Zgodba o vodnem habitatu. Ekološke značilnosti vodnega habitata

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

riž. 5.2. Svetovni ocean 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 gladkega znižanja zemljišča do globine 200 m, Bathyal - območje strmih pobočij in cona brezna - oceansko dno s povprečno globino 3-6 km. Globlja območja bentala, 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 in oseke, navlaženo s pršenjem valov supralitoral.

Odprte vode oceanov so razdeljene tudi na navpične cone glede na bentalne cone: epipelagialno, batipelagialno, breznopelagialno(slika 5.3).

riž. 5.3. Vertikalna ekološka cona oceana

(po N. F. Reimers, 1990)

AT vodno okolje naseljuje okoli 150.000 živalskih vrst ali okoli 7 % njihovega skupnega števila (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.

Raznolikost in bogastvo flore in favne odlikujejo morja in oceani ekvatorialnih in tropskih regij, predvsem Tihi in Atlantski ocean. Severno in južno od teh pasov se kvalitativna sestava postopoma izčrpava. Na primer, na območju arhipelaga Vzhodne Indije je razširjenih vsaj 40.000 vrst živali, medtem ko jih je v morju Laptev le 400. Glavnina organizmov Svetovnega oceana je koncentrirana 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

habitati (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 njegove prebivalce, temveč tudi živa substanca hidrosfere, ki vpliva na habitat, ga reciklira in vključuje v kroženje snovi. Ugotovljeno je bilo, da se voda oceanov, morij, rek in jezer v 2 milijonih letih razgradi in obnovi v biotskem ciklu, 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.

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

Ekološke skupine hidrobiontov. vodni stolpec, oz pelagialni(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 ekološka skupina - bentos - oblikujejo 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 prepotovati velike razdalje in močne vodne tokove. Imajo poenostavljeno obliko telesa in dobro razvite gibalne organe. Tipični nektonski organizmi vključujejo ribe, lignje, kite in plavutonožce. Nekton v sladkih vodah poleg rib vključuje dvoživke in aktivno premikajoče se žuželke. Mnogi morske ribe se lahko premika v vodnem stolpcu z veliko 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. Sestava planktona vključuje tudi ličinke številnih živali, ki "plavajo" v vodnem stolpcu. Planktonski organizmi se nahajajo na površini vode, v globini in v spodnji plasti.

Organizmi, ki živijo na površini vode, so posebna skupina - neuston. Sestava neustona je odvisna tudi od stopnje razvoja številnih organizmov. Ko gredo skozi fazo ličinke, odraščajo, zapustijo površinsko plast, ki jim je služila kot zatočišče, se preselijo, da živijo na dnu ali v spodnjih in globokih plasteh. 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 igralni kamen. Sem spadajo vodna leča (Lemma), sifonoforji (Siphonophora) itd.

Fitoplankton igra pomembno vlogo v življenju vodnih teles, saj je glavni proizvajalec organske snovi. Fitoplankton vključuje predvsem diatomeje (Diatomeae) in zelene alge (Chlorophyta), rastlinske bičkovce (Phytomastigina), peridineje (Peridineae) in kokolitofore (Coccolitophoridae). V sladkih vodah so razširjene ne samo zelene, ampak tudi modrozelene alge (Cyanophyta).

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

V morskem zooplanktonu prevladujejo mali raki (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae), praživali (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Od velikih predstavnikov so to pteropodi (Pteropoda), meduze (Scyphozoa) in lebdeči ctenoforji (Ctenophora), salpe (Salpae), nekateri črvi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktonski organizmi so pomembni 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. Večinoma ga predstavljajo živali, ki so pritrjene, ali se počasi premikajo, ali se zarijejo v zemljo. V plitvi vodi je sestavljen iz organizmov, ki sintetizirajo organsko snov (producenti), jo porabijo (konzumenti) in uničijo (razkrojevalci). 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 (Zostera), ruppija (Ruppia), filospodiks (Phyllospadix). S fitobentosom so najbolj bogati kamniti in kamniti predeli dna.

