Prebivalci vodnega okolja so v ekologiji dobili skupno ime hidrobionti.Živijo v svetovnem oceanu, celinskih rezervoarjih in podtalnici. V vsakem vodnem telesu je mogoče razlikovati območja z različnimi pogoji.

V oceanu in njegovih morjih obstajata predvsem dve ekološki območji: vodni stolp - pelagični in dno - benthal. Prebivalci breznih in ultra-breznih globin živijo v temi, pri stalni temperaturi in ogromnem pritisku. Poimenovana je bila celotna populacija oceanskega dna bentos.

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/cm 3 pri 4 °C. Gostota naravne vode ki vsebujejo raztopljene soli lahko več, do 1,35 g/cm 3 . Tlak se poveča z globino v povprečju za 1 × 10 5 Pa (1 atm) na vsakih 10 m, gostota vode omogoča zanašanje nanjo, kar je še posebej pomembno za neskeletne oblike. Gostota okolja je pogoj za lebdenje v vodi in številni vodni organizmi so prilagojeni prav na ta način življenja. Viseče organizme, ki plavajo v vodi, združujemo v posebno ekološko skupino vodnih organizmov – plankton(»planktos« – lebdenje). V planktonu prevladujejo enocelične in kolonialne alge, protozoji, meduze, sifonoforji, klanoforji, pteropodi in mehkužci, različni majhni raki, ličinke pridnenih živali, ribja ikra in mladice ter mnogi drugi. Morske alge (fitoplankton) lebdijo v vodi pasivno, večina planktonskih živali pa je sposobna aktivnega plavanja, vendar v omejenih mejah. 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 premagovanja sile tokov, so združene v ekološko skupino nekton(»nektos« – lebdeči).

Režim 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 dihanja vodnih organizmov bistveno zapleteni. Kisik vstopa v vodo predvsem s fotosintetsko aktivnostjo alg in difuzijo iz zraka. Zato so zgornje plasti vodnega stolpca praviloma bogatejše s tem plinom kot spodnje. Z naraščanjem temperature in slanosti vode se koncentracija kisika v njej zmanjšuje. V slojih, ki so močno naseljeni z živalmi in bakterijami, lahko zaradi povečane porabe nastane močno pomanjkanje O 2 . Pogoji blizu dna rezervoarjev so lahko blizu anaerobnim.

Med vodnimi prebivalci je veliko vrst, ki lahko prenašajo velika nihanja vsebnosti kisika v vodi, do njegove skoraj popolne odsotnosti. (evrioksibionts – “oxy” – kisik, “biont” – prebivalec). Sem spadajo na primer polži. Med ribami lahko zelo nizko nasičenost vode s kisikom prenesejo krapi, linji in karasi. Vendar pa številne vrste stenoksibiont– lahko obstajajo le ob dovolj visoki nasičenosti vode s kisikom (šarenka, potočna postrv, skorjica).

Solni režim. Vzdrževanje vodne bilance vodnih organizmov ima svoje posebnosti. Če je za kopenske živali in rastline najpomembnejše zagotoviti telesu vodo v pogojih njenega pomanjkanja, potem za hidrobionte ni nič manj pomembno vzdrževati določeno količino vode v telesu, ko je v okolju presežek. . Prekomerna količina vode v celicah povzroči spremembe osmotskega tlaka in motnje najpomembnejših življenjskih funkcij. Večina vodno življenje poikilosmotični: osmotski tlak v njihovem telesu je odvisen od slanosti okoliške vode. Zato je glavni način, da vodni organizmi ohranijo ravnovesje soli, izogibanje habitatom z neprimerno slanostjo. Sladkovodne oblike ne morejo obstajati v morjih, morske oblike pa ne prenesejo razsoljevanja. Spadajo vretenčarji, višji raki, žuželke in njihove ličinke, ki živijo v vodi homoiosmotičen vrste, ki vzdržujejo stalen osmotski tlak v telesu ne glede na koncentracijo soli v vodi.

Svetlobni način. V vodi je veliko manj svetlobe kot v zraku. Nekateri žarki, ki padejo na površino rezervoarja, se odbijejo v zrak. Nižje kot je Sonce, močnejši je odboj, zato je dan pod vodo krajši kot na kopnem. V temnih globinah oceana organizmi uporabljajo svetlobo, ki jo oddajajo živa bitja, kot vir vizualnih informacij. Sijaj živega organizma se imenuje bioluminiscenca. Reakcije, ki se uporabljajo za ustvarjanje svetlobe, so različne. Toda v vseh primerih gre za oksidacijo kompleksnih organskih spojin (luciferini) z uporabo beljakovinskih katalizatorjev (luciferaza).

Metode orientacije živali v vodnem okolju.Življenje v stalnem mraku ali temi močno omejuje vaše možnosti vizualna orientacija hidrobionti. Zaradi hitrega slabljenja svetlobnih žarkov v vodi lahko tudi tisti, ki imajo dobro razvite vidne organe, le-te uporabljajo za navigacijo na blizu.

Zvok potuje hitreje v vodi kot v zraku. Zvočna orientacija je pri vodnih organizmih na splošno bolje razvita kot vidna orientacija. Številne vrste zaznajo celo zelo nizkofrekvenčne vibracije (infrazvok) , nastane ob spremembi ritma valovanja in se pred nevihto spusti iz površinskih plasti v globlje (na primer meduze). Številni prebivalci vodnih teles - sesalci, ribe, mehkužci, raki - sami oddajajo zvoke. Številni hidrobionti najdejo hrano in uporabljajo navigacijo eholokacija– zaznavanje odbitih zvočnih valov (kiti). Mnogi zaznavajo odbite električne impulze , med plavanjem proizvajajo izpuste različnih frekvenc. Številne ribe uporabljajo električna polja tudi za obrambo in napad (električni ožigalkar, električna jegulja itd.).

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

Filtracija kot vrsta prehrane.Številni hidrobionti imajo poseben vzorec hranjenja - to je filtriranje ali sedimentacija delcev organskega izvora, suspendiranih v vodi in številnih majhnih organizmov.

Oblika telesa. Večina hidrobiontov ima poenostavljeno obliko telesa.

Vodna lupina našega planeta(skupnost oceanov, morij, celinskih voda, ledenih plošč) imenujemo hidrosfera. V širšem smislu hidrosfera vključuje tudi podtalnico, led in sneg na Arktiki in Antarktiki ter atmosfersko vodo in vodo v živih organizmih.

Večina vode v hidrosferi je skoncentrirana v morjih in oceanih, drugo mesto zavzema podzemna voda, tretje pa led in sneg arktične in antarktične regije. Skupna prostornina naravnih voda je približno 1,39 milijarde km 3 (1/780 prostornine planeta). Voda pokriva 71 % površine globus(361 milijonov km 2).

