številne majhne vrste tvorijo ciste, ki prenesejo sušo, kot so sončnice, ciliati, rizopodi, številni kopepodi, turbelarji, ogorčice iz rodu Rhabditis. Drugi doživljajo neugodno obdobje v fazi zelo odpornih jajčec. Končno imajo nekateri majhni prebivalci izsušečih vodnih teles edinstveno sposobnost, da se posušijo do stanja filma in ko se navlažijo, nadaljujejo rast in razvoj. Sposobnost prenašanja popolne dehidracije telesa so ugotovili pri rotiferjih rodov Callidina, Philodina itd., tardigrade Macrobiotus, Echiniscus, ogorčicah iz rodov Tylenchus, Plectus, Cephalobus itd. Te živali naseljujejo mikrorezervoarje v blazinah mahovi in ​​lišaji ter so prilagojeni nenadnim spremembam vlažnega režima.

Filtracija kot vrsta hrane.Številni vodni organizmi imajo posebno naravo prehrane - to je presejanje ali usedanje delcev organskega izvora, suspendiranih v vodi, in številnih majhnih organizmov (slika 41).

riž. 41. Sestava planktonske hrane ascidij iz Barentsovega morja (po S. A. Zernov, 1949)

Ta način hranjenja, ki ne zahteva veliko energije za iskanje plena, je značilen za ploščate mehkužce, sedeče iglokožce, polihete, briozoje, ascidije, planktonske rake itd. (slika 42). Živali, ki se hranijo s filtrom, imajo pomembno vlogo pri biološki obdelavi vodnih teles. Školjke, ki naseljujejo površino 1 m 2, lahko preženejo 150–280 m 3 vode na dan skozi votlino plašča, pri čemer oborijo suspendirane delce. Sladkovodne dafnije, kiklopi ali najmasovnejši rak Calanus finmarchicus v oceanu filtrirajo do 1,5 litra vode na posameznika na dan. Obalna cona oceana, zlasti bogata z akumulacijami filtrirnih organizmov, deluje kot učinkovit čistilni sistem.

riž. 42. Filtrirne naprave hidrobiontov (po S. A. Zernov, 1949):

1 – ličinke mušice Simulium na kamnu (a) in njihovi filtrirni dodatki (b);

2 – filtrirni krak raka Diaphanosoma brachyurum;

3 – škržne reže ascidijana Phasullia;

4 – rak Bosmina s filtrirano črevesno vsebino;

5 – prehranjevalni tok ciliatov Bursaria

Lastnosti okolja v veliki meri določajo načine prilagajanja njegovih prebivalcev, njihov način življenja in načine uporabe virov ter ustvarjajo verigo vzročno-posledičnih odvisnosti. Tako velika gostota vode omogoča obstoj planktona, prisotnost organizmov, ki lebdijo v vodi, pa je predpogoj za razvoj filtracijske vrste prehrane, pri kateri je možen tudi sedeči način življenja živali. Posledično se oblikuje močan mehanizem samočiščenja vodnih teles biosferskega pomena. Vključuje ogromno hidrobiontov, tako bentoških kot pelagičnih, od enoceličnih protozojev do vretenčarjev. Po izračunih se vsa voda v jezerih zmernega pasu od nekaj do desetkrat v rastni sezoni prepusti skozi filtrirni aparat živali, celoten volumen Svetovnega oceana pa se filtrira več dni. Kršitev delovanja filtrirnih napajalnikov z različnimi antropogenimi vplivi resno ogroža ohranjanje čistosti voda.

4.2. Zračno zemeljsko okolje življenja

Z vidika okoljskih razmer je zemeljsko-zračno okolje najtežje. Življenje na kopnem je zahtevalo takšne prilagoditve, ki so bile možne le ob dovolj visoki ravni organizacije rastlin in živali.

4.2.1. Zrak kot ekološki dejavnik za kopenske organizme

Nizka gostota zraka določa njegovo nizko dvižno silo in zanemarljivo spornost. Prebivalci zraka morajo imeti svoj podporni sistem, ki podpira telo: rastline - različna mehanska tkiva, živali - trdno ali veliko manj pogosto hidrostatično okostje. Poleg tega so vsi prebivalci zračnega okolja tesno povezani s površino zemlje, ki jim služi za pritrditev in oporo. Življenje v suspenziji v zraku je nemogoče.

Res je, v zraku je redno prisotnih veliko mikroorganizmov in živali, tros, semen, plodov in cvetnega prahu rastlin, ki jih prenašajo zračni tokovi (slika 43), številne živali so sposobne aktivnega letenja, vendar je pri vseh teh vrstah Glavna funkcija njihovega življenjskega cikla - razmnoževanje - se izvaja na površini zemlje. Za večino od njih je bivanje v zraku povezano le s preselitvijo ali iskanjem plena.

riž. 43. Višinska porazdelitev zračnega planktona členonožcev (po Dajot, 1975)

Nizka gostota zraka povzroča nizek upor pri gibanju. Zato so številne kopenske živali med evolucijo uporabile ekološke prednosti te lastnosti zračnega okolja in pridobile sposobnost letenja. 75 % vrst vseh kopenskih živali je sposobnih aktivnega letenja, predvsem žuželk in ptic, vendar se letalci nahajajo tudi med sesalci in plazilci. Kopenske živali letijo predvsem s pomočjo mišičnega napora, nekatere pa lahko drsijo tudi zaradi zračnih tokov.

Zaradi mobilnosti zraka, vertikalnih in horizontalnih premikov zračnih mas, ki obstajajo v spodnjih plasteh ozračja, je možen pasivni let številnih organizmov.

anemofilija je najstarejši način opraševanja rastlin. Vse golosemenke oprašuje veter, med kritosemenkami pa anemofilne rastline predstavljajo približno 10 % vseh vrst.

Anemofilijo opazimo v družinah bukve, breze, oreha, bresta, konoplje, koprive, casuarine, meglice, šaša, žitaric, palm in mnogih drugih. Rastline, oprašene z vetrom, imajo številne prilagoditve, ki izboljšujejo aerodinamične lastnosti cvetnega prahu, pa tudi morfološke in biološke značilnosti, ki zagotavljajo učinkovitost opraševanja.

Življenje mnogih rastlin je popolnoma odvisno od vetra, preselitev pa se izvaja z njegovo pomočjo. Takšno dvojno odvisnost opazimo pri smreki, boru, topolu, brezi, brestu, jesenu, vatu, repi, saksaulu, juzgunu itd.

Razvile so se številne vrste anemokorijo- usedanje s pomočjo zračnih tokov. Anemohorija je značilna za spore, semena in plodove rastlin, protozojske ciste, majhne žuželke, pajke itd. Organizem, ki jih pasivno prenašajo zračni tokovi, skupno imenujemo aeroplankton po analogiji s planktonskimi prebivalci vodnega okolja. Posebne prilagoditve za pasivni let so zelo majhne velikosti telesa, povečanje njegove površine zaradi izrastkov, močna disekcija, velika relativna površina kril, uporaba pajčevine itd. (slika 44). Seme in plodovi rastlin imajo tudi zelo majhne velikosti (na primer semena orhidej) ali različne krilce in padalske nastavke, ki povečujejo njihovo sposobnost načrtovanja (slika 45).

riž. 44. Prilagoditve za zračni transport žuželk:

1 – komar Cardiocrepis brevirostris;

2 – žolčnik Porrycordila sp.;

3 – Hymenoptera Anargus fuscus;

4 – Hermes Dreyfusia nordmannianae;

5 - ličinka moljca Lymantria dispar

riž. 45. Prilagoditve za transport vetra v plodovih in semenih rastlin:

1 – lipa Tilia intermedia;

2 – javor Acer monspessulanum;

3 – breza Betula pendula;

4 – bombaž Eriophorum;

5 – regrat Taraxacum officinale;

6 – cattail Typha scuttbeworhii

Pri naselitvi mikroorganizmov, živali in rastlin imajo glavno vlogo vertikalni konvekcijski zračni tokovi in ​​šibki vetrovi. Močni vetrovi, neurja in orkani imajo tudi pomembne okoljske vplive na kopenske organizme.

Nizka gostota zraka povzroča relativno nizek pritisk na kopnem. Običajno je enak 760 mm Hg. Umetnost. Ko se višina poveča, se tlak zmanjša. Na višini 5800 m je le polovično normalno. Nizek pritisk lahko omeji distribucijo vrst v gorah. Za večino vretenčarjev je zgornja meja življenja približno 6000 m. Zmanjšanje tlaka povzroči zmanjšanje oskrbe s kisikom in dehidracijo živali zaradi povečanja hitrosti dihanja. Približno enake so meje napredovanja v gore višjih rastlin. Nekoliko bolj odporni so členonožci (pomladanci, pršice, pajki), ki jih najdemo na ledenikih nad mejo vegetacije.

Na splošno so vsi kopenski organizmi veliko bolj stenobatski kot vodni, saj so običajna nihanja tlaka v njihovem okolju delci atmosfere in tudi pri pticah, ki se dvignejo na velike višine, ne presegajo 1/3 običajnega.

Plinska sestava zraka. Poleg fizikalnih lastnosti zraka, za obstoj kopenskih organizmov njegove kemične lastnosti so izjemno pomembne. Plinska sestava zraka v površinskem sloju ozračja je glede na vsebnost glavnih sestavin (dušik - 78,1 %, kisik - 21,0, argon - 0,9, ogljikov dioksid - 0,035 % prostornine) precej homogena zaradi visoke difuzijska sposobnost plinov in konstantno mešanje konvekcije in vetrnih tokov. Različne primesi plinastih, kapljično-tekočih in trdnih (prašnih) delcev, ki pridejo v ozračje iz lokalnih virov, pa so lahko pomembnega ekološkega pomena.

Visoka vsebnost kisika je prispevala k povečanju presnove kopenskih organizmov v primerjavi s primarnimi vodnimi organizmi. Prav v kopenskem okolju je na podlagi visoke učinkovitosti oksidativnih procesov v telesu nastala živalska homoiotermija. Kisik zaradi svoje nenehno visoke vsebnosti v zraku ni dejavnik, ki omejuje življenje v kopenskem okolju. Le ponekod v posebnih razmerah nastane začasen primanjkljaj, na primer v akumulacijah razpadajočih rastlinskih ostankov, zalog žita, moke itd.

Vsebnost ogljikovega dioksida se lahko na določenih območjih površinske plasti zraka spreminja v precej pomembnih mejah. Na primer, če v središču velikih mest ni vetra, se njegova koncentracija desetkrat poveča. Redne dnevne spremembe vsebnosti ogljikovega dioksida v površinske plasti povezana z ritmom fotosinteze rastlin. Sezonske so posledica sprememb v intenzivnosti dihanja živih organizmov, predvsem mikroskopske populacije tal. Povečana nasičenost zraka z ogljikovim dioksidom se pojavi v območjih vulkanske aktivnosti, v bližini termalnih izvirov in drugih podzemnih iztokov tega plina. V visokih koncentracijah je ogljikov dioksid strupen. V naravi so takšne koncentracije redke.

V naravi je glavni vir ogljikovega dioksida tako imenovano dihanje tal. Mikroorganizmi v tleh in živali dihajo zelo intenzivno. Ogljikov dioksid se iz tal razprši v ozračje, še posebej močno med dežjem. Veliko ga oddajajo prsti, ki so zmerno vlažna, dobro ogreta, bogata z organskimi ostanki. Na primer, tla v bukovem gozdu oddajajo CO 2 od 15 do 22 kg/ha na uro, negnojena peščena tla pa le 2 kg/ha.

V sodobnih razmerah je človeška dejavnost pri zgorevanju fosilnih goriv postala močan vir dodatnih količin CO 2, ki vstopajo v ozračje.