V jezerih, tako kot v morjih, se razlikujejo 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 praživali, spužve, ciliarniki in oligochaete, pijavke, mehkužci, ličinke žuželk itd.

Fitobentos sladkih voda predstavljajo bakterije, diatomeje in zelene alge. Obalne rastline se nahajajo od obale globoko v jasno opredeljene pasove. Prvi pas - polpotopljene rastline (trstičje, rogoz, šaš in trstičje); drugi pas - potopljene rastline s plavajočimi listi (vodokras, kapsule, vodne lilije, duckweeds). AT tretji pas prevladujejo rastline - ribnik, elodeja itd. (slika 5.7).

riž. 5.7. Rastline, ki se ukoreninijo na dnu (A):

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

Glede na način življenja delimo vodne rastline v dve glavni ekološki skupini: hidrofiti - rastline, potopljene le na dnu vode in običajno ukoreninjene 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 vertikalno gibanje vode, gostota, temperatura, svetlobni, solni, plinski (vsebnost kisika in ogljikovega dioksida) režimi ter koncentracija vodikovih ionov (pH).

Temperaturni režim. V vodi se razlikuje, prvič, z manjšim dotokom toplote, in drugič, z večjo stabilnostjo kot na kopnem. Del toplotne energije, ki vstopa v vodno površino, se odbije, del pa se porabi za izhlapevanje. Izhlapevanje vode s površine rezervoarjev, ki porabi približno 2263x8J/g, preprečuje pregrevanje spodnjih plasti, nastajanje ledu, ki sprošča talilno toploto (333,48 J/g), pa upočasnjuje njihovo ohlajanje.

Sprememba temperature v tekočih vodah sledi njenim spremembam v okoliškem zraku in se razlikuje v 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, temperatura, ki 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 malce.

Poleti so najtoplejše plasti vode na površini, najhladnejše pa na dnu. Ta vrsta plastna porazdelitev temperatur v rezervoarju imenujemo 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, nastopi obdobje začasne stagnacije - stagnacijo(slika 5.8).

Z nadaljnjim dvigom temperature postanejo zgornje plasti vode manj gostote in ne tonejo več - nastopi poletna stagnacija. "

Jeseni se površinske vode ponovno ohladijo na 4 °C in potonejo na dno, kar povzroči sekundarno mešanje mas v letu z izravnavo temperature, to je nastop jesenske homotermije.

V morskem okolju obstaja tudi toplotna stratifikacija, ki jo določa globina. V oceanih ločimo naslednje plasti Površina- vode so izpostavljene delovanju vetra in po analogiji z atmosfero se ta plast imenuje troposfera ali morski termosfera. Dnevna nihanja temperature vode so tukaj opazna do približno 50 metrov globine, še globlje pa sezonska nihanja. Debelina termosfere doseže 400 m. Srednje - predstavlja stalni termoklin. Temperatura v njej v različnih morjih in oceanih pade na 1-3°C. Sega do globine približno 1500 m. Globoko morje - značilna enaka temperatura približno 1-3 °C, z izjemo polarnih regij, kjer je temperatura blizu 0 °C.

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

riž. 5.8. Stratifikacija in mešanje vode v jezeru

(po E. Günther et al., 1982)

Za globoke plasti vode je značilna stalna temperatura. V ekvatorialnih vodah srednja letna temperatura površinske plasti 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 živem mediju je na eni strani precej velika raznolikost temperaturnih razmer, na drugi strani pa termodinamične značilnosti vodnega okolja, kot so visoka specifična toplota, visoka toplotna prevodnost in raztezanje pri zmrzovanju ( v tem primeru se led tvori samo od zgoraj, 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. Najgostejša in najmanj hladna voda s temperaturo 4 ° C se nahaja v spodnjem sloju, kjer se spuščajo prezimni brsti (turioni) rogovca, pemfigusa, vodne trave itd. (slika 5.9), pa tudi celih listnatih rastlin. , kot so duckweed, elodea.

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

Vidni so prezimni brsti, ki potonejo na dno

(iz T.K. Goryshinoya, 1979)

Menili so, da je potopitev povezana s kopičenjem škroba in težo rastlin. Do pomladi se škrob pretvori v topne sladkorje in maščobe, zaradi česar so brsti lažji in jim omogoči plavanje.