Zaloge vode na planetu (% celotne količine) so bile porazdeljene na naslednji način:

voda- sestavni del vseh elementov biosfere, ne le vodnih teles, ampak tudi zraka, živih bitij. To je najbolj razširjena naravna spojina na planetu. Brez vode ne morejo obstajati ne živali, ne rastline, ne ljudje. Za preživetje vsakega organizma je dnevno potrebna določena količina vode, zato je prost dostop do vode življenjska potreba.

Tekoči ovoj, ki pokriva Zemljo, jo razlikuje od sosednjih planetov. Hidrosfera je pomembna za razvoj življenja ne le v kemičnem smislu. Njegova vloga je velika tudi pri ohranjanju razmeroma konstantnega podnebja, ki omogoča razmnoževanje življenja več kot tri milijarde let. Ker življenje zahteva, da so prevladujoče temperature v območju od 0 do 100 °C, tj. v mejah, ki omogočajo, da hidrosfera ostane večinoma v tekoči fazi, lahko sklepamo, da je bila temperatura na Zemlji relativno konstantna skozi večino njene zgodovine.

Hidrosfera služi kot planetarni akumulator anorganske in organske snovi, ki jo v ocean in druga vodna telesa prinašajo reke, atmosferski tokovi, tvorijo pa jo tudi sami rezervoarji. Voda je velik distributer toplote na Zemlji. Segreva ga Sonce na ekvatorju in prenaša toploto skozi velikanske tokove morskih tokov v Svetovnem oceanu.

Voda je del mineralov, najdemo jo v celicah rastlin in živali, vpliva na nastanek klime, sodeluje v kroženju snovi v naravi, prispeva k odlaganju sedimentnih kamnin in nastajanju prsti ter je vir poceni elektrike: je Uporablja se v industriji, kmetijstvu in za domače potrebe.

Kljub na videz zadostni količini vode na planetu, sladke vode, ki je potrebna za življenje ljudi in mnogih drugih organizmov, močno primanjkuje. Od celotne količine vode na svetu je 97-98% slana voda morij in oceanov. Seveda te vode ni mogoče uporabiti v vsakdanjem življenju, kmetijstvu, industriji ali za proizvodnjo hrane. Pa vendar je nekaj drugega veliko bolj resno: 75 % sladke vode na Zemlji je v obliki ledu, velik del je podzemne vode, le 1 % pa je dostopen živim organizmom. In te dragocene drobtinice ljudje neusmiljeno onesnažujejo in brezskrbno uživajo, poraba vode pa nenehno narašča. Onesnaženje hidrosfere nastane predvsem zaradi izpustov industrijskih, kmetijskih in gospodinjskih odpadnih voda v reke, jezera in morja.

Sveže vode- ne samo nenadomestljiv vir pitja. Zemljišča, ki jih namakajo, proizvedejo približno 40% svetovnega pridelka; Hidroelektrarne proizvedejo približno 20 % vse električne energije; Od rib, ki jih zaužijemo ljudje, je 12 % rečnih in jezerskih vrst.

Značilnosti vodnega okolja izhajajo iz fizikalnih in kemijskih lastnosti vode. Tako sta visoka gostota in viskoznost vode velikega okoljskega pomena. Specifična teža vode je primerljiva s telesom živih organizmov. Gostota vode je približno 1000-krat večja od gostote zraka. Zato se vodni organizmi (zlasti tisti, ki se aktivno premikajo) srečujejo z veliko silo hidrodinamičnega upora. Zaradi tega je šel razvoj mnogih skupin vodnih živali v smeri razvoja telesnih oblik in vrst gibanja, ki so zmanjšale upor, kar je privedlo do zmanjšanja stroškov energije za plavanje. Tako poenostavljeno obliko telesa najdemo pri predstavnikih različnih skupin organizmov, ki živijo v vodi - delfini (sesalci), kostne in hrustančne ribe.

Velika gostota vode prispeva tudi k temu, da se v njej dobro širijo mehanski tresljaji (tresljaji). To je bilo pomembno pri razvoju čutnih organov, prostorske orientacije in komunikacije med vodnimi prebivalci. Hitrost zvoka v vodnem okolju, štirikrat večja kot v zraku, določa višjo frekvenco eholokacijskih signalov.

Zaradi velike gostote vodnega okolja so številni njegovi prebivalci prikrajšani za obvezno povezavo s substratom, ki je značilna za kopenske oblike in je posledica gravitacijskih sil. Obstaja cela skupina vodnih organizmov (tako rastlin kot živali), ki vse življenje preživijo lebdeči.

Voda ima izjemno visoko toplotno kapaciteto. Toplotna kapaciteta vode je vzeta kot enota. Toplotna kapaciteta peska je na primer 0,2, železa pa le 0,107 toplotne kapacitete vode. Sposobnost vode, da akumulira velike zaloge toplotne energije, omogoča izravnavanje ostrih temperaturnih nihanj na obalnih območjih Zemlje v različnih obdobjih leta in ob različnih časih dneva: voda deluje kot nekakšen regulator temperature na planet.

Vodno okolje habitat

HABITAT IN NJIHOVE ZNAČILNOSTI

V procesu zgodovinskega razvoja so živi organizmi obvladali štiri habitate. Prva je voda. Življenje je nastalo in se razvijalo v vodi več milijonov let. Drugi - zemlja-zrak - rastline in živali so nastale na kopnem in v ozračju ter se hitro prilagodile novim razmeram. S postopnim preoblikovanjem zgornje plasti zemlje - litosfere, so ustvarili tretji habitat - prst, sami pa so postali četrti habitat.

Vodni habitat

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

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

V morjih-oceanih je tako kot v gorah izražena vertikalna conalnost. Pelagični - celoten vodni stolpec - in bentoški - dno - se ekološko še posebej močno razlikujeta. Vodni stolpec, pelagično območje, je navpično razdeljen na več con: epipeligalni, batipeligalni, abisopeligalni in ultraabisopeligalni(slika 2).

Glede na strmino spusta in globino dna ločimo tudi več con, ki ustrezajo navedenim pelagičnim conam:

Primorje - rob obale, ki je ob visoki plimi poplavljen.

Supralitoral - del obale nad zgornjo mejo plime in oseke, kamor segajo pljuski valov.

Sublitoral - postopno zmanjševanje kopnega do 200 m.

Bathial - strma depresija kopnega (kontinentalno pobočje),

Brezno - postopno zmanjševanje dna oceanskega dna; globina obeh con skupaj doseže 3-6 km.