Zračni dušik je za večino prebivalcev kopenskega okolja inerten plin, vendar ga lahko vežejo in vključijo v biološki cikel številni prokariontski organizmi (nodusne bakterije, Azotobacter, klostridije, modrozelene alge itd.).

riž. 46. Pobočje z uničenim rastlinjem zaradi emisij žveplovega dioksida iz bližnjih industrij

Lokalne nečistoče, ki vstopajo v zrak, lahko pomembno vplivajo tudi na žive organizme. To še posebej velja za strupene plinaste snovi - metan, žveplov oksid, ogljikov monoksid, dušikov oksid, vodikov sulfid, klorove spojine, pa tudi delce prahu, saj itd., Ki onesnažujejo zrak v industrijskih območjih. Glavni sodobni vir kemičnega in fizičnega onesnaževanja ozračja je antropogen: delo različnih industrijskih podjetij in transporta, erozija tal itd. Žveplov oksid (SO 2) je na primer strupen za rastline tudi v koncentracijah od enega petdeset tisočinka do milijoninka prostornine zraka. Okoli industrijskih središč, ki s tem plinom onesnažujejo ozračje, pogine skoraj vsa vegetacija (slika 46). Nekatere rastlinske vrste so še posebej občutljive na SO 2 in služijo kot občutljiv indikator njegovega kopičenja v zraku. Na primer, veliko lišajev umre tudi s sledovi žveplovega oksida v okoliški atmosferi. Njihova prisotnost v gozdovih okoli velikih mest priča o visoki čistosti zraka. Pri izbiri vrst za urejanje naselij se upošteva odpornost rastlin na nečistoče v zraku. Občutljivi na dim, na primer smreka in bor, javor, lipa, breza. Najbolj odporne so tuje, kanadski topol, ameriški javor, bezeg in nekatere druge.

4.2.2. Tla in relief. Vremenske in podnebne značilnosti zemeljsko-zračnega okolja

Edafski okoljski dejavniki. Lastnosti tal in teren vplivajo tudi na življenjske razmere kopenskih organizmov, predvsem rastlin. Lastnosti zemeljsko površino ki imajo ekološki vpliv na njegove prebivalce, združuje ime edafski okoljski dejavniki (iz grškega "edafos" - temelj, tla).

Narava koreninskega sistema rastlin je odvisna od hidrotermalnega režima, prezračevanja, sestave, sestave in strukture tal. Na primer, koreninski sistem drevesnih vrst (breza, macesen) na območjih s permafrostom se nahaja na plitvi globini in se razprostira v širino. Kjer ni permafrost, so koreninski sistemi istih rastlin manj odprti in prodrejo globoko. Pri mnogih stepskih rastlinah lahko korenine dobijo vodo iz velike globine, hkrati pa imajo številne površinske korenine v obzorju humusne zemlje, od koder rastline absorbirajo mineralna hranila. Na premočeni, slabo prezračeni zemlji v mangrovah imajo številne vrste posebne dihalne korenine - pnevmatofore.

Glede na različne lastnosti tal je mogoče razlikovati številne ekološke skupine rastlin.

Torej, glede na reakcijo na kislost tal razlikujejo: 1) acidofilna vrste - rastejo na kislih tleh s pH manj kot 6,7 (rastline sfagnumskih barij, belous); 2) nevtrofilna - gravitirajo k tlom s pH 6,7–7,0 (večina gojenih rastlin); 3) bazifilni- rastejo pri pH več kot 7,0 (mordovnik, gozdna vetrnica); štiri) enak - lahko raste na tleh z različnimi pH vrednostmi (šmarnica, ovčja jedka).

Glede na bruto sestavo tal so: 1) oligotrofni rastline vsebujejo majhno količino elementov pepela (škotski bor); 2) evtrofno, tisti, ki potrebujejo veliko število elementov pepela (hrast, navadna kozlica, trajni jastreb); 3) mezotrofna, zahteva zmerno količino pepelnih elementov (smreka).

Nitrofilci- rastline, ki imajo raje tla, bogata z dušikom (dvodomna kopriva).

Rastline slanih tal tvorijo skupino halofiti(soleros, sarsazan, kokpek).

Nekatere rastlinske vrste so omejene na različne substrate: petrofiti rastejo na kamnitih tleh in psamofiti naseljujejo ohlapne peske.

Na posebnosti gibanja živali vplivata teren in narava tal. Na primer, kopitarji, noji, drhlja, ki živijo na odprtih prostorih, potrebujejo trdno podlago, da povečajo odbojnost pri hitrem teku. Pri kuščarjih, ki živijo na rahlem pesku, so prsti obrobljeni z robom poroženelih lusk, ki povečajo oporno površino (slika 47). Za kopenske prebivalce, ki kopljejo luknje, so gosta tla neugodna. Narava tal v nekaterih primerih vpliva na razporeditev kopenskih živali, ki kopljejo luknje, se zakopljejo v tla, da bi se izognile vročini ali plenilcem, ali odlagajo jajca v tla itd.

riž. 47. Fan-toed gecko - prebivalec peska Sahare: A - fan-toed gecko; B - noga gekona

vremenske značilnosti.Življenjske razmere v okolju zemlja-zrak so poleg tega zapletene, vremenske spremembe. Vreme - to je nenehno spreminjajoče se stanje atmosfere blizu zemeljske površine do višine približno 20 km (meja troposfere). Vremenska spremenljivost se kaže v nenehnem spreminjanju kombinacije okoljskih dejavnikov, kot so temperatura in vlažnost zraka, oblačnost, padavine, moč in smer vetra itd. periodična nihanja, kar bistveno otežuje pogoje za obstoj kopenskih organizmov. Vreme vpliva na življenje vodnih prebivalcev v precej manjši meri in le na populacijo površinskih plasti.

Podnebje območja. Značilen je dolgotrajni vremenski režim podnebje območja. Koncept podnebja vključuje ne le povprečne vrednosti meteoroloških pojavov, temveč tudi njihov letni in dnevni potek, odstopanja od njega in njihovo pogostost. Podnebje določajo geografske razmere območja.

Conska pestrost podnebja je zapletena zaradi delovanja monsunskih vetrov, razporeditve ciklonov in anticiklonov, vpliva gorskih verig na gibanje zračnih mas, stopnje oddaljenosti od oceana (kontinentalnost) in številnih drugih lokalnih dejavnikov. V gorah je podnebna zonalnost, v mnogih pogledih podobna spremembi območij iz nizkih zemljepisnih širin v visoke zemljepisne širine. Vse to ustvarja izjemno raznolike življenjske razmere na kopnem.

Za večino kopenskih organizmov, zlasti majhnih, ni pomembno toliko podnebje območja, temveč razmere njihovega neposrednega habitata. Zelo pogosto lokalni elementi okolja (relief, izpostavljenost, vegetacija ipd.) spremenijo temperaturni, vlažni, svetlobni in zračni režim na določenem območju tako, da se bistveno razlikuje od podnebnih razmer na tem območju. . Takšne lokalne podnebne spremembe, ki se oblikujejo v površinskem sloju zraka, imenujemo mikroklima. V vsaki coni je mikroklima zelo raznolika. Možno je izpostaviti mikroklimo poljubno majhnih območij. Na primer, poseben način se ustvari v venčkih cvetov, ki jih uporabljajo tam živeče žuželke. Razlike v temperaturi, zračni vlagi in jakosti vetra so splošno znane na prostem in v gozdovih, v zeliščih in nad golimi tlemi, na pobočjih severne in južne izpostavljenosti itd. , jame in druga zaprta mesta.

Padavine. Poleg zagotavljanja vode in ustvarjanja zalog vlage imajo lahko še eno ekološko vlogo. Tako močni nalivi ali toča včasih mehansko vplivajo na rastline ali živali.

Ekološka vloga snežne odeje je še posebej raznolika. Dnevna temperaturna nihanja prodrejo v debelino snega le do 25 cm, globlje pa se temperatura skoraj ne spreminja. Pri zmrzali -20-30 ° C, pod plastjo snega 30-40 cm, je temperatura le malo pod ničlo. Globoka snežna odeja ščiti brste obnove, ščiti zelene dele rastlin pred zmrzovanjem; številne vrste gredo pod sneg brez odpadanja listja, na primer dlakava kislica, Veronica officinalis, kopito itd.

riž. 48. Shema telemetrične študije temperaturnega režima lešnika, ki se nahaja v snežni luknji (po A. V. Andreev, A. V. Krechmar, 1976)

Tudi majhne kopenske živali pozimi vodijo aktiven življenjski slog, polagajo cele galerije prehodov pod snegom in v njegovi debelini. Za številne vrste, ki se prehranjujejo s snežno vegetacijo, je značilna celo zimska vzreja, ki jo opazimo na primer pri lemingih, lesnih in rumenovratnih miših, številnih voluharjih, vodnih podganah itd. črni jereb, tundra jerebice - zakopajte se v sneg za noč (slika 48).

Zimska snežna odeja velikim živalim preprečuje iskanje hrane. Številni kopitarji (severni jeleni, divji merjasci, mošusni voli) se pozimi prehranjujejo izključno s zasneženim rastlinjem, globoka snežna odeja in zlasti trda skorja na njeni površini, ki se pojavlja v ledu, pa jih obsoja na lakoto. Med nomadsko govedorejo v predrevolucionarni Rusiji je bila v južnih regijah velika katastrofa juta - množična izguba živine zaradi žledu, ki živalim prikrajša hrano. Tudi gibanje po rahlem globokem snegu je za živali težko. Lisice, na primer, v zasneženih zimah imajo raje območja v gozdu pod gostimi jelkami, kjer je plast snega tanjša, in skoraj ne gredo ven na odprte jase in robove. Globina snežne odeje lahko omeji geografsko razširjenost vrst. Pravi jeleni na primer ne prodrejo na sever na območja, kjer je debelina snega pozimi večja od 40–50 cm.

Belina snežne odeje razkriva temne živali. Izbira kamuflaže, ki se ujema z barvo ozadja, je očitno igrala veliko vlogo pri pojavu sezonskih sprememb barve pri beli in tundrski jerebici, gorskem zajcu, hermenu, podlasici in arktični lisici. Na poveljniških otokih je poleg belih lisic veliko modrih lisic. Po opažanjih zoologov se slednji držijo predvsem v bližini temnih kamnin in nezmrzovalnega surfa, medtem ko so belci raje območji s snežno odejo.

4.3. Tla kot habitat

4.3.1. Značilnosti tal

Tla so ohlapna, tanka površinska plast zemlje, ki je v stiku z zrakom. Kljub svoji nepomembni debelini igra ta lupina Zemlje ključno vlogo pri širjenju življenja. Tla niso le trdno telo, kot večina kamnin litosfere, temveč zapleten trifazni sistem, v katerem so trdni delci obdani z zrakom in vodo. Prežeta je z votlinami, napolnjenimi z mešanico plinov in vodnih raztopin, zato se v njem tvorijo izjemno raznolike razmere, ugodne za življenje številnih mikro- in makroorganizmov (slika 49). V tleh so temperaturna nihanja zglajena v primerjavi s površinsko plastjo zraka, prisotnost podzemne vode in prodiranje padavin pa ustvarjata zaloge vlage in zagotavljata vlažni režim vmesni med vodnim in kopenskim okoljem. V tleh so koncentrirane zaloge organskih in mineralnih snovi, ki jih dobavljajo odmirajoča rastlina in živalska trupla. Vse to določa visoko nasičenost tal z življenjem.

Koreninski sistem kopenskih rastlin je koncentriran v tleh (slika 50).

riž. 49. Podzemni prehodi Brandtove voluharice: A - pogled od zgoraj; B - stranski pogled

riž. petdeset. Postavitev korenin v stepsko černozemsko zemljo (po M. S. Shalytu, 1950)

V povprečju je več kot 100 milijard celic protozojev, na milijone kolobarjev in tardigrad, desetine milijonov ogorčic, desetine in sto tisoče klopov in pomladnih repov, na tisoče drugih členonožcev, desetine tisoče enhitreidov, desetine in stotine deževniki, mehkužci in drugi nevretenčarji na 1 m 2 plasti zemlje. Poleg tega 1 cm 2 zemlje vsebuje na desetine in stotine milijonov bakterij, mikroskopskih gliv, aktinomicetov in drugih mikroorganizmov. V osvetljenih površinskih plasteh živi na stotine tisoč fotosintetskih celic zelenih, rumeno-zelenih, diatomejev in modro-zelenih alg v vsakem gramu. Živi organizmi so tako značilni za tla kot njene nežive sestavine. Zato je V. I. Vernadsky zemljo pripisal bio-inertnim telesom narave, pri čemer je poudaril njeno nasičenost z življenjem in njeno neločljivo povezanost z njim.

Heterogenost razmer v tleh je najbolj izrazita v navpični smeri. Z globino se številni najpomembnejši okoljski dejavniki, ki vplivajo na življenje prebivalcev tal, močno spremenijo. Najprej se to nanaša na strukturo tal. V njem ločimo tri glavna horizonta, ki se razlikujejo po morfoloških in kemijskih lastnostih: 1) zgornji humusno-akumulativni horizont A, v katerem se kopičijo in preoblikujejo organske snovi in ​​iz katerega se del spojin odnaša s spiranjem vode; 2) intruzijskega horizonta ali iluvial B, kjer se od zgoraj izprane snovi usedajo in transformirajo, in 3) matična kamnina ali horizont C, katerega material se spremeni v tla.