Organizmi v rezervoarjih zmernih zemljepisnih širin so dobro prilagojeni na sezonska vertikalna gibanja vodnih plasti, na spomladansko in jesensko homotermijo ter na poletno in zimsko stagnacijo. Ker je za temperaturni režim vodnih teles značilna velika stabilnost, je stenotermija pogostejša med vodnimi organizmi kot med kopenskimi.

Evritermalne vrste najdemo predvsem v plitvih celinskih vodnih telesih in v obmorju morij visokih in zmernih zemljepisnih širin, kjer so dnevna in sezonska nihanja velika.

Gostota vode. Voda je gostejša od zraka. V tem pogledu je 800-krat boljši od zračnega okolja. Gostota destilirane vode pri 4 °C je 1 g/cm3. Gostota naravne vode ki vsebujejo raztopljene soli, lahko več: do 1,35 g/cm 3 . Povprečno se v vodnem stolpcu za vsakih 10 m globine tlak poveča za 1 atmosfero. Velika gostota vode se odraža v strukturi telesa hidrofitov. Torej, če so mehanska tkiva pri kopenskih rastlinah dobro razvita, kar zagotavlja trdnost debla in stebla, lokacija mehanskih in prevodnih tkiv vzdolž oboda stebla ustvarja "cevno" strukturo, ki se dobro upira pregibom in upogibom, potem pri hidrofitih , mehanska tkiva so močno zmanjšana, saj se rastline same vzdržujejo voda. Mehanski elementi in prevodni snopi so pogosto koncentrirani v središču stebla ali listnega peclja, kar daje možnost upogibanja, ko se voda premika.

Potopljeni hidrofiti imajo dober vzgon, ki ga ustvarjajo posebne naprave (zračni mešički, otekline). Torej, listi bazenčka ležijo na površini vode in pod vsakim listom imajo 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 se jasno vidi pri mikroskopskih planktonskih algah. Različni telesni izrastki jim pomagajo, da prosto "lebdijo" v vodnem stolpcu.

Organizmi v vodnem okolju so razporejeni po vsej njegovi debelini. Na primer, v oceanskih jarkih so bile živali najdene na globinah več kot 10.000 m in lahko prenesejo pritisk od nekaj do več sto atmosfer. Tako sladkovodni prebivalci (plavajoči hrošči, copate, suvoyi itd.) V poskusih zdržijo do 600 atmosfer. Holoturiji iz rodu Elpidia in črvi Priapulus caudatus naseljujejo od obalnega pasu do ultraabisala. Hkrati je treba opozoriti, da so številni prebivalci morij in oceanov relativno stenski in omejeni na določene globine. To velja predvsem za plitve in globokomorske vrste. Živijo le v primorju obročkasti črv Peščenka Arenicola, mehkužci - morske šmarnice (Patella). Na velike globine pri tlaku najmanj 400-500 atmosfer so ribe iz skupine morske spake, glavonožci, raki, morske zvezde, naramnice in drugo.

Gostota vode daje možnost, da se živalski organizmi zanesejo nanjo, kar je še posebej pomembno za neskeletne oblike. Podpora medija služi kot pogoj za lebdenje v vodi. Mnogi hidrobionti so prilagojeni na ta način življenja.

Svetlobni način. Svetlobni režim in prosojnost vode imata velik vpliv na vodne organizme. 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 visoko preglednostjo približno 1% sevanja še vedno pade do globine 140 m, 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 voda neenakomerno absorbira žarke različnih delov sončnega spektra, se z globino spreminja tudi spektralna sestava svetlobe, rdeči žarki oslabijo. Modro-zeleni žarki prodrejo do precejšnjih globin. Somrak, ki se poglablja z globino v oceanu, je sprva zelen, nato moder, moder, modro-vijoličen, kasneje se spremeni v stalno temo. V skladu s tem se živi organizmi zamenjajo z globino.