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

Ekološke skupine hidrobiontov. Največjo raznolikost življenja najdemo v topla morja in oceani (40.000 vrst živali) v ekvatorju in tropih, na severu in jugu je flora in favna morij stokrat osiromašena. Kar zadeva porazdelitev organizmov neposredno v morju, jih je večina skoncentrirana v površinskih plasteh (epipelagiku) in v sublitoralnem območju. Odvisno od načina gibanja in zadrževanja v določenih slojih, Morsko življenje so razdeljeni na tri okoljske 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 dvoživke in številne žuželke.

Plankton (planktos - tavajoči, lebdeči) - zbirka rastlin (fitoplankton: diatomeje, zelene in modrozelene (samo sladkovodna telesa) alge, rastlinski bičkarji, peridineji itd.) in majhnih živalskih organizmov (zooplankton: mali raki, večji - pteropodi, mehkužci, meduze, ctenofores, nekateri črvi), ki živijo na različnih globinah, vendar niso sposobni aktivnega gibanja in odpornosti na tokove. Plankton vključuje tudi živalske ličinke, ki tvorijo posebna skupina – Neuston . To je pasivno lebdeča »začasna« populacija najvišjega sloja vode, ki jo predstavljajo različne živali (deseteronožci, ranonožci in kopenožci, iglokožci, mnogoščetine, ribe, mehkužci itd.) v fazi ličink. Ličinke, ki odraščajo, se premaknejo v spodnje plasti pelagela. Nad neustonom se nahaja plaiston - to so organizmi, pri katerih zgornji del telesa raste nad vodo, spodnji del pa v vodi (vodna leča - Lemma, sifonoforji itd.). Plankton igra pomembno vlogo v trofičnih odnosih biosfere, ker je hrana za številne vodne prebivalce, vključno z glavno hrano za usate kite (Myatcoceti).

Bentos (bentos – globina) – pridneni hidrobionti. Predstavljajo ga predvsem pritrjene ali počasi premikajoče se živali (zoobentosi: foramineforji, ribe, spužve, koelenterati, črvi, mehkužci, ascidije itd.), ki so pogostejše v plitvi vodi. V plitvih vodah bentos vključuje tudi rastline (fitobentos: diatomeje, zelene, rjave, rdeče alge, bakterije). V globinah, kjer ni svetlobe, fitobentosa ni. S fitobentosom so najbolj bogati kamniti predeli dna.

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

Visoka gostota vodnega okolja določa posebno sestavo in naravo sprememb dejavnikov, ki podpirajo življenje. Nekateri so enaki kot na kopnem - toplota, svetloba, drugi so specifični: pritisk vode (narašča z globino za 1 atm na vsakih 10 m), vsebnost kisika, sestava soli, kislost. Zaradi velike gostote okolja se vrednosti toplote in svetlobe spreminjajo veliko hitreje z višinskim gradientom kot na kopnem.

Toplotni način. Za vodno okolje je značilno manjše pridobivanje toplote, saj pomemben del se odbije, prav tako pomemben del pa se porabi za izhlapevanje. Skladno z dinamiko temperatur kopnega izkazujejo tudi temperature vode manjša nihanja dnevnih in sezonskih temperatur. Poleg tega rezervoarji bistveno izenačijo temperaturo v ozračju obalnih območij. V odsotnosti ledene lupine imajo morja v hladni sezoni učinek segrevanja sosednjih kopenskih površin, poleti pa učinek hlajenja in vlaženja.

Razpon temperatur vode v Svetovnem oceanu je 38 ° (od -2 do +36 ° C), v sladkovodnih telesih - 26 ° (od -0,9 do +25 ° C). Z globino temperatura vode močno pada. Do 50 m so dnevna nihanja temperature, do 400 - sezonska, globlje pa postanejo konstantna in padejo na +1-3°C. Zaradi temperaturni režim v rezervoarjih je relativno stabilen, za njihove prebivalce je značilno stenotermnost.

Zaradi različne stopnje segrevanja zgornjih in spodnjih plasti skozi vse leto, oseke in oseke, tokov in neviht prihaja do stalnega mešanja vodnih plasti. Vloga mešanja vode za vodne prebivalce je izjemno pomembna, saj s tem se izenači porazdelitev kisika in hranila znotraj rezervoarjev, ki zagotavljajo presnovne procese med organizmi in okoljem.

V stoječih rezervoarjih (jezerih) zmernih zemljepisnih širin poteka navpično mešanje spomladi in jeseni, v teh sezonah pa temperatura v celotnem rezervoarju postane enakomerna, tj. prihaja homotermijo. Poleti in pozimi se zaradi močnega povečanja segrevanja ali hlajenja zgornjih plasti mešanje vode ustavi. Ta pojav se imenuje temperaturna dihotomija, obdobje začasne stagnacije pa je stagnacijo(poletje ali zima). Poleti na površini ostanejo lažje tople plasti, ki se nahajajo nad težkimi hladnimi (slika 3). Pozimi, nasprotno, v spodnji plasti je več topla voda, saj je neposredno pod ledom temperatura površinskih voda nižja od +4°C in zaradi fizikalno-kemijskih lastnosti vode postanejo lažje 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. termoklin), v kateri pride do močnega skoka temperature, in spodaj ( hipolimnij), kjer se temperatura skozi vse leto malo spreminja. V obdobjih stagnacije pride do pomanjkanja kisika v vodnem stolpcu – poleti v spodnjem delu, pozimi pa v zgornjem delu, zaradi česar pozimi pogosto prihaja do pomorov rib.

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

Absorpcija svetlobe je tem močnejša, čim manjša je prosojnost vode, ki je odvisna od števila v njej suspendiranih delcev (mineralne suspenzije, plankton). Zmanjšuje se s hitrim razvojem majhnih organizmov poleti, v zmernih in severnih širinah pa tudi pozimi, po vzpostavitvi ledene odeje in prekrivanju s snegom na vrhu.

Za prosojnost je značilna največja globina, pri kateri je še viden posebej spuščen bel disk s premerom približno 20 cm (Secchijev disk). Najbolj čiste vode so v Sargaškem morju: disk je viden do globine 66,5 m. Tihi ocean disk Secchi je viden do 59 m, v indijskem - do 50, v plitva morja- do 5-15m. Prozornost rek je v povprečju 1-1,5 m, v najbolj kalnih rekah pa le nekaj centimetrov.