Znotraj vsakega horizonta se razlikuje več frakcijskih plasti, ki se tudi po lastnostih zelo razlikujejo. Na primer v coni zmerno podnebje pod iglavci oz mešani gozdovi obzorje AMPAK sestavljen iz blazinice (A 0)- plast ohlapnega kopičenja rastlinskih ostankov, temno obarvana humusna plast (A 1), v katerem so delci organskega izvora pomešani z mineralnimi, in podzolna plast (A 2)- pepelnato sive barve, v kateri prevladujejo silicijeve spojine, vse topne snovi pa se izpirajo v globino talnega profila. Tako struktura kot kemija teh plasti sta zelo različni, zato korenine rastlin in prebivalci tal, ki se premikajo le nekaj centimetrov navzgor ali navzdol, padejo v različne razmere.

Velikosti votlin med delci zemlje, ki so primerne za bivanje živali, se običajno hitro zmanjšujejo z globino. Na primer, v travniških tleh je povprečni premer votlin na globini 0–1 cm 3 mm, 1–2 cm, 2 mm, na globini 2–3 cm pa le 1 mm; globlje pore v tleh so še drobnejše. Z globino se spreminja tudi gostota tal. Najbolj ohlapne plasti vsebujejo organske snovi. Poroznost teh plasti je določena z dejstvom, da organske snovi zlepijo mineralne delce v večje agregate, med katerimi se poveča volumen votlin. Najbolj gosto je običajno iluvialno obzorje AT, cementiran s koloidnimi delci, spranimi vanjo.

Vlaga v tleh je prisotna v različnih stanjih: 1) vezana (higroskopna in filmska) se trdno drži na površini talnih delcev; 2) kapilara zaseda majhne pore in se lahko premika vzdolž njih v različnih smereh; 3) gravitacija zapolnjuje večje praznine in pod vplivom gravitacije počasi pronica navzdol; 4) hlapi so v talnem zraku.

Vsebnost vode ni enaka v različnih tleh in v različnih časih. Če je gravitacijske vlage preveč, je režim tal blizu režimu vodnih teles. V suhi zemlji ostane le vezana voda, razmere pa se približajo tistim na tleh. Vendar je tudi v najbolj suhih tleh zrak vlažnejši od tal, zato so prebivalci tal veliko manj dovzetni za grožnjo izsušitve kot na površini.

Sestava talnega zraka je spremenljiva. Z globino se vsebnost kisika močno zmanjša, koncentracija ogljikovega dioksida pa se poveča. Zaradi prisotnosti razpadajočih organskih snovi v tleh lahko talni zrak vsebuje visoko koncentracijo strupenih plinov, kot so amoniak, vodikov sulfid, metan itd. Pri poplavljanju tal ali intenzivnem gnijenju rastlinskih ostankov lahko pride do popolnoma anaerobnih razmer. pojavljajo na mestih.

Nihanja temperature rezanja samo na površini tal. Tu so lahko celo močnejši kot v prizemni plasti zraka. Z vsakim centimetrom globine pa postajajo dnevne in sezonske temperaturne spremembe vse manj vidne na globini 1–1,5 m (slika 51).

riž. 51. Zmanjšanje letnih nihanj temperature tal z globino (po K. Schmidt-Nilson, 1972). Osenčen del je obseg letnih temperaturnih nihanj

Vse te značilnosti vodijo v dejstvo, da kljub veliki heterogenosti okoljskih razmer v tleh deluje kot dokaj stabilno okolje, zlasti za mobilne organizme. Strm gradient temperature in vlažnosti v profilu tal omogoča talnim živalim, da si z manjšimi premiki zagotovijo primerno ekološko okolje.

4.3.2. Prebivalci tal

Heterogenost tal vodi v dejstvo, da za organizme različnih velikosti deluje kot drugačno okolje. Za mikroorganizme je še posebej pomembna ogromna skupna površina delcev tal, saj se na njih adsorbira velika večina mikrobne populacije. Kompleksnost okolja tal ustvarja najrazličnejše pogoje za različne funkcionalne skupine: aerobi in anaerobi, porabniki organskih in mineralnih spojin. Za porazdelitev mikroorganizmov v tleh so značilna majhna žarišča, saj se lahko že čez nekaj milimetrov zamenjajo različne ekološke cone.

Za male talne živali (sl. 52, 53), ki so združene pod imenom mikrofavna (praživali, kolobarji, tardigrade, ogorčice itd.), tla so sistem mikrorezervoarjev. V bistvu so vodni organizmi. Živijo v porah tal, napolnjenih z gravitacijsko ali kapilarno vodo, del njihovega življenja pa je lahko, tako kot mikroorganizmi, v adsorbiranem stanju na površini delcev v tankih plasteh filmske vlage. Mnoge od teh vrst živijo v navadnih vodnih telesih. Vendar pa so talne oblike veliko manjše od sladkovodnih, poleg tega pa jih odlikuje sposobnost, da dolgo časa ostanejo v encistiranem stanju in čakajo na neugodna obdobja. Medtem ko so sladkovodne amebe velike 50-100 mikronov, so talne le 10-15. Predstavniki flagelatov so še posebej majhni, pogosto le 2-5 mikronov. Talni ciliati imajo tudi pritlikave velikosti in poleg tega lahko močno spremenijo obliko telesa.

riž. 52. Testatna ameba se hrani z bakterijami na propadajočih listih gozdnih tal

riž. 53. Mikrofavna tal (po W. Dunger, 1974):

1–4 - flagella; 5–8 - gola ameba; 9-10 - testatna ameba; 11–13 - ciliati; 14–16 - okrogle črve; 17–18 - rotiferji; 19–20 – tardigrade

Pri malo večjih živalih, ki dihajo zrak, je zemlja videti kot sistem plitvih jam. Takšne živali so združene pod imenom mezofavna (slika 54). Velikosti predstavnikov mezofavne tal se gibljejo od desetin do 2–3 mm. V to skupino uvrščamo predvsem členonožce: številne skupine klopov, primarne brezkrilne žuželke (sreči, izbokline, dvorepe žuželke), male vrste krilatih žuželk, stonoge simfile itd. Nimajo posebnih prilagoditev za kopanje. S pomočjo udov se plazijo po stenah talnih votlin ali se zvijajo kot črv. Zrak v tleh, nasičen z vodno paro, omogoča dihanje skozi prevleke. Mnoge vrste nimajo sapničnega sistema. Takšne živali so zelo občutljive na izsušitev. Glavno sredstvo za reševanje pred nihanji vlažnosti zraka zanje je gibanje v notranjost. Toda možnost selitve globoko v talne votline je omejena s hitrim zmanjševanjem premera por, tako da se lahko skozi talne vrtine premikajo le najmanjše vrste. Večji predstavniki mezofavne imajo nekaj prilagoditev, ki jim omogočajo, da prenesejo začasno znižanje vlažnosti zraka v tleh: zaščitne luske na telesu, delna neprepustnost pokrovov, trdna debelostenska lupina z epikutikulo v kombinaciji s primitivnim sapničnim sistemom, ki zagotavlja dihanje.

riž. 54. Mezofauna tal (brez W. Danger, 1974):

1 - lažni škorio; 2 - nova svetilka Gama; 3–4 lupinaste pršice; 5 – stonoga pauroioda; 6 – ličinka komarja chironomid; 7 - hrošč iz družine. Ptiliidae; 8–9 pomladne repice

Predstavniki mezofavne doživljajo obdobja poplavljanja tal z vodo v zračnih mehurčkih. Zrak se zadržuje okoli telesa živali zaradi nemočivih pokrovov, ki so opremljeni tudi z dlakami, luskami itd. Zračni mehurček služi kot nekakšna »fizična škrga« za majhno žival. Dihanje poteka zaradi razprševanja kisika v zračno plast iz okoliške vode.

Predstavniki mikro- in mezofavne lahko prenašajo zimsko zmrzovanje tal, saj večina vrst ne more sestopiti iz plasti, izpostavljenih negativnim temperaturam.

Večje talne živali z velikostjo telesa od 2 do 20 mm se imenujejo predstavniki makro favna (slika 55). To so ličinke žuželk, stonoge, enhitreidi, deževniki itd. Zanje so tla gost medij, ki zagotavlja znatno mehansko odpornost pri premikanju. Te razmeroma velike oblike se premikajo v tleh bodisi s širjenjem naravnih vodnjakov z odrivanjem delcev zemlje ali s kopanjem novih prehodov. Oba načina gibanja pustita pečat zunanja strukturaživali.

riž. 55. Makrofavna tal (brez W. Danger, 1974):

1 - deževnik; 2 – lesne uši; 3 – labiopod stonoga; 4 – dvonožna stonoga; 5 - ličinka hrošča; 6 – ličinka hroščev klikov; 7 – medved; 8 - ličinka ličinke

Sposobnost premikanja po tankih vodnjakih, skoraj brez zatekanja k kopanju, je lastna le vrstam, ki imajo telo z majhnim prečnim prerezom, ki se lahko močno upogne v vijugastih prehodih (stonoge - koščice in geofili). Porivajo delce tal zaradi pritiska telesnih sten narazen, se premikajo deževniki, ličinke stonogečih komarjev itd. Ko pritrdijo zadnji konec, tanjšajo in podaljšajo sprednjega, prodrejo v ozke talne razpoke, nato pritrdijo sprednji del. telesa in povečati njegov premer. Hkrati se v razširjenem območju zaradi dela mišic ustvari močan hidravlični pritisk nestisljive intrakavitarne tekočine: pri črvih vsebina celimičnih vrečk, pri tipulidah pa hemolimfa. Pritisk se prenaša skozi stene telesa na tla in tako žival širi vodnjak. Hkrati zadaj ostane odprt prehod, ki grozi povečanju izhlapevanja in zasledovanju plenilcev. Številne vrste so razvile prilagoditve na ekološko bolj ugoden način gibanja v tleh - kopanje z zamašitvijo prehoda zadaj. Kopanje se izvaja z rahljanjem in grabljenjem delcev zemlje. Za to ličinke različnih žuželk uporabljajo sprednji konec glave, mandibule in prednje okončine, razširjene in ojačane z debelo plastjo hitina, bodic in izrastkov. Na zadnjem koncu telesa se razvijejo naprave za močno fiksacijo - izvlečni oporniki, zobje, kavlji. Za zaprtje prehoda na zadnjih segmentih imajo številne vrste posebno depresivno ploščad, uokvirjeno s hitinovimi stranicami ali zobmi, nekakšno samokolnico. Podobne ploščadi se oblikujejo tudi na zadnji strani elitre pri podlubjih, ki jih uporabljajo tudi za zamašitev prehodov z vrtalno moko. Ko zapirajo prehod za njimi, so živali - prebivalci tal nenehno v zaprti komori, nasičeni z izhlapevanjem lastnega telesa.

Izmenjava plinov pri večini vrst te ekološke skupine se izvaja s pomočjo specializiranih dihalnih organov, poleg tega pa jo dopolnjuje izmenjava plinov skozi kožo. Možno je celo izključno kožno dihanje, na primer pri deževnikih, enchitreid.

Zakopane živali lahko pustijo plasti, kjer nastanejo neugodni pogoji. V suši in pozimi se koncentrirajo v globljih plasteh, običajno nekaj deset centimetrov od površine.

Megafavna tla so velika izkopavanja, predvsem med sesalci. Številne vrste preživijo vse življenje v tleh (krte, voluharice, zokorji, krti Evrazije, zlati krti

Afrika, torbarski krti Avstralije itd.). V tleh naredijo cele sisteme prehodov in lukenj. Videz in anatomske značilnosti teh živali odražajo njihovo prilagodljivost na podzemni življenjski slog. Imajo nerazvite oči, kompaktno, valkasto telo s kratkim vratom, kratko gosto dlako, močne kopalne okončine z močnimi kremplji. Krtice in voluharice z dleti rahljajo tla. V megafavno tal je treba vključiti tudi velike oligohete, zlasti predstavnike družine Megascolecidae, ki živijo v tropih in na južni polobli. Največji med njimi, avstralski Megascolides australis, doseže dolžino 2,5 in celo 3 m.