Tako rastline, ki živijo na površini vode, ne doživljajo pomanjkanja svetlobe, potopljene in zlasti globokomorske rastline pa imenujemo "senčna flora". Prilagajati se morajo ne le na pomanjkanje svetlobe, temveč tudi na spremembo njene sestave s proizvodnjo dodatnih pigmentov. To je razvidno iz dobro znanega barvnega vzorca alg, ki živijo na različnih globinah. V plitvih vodah, kjer so rastlinam še dostopni rdeči žarki, ki jih v največji meri absorbira klorofil, običajno prevladujejo zelene alge. V globljih conah se nahajajo rjave alge, ki imajo poleg klorofila še rjave pigmente fikofein, fukoksantin itd. Še globlje živijo rdeče alge, ki vsebujejo pigment fikoeritrin. Tukaj je sposobnost zajemanja sončni žarki z drugačna dolžina valovi. Ta pojav je dobil ime kromatska prilagoditev.

Globokomorske vrste imajo številne fizične lastnosti, ki jih najdemo v senčnih rastlinah. Med njimi je treba omeniti nizko točko kompenzacije fotosinteze (30-100 luksov), "značaj sence" svetlobne krivulje fotosinteze z nizko nasičeno planoto, v algah, na primer, veliko velikost kromatoforjev. Pri površinskih in lebdečih oblikah pa so 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 oblikuje liste različnih oblik.

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

Pogosto so listi vodnih rastlin, potopljeni v vodo, močno razrezani na ozke nitaste režnje, kot na primer pri rogovcih, urutih, pemfigusu ali imajo tanko prosojno ploščo - podvodni listi jajčec, vodne lilije , listi potopljenih ribnikov.

Te lastnosti so značilne tudi za alge, kot so nitaste alge, razkosane steljke characeae, tanke prozorne steljke mnogih globokomorskih vrst. To hidrofitom omogoča, da povečajo razmerje med telesno površino in prostornino in posledično razvijejo veliko površino ob relativno nizkih stroških organske mase.

Rastline, ki so delno potopljene v vodo, imajo dobro izraženo heterofilija, t.j. razlika v strukturi površinskih in podvodnih listov iste rastline: To je jasno vidno pri vodnem ranunkulusu različnih listov (slika 5.11). Površinske lastnosti imajo skupne lastnosti listom nadzemnih rastlin (dorzoventralna zgradba, dobro razvitost). pokrivna tkiva in stomatalni aparat) , pod vodo - zelo tanke ali razrezane listne plošče. Heterofilijo so opazili tudi pri vodnih lilijah in jajčnih kapsulah, konicah puščic in drugih vrstah.

riž. 5.11. Heterofilija v vodni maslenici

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

Listi: 1 - površina; 2 - pod vodo

Nazoren primer je močvirski slez (Simn latifolium), na steblu katerega je moč opaziti več oblik listov, ki odražajo vse prehode iz tipično kopenskih v tipično vodne.

Globina vodnega okolja vpliva tudi na živali, njihovo obarvanost, vrstno sestavo itd. Na primer, v jezerskem ekosistemu je glavno življenje koncentrirano v vodni plasti, kamor 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, drugi organizmi pa lahko presežek kisika porabijo. Pod to globino fotosinteza ne more zagotoviti dihanja, zato je organizmom na voljo le kisik, ki prihaja z vodo iz 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 so živali pobarvane v barvah 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 somračnega območja, kot so brancin, rdeče korale, različni raki itd.

Absorpcija svetlobe v vodi je tem močnejša, čim manjša je njena prosojnost, kar je posledica prisotnosti delcev mineralnih snovi (glina, mulj) v njej. Prozornost vode se zmanjšuje tudi s hitro rastjo vodne vegetacije poletno obdobje ali pri množičnem razmnoževanju majhnih organizmov, ki so v površinskih plasteh v suspenziji. 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 Tihi ocean- do 59, v indijskem - do 50, v plitva morja- do 5-15 m Preglednost rek ne presega 1-1,5 m, v srednjeazijskih rekah Amu Darya in Syr Darya - nekaj centimetrov. Zato se meje območij fotosinteze v različnih vodnih telesih zelo razlikujejo. V najčistejših vodah območje fotosinteze ali evfotično območje doseže globino največ 200 m, območje somraka (disfotično) 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 vodnih teles se razlikuje glede na zemljepisno širino območja in letni čas. Tako dolge polarne noči močno omejujejo čas, primeren za fotosintezo v arktičnem in antarktičnem bazenu, ledena odeja pa pozimi svetlobi otežuje dostop do vseh ledenih vodnih teles.