V oceane, kjer je voda zelo prozorna, prodre do globine 140 m 1 % svetlobnega sevanja, v majhna jezera na globini 2 m pa le desetinke odstotka. žarki različne dele spektra se v vodi različno absorbirajo, najprej se absorbirajo rdeči žarki. Z globino postaja temnejša, barva vode pa postane najprej zelena, nato modra, indigo in na koncu modro-vijolična ter preide v popolno temo. Hidrobionti ustrezno spreminjajo tudi barvo, pri čemer se prilagajajo ne le sestavi svetlobe, ampak tudi njenemu pomanjkanju – kromatska prilagoditev. V svetlih conah v plitvih vodah prevladujejo zelene alge (Chlorophyta), katerih klorofil absorbira rdeče žarke, z globino jih zamenjajo rjave (Phaephyta) in nato rdeče (Rhodophyta). Vklopljeno velike globine fitobentosa ni.

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

Živali, tako kot rastline, naravno spreminjajo svojo barvo z globino. V zgornjih plasteh so svetlo obarvani različne barve, v coni somraka (brancin, korale, raki) so pobarvani v barvah z rdečim odtenkom - bolj priročno se je skriti pred sovražniki. Globokomorske vrste nimajo 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-kratna gostota zraka) in viskoznost vode ( 55-krat večja kot v zraku) je privedlo do razvoja posebnih prilagoditev vodnih organizmov :

1) Rastline imajo zelo slabo razvita ali popolnoma odsotna mehanska tkiva - podpira jih sama voda. Za večino je značilen vzgon zaradi medceličnih votlin, ki prenašajo zrak. Zanj je značilno aktivno vegetativno razmnoževanje, razvoj hidrohorije - odstranjevanje cvetnih stebel nad vodo in porazdelitev 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 sluzjo, kar zmanjšuje trenje pri gibanju. Razvite naprave za povečanje plovnosti: kopičenje maščobe v tkivih, plavalni mehurji pri ribah, zračne votline v sifonoforjih. Pri pasivno plavajočih živalih se specifična površina telesa poveča zaradi izrastkov, bodic in dodatkov; telo je sploščeno, skeletni organi pa reducirani. Različne poti lokomocija: upogibanje telesa, s pomočjo bičkov, cilij, reaktivni način gibanja ( glavonožci).

Pri bentoških živalih okostje izgine ali je slabo razvito, telesna velikost se poveča, pogosto se zmanjša vid, razvijejo se taktilni organi.

Tokovi. Značilnost vodnega okolja je mobilnost. Povzročajo ga plime in oseke, morski tokovi, neurja in različne višine rečnih strug. Prilagoditve hidrobiontov:

1) V tekočih rezervoarjih so rastline trdno pritrjene na nepremične podvodne predmete. Spodnja površina je zanje predvsem podlaga. To so zelene in diatomejske alge, vodni mahovi. Mahovi celo tvorijo gosto odejo na hitrih valovih rek. V območju plimovanja morij imajo številne živali pripomočke za pritrditev na dno (polži, morski raki) ali pa se skrivajo v razpokah.

2) Pri ribah v tekočih vodah je telo okroglega premera, pri ribah, ki živijo blizu dna, kot pri bentoških nevretenčarjih, pa je telo ravno. Mnogi imajo pritrdilne organe na podvodne predmete na trebušni strani.

Slanost vode.

Naravna vodna telesa imajo določeno kemično sestavo. Prevladujejo karbonati, sulfati in kloridi. V sladkih vodnih telesih koncentracija soli ni večja od 0,5 ‰ (in približno 80% so karbonati), v morjih - od 12 do 35 ‰ (predvsem kloridi in sulfati). Ko je slanost večja od 40 ppm, se vodno telo imenuje hiperslano ali nadslano.

1) V sladki vodi (hipotonično okolje) so procesi osmoregulacije dobro izraženi. Hidrobionti so prisiljeni nenehno odstranjevati vodo, ki prodira vanje, so homojosmotični (ciliati vsake 2-3 minute skozi sebe "črpajo" količino vode, ki je enaka njihovi teži). V slani vodi (izotonično okolje) je koncentracija soli v telesih in tkivih hidrobiontov enaka (izotonična) koncentraciji soli, raztopljenih v vodi – so poikiloosmotski. Zato prebivalci slanih vodnih teles nimajo razvitih osmoregulacijskih funkcij in niso mogli naseliti sladkih vodnih teles.

2) Vodne rastline so sposobne vsrkavati vodo in hranila iz vode – “juhe” s celotno površino, zato so njihovi listi močno razčlenjeni, prevodna tkiva in korenine pa slabo razviti. Korenine služijo predvsem za pritrditev na podvodni substrat. Večina sladkovodnih rastlin ima korenine.

Tipično morske in tipično sladkovodne vrste so stenohaline, ne prenašajo pomembne spremembe v slanosti vode. Evrihalinskih vrst je malo. Pogosti so v brakičnih vodah (sladkovodni ostriž, ščuka, orada, cipal, obmorski losos).

Splošne značilnosti. Hidrosfera kot vodno življenjsko okolje zavzema približno 71 % površine in 1/800 prostornine zemeljske oble. Glavna količina vode, več kot 94%, je koncentrirana v morjih in oceanih (slika 5.2).

riž. 5.2. Svetovni oceani v primerjavi s kopnim (po N. F. Reimers, 1990)

V sladkih vodah rek in jezer količina vode ne presega 0,016% celotne količine sladke vode.

V oceanu s sestavnimi morji ločimo predvsem dve ekološki območji: vodni stolp - pelagialni in dno - benthal. Glede na globino se bental deli na sublitoralno območje - območje postopnega upadanja zemlje do globine 200 m, Bathyal - območje strmih pobočij in cona brezna - oceansko dno s povprečno globino 3-6 km. Globlje bentoške regije, ki ustrezajo depresijam oceanskega dna (6-10 km), se imenujejo ultraabisal. Imenuje se rob obale, ki je ob visoki plimi poplavljen primorje Imenuje se del obale nad nivojem plime, navlaženo s pršenjem valov supralitoral.

Odprte vode Svetovnega oceana so razdeljene tudi na navpične cone, ki ustrezajo bentoškim conam: tipeligial, bati-peligial, abyssopeligal(slika 5.3).

riž. 5.3. Vertikalna ekološka conacija oceana

(po N.F. Reimers, 1990)

V vodnem okolju živi približno 150.000 živalskih vrst ali približno 7 % vseh (slika 5.4) in 10.000 rastlinskih vrst (8 %).

Prav tako je treba opozoriti, da so predstavniki večine skupin rastlin in živali ostali v vodnem okolju (njihova "zibelka"), vendar je število njihovih vrst veliko manjše od števila kopenskih. Od tod sklep - evolucija na kopnem je potekala veliko hitreje.