Poleg stalnih prebivalcev tal lahko med velikimi živalmi ločimo veliko ekološko skupino. prebivalci rovov (veverice, svizci, jerboi, zajci, jazbeci itd.). Prehranjujejo se na površini, vendar se razmnožujejo, prezimujejo, počivajo in ubežajo nevarnosti v tleh. Številne druge živali uporabljajo svoje rovove in v njih najdejo ugodno mikroklimo in zavetje pred sovražniki. Norniki imajo strukturne značilnosti, značilne za kopenske živali, vendar imajo številne prilagoditve, povezane z življenjskim slogom, ki se vrti. Jazbeci imajo na primer dolge kremplje in močne mišice na sprednjih okončinah, ozko glavo in majhne ušesne školjke. Zajci imajo v primerjavi z neropajočimi zajci opazno skrajšana ušesa in zadnje noge, močnejšo lobanjo, močnejše kosti in mišice podlakti itd.

Zaradi številnih ekoloških značilnosti so tla vmesni medij med vodo in zemljo. Tla približajo vodnemu okolju njen temperaturni režim, zmanjšana vsebnost kisika v talnem zraku, nasičenost z vodno paro in prisotnost vode v drugih oblikah, prisotnost soli in organskih snovi v talnih raztopinah ter sposobnost gibanja v treh dimenzijah.

Prisotnost talnega zraka, nevarnost izsušitve v zgornjih obzorjih in precej ostre spremembe temperaturnega režima površinskih plasti približajo tla zračnemu okolju.

Vmesne ekološke lastnosti tal kot življenjskega prostora za živali kažejo, da je imela tla posebno vlogo v razvoju živalskega sveta. Za mnoge skupine, zlasti za členonožce, so tla služila kot medij, prek katerega so lahko prvotno vodni prebivalci prešli na kopenski način življenja in osvojili zemljo. To pot evolucije členonožcev so dokazala dela M. S. Gilyarova (1912–1985).

4.4. Živi organizmi kot habitat

Številne vrste heterotrofnih organizmov živijo v drugih živih bitjih skozi celo življenje ali del njihovega življenjskega cikla, katerih telesa jim služijo kot okolje, ki se po lastnostih bistveno razlikuje od zunanjega.

riž. 56. Jahač, ki okuži listne uši

riž. 57. Izrežite žolč na bukov list z ličinko žolčnika Mikiola fagi

Predavanje 2. HABITATI IN NJIHOVE ZNAČILNOSTI

Živi organizmi so v procesu zgodovinskega razvoja osvojili štiri habitate. Prva je voda. Življenje je nastalo in se razvijalo v vodi več milijonov let. Drugi - zemlja-zrak - na kopnem in v ozračju so nastale rastline in živali, ki so se hitro prilagodile novim razmeram. Postopoma so preoblikovali zgornjo plast zemlje - litosfero, ustvarili so tretji habitat - zemljo, sami pa so postali četrti habitat.

vodni habitat

Voda pokriva 71 % zemeljske površine. Večina vode je koncentrirana v morjih in oceanih - 94-98%, polarni led vsebuje približno 1,2% vode in zelo majhen delež - manj kot 0,5%, v sladkih vodah rek, jezer in močvirja.

V vodnem okolju živi približno 150.000 vrst živali in 10.000 rastlin, kar je le 7 oziroma 8 % celotnega števila vrst na Zemlji.

V morjih-oceanih, tako kot v gorah, je izražena navpična zonalnost. Pelagial - celoten vodni stolpec - in bental - dno se še posebej močno razlikujeta po ekologiji. Vodni stolpec je pelagialen, navpično razdeljen na več con: epipeligialni, batipeligialni, abisopeligialni in ultraabisopeligalni(slika 2).

Odvisno od strmine spusta in globine na dnu ločimo tudi več con, ki jim ustrezajo označene cone pelagiala:

Litoral - rob obale, poplavljen med plimovanjem.

Supralitoral - del obale nad zgornjo plimsko črto, kjer segajo pljuski valov.

Sublitoral - postopno zmanjševanje zemljišča na 200m.

Batial - strm padec kopnega (celinsko pobočje),

Abyssal - gladko spuščanje dna oceanskega dna; globina obeh con skupaj doseže 3-6 km.

Ultra-abyssal - globokomorske depresije od 6 do 10 km.

Ekološke skupine hidrobiontov. Najtoplejša morja in oceani (40.000 vrst živali) se odlikujejo z največjo pestrostjo življenja v ekvatorialnem območju in tropih; na severu in jugu se flora in favna morja izčrpava stokrat. Kar zadeva razporeditev organizmov neposredno v morju, je njihova večina koncentrirana v površinskih plasteh (epipelagialni) in v sublitoralni coni. Glede na način gibanja in bivanja v določenih plasteh se morsko življenje deli v tri ekološke skupine: nekton, plankton in bentos.

Nekton (nektos - plavajoče) - aktivno premikajoče se velike živali, ki lahko premagajo velike razdalje in močne tokove: ribe, lignji, plavutonožci, kiti. V sladkovodnih telesih nekton vključuje tudi dvoživke in številne žuželke.

Plankton (planktos - potepajoči, lebdeči) - zbirka rastlin (fitoplankton: diatomeje, zelene in modro-zelene (samo sladka voda) alge, rastlinski flagelati, peridin itd.) in malih živalskih organizmov (zooplankton: majhni raki, od večjih - pteropodi mehkužci, meduze, ctenofori, nekateri črvi), ki živijo na različnih globinah, vendar niso sposobni aktivnega gibanja in odpornosti na tokove. Sestava planktona vključuje tudi živalske ličinke, ki tvorijo posebno skupino - neuston . To je pasivno lebdeča »začasna« populacija najvišje plasti vode, ki jo v fazi ličinke predstavljajo različne živali (dekapodi, školjke in kopepodi, iglokožci, poliheti, ribe, mehkužci itd.). Ličinke, ki rastejo, prehajajo v spodnje plasti pelagele. Nad neustonom se nahaja pleiston - to so organizmi, pri katerih zgornji del telesa raste nad vodo, spodnji del pa raste v vodi (rača - lema, sifonofori itd.). Plankton igra pomembno vlogo v trofičnih odnosih v biosferi, saj je hrana za številna vodna življenja, vključno z glavno hrano za kite usate (Myatcoceti).

Bentos (bentos - globina) - pridneni hidrobionti. Predstavljajo ga predvsem pritrjene ali počasi premikajoče se živali (zoobentos: foraminefore, ribe, spužve, koelenterati, črvi, mehkužci, ascidije itd.), številčnejši v plitvi vodi. Tudi rastline (fitobentos: diatomeje, zelene, rjave, rdeče alge, bakterije) vstopajo v bentos v plitvi vodi. Na globini, kjer ni svetlobe, je fitobentos odsoten. Kamniti predeli dna so najbogatejši s fitobentosom.

V jezerih je zoobentos manj bogat in raznolik kot v morju. Tvorijo ga protozoji (ciliati, dafnije), pijavke, mehkužci, ličinke žuželk itd. Fitobentos jezer tvorijo prosto plavajoče diatomeje, zelene in modro-zelene alge; rjave in rdeče alge so odsotne.

Visoka gostota vodnega okolja določa posebno sestavo in naravo spremembe dejavnikov, ki podpirajo življenje. Nekateri od njih so enaki kot na kopnem - toplota, svetloba, drugi so specifični: tlak vode (z globino se poveča za 1 atm na vsakih 10 m), vsebnost kisika, sestava soli, kislost. Zaradi visoke gostote medija se toplotne in svetlobne vrednosti z višinskim gradientom spreminjajo veliko hitreje kot na kopnem.

Toplotni režim. Za vodno okolje je značilen manjši vnos toplote, ker pomemben del se odraža, prav tako pomemben del pa se porabi za izhlapevanje. V skladu z dinamiko temperatur kopnega ima temperatura vode manj nihanj dnevnih in sezonskih temperatur. Poleg tega vodna telesa znatno izenačijo potek temperatur v ozračju obalnih območij. V odsotnosti ledene školjke ima morje v hladni sezoni ogrevalni učinek na sosednja kopenska območja, poleti pa ima hladilni in vlažilni učinek.

Razpon temperatur vode v Svetovnem oceanu je 38° (od -2 do +36°C), v sladki vodi - 26° (od -0,9 do +25°C). Temperatura vode močno pada z globino. Do 50 m opazimo dnevna temperaturna nihanja, do 400 - sezonska, globlje postane konstantna, pade na + 1-3 ° C. Ker je temperaturni režim v rezervoarjih relativno stabilen, so za njihove prebivalce značilni stenotermijo.

Zaradi različne stopnje ogrevanja zgornje in spodnje plasti med letom, osek in osek, tokov, neurja, prihaja do nenehnega mešanja vodnih plasti. Vloga mešanja vode za vodno življenje je izjemno velika, ker. hkrati se izravnava porazdelitev kisika in hranil znotraj rezervoarjev, kar zagotavlja presnovne procese med organizmi in okoljem.

V stoječih vodnih telesih (jezerih) zmernih zemljepisnih širin spomladi in jeseni poteka vertikalno mešanje, v teh letnih časih pa se temperatura v celotnem vodnem telesu izenači, t.j. prihaja homotermijo. Poleti in pozimi se zaradi močnega povečanja ogrevanja ali hlajenja zgornjih plasti mešanje vode ustavi. Ta pojav se imenuje temperaturna dihotomija in obdobje začasne stagnacije - stagnacija(poleti ali pozimi). Poleti na površini ostanejo lažje tople plasti, ki se nahajajo nad težkimi hladnimi (slika 3). Pozimi, nasprotno, ima spodnja plast toplejšo vodo, saj je neposredno pod ledom temperatura površinske vode nižja od +4°C in zaradi fizikalno-kemijskih lastnosti vode postane lažja od vode s temperaturo nad + 4°C.

V obdobjih stagnacije se jasno razlikujejo tri plasti: zgornja (epilimnion) z najmočnejšimi sezonskimi nihanji temperature vode, srednja (metalimnion oz. termoklina), pri katerem pride do močnega skoka temperature in blizu dna ( hipolimnion), pri katerem se temperatura med letom malo spreminja. V obdobjih stagnacije v vodnem stolpcu nastane pomanjkanje kisika - poleti v spodnjem delu, pozimi pa v zgornjem delu, zaradi česar pozimi pogosto pride do pogina rib.

Svetlobni način. Intenzivnost svetlobe v vodi je močno oslabljena zaradi njenega odboja od površine in absorpcije s strani same vode. To močno vpliva na razvoj fotosintetskih rastlin.

Absorpcija svetlobe je močnejša, manjša je prosojnost vode, ki je odvisna od števila v njej suspendiranih delcev (mineralne suspenzije, plankton). Poleti se s hitrim razvojem malih organizmov zmanjša, v zmernih in severnih zemljepisnih širinah pa se zmanjša tudi pozimi, ko se vzpostavi ledena odeja in jo od zgoraj prekrije sneg.

Za transparentnost je značilna največja globina, na kateri je še vedno viden posebej spuščen bel disk s premerom približno 20 cm (Secchi disk). Najbolj prozorne vode so v Sargaškem morju: disk je viden do globine 66,5 m. V Tihem oceanu je disk Secchi viden do 59 m, v Indijskem - do 50, v plitvih morjih - do 5-15 m. Preglednost rek je v povprečju 1-1,5 m, v najbolj blatnih rekah pa le nekaj centimetrov.

V oceanih, kjer je voda zelo prozorna, prodre 1 % svetlobnega sevanja do globine 140 m, v majhnih jezerih na globini 2 m pa le desetinke odstotka. Žarki različnih delov spektra se v vodi različno absorbirajo, najprej se absorbirajo rdeče žarke. Z globino postaja temnejša, barva vode pa sprva postane zelena, nato modra, modra in na koncu modro-vijolična, ki preide v popolno temo. V skladu s tem tudi hidrobionti spreminjajo barvo in se prilagajajo ne le sestavi svetlobe, temveč tudi njenemu pomanjkanju - kromatsko prilagajanje. V svetlih območjih, v plitvih vodah, prevladujejo zelene alge (Chlorophyta), katerih klorofil absorbira rdeče žarke, z globino jih nadomestijo rjave (Phaephyta) in nato rdeče (Rhodophyta). V velikih globinah je fitobentos odsoten.

Rastline so se na pomanjkanje svetlobe prilagodile z razvojem velikih kromatoforov, pa tudi s povečanjem površine asimilacijskih organov (indeks listne površine). Za globokomorske alge so značilni močno razrezani listi, listne plošče so tanke, prosojne. Za polpotopljene in plavajoče rastline je značilna heterofilija - listi nad vodo so enaki kot pri kopenskih rastlinah, imajo celo ploščo, razvit je stomatalni aparat, v vodi pa so listi zelo tanki, sestavljeni iz ozki filiformni režnji.