Solni način. Slanost ali solni režim igra pomembno vlogo v življenju vodnih organizmov. Kemična sestava voda se oblikuje pod vplivom naravnih zgodovinskih in geoloških razmer, pa tudi pod vplivom človeka. Vsebnost kemičnih spojin (soli) v vodi določa njeno slanost in je izražena v gramih na liter oz. ppm(°/od). Glede na splošno mineralizacijo vode jo lahko razdelimo na sladko z vsebnostjo soli do 1 g / l, brakično (1-25 g / l), morsko slanost (26-50 g / l) in slanice (več kot 50 g/l). Med raztopljenimi snovmi v vodi so najpomembnejši karbonati, sulfati in kloridi (tabela 5.1).

Tabela 5.1

Sestava glavnih soli v različnih vodnih telesih (po R. Dazho, 1975)

Med sladkimi vodami je veliko skoraj čistih, veliko pa je tudi takih, ki vsebujejo do 0,5 g raztopljenih snovi na liter. Kationi glede na njihovo vsebnost v sladki vodi so razvrščeni na naslednji način: kalcij - 64%, magnezij - 17%, natrij - 16%, kalij - 3%. To so povprečne vrednosti in v vsakem primeru so možna nihanja, včasih znatna.

Pomemben element v sladkih vodah je vsebnost kalcija. Kalcij lahko deluje kot omejevalni dejavnik. Obstajajo "mehke" vode, revne s kalcijem (manj kot 9 mg na 1 liter), in "trde" vode, katerih vsebnost je v velikih količinah (več kot 25 mg na 1 liter).

V morski vodi je povprečna vsebnost raztopljenih soli 35 g/l, v obrobnih morjih je precej nižja. V morski vodi so našli 13 metaloidov in vsaj 40 kovin. Na prvem mestu po pomembnosti je kuhinjska sol, sledijo ji barijev klorid, magnezijev sulfat in kalijev klorid.

Večina vodno življenje poikilosmotičen. Osmotski tlak v njihovem telesu je odvisen od slanosti okolja. Sladkovodne živali in rastline živijo v okoljih, kjer je koncentracija topljencev nižja kot v telesnih tekočinah in tkivih. Zaradi razlike v osmotskem tlaku zunaj in znotraj telesa voda nenehno prodira v telo, zaradi česar so jo sladkovodni hidrobionti prisiljeni intenzivno odstranjevati. Imajo dobro definirane procese osmoregulacije. Pri protozojih se to doseže z delom izločevalnih vakuol, pri večceličnih organizmih pa z odstranjevanjem vode skozi izločevalni sistem. Nekateri ciliati vsakih 2-2,5 minut sprostijo količino vode, ki je enaka prostornini telesa.

S povečanjem slanosti se delo vakuol upočasni, pri koncentraciji soli 17,5% pa preneha delovati, saj razlika v osmotskem tlaku med celicami in zunanjim okoljem izgine.

Koncentracija soli v telesnih tekočinah in tkivih številnih morski organizmi izotonično glede na koncentracijo raztopljenih soli v okoliški vodi. V zvezi s tem so njihove osmoregulacijske funkcije manj razvite kot v sladki vodi. Osmoregulacija je eden od razlogov, zakaj mnoge morske rastline in živali niso uspele naseliti sladkih vodnih teles in so se izkazale za tipične morske prebivalce: črevesne votline (Coelenterata), iglokožci (Echinodermata), spužve (Spongia), plaščarji (Tunicata), pogonofore ( Pogonophora). Po drugi strani pa žuželke praktično ne živijo v morjih in oceanih, sladkovodne bazene pa so bogato naseljene z njimi. Tipično morski in tipično sladkovodni organizmi ne prenašajo bistvenih sprememb slanosti in so stenohalin. evrihalin sladkovodnega in morskega izvora ni toliko organizmov, zlasti živali. Najdemo jih, pogosto v velikem številu, v slanih vodah. To so orada (Abramis brama), sladkovodni ostriž (Stizostedion lucioperca), ščuka (Ezox lucios), iz morja - družina cipelj (Mugilidae).