Morja in oceani ekvatorialnih in tropskih območij, predvsem pacifiškega in Atlantski oceani. Severno in južno od teh pasov visokokakovostna sestava postopoma izčrpava. Na primer, na območju vzhodnoindijskega arhipelaga je vsaj 40.000 vrst živali, medtem ko jih je v morju Laptev le 400. Glavnina organizmov Svetovnega oceana je skoncentrirana na relativno majhnem območju. morske obale zmernem pasu in med mangrovami tropskih držav.

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

riž. 5.4. Porazdelitev glavnih razredov živali po okolju

habitat (po G.V. Voitkeviču in V.A. Vronskem, 1989)

Opombaživali, postavljene pod valovito črto, živijo v morju, nad njim - v okolju kopnega in zraka

Znano je, da nima samo vodno okolje močan vpliv na njene prebivalce, temveč tudi na živo snov hidrosfere, ki vpliva na habitat, ga predeluje in vključuje v kroženje snovi. Ugotovljeno je bilo, da se voda oceanov, morij, rek in jezer razgrajuje in obnavlja v biotskem ciklu v 2 milijonih letih, torej je vsa več kot tisočkrat prešla skozi živo snov na Zemlji.

Posledično je sodobna hidrosfera produkt vitalne aktivnosti žive snovi ne le modernih, temveč tudi preteklih geoloških obdobij.

Značilna lastnost vodno okolje je njegovo mobilnost, predvsem v tekočih, hitro tekočih potokih in rekah. Morja in oceani doživljajo oseke in oseke, močne tokove in nevihte. V jezerih se voda premika pod vplivom temperature in vetra.

Ekološke skupine hidrobiontov. Debelina vode, oz pelagični(pelaži - morje), kjer živijo pelagični organizmi, ki imajo sposobnost plavanja ali se zadržujejo v določenih plasteh (slika 5.5).

riž. 5.5. Profil oceana in njegovih prebivalcev (po N. N. Moiseevu, 1983)

Glede na to so ti organizmi razdeljeni v dve skupini: nekton in plankton. Tretja okoljska skupina - bentos - tvorijo prebivalce dna.

Nekton(nektos - plavajoča) je zbirka pelagičnih aktivno gibljivih živali, ki nimajo neposredne povezave z dnom. To so predvsem velike živali, ki so sposobne premagati velike razdalje in močne vodne tokove. Imajo poenostavljeno obliko telesa in dobro razvite gibalne organe. Tipični nektonski organizmi vključujejo ribe, lignje, kite in plavutonožce. Poleg rib nekton v sladkih vodah vključuje dvoživke in aktivno premikajoče se žuželke. Mnogi morske ribe se lahko premika v vodnem stolpcu z izjemno hitrostjo: do 45-50 km / h - lignji (Oegophside), 100-150 km / h - jadrnice (Jstiopharidae) in 130 km / h - mečarice (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - tavanje, lebdenje) je skupek pelagičnih organizmov, ki nimajo sposobnosti hitrega aktivnega gibanja. Praviloma so to majhne živali - zooplankton in rastline - fitoplankton, ki se ne more upreti tokovom. Plankton vključuje tudi ličinke številnih živali, ki "plavajo" v vodnem stolpcu. Planktonski organizmi se nahajajo tako na površini vode, v globini kot v spodnji plasti.

Organizmi, ki se nahajajo na površini vode, predstavljajo posebno skupino - Neuston. Sestava neustona je odvisna tudi od razvojne stopnje številnih organizmov. Ko gredo skozi ličinko in odraščajo, zapustijo površinsko plast, ki jim je služila kot zatočišče, in se preselijo na dno ali v spodnje in globlje plasti. Sem sodijo ličinke deseteronožcev, ranonožcev, kopepodov, polžev in školjk, iglokožcev, mnogoščetincev, rib itd.

Isti organizmi, katerih del telesa je nad gladino vode, drugi pa v vodi, se imenujejo plaiston. Sem spadajo vodna leča (Lemma), sifonoforji (Siphonophora) itd.

Fitoplankton igra pomembno vlogo v življenju vodnih teles, saj je glavni proizvajalec organske snovi. Med fitoplankton spadajo predvsem diatomeje (Diatomeae) in zelene alge (Chlorophyta), rastlinski bičkarji (Phytomastigina), peridineje (Peridineae) in kokolitoforidi (Coccolitophoridae). V sladkih vodah niso razširjene le zelene alge, tudi modrozelene alge (Cyanophyta).

Zooplankton in bakterije lahko najdemo na različnih globinah. V sladkih vodah, večinoma slabo plavajočih, so pogosti razmeroma veliki raki (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), številni kolobarji (Rotatoria) in praživali.

V morskem zooplanktonu prevladujejo mali raki (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) in praživali (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Med velikimi predstavniki so mehkužci (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) in plavajoče ctenofore (Ctenophora), salpe (Salpae) in nekateri črvi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Pomembni so planktonski organizmi živilska komponenta za številne vodne živali, vključno s takšnimi velikani, kot so kiti (Mystacoceti), sl. 5.6.

Slika 5.6. Shema glavnih smeri izmenjave energije in snovi v oceanu

Bentos(bentos - globina) je skupek organizmov, ki živijo na dnu (na tleh in v tleh) rezervoarjev. Razdeljen je na zoobentos in fitobentos. Predstavljajo jih večinoma pritrjene ali počasi premikajoče se ali rovajoče živali. V plitvi vodi je sestavljen iz organizmov, ki sintetizirajo organska snov(proizvajalci), tisti, ki jo uživajo (konzumenti) in tisti, ki jo uničujejo (reduktorji). V globinah, kjer ni svetlobe, fitobentosa (proizvajalcev) ni. V morskem zoobentosu prevladujejo foraminifore, spužve, koelenterati, črvi, ramenonožci, mehkužci, ascidije, ribe itd. Bentoške oblike so številnejše v plitvih vodah. Njihova skupna biomasa tukaj lahko doseže več deset kilogramov na 1 m2.

Fitobentos morij vključuje predvsem alge (diatomeje, zelene, rjave, rdeče) in bakterije. Ob obalah so cvetoče rastline - Zostera, Ruppia, Phyllospadix. S fitobentosom so najbolj bogati kamniti in kamniti predeli dna.

V jezerih, tako kot v morjih, obstajajo plankton, nekton in bentos.

Vendar pa je v jezerih in drugih sladkovodnih telesih manj zoobentosa kot v morjih in oceanih, njegova vrstna sestava pa je enotna. To so predvsem protozoji, spužve, migetalkasti in oligochaete črvi, pijavke, mehkužci, ličinke žuželk itd.