Živali, tako kot rastline, naravno spreminjajo svojo barvo z globino. V zgornjih plasteh so svetlo obarvani v različnih barvah, v coni somraka (brancin, korale, raki) so pobarvani v barvah z rdečim odtenkom - bolj priročno se je skriti pred sovražniki. Globokomorske vrste so brez pigmentov. V temnih globinah oceana organizmi uporabljajo svetlobo, ki jo oddajajo živa bitja, kot vir vizualnih informacij. bioluminiscenca.

visoka gostota(1 g/cm3, kar je 800-krat večja od gostote zraka) in viskoznost vode ( 55-krat višja od tiste v zraku) je privedla do razvoja posebnih prilagoditev hidrobiontov :

1) Rastline imajo zelo slabo razvita ali popolnoma odsotna mehanska tkiva - podpira jih sama voda. Za večino je značilna vzgona zaradi medceličnih votlin, ki nosijo zrak. Zanj je značilno aktivno vegetativno razmnoževanje, razvoj hidrohorije - odstranjevanje cvetnih stebel nad vodo in širjenje cvetnega prahu, semen in spor s površinskimi tokovi.

2) Pri živalih, ki živijo v vodnem stolpcu in aktivno plavajo, ima telo poenostavljeno obliko in je mazano s sluzom, kar zmanjša trenje med gibanjem. Za povečanje vzgona so bile razvite prilagoditve: kopičenje maščobe v tkivih, plavalni mehurji pri ribah, zračne votline v sifonoforjih. Pri pasivno plavajočih živalih se specifična površina telesa poveča zaradi izrastkov, bodice in dodatkov; telo je sploščeno, pride do zmanjšanja skeletnih organov. Različni načini gibanja: upogibanje telesa, s pomočjo bičkov, cilij, curek način gibanja (glavonožci).

Pri bentoških živalih okostje izgine ali je slabo razvito, velikost telesa se poveča, pogosto je zmanjšanje vida in razvoj tipnih organov.

tokovi. Značilnost vodnega okolja je mobilnost. Povzročajo ga oseki in oseki, morski tokovi, neurja, različni nivoji rečnih strug. Prilagoditve hidrobiontov:

1) V tekočih vodah so rastline trdno pritrjene na nepremične podvodne predmete. Spodnja površina zanje je predvsem substrat. To so zelene in diatomejske alge, vodni mahovi. Mahovi celo tvorijo gosto pokrov na hitro tekočih rekah. V območju plimovanja morja imajo številne živali tudi pripomočke za pritrditev na dno (polži, morske školjke) ali pa se skrijejo v razpoke.

2) Pri ribah tekočih voda je telo okroglo v premeru, pri ribah, ki živijo blizu dna, tako kot pri bentoskih nevretenčarjih, pa je telo ravno. Mnogi na ventralni strani imajo organe za pritrditev na podvodne predmete.

Slanost vode.

Za naravna vodna telesa je značilna določena kemična sestava. Prevladujejo karbonati, sulfati in kloridi. V sladkovodnih telesih koncentracija soli ni večja od 0,5 ‰ (in približno 80% je karbonatov), ​​v morjih - od 12 do 35 ‰ (predvsem kloridi in sulfati). S slanostjo več kot 40 ppm se rezervoar imenuje hiperhalin ali presoljen.

1) V sladki vodi (hipotonično okolje) so procesi osmoregulacije dobro izraženi. Hidrobionti so prisiljeni nenehno odstranjevati vodo, ki prodre vanje, so homoiosmotični (ciliati "načrpajo" skozi sebe količino vode, ki je enaka svoji teži vsake 2-3 minute). V slani vodi (izotonični medij) je koncentracija soli v telesih in tkivih hidrobiontov enaka (izotonična) s koncentracijo soli, raztopljenih v vodi - so poikiloosmotične. Zato med prebivalci slanih vodnih teles niso razvite osmoregulacijske funkcije in niso mogli naseliti sladkovodnih teles.

2) Vodne rastline so sposobne vsrkati vodo in hranila iz vode - "juhe", s celotno površino, zato so njihovi listi močno razrezani, prevodna tkiva in korenine pa slabo razvite. Korenine služijo predvsem za pritrditev na podvodni substrat. Večina sladkovodnih rastlin ima korenine.

Običajno morske in tipično sladkovodne vrste so stenohaline in ne prenašajo bistvenih sprememb slanosti vode. Euryhaline vrst je malo. Pogosti so v bočatih vodah (sladkovodni losos, ščuka, orada, cipal, obalni losos).

Sestava plinov v vodi.

V vodi je kisik najpomembnejši okoljski dejavnik. V vodi, nasičeni s kisikom, njegova vsebnost ne presega 10 ml na 1 liter, kar je 21-krat manj kot v atmosferi. Ko se voda meša, zlasti v tekočih vodnih telesih, in ko se temperatura zniža, se vsebnost kisika poveča. Nekatere ribe so zelo občutljive na pomanjkanje kisika (postrvi, lipan, lipan) in imajo zato raje hladne gorske reke in potoke. Druge ribe (krapi, krapi, ščurke) so nezahtevne glede vsebnosti kisika in lahko živijo na dnu globokih vodnih teles. Številne vodne žuželke, ličinke komarjev in pljučni mehkužci so tudi tolerantni na vsebnost kisika v vodi, saj se občasno dvignejo na površje in pogoltnejo svež zrak.

V vodi je dovolj ogljikovega dioksida (40-50 cm 3 / l - skoraj 150-krat več kot v zraku. Uporablja se pri fotosintezi rastlin in gre za tvorbo apnenčastih skeletnih tvorb živali (lupine mehkužcev, pokrovi rakov, okostja radiolarij itd.) .

Kislost. V sladkovodnih rezervoarjih se kislost vode oziroma koncentracija vodikovih ionov spreminja veliko bolj kot v morskih - od pH = 3,7-4,7 (kisla) do pH = 7,8 (alkalna). Kislost vode je v veliki meri odvisna od vrstne sestave hidrobiontskih rastlin. V kislih vodah močvirja rastejo mahovi sphagnumi in korenike školjk živijo v izobilju, brezzobih mehkužcev (Unio) pa ni, drugi mehkužci so redki. V alkalnem okolju se razvijejo številne vrste ribnikov in elodej. Večina sladkovodnih rib živi v območju pH od 5 do 9 in množično pogine zunaj teh vrednosti. Najbolj produktivne vode so pH 6,5-8,5.

Kislost morske vode se z globino zmanjšuje.

Kislost lahko služi kot indikator splošne stopnje presnove skupnosti. Vode z nizkim pH vsebujejo malo hranilnih snovi, zato je produktivnost izjemno nizka.

hidrostatični tlak v oceanu je zelo pomembna. Pri potopitvi v vodo na 10 m se tlak poveča za 1 atmosfero. V najglobljem delu oceana tlak doseže 1000 atmosfer. Mnoge živali lahko prenašajo nenadna nihanja tlaka, še posebej, če v telesu nimajo prostega zraka. V nasprotnem primeru se lahko razvije plinska embolija. Visoki tlaki, značilni za velike globine, praviloma zavirajo vitalne procese.

Glede na količino organske snovi, ki je na voljo hidrobiontom, lahko vodna telesa razdelimo na: - oligotrofni (modra in prozorna) - ni bogata s hrano, globoka, hladna; - evtrofna (zeleno) - bogato s hrano, toplo; distrofična (rjava) - slaba s hrano, kisla zaradi vdora velike količine huminskih kislin v tla.

evtrofikacijo– obogatitev vodnih teles z organskimi hranili pod vplivom antropogenega dejavnika (npr. odvajanje odpadne vode).

Ekološka plastičnost hidrobiontov. Sladkovodne rastline in živali so ekološko bolj plastične (evritermalne, evrihalne) kot morske, prebivalci obalnih območij so bolj plastični (evritermni) kot globokomorski. Obstajajo vrste, ki imajo ozko ekološko plastičnost glede na en dejavnik (lotus je stenotermna vrsta, Artemia solina) je stenogalna) in široko glede na druge. Organizmi so bolj plastični glede na tiste dejavnike, ki so bolj spremenljivi. In prav oni so bolj razširjeni (elodea, korenike Cyphoderia ampulla). Plastičnost je odvisna tudi od starosti in faze razvoja.

V vodi zvok potuje hitreje kot v zraku. Usmerjenost v zvok je na splošno bolje razvita pri hidrobiontih kot vizualna. Številne vrste celo ujamejo zelo nizkofrekvenčne vibracije (infrazvoke), ki se pojavijo, ko se spremeni ritem valov. Številni hidrobionti iščejo hrano in krmarijo z uporabo eholokacije - zaznavanja odbitih zvočnih valov (kitov). Mnogi zaznajo odbite električne impulze, ki med plavanjem povzročajo razelektritve različnih frekvenc.

Najstarejša metoda orientacije, značilna za vse vodne živali, je zaznavanje kemije okolja. Kemoreceptorji mnogih vodnih organizmov so izjemno občutljivi.

Habitat zemlja-zrak

Tekom evolucije je bilo to okolje osvojeno pozneje kot voda. Okoljski dejavniki v kopensko-zračnem okolju se od drugih habitatov razlikujejo po visoki svetlobi, znatnih nihanjih temperature in vlažnosti zraka, korelaciji vseh dejavnikov z geografsko lego, spremembi letnih časov in dnevnega časa. Okolje je plinasto, zato je zanj značilna nizka vlažnost, gostota in tlak, visoka vsebnost kisika.

Značilnost abiotski dejavniki okolje svetlobe, temperature, vlage - glej prejšnje predavanje.

Plinska sestava ozračja je tudi pomemben podnebni dejavnik. Pred približno 3-3,5 milijardami let je atmosfera vsebovala dušik, amoniak, vodik, metan in vodno paro, v njej pa ni bilo prostega kisika. Sestavo ozračja so v veliki meri določali vulkanski plini.

Trenutno ozračje sestavljajo predvsem dušik, kisik in sorazmerno manjše količine argona in ogljikovega dioksida. Vsi drugi plini, prisotni v ozračju, so vsebovani le v sledovih. Za bioto je še posebej pomembna relativna vsebnost kisika in ogljikovega dioksida.

Visoka vsebnost kisika je prispevala k povečanju presnove kopenskih organizmov v primerjavi s primarnimi vodnimi organizmi. Prav v kopenskem okolju je na podlagi visoke učinkovitosti oksidativnih procesov v telesu nastala živalska homoiotermija. Kisik zaradi svoje nenehno visoke vsebnosti v zraku ni dejavnik, ki omejuje življenje v kopenskem okolju. Le ponekod v posebnih razmerah nastane začasen primanjkljaj, na primer v akumulacijah razpadajočih rastlinskih ostankov, zalog žita, moke itd.

Vsebnost ogljikovega dioksida se lahko na določenih območjih površinske plasti zraka spreminja v precej pomembnih mejah. Na primer, če v središču velikih mest ni vetra, se njegova koncentracija desetkrat poveča. Dnevne spremembe vsebnosti ogljikovega dioksida v površinskih plasteh so redne, povezane z ritmom fotosinteze rastlin, in sezonske, zaradi sprememb intenzivnosti dihanja živih organizmov, predvsem mikroskopske populacije tal. Povečana nasičenost zraka z ogljikovim dioksidom se pojavi v območjih vulkanske aktivnosti, v bližini termalnih izvirov in drugih podzemnih iztokov tega plina. Nizka vsebnost ogljikovega dioksida zavira proces fotosinteze. V notranjih pogojih se lahko stopnja fotosinteze poveča s povečanjem koncentracije ogljikovega dioksida; to se uporablja v praksi rastlinjakov in rastlinjakov.

Zračni dušik je za večino prebivalcev kopenskega okolja inerten plin, vendar ga lahko vežejo in vključijo v biološki cikel številni mikroorganizmi (bakterije vozličev, Azotobacter, klostridije, modrozelene alge itd.).

Lokalne nečistoče, ki vstopajo v zrak, lahko pomembno vplivajo tudi na žive organizme. To še posebej velja za strupene plinaste snovi - metan, žveplov oksid (IV), ogljikov monoksid (II), dušikov oksid (IV), vodikov sulfid, klorove spojine, pa tudi delce prahu, saj itd., ki onesnažujejo zrak. v industrijskih območjih. Glavni sodobni vir kemičnega in fizičnega onesnaževanja ozračja je antropogen: delo različnih industrijskih podjetij in transporta, erozija tal itd. Žveplov oksid (SO 2) je na primer strupen za rastline tudi v koncentracijah od enega petdeset tisočinka do milijoninka prostornine zraka .. Nekatere rastlinske vrste so še posebej občutljive na S0 2 in služijo kot občutljiv indikator njegovega kopičenja v zraku (na primer lišaji.