Prebivanje rastlin v vodnem okolju poleg zgoraj naštetih značilnosti pusti pečat tudi na drugih vidikih življenja, predvsem vodni režim v rastlinah, dobesedno obdanih z vodo. Takšne rastline nimajo transpiracije, zato ni "zgornjega motorja", ki vzdržuje pretok vode v rastlini. Hkrati obstaja (čeprav veliko šibkejši kot v kopenskih rastlinah) tok, ki dovaja hranila v tkiva, z jasno označeno dnevno periodičnostjo: čez dan več, ponoči ga ni. Aktivno vlogo pri njegovem vzdrževanju imata koreninski pritisk (pri pritrjenih vrstah) in delovanje posebnih celic, ki izločajo vodo - vodnih stomatov ali hidatod.

V sladkih vodah so rastline pogoste, utrjene na dnu rezervoarja. Pogosto se njihova fotosintezna površina nahaja nad vodo. Sem spadajo trstičje (Scirpus), vodne lilije (Nymphaea), jajčne kapsule (Nyphar), mačji rep (Typha), puščica (Sagittaria). Pri drugih so fotosintetski organi potopljeni v vodo. To so ribnik (Potamogeton), urut (Myriophyllum), elodea (Elodea). Ločene vrste višje rastline sladkih voda so brez korenin in prosto plavajo ali preraščajo podvodne predmete, alge, ki so pritrjene na tla.

plinski način. Glavna plina v vodnem okolju sta kisik in ogljikov dioksid. Ostali, kot sta vodikov sulfid ali metan, so drugotnega pomena.

kisik za vodno okolje – najpomembnejše okoljski dejavnik. V vodo pride iz zraka, rastline pa ga sproščajo med fotosintezo. Difuzijski koeficient kisika v vodi je približno 320 tisočkrat manjši kot v zraku, njegova skupna vsebnost v zgornjih plasteh vode pa je 6-8 ml/l ali 21-krat manjša kot v atmosferi. Vsebnost kisika v vodi je obratno sorazmerna s temperaturo. S povečanjem temperature in slanosti vode se koncentracija kisika v njej zmanjšuje. V slojih, ki so močno naseljeni z živalmi in bakterijami, lahko nastane pomanjkanje kisika zaradi njegove povečane porabe. Tako je v Svetovnem oceanu za globine, bogate z življenjem od 50 do 1000 m, značilno močno poslabšanje prezračevanja. Je 7-10-krat nižja kot v površinskih vodah, naseljenih s fitoplanktonom. Blizu dna vodnih teles so lahko razmere blizu anaerobnim.

V stoječem režimu v majhnih rezervoarjih je voda tudi močno osiromašena s kisikom. Njegovo pomanjkanje se lahko pojavi tudi pozimi pod ledom. Pri koncentracijah pod 0,3-3,5 ml / l je življenje aerobov v vodi nemogoče. Vsebnost kisika v pogojih akumulacije se izkaže za omejitveni dejavnik (tabela 5.2).

Tabela 5.2

Potrebe različnih sladkovodnih rib po kisiku

Med vodnimi prebivalci obstaja precejšnje število vrst, ki lahko prenesejo velika nihanja vsebnosti kisika v vodi, blizu njegove odsotnosti. To so t.i evrioksibionti. Sem spadajo sladkovodne oligohete (Tubifex tubifex), polži (Viviparus viviparus). Zelo šibka nasičenost vode s kisikom iz rib lahko prenese krap, linj, križev krap. Vendar pa je veliko vrst stenoksibiont, to pomeni, da lahko obstajajo le z dovolj visoko nasičenostjo vode s kisikom, na primer šarenke, postrvi, mavrice itd. Številne vrste živih organizmov lahko ob pomanjkanju kisika padejo v neaktivno stanje, tj. klical anoksibioza, in tako preživeti neugodno obdobje.