Sladkovodni fitobentos predstavljajo bakterije, diatomeje in zelene alge. Obalne rastline se nahajajo od obale proti notranjosti v jasno opredeljenih pasovih. Prvi pas - polpotopljene rastline (trstičje, rogoz, šaš in trstičje); drugi pas - potopljene rastline s plavajočimi listi (lokvanji, jajčne kapsule, lokvanji, vodne leče). IN tretji pas prevladujejo rastline - ribnik, elodeja itd. (slika 5.7).

riž. 5.7. Rastline s spodnjimi koreninami (A):

1 - cattail; 2- rogoz; 3 - konica puščice; 4 - vodna lilija; 5, 6 - ribnik; 7 - hara. Prosto plavajoče alge (B): 8, 9 - nitasto zelena; 10-13 - zelena; 14-17 - diatomeje; 18-20 - modro-zelena

Glede na življenjski slog vodne rastline delimo v dve glavni ekološki skupini: hidrofiti - rastline, ki so potopljene v vodo samo s spodnjim delom in se navadno ukoreninijo v tleh, in hidatofiti - rastline, ki so popolnoma potopljene v vodo in včasih lebdijo na površini ali imajo plavajoče liste.

V življenju vodnih organizmov igrajo pomembno vlogo navpično gibanje vode, gostota, temperatura, svetloba, sol, plin (vsebnost kisika in ogljikovega dioksida) režimi ter koncentracija vodikovih ionov (pH).

Temperaturni režim. V vodi se razlikuje, prvič, po manjšem dotoku toplote, in drugič, po večji stabilnosti kot na kopnem. Del toplotne energije, ki prispe na površino vode, se odbije, del pa se porabi za izhlapevanje. Izhlapevanje vode s površine rezervoarjev, ki porabi približno 2263x8 J/g, preprečuje pregrevanje spodnjih plasti, nastajanje ledu, ki sprošča talilno toploto (333,48 J/g), pa upočasni njihovo ohlajanje.

Temperaturne spremembe v tekočih vodah sledijo njenim spremembam v okoliškem zraku in se razlikujejo po manjši amplitudi.

V jezerih in ribnikih zmernih zemljepisnih širin je toplotni režim določen z dobro znanim fizikalnim pojavom - voda ima največjo gostoto pri 4 °C. Voda v njih je jasno razdeljena na tri plasti: zgornja - epilimnion, katerih temperatura doživlja ostra sezonska nihanja; prehodna plast s temperaturnim skokom, - metalimnion, kje se praznuje oster padec temperature; globoko morje (dno) - hipolimnij segajo do samega dna, kjer je temperatura skozi vse leto spremembe nepomemben.

Poleti so najtoplejše plasti vode na površini, najhladnejše pa na dnu. Ta vrsta Porazdelitev temperatur v rezervoarju po plasteh se imenuje neposredno stratifikacijo Pozimi, ko temperatura pade, obratna stratifikacija. Površinska plast vode ima temperaturo blizu 0°C. Na dnu je temperatura okoli 4°C, kar ustreza njegovi največji gostoti. Tako temperatura narašča z globino. Ta pojav se imenuje temperaturna dihotomija. V večini naših jezer ga opazimo poleti in pozimi. Posledično je motena navpična cirkulacija, nastane gostotna stratifikacija vode in začne se obdobje začasne stagnacije - stagnacijo(slika 5.8).

Z nadaljnjim naraščanjem temperature postajajo zgornje plasti vode vedno manj gostote in ne tonejo več - nastopi poletna stagnacija. "

Jeseni se površinske vode ponovno ohladijo na 4 °C in potonejo na dno, kar povzroči drugo mešanje mas v letu z izenačitvijo temperature, t.j. nastop jesenske homotermije.

IN morsko okolje Obstaja tudi toplotna stratifikacija, ki jo določa globina. Oceani imajo naslednje plasti Površina- vode so izpostavljene delovanju vetra in po analogiji z atmosfero se ta plast imenuje troposfera ali morje termosfere. Tu opazimo dnevna nihanja temperature vode do približno 50 metrov globine, sezonska nihanja pa še globlje. Debelina termosfere doseže 400 m. Srednje - predstavlja stalni termoklin. Temperatura v njem je različna morja in oceanov pade na 1-3°C. Sega do globine približno 1500 m. Globoko morje - značilna je enotna temperatura približno 1-3 °C, z izjemo polarnih regij, kjer je temperatura blizu 0 °C.

IN Na splošno je treba opozoriti, da amplituda letnih temperaturnih nihanj v zgornjih plasteh oceana ni večja od 10-15 ° C, v celinskih vodah pa 30-35 ° C.

riž. 5.8. Stratifikacija in mešanje vode v jezeru

(po E. Gunter et al., 1982)

Za globoke plasti vode je značilna stalna temperatura. V ekvatorialnih vodah povprečna letna temperatura V površinskih plasteh je 26-27°C, v polarnih okoli 0°C in nižje. Izjema so termalni vrelci, kjer temperatura površinske plasti doseže 85-93°C.

V vodi kot življenjskem okolju je na eni strani dokaj velika raznolikost temperaturnih pogojev, na drugi strani pa termodinamične značilnosti vodnega okolja, kot so visoka specifična toplotna kapaciteta, visoka toplotna prevodnost in raztezanje med zmrzovanje (v tem primeru se led tvori samo na vrhu, glavni vodni stolpec pa ne zmrzne), ustvarjajo ugodne pogoje za žive organizme.

Tako je za prezimovanje trajnih hidrofitov v rekah in jezerih zelo pomembna vertikalna porazdelitev temperatur pod ledom. Najgostejši in najmanjši hladna voda s temperaturo 4 ° C se nahaja v spodnjem sloju, kjer se spustijo prezimni brsti (turioni) rogovca, mehurja, akvarela itd. (slika 5.9), pa tudi celih listnatih rastlin, kot so vodna leča, elodea.

riž. 5.9. Akvarel (Hydrocharias morsus ranae) jeseni.

Vidni so prezimni brsti, ki potonejo na dno

(iz T.K. Goryshinoya, 1979)

Uveljavljeno je mnenje, da je potopitev povezana s kopičenjem škroba in obteževanjem rastlin. Do pomladi se škrob pretvori v topne sladkorje in maščobe, zaradi česar popki postanejo lažji in jim omogoči plavanje.

Organizmi v vodnih telesih zmernih zemljepisnih širin so dobro prilagojeni na sezonsko vertikalno gibanje vodnih plasti, spomladansko in jesensko homotermijo ter poletno in zimsko stagnacijo. Ker je za temperaturni režim vodnih teles značilna velika stabilnost, je stenotermija pogosta med vodnimi organizmi v večji meri kot med kopenskimi organizmi.