Nizka gostota zraka določa njegovo nizko dvižno silo in neznatno nosilnost. Prebivalci zraka morajo imeti svoj podporni sistem, ki podpira telo: rastline - različna mehanska tkiva, živali - trdno ali veliko manj pogosto hidrostatično okostje. Poleg tega so vsi prebivalci zračnega okolja tesno povezani s površino zemlje, ki jim služi za pritrditev in oporo. Življenje v visečem stanju v zraku je nemogoče. Res je, veliko mikroorganizmov in živali, tros, semen in cvetnega prahu rastlin je redno prisotnih v zraku in jih prenašajo zračni tokovi (anemohorija), številne živali so sposobne aktivnega letenja, vendar je pri vseh teh vrstah glavna funkcija njihovega življenjskega cikla. - razmnoževanje - se izvaja na površini zemlje. Za večino od njih je bivanje v zraku povezano le s preselitvijo ali iskanjem plena.

veter Ima omejevalni učinek na aktivnost in enakomerno porazdelitev organizmov. Veter lahko celo spremeni videz rastlin, zlasti v habitatih, kot so alpska območja, kjer drugi dejavniki omejujejo. V odprtih gorskih habitatih veter omejuje rast rastlin, zaradi česar se rastline upognejo na privetrno stran. Poleg tega veter poveča evapotranspiracijo v razmerah nizke vlažnosti. Velikega pomena so nevihte, čeprav je njihovo delovanje izključno lokalno. Orkani, pa tudi navadni vetrovi, lahko prenašajo živali in rastline na dolge razdalje in s tem spreminjajo sestavo skupnosti.

Pritisk, očitno ni omejevalni dejavnik neposrednega delovanja, je pa neposredno povezan z vremenom in podnebjem, ki imata neposreden omejevalni učinek. Nizka gostota zraka povzroča relativno nizek pritisk na kopnem. Običajno je enak 760 mm Hg, čl. Ko se višina poveča, se tlak zmanjša. Na višini 5800 m je le polovično normalno. Nizek pritisk lahko omeji distribucijo vrst v gorah. Za večino vretenčarjev je zgornja meja življenja približno 6000 m. Zmanjšanje tlaka povzroči zmanjšanje oskrbe s kisikom in dehidracijo živali zaradi povečanja hitrosti dihanja. Približno enake so meje napredovanja v gore višjih rastlin. Nekoliko bolj odporni so členonožci (pomladanci, pršice, pajki), ki jih najdemo na ledenikih nad mejo vegetacije.

Na splošno so vsi kopenski organizmi veliko bolj stenobatični kot vodni.

Značilnost zemeljsko-zračnega okolja je, da so tukaj živeči organizmi obkroženi zrak- plinasti medij, za katerega so značilna nizka vlažnost, gostota, tlak in visoka vsebnost kisika.

Večina živali se giblje po trdnem substratu – zemlji, rastline pa se v njej ukoreninijo.

Prebivalci zemeljsko-zračnega okolja so razvili prilagoditve:

1) organi, ki zagotavljajo asimilacijo atmosferskega kisika (stomati v rastlinah, pljuča in sapniki pri živalih);

2) močan razvoj skeletnih tvorb, ki podpirajo telo v zraku (mehanska tkiva pri rastlinah, okostje pri živalih);

3) kompleksne prilagoditve za zaščito pred škodljivimi dejavniki (periodičnost in ritem življenjskih ciklov, termoregulacijski mehanizmi itd.);

4) vzpostavljena je tesna povezava s tlemi (korenine pri rastlinah in okončine pri živalih);

5) za katero je značilna visoka mobilnost živali v iskanju hrane;

6) pojavile so se leteče živali (žuželke, ptice) in semena, plodovi, cvetni prah, ki jih prenaša veter.

Okoljske dejavnike zemeljsko-zračnega okolja uravnava makroklima (ekoklima). Ekoklima (makroklima)- podnebje velikih območij, za katerega so značilne določene lastnosti površinske plasti zraka. Mikroklima– podnebje posameznih habitatov (drevesno deblo, živalski jaz itd.).

41. Ekološki dejavniki zemeljsko-zračnega okolja.

1) zrak:

Zanj je značilna konstantna sestava (21 % kisika, 78 % dušika, 0,03 % CO 2 in inertnih plinov). Je pomemben okoljski dejavnik, ker brez atmosferskega kisika je obstoj večine organizmov nemogoč, CO 2 se uporablja za fotosintezo.

Gibanje organizmov v zemeljsko-zračnem okolju poteka pretežno vodoravno, le nekatere žuželke, ptice in sesalci se premikajo navpično.

Zrak je zelo pomemben za življenje živih organizmov veter- gibanje zračnih mas zaradi neenakomernega segrevanja ozračja s Soncem. Vpliv vetra:

1) izsuši zrak, povzroči zmanjšanje intenzivnosti presnove vode v rastlinah in živalih;

2) sodeluje pri opraševanju rastlin, prenaša cvetni prah;

3) zmanjšuje pestrost letečih živalskih vrst (močan veter ovira let);

4) povzroči spremembe v strukturi pokrovov (tvorijo se gosti pokrovi, ki ščitijo rastline in živali pred podhladitev in izgubo vlage);

5) sodeluje pri razprševanju živali in rastlin (nosi plodove, semena, male živali).

2) Atmosferske padavine:

Pomemben okoljski dejavnik, ker Vodni režim okolja je odvisen od prisotnosti padavin:

1) padavine spremenijo vlažnost zraka in tla;

2) zagotoviti razpoložljivo vodo za vodno prehrano rastlin in živali.

a) dež:

Najpomembnejši so čas izpadanja, pogostost izpadanja in trajanje.

Primer: obilica dežja v obdobju hlajenja rastlinam ne zagotavlja potrebne vlage.

Narava dežja:

- nevihta- neugodno, ker rastline nimajo časa absorbirati vode, nastanejo tudi potoki, ki sperejo zgornjo rodovitno plast zemlje, rastline in male živali.

- rosenje- ugodno, ker zagotavljajo vlago v tleh, prehrano rastlin in živali.

- dolgotrajen- neugodno, ker povzročajo poplave, poplave in poplave.

b) sneg:

Pozimi ugodno vpliva na organizme, saj:

a) ustvarja ugoden temperaturni režim tal, ščiti organizme pred hipotermijo.

Primer: pri temperaturi zraka -15 0 C temperatura tal pod 20 cm plastjo snega ni nižja od +0,2 0 C.

b) ustvarja okolje za življenje organizmov pozimi (glodalci, kokoši itd.)

napeljaveživali na zimske razmere:

a) poveča se oporna površina nog za hojo po snegu;

b) selitev in hibernacija (anabioza);

c) prehod na prehrano z določenimi krmi;

d) menjava pokrovov itd.

Negativni učinek snega:

a) obilica snega vodi do mehanskih poškodb rastlin, omenja rastlin in njihovega močenja med taljenjem snega spomladi.

b) nastanek skorje in žled (živali in rastline otežujejo izmenjavo plinov pod snegom, povzročajo težave pri pridobivanju hrane).

42. Vlažnost tal.

Glavni dejavnik za oskrbo z vodo primarnih proizvajalcev so zelene rastline.

Vrste vode v tleh:

1) gravitacijsko vodo - zavzema široke reže med delci tal in pod vplivom gravitacije prehaja v globlje plasti. Rastline ga zlahka absorbirajo, ko je v območju koreninskega sistema. Zaloge v tleh se polnijo s padavinami.

2) kapilarna voda – zapolni najmanjše prostore med delci tal (kapilare). Ne premika se navzdol, drži ga sila oprijema. Zaradi izhlapevanja s površine tal tvori navzgor vodni tok. Rastline dobro absorbirajo.

1) in 2) voda, ki je na voljo rastlinam.

3) Kemično vezana voda – kristalizacijska voda (mavec, glina itd.). rastlinam ni na voljo.

4) Fizično vezana voda - tudi nedostopen za rastline.

a) film(ohlapno povezani) - vrstice dipolov, ki se zaporedoma ovijajo drug drugega. Držijo se na površini delcev tal s silo od 1 do 10 atm.

b) higroskopičen(močno vezan) - objame delce tal s tankim filmom in ga drži sila od 10.000 do 20.000 atm.

Če je v tleh le nedostopna voda, rastlina ovene in odmre.

Za pesek KZ = 0,9 %, za glino = 16,3 %.

Skupna količina vode - KZ = stopnja oskrbe rastline z vodo.

43. Geografska conska razporeditev zemeljsko-zračnega okolja.

Za zemeljsko-zračno okolje je značilna navpična in horizontalna zonalnost. Za vsako cono je značilna specifična ekoklima, sestava živali in rastlin ter ozemlje.

Podnebna območja → podnebna podobmočja → podnebne province.

Walterjeva razvrstitev:

1) ekvatorialno območje - se nahaja med 10 0 severne zemljepisne širine in 10 0 južne zemljepisne širine. Ima 2 deževni sezoni, ki ustrezata položaju Sonca v zenitu. Letna količina padavin in vlažnost sta visoki, mesečna temperaturna nihanja pa zanemarljiva.

2) tropsko območje - se nahaja severno in južno od ekvatorialne, do 30 0 severne in južne zemljepisne širine. Značilno je poletno deževno obdobje in zimska suša. Padavine in vlažnost padajo z oddaljenostjo od ekvatorja.

3) Suha subtropska cona - nahajajo do 35 0 zemljepisne širine. Količina padavin in vlažnosti sta zanemarljivi, letna in dnevna temperaturna nihanja so zelo pomembna. Pozebe so redke.

4) prehodno območje - značilna zimska deževna doba, vroča poletja. Zamrznitve so pogostejše. Sredozemlje, Kalifornija, južna in jugozahodna Avstralija, jugozahodna Južna Amerika.

5) zmerno območje - za katero so značilne ciklonske padavine, katerih količina se z oddaljenostjo od oceana zmanjšuje. Letna temperaturna nihanja so ostra, poletja vroča, zime zmrzal. Razdeljeno na podcone:

a) toplo zmerno podobmočje- zimsko obdobje se praktično ne razlikuje, vsi letni časi so bolj ali manj vlažni. Južna Afrika.

b) tipično zmerno podobmočje- kratka mrzla zima, hladno poletje. Srednja Evropa.

v) podobmočje sušnega zmernega celinskega tipa- značilni ostri temperaturni kontrasti, majhna količina padavin, nizka vlažnost. Srednja Azija.

G) borealno ali hladno zmerno podobmočje Poletje je hladno in vlažno, zima traja polovico leta. Severna Severna Amerika in Severna Evrazija.

6) Arktično (antarktično) območje - značilna majhna količina padavin v obliki snega. Poletje (polarni dan) je kratko in hladno. To območje prehaja v polarno območje, v katerem je obstoj rastlin nemogoč.

Za Belorusijo je značilno zmerno celinsko podnebje z dodatno vlago. Negativni vidiki beloruskega podnebja:

Nestabilno vreme spomladi in jeseni;

Blaga pomlad z dolgotrajnimi otoplitvami;

deževno poletje;

Pozne spomladanske in zgodnje jesenske pozebe.

Kljub temu v Belorusiji raste okoli 10.000 vrst rastlin, živi 430 vrst vretenčarjev in približno 20.000 vrst nevretenčarjev.

Vertikalno zoniranje od nižin in vznožja gora do vrhov gora. Podobno kot horizontalno z nekaj odstopanji.

44. Tla kot medij življenja. Splošne značilnosti.

Z »okoljem« je mišljeno vse, kar telo obdaja in na tak ali drugačen način vpliva nanj. Z drugimi besedami, za bivalno okolje je značilen določen niz okoljskih dejavnikov. sreda- bivalno okolje - vodno okolje - zemeljsko-zračno okolje - okolje tal - organizem kot bivalno okolje - ključni pojmi.

splošno sprejeta definicija okolja je definicija Nikolaja Pavloviča Naumova: " sreda- vse, kar obdaja organizme, neposredno ali posredno vpliva na njihovo stanje, razvoj, preživetje in razmnoževanje. "Na Zemlji obstajajo štiri kvalitativno različna življenjska okolja, ki imajo nabor specifičnih okoljskih dejavnikov: - zemlja-voda (zemlja); - voda; - tla; - drugi organizmi.

zemlja-zrak Za okolje je značilna velika raznolikost življenjskih razmer, ekoloških niš in organizmov, ki jih naseljujejo. Organizmi imajo primarno vlogo pri oblikovanju pogojev zemeljsko-zračnega okolja življenja, predvsem pa plinske sestave ozračja. Skoraj ves kisik v zemeljski atmosferi je biogenega izvora. Glavne značilnosti zemeljsko-zračnega okolja so

Velike spremembe okoljskih dejavnikov,

Heterogenost okolja,

Delovanje sil gravitacije

Nizka gostota zraka.

Kompleks fizikalno-geografskih in podnebnih dejavnikov, povezanih z določenim naravno območje, vodi k prilagajanju organizmov na življenje v teh razmerah, raznolikost življenjskih oblik. Visoka vsebnost kisika v ozračju (približno 21 %) določa možnost nastanka visoke (energetske) ravni presnove. Za atmosferski zrak je značilna nizka in spremenljiva vlažnost. Ta okoliščina je v veliki meri omejevala možnosti obvladovanja zemeljsko-zračnega okolja.

Vzdušje(iz grškega atmos - para in sphaira - krogla), plinasta lupina zemlje. Točne zgornje meje zemeljske atmosfere ni mogoče določiti. Ozračje ima izrazito večplastno strukturo. Glavne plasti ozračja:

1)Troposfera- višina 8 - 17 km. v njej je skoncentrirana vsa vodna para in 4/5 mase atmosfere, razvijajo se vsi vremenski pojavi.

2)Stratosfera- plast nad troposfero do 40 km. Zanj je značilna skoraj popolna nespremenljivost višine temperature. V zgornjem delu stratosfere opazimo največjo koncentracijo ozona, ki absorbira veliko količino ultravijoličnega sevanja sonca.

3) mezosfera- plast med 40 in 80 km; v spodnji polovici se temperatura dvigne od +20 do +30 stopinj, v zgornji pa pade na skoraj -100 stopinj.

4) Termosfera(ionosfera) - plast med 80 - 1000 km, ki ima povečano ionizacijo molekul plina (pod vplivom prosto prodirajočega kozmičnega sevanja).

5) Eksosfera(razpršena krogla) - plast nad 800 - 1000 km, iz katere se molekule plina razpršijo v vesolje. Ozračje prenaša 3/4 sončnega sevanja, s čimer se poveča skupna količina toplote, porabljene za razvoj naravni procesi Zemlja.

Vodno življenjsko okolje. Hidrosfera (iz hidro ... in krogla), prekinjena vodna lupina Zemlje, ki se nahaja med atmosfero in trdno zemeljsko skorjo (litosfero). Predstavlja celoto oceanov, morij, jezer, rek, močvirja in podzemne vode. Hidrosfera pokriva približno 71 % zemeljske površine. Kemična sestava hidrosfere se približuje povprečni sestavi morske vode.

Količina sladke vode je 2,5 % vse vode na planetu; 85% - morska voda. Zaloge sladke vode so zelo neenakomerno razporejene: 72,2 % - led; 22,4 % - podtalnica; 0,35% - atmosfera; 5,05 % - trajnostni pretok rek in voda jezer. Delež vode, ki jo lahko uporabimo, predstavlja le 10-12 % vse sladke vode na Zemlji.

Primarno okolježivljenje je bilo ravno vodno okolje. Prvič, večina organizmov ni sposobna aktivnega življenja brez vdora vode v telo ali brez vzdrževanja določene vsebnosti tekočine v telesu. Glavna značilnost vodnega okolja je: dnevna in sezonska temperaturna nihanja. Ogromen okoljski pomen, imajo visoko gostoto in viskoznost vode. Specifična teža vode je sorazmerna s težo telesa živih organizmov. Gostota vode je približno 1000-krat večja od gostote zraka. Zato se vodni organizmi (zlasti tisti, ki se aktivno gibljejo) soočajo z večjo silo hidrodinamičnega upora. Velika gostota vode je razlog, da se mehanske vibracije (vibracije) dobro širijo v vodnem okolju. To je zelo pomembno za čutila, orientacijo v prostoru in med vodnimi prebivalci. Hitrost zvoka v vodnem okolju ima višjo frekvenco eholokacijskih signalov. Večji kot v zraku, štirikrat. Zato obstaja cela skupina vodnih organizmov (tako rastlin kot živali), ki obstajajo brez obvezne povezave z dnom ali drugim substratom, ki "plavajo" v vodnem stolpcu.

Za kopensko-zračno okolje so značilne posebnosti ekoloških razmer, ki so oblikovale specifične prilagoditve pri kopenskih rastlinah in živalih, kar se odraža v različnih morfoloških, anatomskih, fizioloških, biokemičnih in vedenjskih prilagoditvah.

Nizka gostota atmosferskega zraka otežuje ohranjanje oblike telesa, saj so rastline in živali oblikovale podporni sistem. V rastlinah so to mehanska tkiva (lič in lesna vlakna), ki zagotavljajo odpornost na statične in dinamične obremenitve: veter, dež, snežna odeja. Stresno stanje celične stene (turgor), ki nastane zaradi kopičenja tekočine z visokim osmotskim tlakom v celičnih vakuolah, določa elastičnost listov, stebel trave in cvetov. Pri živalih telo podpirajo hidroskelet (pri okroglih črvih), zunanji skelet (pri žuželkah) in notranji skelet (pri sesalcih).

Nizka gostota medija olajša gibanje živali. Številne kopenske vrste so sposobne leteti (aktivnih ali drsnih) - ptice in žuželke, obstajajo tudi predstavniki sesalcev, dvoživk in plazilcev. Let je povezan z gibanjem in iskanjem plena, aktiven let pa je mogoč zaradi spremenjenih prednjih okončin, razvitih prsnih mišic. Pri drsnih živalih so med sprednjimi in zadnjimi okončinami nastale kožne gube, ki se raztezajo in igrajo vlogo padala.

Velika mobilnost zračnih mas je v rastlinah oblikovala najstarejši način opraševanja rastlin z vetrom (anemofilija), ki je značilen za številne rastline. srednje črte in poselitev s pomočjo vetra. Ta ekološka skupina organizmov (aeroplankton) se je prilagodila zaradi velike relativne površine zaradi padal, kril, izrastkov in celo pajčevine ali zaradi zelo majhnih velikosti.

Nizek atmosferski tlak, ki je običajno 760 mm Hg (ali 101.325 Pa), majhni padci tlaka, so oblikovali občutljivost na močne padce tlaka pri skoraj vseh prebivalcih kopnega. Zgornja meja življenja večine vretenčarjev je približno 6000 m. zračni tlak z večanjem nadmorske višine zmanjša topnost kisika v krvi. S tem se poveča pogostost dihanja, posledično pa hitro dihanje vodi v dehidracijo. Ta preprosta odvisnost ni značilna le za redke vrste ptic in nekatere nevretenčarje.

Za plinsko sestavo okolja zemlja-zrak je značilna visoka vsebnost kisika (več kot 20-krat višja kot v vodnem okolju). To omogoča živalim zelo visoko stopnjo presnove. Zato bi lahko le na kopnem nastala homoitermija (zmožnost vzdrževanja stalne telesne temperature, predvsem zaradi notranje energije).

Vrednost temperature v življenju organizmov je določena z vplivom na hitrost biokemičnih reakcij. Povišanje temperature (do 60 ° C) okolje povzroča denaturacijo beljakovin v organizmih. Močan padec temperature vodi do zmanjšanja hitrosti presnove in kot kritičnega stanja do zmrzovanja vode v celicah (kristali ledu v celicah kršijo celovitost znotrajceličnih struktur). V bistvu lahko na kopnem živi organizmi obstajajo le znotraj 0 ° - +50 °, tk. te temperature so združljive s potekom osnovnih življenjskih procesov. Vendar ima vsaka vrsta svoje zgornje in spodnje letalne temperature, vrednost temperaturne inhibicije in temperaturni optimum.

Organizmi, katerih vitalna aktivnost in aktivnost sta odvisna od zunanje toplote (mikroorganizmi, glive, rastline, nevretenčarji, ciklostomi, ribe, dvoživke, plazilci), imenujemo poikilotermni. Med njimi so stenotermi (kriofili - prilagojeni majhnim razlikam nizke temperature in termofili - prilagojeni majhnim razlikam v visokih temperaturah) in evritermi, ki lahko obstajajo znotraj velike temperaturne amplitude. Prilagoditve na prenašanje nizkih temperatur, ki omogočajo dolgotrajno uravnavanje metabolizma, se v organizmih izvajajo na dva načina: a) sposobnost biokemičnih in fizioloških preureditev - kopičenje antifriza, ki znižuje ledišče tekočin v celicah in tkivih. in zato preprečuje nastanek ledu; sprememba nabora, koncentracije in aktivnosti encimov, sprememba; b) vzdržljivost do zmrzovanja (odpornost na mraz) je začasno prenehanje aktivnega stanja (hipobioza ali kriptobioza) ali kopičenje glicerola, sorbitola, manitola v celicah, ki preprečujejo kristalizacijo tekočine.

Eurytherms imajo dobro razvito sposobnost prehoda v latentno stanje z znatnimi temperaturnimi odstopanji od optimalne vrednosti. Po hladnem zatiranju organizmi pri določeni temperaturi vzpostavijo normalno presnovo in to temperaturno vrednost imenujemo temperaturni prag razvoja ali biološka ničla razvoja.

Osnova sezonskih preureditev vrst - evritem, ki so zelo razširjene, je aklimatizacija (premik temperaturnega optimuma), ko se nekateri geni inaktivirajo in vklopijo drugi, ki so odgovorni za zamenjavo nekaterih encimov z drugimi. Ta pojav najdemo v različni deli obseg.

Pri rastlinah je presnovna toplota izredno zanemarljiva, zato je njihov obstoj določen s temperaturo zraka v habitatu. Rastline se prilagajajo, da prenašajo precej velika temperaturna nihanja. Glavna stvar v tem primeru je transpiracija, ki ob pregrevanju ohladi površino listov; zmanjšanje listne plošče, gibljivost listov, pubescenca, premaz z voskom. Rastline se prilagajajo hladnim razmeram s pomočjo rastnih oblik (pritlikavost, rast blazine, rešetka), obarvanja. Vse to velja za fizično termoregulacijo. Fiziološka termoregulacija je odpadanje listov, odmiranje talnega dela, prehod proste vode v vezano stanje, kopičenje antifriza itd.).

Poikilotermne živali imajo možnost termoregulacije izhlapevanja, povezane z njihovim gibanjem v prostoru (dvoživke, plazilci). Izberejo najbolj optimalne pogoje, proizvajajo veliko notranje (endogene) toplote v procesu krčenja mišic ali tresenja mišic (ogrevajo mišice med gibanjem). Živali imajo vedenjske prilagoditve (drža, zavetišča, jame, gnezda).

Homeotermne živali (ptice in sesalci) imajo konstantno telesno temperaturo in so malo odvisne od temperature okolice. Zanje so značilne prilagoditve, ki temeljijo na močnem povečanju oksidativnih procesov kot posledica popolnosti živčnega, cirkulacijskega, dihalnega in drugih organskih sistemov. Imajo biokemično termoregulacijo (ko temperatura zraka pade, se poveča presnova lipidov; povečajo se oksidativni procesi, predvsem v skeletnih mišicah; obstaja specializirano rjavo maščobno tkivo, v katerem vsa sproščena kemična energija gre za tvorbo ATP in za ogrevanje telesa ; količina zaužite hrane se poveča). Toda taka termoregulacija ima podnebne omejitve (neugodne pozimi, v polarnih razmerah, poleti v tropskih in ekvatorialnih pasovih).

Fizična termoregulacija je okoljsko ugodna (refleksno zoženje in širjenje kožnih žil, toplotnoizolacijski učinek krzna in perja, protitočna izmenjava toplote), ker se izvaja zaradi ohranjanja toplote v telesu (Chernova, Bylova, 2004).

Za vedenjsko termoregulacijo homoitermov je značilna raznolikost: sprememba drže, iskanje zavetišč, gradnja kompleksnih rovov, gnezd, selitve, skupinsko vedenje itd.