Evritermalne vrste najdemo predvsem v plitvih celinskih rezervoarjih in v obalnem pasu morij visokih in zmernih zemljepisnih širin, kjer so dnevna in sezonska nihanja pomembna.

Gostota vode. Voda se od zraka razlikuje po tem, da je bolj gosta. V tem pogledu je 800-krat boljši zračno okolje. Gostota destilirane vode pri temperaturi 4 °C je 1 g/cm3. Gostota naravnih voda, ki vsebujejo raztopljene soli, je lahko večja: do 1,35 g/cm 3 . V povprečju se v vodnem stolpcu za vsakih 10 m globine tlak poveča za 1 atmosfero. Velika gostota vode se odraža v telesni zgradbi hidrofitov. Torej, če so pri kopenskih rastlinah mehanska tkiva dobro razvita, kar zagotavlja trdnost debla in stebla, razporeditev mehanskih in prevodnih tkiv vzdolž oboda stebla ustvarja "cevno" strukturo, ki je dobro odporna na pregibe in upogibe, potem v hidrofiti so mehanska tkiva močno zmanjšana, saj se rastline same vzdržujejo voda. Mehanski elementi in prevodni snopi so pogosto koncentrirani v središču stebla ali listnega peclja, kar mu daje možnost, da se upogiba z gibanjem vode.

Potopljeni hidrofiti imajo dober vzgon, ki ga ustvarjajo posebne naprave (zračni mešički, otekline). Tako žabji listi ležijo na površini vode in imajo pod vsakim listom lebdeči mehurček, napolnjen z zrakom. Kot majhen rešilni jopič mehurček omogoča listu, da lebdi na gladini vode. Zračne komore v steblu držijo rastlino pokonci in dovajajo kisik do korenin.

Z večanjem telesne površine se povečuje tudi plovnost. To je jasno vidno pri mikroskopskih planktonskih algah. Različni telesni izrastki jim pomagajo, da prosto lebdijo v vodnem stolpcu.

Organizmi v vodnem okolju so razporejeni po vsej njeni debelini. Na primer, v oceanskih depresijah se živali nahajajo na globinah nad 10.000 m in prenesejo pritisk od nekaj do sto atmosfer. Tako lahko sladkovodni prebivalci (hroščki potapljači, copatki, suvojke itd.) v poskusih prenesejo tudi do 600 atmosfer. Holoturijanci iz rodu Elpidia in črvi Priapulus caudatus živijo od obalnega pasu do ultra-breznega pasu. Hkrati je treba opozoriti, da so številni prebivalci morij in oceanov relativno stenobatični in omejeni na določene globine. To velja predvsem za plitvinske in globokomorske vrste. Le v obalnem pasu živijo obročasti črv Arenicola in mehkužci - mehkužci (Patella). V velikih globinah pri tlaku najmanj 400-500 atmosfer najdemo ribe iz skupine ribičev, glavonožcev, rakov, morskih zvezd, pogonofor in drugih.

Gostota vode omogoča, da se živalski organizmi zanašajo nanjo, kar je še posebej pomembno za brezskeletne oblike. Podpora medija je pogoj za lebdenje v vodi. Na ta način življenja so prilagojeni številni vodni organizmi.

Svetlobni način. Na vodne organizme močno vplivajo svetlobni pogoji in prosojnost vode. Intenzivnost svetlobe v vodi je močno oslabljena (sl. 5.10), saj se del vpadnega sevanja odbije od površine vode, drugi del pa absorbira njena debelina. Slabljenje svetlobe je povezano s prosojnostjo vode. V oceanih, na primer, z veliko prosojnostjo do globine 140 m še vedno pade približno 1 % sevanja, v majhnih jezerih z nekoliko zaprto vodo pa že do globine 2 m le desetinke odstotka.

riž. 5.10. Osvetlitev v vodi podnevi.

Tsimlyansk rezervoar (po A. A. Potapovu,

Globina: 1 - na površini; 2-0,5m; 3- 1,5m; 4-2m

Ker žarke različnih delov sončnega spektra voda različno absorbira, se z globino spreminja tudi spektralna sestava svetlobe, rdeči žarki pa oslabijo. Modro-zeleni žarki prodrejo do precejšnjih globin. Somrak v oceanu, ki se z globino vse bolj gosti, je najprej zelen, nato moder, indigo, modro-vijoličen, kasneje pa se umakne stalni temi. V skladu s tem se živi organizmi zamenjajo z globino.

Tako rastline, ki živijo na površini vode, ne občutijo pomanjkanja svetlobe, medtem ko potopljene in zlasti globokomorske rastline uvrščamo med »senčno floro«. Prilagajati se morajo ne le na pomanjkanje svetlobe, ampak tudi na spremembe v njeni sestavi s proizvodnjo dodatnih pigmentov. To je razvidno iz znanega vzorca obarvanosti alg, ki živijo na različnih globinah. V plitvih vodah, kjer imajo rastline še dostop do rdečih žarkov, ki jih v največji meri absorbira klorofil, prevladujejo zelene alge. V globljih conah so rjave alge, ki imajo poleg klorofila še rjave pigmente fikofein, fukoksantin itd. Še globlje živijo rdeče alge, ki vsebujejo pigment fikoeritrin. Tukaj je jasno vidna sposobnost zajemanja. sončni žarki z različne dolžine valovi. Ta pojav se imenuje kromatska prilagoditev.

Globokomorske vrste imajo številne fizikalne lastnosti, značilne za rastline v senci. Med njimi je treba omeniti nizko točko kompenzacije za fotosintezo (30-100 luksov), "senčno naravo" svetlobne krivulje fotosinteze z nizko nasičenostjo; alge imajo na primer velike kromatofore. Medtem ko so za površinske in lebdeče oblike te krivulje "lažjega" tipa.

Za uporabo šibke svetlobe v procesu fotosinteze je potrebna povečana površina asimilacijskih organov. Tako puščica (Sagittaria sagittifolia) pri razvoju na kopnem in v vodi tvori liste različnih oblik.

V dednem programu je zakodirana možnost razvoja v obe smeri. »Sprožilni mehanizem« za razvoj »vodnih« oblik listov je senčenje in ne neposredno delovanje vode.

Pogosto zapusti vodne rastline, potopljeni v vodo, so močno razrezani na ozke nitaste režnje, kot na primer pri rogovcih, urutih, mehurjih ali imajo tanko prosojno ploščo - podvodni listi jajčnih kapsul, vodne lilije, listi potopljenega ribnika.

Te lastnosti so značilne tudi za alge, kot so nitaste alge, razrezane steljke Characeae in tanke prozorne steljke mnogih globokomorskih vrst. To hidrofitom omogoča, da povečajo razmerje med telesno površino in prostornino in s tem razvijejo večjo površino ob relativno nizkih stroških organske mase.

V rastlinah, ki so delno potopljene v vodo, heterofilija, t.j. razlika v zgradbi nadvodnih in podvodnih listov iste rastline: To je jasno vidno pri vodnem metuljčku (slika 5.11). Nadvodni imajo lastnosti, ki so skupne listom nadzemnih rastlin (dorzoventralno). struktura, dobro razvita pokrivna tkiva in stomatalni aparat) , pod vodo - zelo tanke ali razrezane listne plošče. Heterofilijo so opazili tudi pri lokvanjih in jajčnih kapsulah, konicah puščic in drugih vrstah.

riž. 5.11. Heterofilija pri vodnem metuljčku

Ranunculus diversifolius (iz T, G. Goryshina, 1979)

Listi: 1 - nadvodni; 2 - pod vodo

Nazoren primer je tulec (Simn latifolium), na steblu katerega lahko opazimo več oblik listov, ki odražajo vse prehode iz tipično kopenskih v tipično vodne.

Globina vodnega okolja vpliva tudi na živali, njihovo barvo, vrstno sestavo itd. Na primer, v jezerskem ekosistemu je glavno življenje koncentrirano v plasti vode, v katero prodre količina svetlobe, ki zadostuje za fotosintezo. Spodnja meja te plasti se imenuje raven kompenzacije. Nad to globino rastline sprostijo več kisika, kot ga porabijo, presežek kisika pa lahko uporabijo drugi organizmi. Pod to globino fotosinteza ne more zagotoviti dihanja, zato je organizmom na voljo le kisik, ki prihaja z vodo iz bolj površinskih plasti jezera.

Svetle in raznobarvne živali živijo v svetlih, površinskih plasteh vode, medtem ko so globokomorske vrste običajno brez pigmentov. V somračnem območju oceana živijo živali, ki so obarvane z rdečkastim odtenkom, kar jim pomaga pri skrivanju pred sovražniki, saj rdečo barvo v modro-vijoličnih žarkih zaznavamo kot črno. Rdeča barva je značilna za živali v coni somraka, kot so brancin, rdeče korale, razni raki itd.

Absorpcija svetlobe v vodi je tem močnejša, čim manjša je njena prosojnost, kar je posledica prisotnosti mineralnih delcev (glina, mulj) v njej. Prozornost vode se zmanjšuje tudi s hitro rastjo vodne vegetacije poletno obdobje ali med množičnim razmnoževanjem majhnih organizmov, ki visijo v površinskih plasteh. Za transparentnost je značilna izjemna globina, kjer je še vedno viden posebno spuščen Secchijev disk (bel disk s premerom 20 cm). V Sargaškem morju (najčistejše vode) je disk Secchi viden do globine 66,5 m, v Tihem oceanu - do 59, v Indijskem oceanu - do 50, v plitvih morjih - do 5-15 m. Preglednost rek ne presega 1-1,5 m, v srednjeazijskih rekah Amu Darya in Syr Darya - več centimetrov. Zato se meje območij fotosinteze v različnih vodnih telesih zelo razlikujejo. V najčistejših vodah fotosintetično območje ali evfotično območje doseže globino največ 200 m, somračno (disfotično) območje sega do 1000-1500 m, globlje v afotično območje pa sončna svetloba sploh ne prodre.

Svetlobni dan v vodi je veliko krajši (zlasti v globokih plasteh) kot na kopnem. Količina svetlobe v zgornjih plasteh rezervoarjev se spreminja glede na zemljepisno širino območja in letni čas. Tako dolge polarne noči močno omejujejo čas, primeren za fotosintezo v arktičnem in antarktičnem bazenu, ledeni pokrov pa svetlobi otežuje dostop do vseh zamrznjenih vodnih teles pozimi.

Solni režim. Slanost vode oziroma slani režim igra pomembno vlogo v življenju vodnih organizmov. Kemična sestava voda nastaja pod vplivom naravnih zgodovinskih in geoloških pogojev ter antropogenega vpliva. Vsebnost kemičnih spojin (soli) v vodi določa njeno slanost in je izražena v gramih na liter oz. na miljo(°/od). Glede na splošno mineralizacijo delimo vode na sladke z vsebnostjo soli do 1 g/l, somornice (1-25 g/l), morske slanosti (26-50 g/l) in slanice (več kot 50 g/l). g/l). Najpomembnejše topljene snovi v vodi so karbonati, sulfati in kloridi (tabela 5.1).

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

Vodni habitat

Poleg morja Ocean vključuje vse reke, jezera in podtalnico. Slednji pa so vir hrane za reke, jezera in morja. Tako je kroženje vode v naravi gibalo hidrosfere in pomemben vir sladke vode na kopnem.

Na podlagi zgoraj navedenega je treba hidrosfero razdeliti na:

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

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

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

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

• pelagični - vodni stolpec in bentoški - dno;
• v bentalu, odvisno od globine, se razlikuje sublitoral - območje gladkega povečanja globine do 200 m;
• batialno - spodnje pobočje;
• brezno - oceansko dno, globoko do 6 km;
• ultraabisal, ki ga predstavljajo depresije oceanskega dna;
• litoral, ki predstavlja rob obale, redno poplavljen med plimo in izsušen ob oseki, in sublitoral, ki predstavlja del obale, navlažen z brizgi valov.

Žive organizme, ki živijo v hidrosferi, glede na vrsto habitata in način življenja delimo v naslednje skupine:

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

Ekološki dejavniki v vodnih habitatih

Osnovno okoljski dejavniki v vodnih habitatih jih predstavljajo tokovi in ​​valovi, ki delujejo skoraj neprekinjeno. Lahko posredno vplivajo na organizme, spreminjajo ionsko sestavo vode, njeno mineralizacijo, kar posledično prispeva k spremembi koncentracije hranil. Kar se tiče neposrednega vpliva zgornjih dejavnikov, prispevajo k prilagajanju živih organizmov toku. Tako imajo na primer ribe, ki živijo v mirnih vodah, telo ob straneh sploščeno (orada), v hitrih vodah pa zaobljeno telo (postrv).

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

Opomba 1

Omeniti velja, da je človeški zarodek v prvih tednih svojega razvoja v marsičem podoben ribjemu zarodku in šele pri starosti enega in pol do dveh mesecev pridobi lastnosti, značilne za ljudi. Vse to kaže na kritičen pomen vodnega okolja za razvoj življenja.