Svetloba je najpomembnejši okoljski dejavnik za organizme. Procesi, ki nastanejo pod vplivom svetlobe, so fotosinteza (uporablja se 1-5 % vpadne svetlobe), transpiracija (75 % vpadne svetlobe se porabi za izhlapevanje vode), sinhronizacija vitalne aktivnosti, gibanja, vida, sinteza vitaminov. .

Morfologija rastlin in struktura rastlinskih združb sta organizirana za čim bolj učinkovito absorpcijo sončne energije. Svetlobna površina rastlin na Zemlji je 4-krat večja od površine planeta (Akimova in Khaskin, 2000). Za žive organizme je valovna dolžina pomembna, ker. žarki različne dolžine imajo različen biološki pomen: infrardeče sevanje (780 - 400 nm) deluje na toplotne centre živčni sistem Ultravijolični žarki (60 - 390 nm), ki delujejo na pokrivna tkiva, z uravnavanjem oksidativnih procesov, motoričnih reakcij itd. prispevajo k nastajanju različnih vitaminov, spodbujajo rast in razmnoževanje celic.

Vidna svetloba je še posebej pomembna, ker pomembna za rastline kvalitativno sestavo Sveta. V spektru žarkov oddajajo fotosintetično aktivno sevanje (PAR). Valovna dolžina tega spektra je v območju 380 - 710 (370 - 720 nm).

Sezonska dinamika osvetlitve je povezana z astronomskimi vzorci, sezonskim podnebnim ritmom določenega območja in se na različnih zemljepisnih širinah izraža različno. Za nižje nivoje je tudi fenološko stanje vegetacije nadgrajeno na te pravilnosti. Zelo pomemben je dnevni ritem sprememb osvetlitve. Potek sevanja motijo ​​spremembe v stanju atmosfere, oblaki itd. (Goryshina, 1979).

Rastlina je neprozorno telo, ki delno odbija svetlobo, absorbira in oddaja. V celicah in tkivih listov so različne tvorbe, ki zagotavljajo absorpcijo in prenos svetlobe.Za povečanje produktivnosti rastlin povečajo skupno površino in število fotosintetskih elementov, kar dosežemo z večnadstropno razporeditvijo listov. na rastlini; stopenjska razporeditev rastlin v skupnosti.

Glede na moč osvetlitve ločimo tri skupine: svetloboljubne, sencoljubne, senco tolerantne, ki se razlikujejo po anatomskih in morfoloških prilagoditvah (pri svetloljubnih rastlinah so listi manjši, mobilni, pubescentni, imajo voskasta prevleka, debela povrhnjica, kristalni izključki itd. pri rastlinah, ki ljubijo senco, so listi veliki, kloroplasti veliki in številni); fiziološke prilagoditve ( različne pomene kompenzacija svetlobe).

Odziv na dolžino dneva (trajanje svetlobe) se imenuje fotoperiodizem. V rastlinah so tako pomembni procesi, kot so cvetenje, tvorba semena, rast, prehod v stanje mirovanja, odpadanje listov, povezani s sezonskimi spremembami dolžine dneva in temperature. Za cvetenje nekaterih rastlin je potrebna dolžina dneva več kot 14 ur, pri drugih je dovolj 7 ur, druge pa cvetijo ne glede na dolžino dneva.

Za živali je svetloba informativna. Prvič, glede na dnevno aktivnost živali delimo na dnevne, somračne in nočne. Organi, ki pomagajo pri krmarjenju v vesolju, so oči. Različni organizmi imajo različen stereoskopski vid - pri ljudeh je skupni vid 180 ° - stereoskopski - 140 °, pri kuncu - skupno 360 °, stereoskopski 20 °. Binokularni vid je značilen predvsem za plenilske živali (mačke in ptice). Poleg tega je fototaksija (premik proti svetlobi) določena z reakcijo na svetlobo,

reprodukcija, navigacija (orientacija na lego Sonca), bioluminiscenca. Svetloba je signal za privabljanje posameznikov nasprotnega spola.

Najpomembnejši okoljski dejavnik v življenju kopenskih organizmov je voda. Treba je vzdrževati strukturno celovitost celic, tkiv, celotnega organizma, ker. je glavni del protoplazme celic, tkiv, rastlinskih in živalskih sokov. Zahvaljujoč vodi se izvajajo biokemične reakcije, oskrba s hranili, izmenjava plinov, izločanje itd. Vsebnost vode v telesu rastlin in živali je precej visoka (83-86% v listih trave, 79-82% v drevesih). listi, 40-55% v deblih dreves, v telesih žuželk - 46-92%, dvoživk - do 93%, sesalcev - 62-83%).

Obstoj v okolju kopno-zrak predstavlja pomemben problem za organizme pri ohranjanju vode v telesu. Zato sta oblika in funkcija kopenskih rastlin in živali prilagojeni zaščiti pred izsušitvijo. V življenju rastlin so pomembni vnos vode, njena prevodnost in transpiracija, vodna bilanca (Walter, 1031, 1937, Schafer, 1956). Spremembe v vodnem ravnovesju se najbolje odražajo v sesalni moči korenin.

Rastlina lahko absorbira vodo iz tal, dokler lahko sesalna moč korenin tekmuje s sesalno močjo tal. Zelo razvejan koreninski sistem zagotavlja veliko površino stika med vpojnim delom korenine in talnimi raztopinami. Skupna dolžina korenin lahko doseže 60 km. Sesalna moč korenin je odvisna od vremena, od okoljskih lastnosti. Večja kot je sesalna površina korenin, več vode se absorbira.

Glede na ureditev vodnega ravnovesja rastline delimo na poikihidrične (alge, mahovi, praproti, nekatere cvetoče rastline) in homohidrične (večina višjih rastlin).

Proti vodni režim razlikovati ekološke skupine rastlin.

1. Higrofiti so kopenske rastline, ki živijo v vlažnih habitatih z visoko zračno vlago in oskrbo tal z vodo. Značilni znaki higrofitov so debele, rahlo razvejane korenine, z zrakom napolnjene votline v tkivih in odprti stomati.

2. Mezofiti - rastline zmerno vlažnih rastišč. Njihova sposobnost prenašanja tal in atmosferske suše je omejena. Najdemo jih v sušnih habitatih - hitro se razvijajo v kratkem času. Zanj je značilen dobro razvit koreninski sistem s številnimi koreninskimi dlakami, regulacija intenzivnosti transpiracije.

3. Kserofiti - rastline suhih habitatov. To so rastline, odporne na sušo, suhorodne rastline. Stepski kserofiti lahko brez poškodb izgubijo do 25 % vode, puščavski kserofiti - do 50 % vode, ki jo vsebujejo (za primerjavo, gozdni mezofiti ovenejo, ko se izgubi 1 % vode v listih). Glede na naravo anatomskih, morfoloških in fizioloških prilagoditev, ki zagotavljajo aktivno življenje teh rastlin s pomanjkanjem vlage, so kserofiti razdeljeni na sukulente (imajo mesnate in sočne liste in stebla, lahko kopičijo velike količine vode v tkiva, razvijejo majhno sesalno silo in absorbirajo vlago iz atmosferskih padavin) in sklerofiti (suhe rastline, ki intenzivno izhlapevajo vlago, imajo ozke in majhne liste, ki se včasih zvijajo v cev, prenesejo močno dehidracijo, sesalno moč korenine so lahko do nekaj deset atmosfer).

Pri različnih skupinah živali je bilo v procesu prilagajanja razmeram kopenskega obstoja glavna stvar preprečevanje izgube vode. Živali dobijo vodo različne poti- s pitjem, s sočno hrano, kot posledica presnove (zaradi oksidacije in razgradnje maščob, beljakovin in ogljikovih hidratov). Nekatere živali lahko absorbirajo vodo skozi prevleke vlažnega substrata ali zraka. Izgube vode nastanejo kot posledica izhlapevanja iz kože, izhlapevanja iz sluznice dihal, izločanja urina in neprebavljenih ostankov hrane. Živali, ki dobivajo vodo s pitjem, so odvisne od lokacije vodnih teles (veliki sesalci, številne ptice).

Pomemben dejavnik za živali je zračna vlaga, ker. ta indikator določa količino izhlapevanja s površine telesa. Zato je za vodno ravnovesje živalskega organizma pomembna struktura telesa. Pri žuželkah zmanjšanje izhlapevanja vode s telesne površine zagotavljajo skoraj neprepustna povrhnjica in specializirani izločilni organi (Malpigove cevi), ki izločajo skoraj netopen presnovni produkt, in spiracles, ki zmanjšujejo izgubo vode skozi sistem za izmenjavo plinov – preko sapnik in traheole.

Pri dvoživkah večina vode vstopi v telo skozi prepustno kožo. Prepustnost kože uravnava hormon, ki ga izloča zadnja hipofiza. Dvoživke izločajo zelo velike količine razredčenega urina, ki je hipotonični za telesne tekočine. V suhih razmerah lahko dvoživke zmanjšajo izgubo vode z urinom. Poleg tega lahko te živali v sebi kopičijo vodo mehur in podkožni limfni prostori.

Plazilci imajo številne prilagoditve različnih stopenj – morfološke (keratinizirana koža preprečuje izgubo vode), fiziološke (pljuča se nahajajo znotraj telesa, kar zmanjša izgubo vode), biokemične (v tkivih nastaja sečna kislina, ki se izloči brez večje izgube vlage, tkiva lahko prenesejo povečanje koncentracije soli za 50 %).

Pri pticah je hitrost izhlapevanja nizka (koža je relativno neprepustna za vodo, ni žlez znojnic in perja). Ptice pri dihanju izgubljajo vodo (do 35 % telesne teže na dan) zaradi visoke ventilacije v pljučih in visoke telesne temperature. Ptice imajo proces ponovne absorpcije vode iz dela vode v urinu in blatu. nekaj morske ptice(pingvini, ganeti, kormorani, albatrosi), ki jedo ribe in pijejo morsko vodo, imajo v očesnih votlinah nameščene solne žleze, s pomočjo katerih se odvečne soli izločajo iz telesa.

Pri sesalcih so organi izločanja in osmoregulacije parne, kompleksno urejene ledvice, ki se oskrbujejo s krvjo in uravnavajo sestavo krvi. To zagotavlja konstantno sestavo znotrajcelične in intersticijske tekočine. Relativno stabilen osmotski tlak krvi vzdržujemo z ravnotežjem med vnosom vode s pitjem in izgubo vode z izdihanim zrakom, znojem, blatom in urinom. Za fino regulacijo osmotskega tlaka je odgovoren antidiuretični hormon (ADH), ki se izloča iz zadnje hipofize.

Med živalmi ločimo skupine: higrofili, pri katerih so mehanizmi za uravnavanje presnove vode slabo razviti ali sploh odsotni (to so vlagoljubne živali, ki potrebujejo visoko vlažnost - pomladne repke, lesne uši, komarji, drugi členonožci, kopenski mehkužci in dvoživke ); kserofili, ki imajo dobro razvite mehanizme regulacije presnove vode in prilagajanja na zadrževanje vode v telesu, ki živijo v sušnih razmerah; mezofili, ki živijo v pogojih zmerne vlažnosti.

Relief je posredno delujoč ekološki dejavnik v zemeljsko-zračnem okolju. Vse oblike tal vplivajo na razporeditev rastlin in živali s spremembami hidrotermalnega režima ali vlažnosti tal.

V gorah na različnih višinah nad morsko gladino se podnebne razmere spreminjajo, kar ima za posledico višinsko cono. Geografska izoliranost v gorah prispeva k nastanku endemitov, ohranjanju reliktnih vrst rastlin in živali. Rečne poplavne ravnice prispevajo k gibanju bolj južnih skupin rastlin in živali proti severu. Zelo pomembna je izpostavljenost pobočij, ki ustvarja pogoje za širjenje toplotno ljubečih skupnosti na severu vzdolž južnih pobočij in hladnoljubnih skupnosti na jugu vzdolž severnih pobočij ("pravilo napredovanja", V.V. Alyokhina ).

Tla obstajajo le v zemeljsko-zračnem okolju in nastanejo kot posledica interakcije starosti ozemlja, matične kamnine, podnebja, topografije, rastlin in živali ter človekovih dejavnosti. Ekološkega pomena je mehanska sestava (velikost mineralnih delcev), kemična sestava (pH vodne raztopine), slanost tal, bogastvo tal. Značilnosti tal delujejo tudi na žive organizme kot posredni dejavniki, ki spreminjajo termohidrološki režim, povzročajo prilagajanje rastlin (predvsem) na dinamiko teh razmer in vplivajo na prostorsko diferenciacijo organizmov.