Dihanje hidrobiontov poteka tako skozi površino telesa kot skozi specializirane organe - škrge, pljuča, sapnike. Pogosto lahko obloga telesa služi kot dodaten dihalni organ. Pri nekaterih vrstah se pojavi kombinacija vodnega in zračnega dihanja, na primer pljučne ribe, sifonoforji, diskofanti, številni pljučni mehkužci, raki Yammarus lacustris itd. Sekundarne vodne živali običajno ohranijo atmosferski način dihanja kot energijsko ugodnejši in zato potrebujejo stik z zračnim okoljem. Sem spadajo plavutonožci, kiti in delfini, vodni hrošči, ličinke komarjev itd.

Ogljikov dioksid. V vodnem okolju lahko živi organizmi poleg pomanjkanja svetlobe in kisika občutijo pomanjkanje razpoložljivega CO 2, na primer rastline za fotosintezo. Ogljikov dioksid pride v vodo kot posledica raztapljanja CO 2 v zraku, dihanja vodnih organizmov, razgradnje organskih ostankov in sproščanja iz karbonatov. Vsebnost ogljikovega dioksida v vodi se giblje od 0,2-0,5 ml/l ali 700-krat več kot v ozračju. CO 2 se v vodi topi 35-krat bolje kot kisik. Morska voda je glavni rezervoar ogljikovega dioksida, saj vsebuje od 40 do 50 cm 3 plina na liter v prosti ali vezani obliki, kar je 150-krat več od njegove koncentracije v ozračju.

Ogljikov dioksid, ki ga vsebuje voda, sodeluje pri tvorbi apnenčastih skeletnih tvorb nevretenčarjev in zagotavlja fotosintezo vodnih rastlin. Pri intenzivni fotosintezi rastlin pride do povečane porabe ogljikovega dioksida (0,2-0,3 ml/l na uro), kar vodi do njegovega pomanjkanja. Hidrofiti se na povečanje vsebnosti CO 2 v vodi odzovejo s povečano fotosintezo.

Dodaten vir CO za fotosintezo vodnih rastlin je tudi ogljikov dioksid, ki se sprošča pri razgradnji bikarbonatnih soli in njihovem prehodu v ogljikov dioksid:

Ca (HCO 3) 2 -> CaCO 3 + CO, + H 2 O

Težko topni karbonati, ki pri tem nastajajo, se usedajo na površino listov v obliki vodnega kamna ali skorje, kar je dobro vidno, ko se številne vodne rastline posušijo.

Koncentracija vodikovih ionov(pH) pogosto vpliva na porazdelitev vodnih organizmov. Sladkovodni bazeni s pH 3,7–4,7 veljajo za kisle, 6,95–7,3 so nevtralni, tisti s pH nad 7,8 pa za alkalne. V sladkovodnih telesih pH občutno niha, pogosto čez dan. Morska voda je bolj alkalna in njen pH se spreminja manj kot sladka voda. pH pada z globino.

Od rastlin s pH manj kot 7,5 uspevajo polcvetni (Jsoetes), repinec (Sparganium). V alkalnem okolju (pH 7,7-8,8) so pogoste številne vrste ribnikov in elodej, pri pH 8,4-9 se Typha angustifolia močno razvije. Kisle vode šotišč spodbujajo razvoj mahov sphagnum.

Večina sladkovodnih rib prenese pH od 5 do 9. Če je pH manjši od 5, pride do množičnega pogina rib, nad 10 pa poginejo vse ribe in druge živali.

V jezerih s kislim okoljem pogosto najdemo ličinke dvokrilcev iz rodu Chaoborus, v kislih vodah močvirij pa so pogoste lupinaste korenike (Testaceae), ni lamelno-škržnih mehkužcev iz rodu brezzobcev (Unio) in drugih mehkužcev. so redki.

Ekološka plastičnost organizmov v vodnem okolju. Voda je stabilnejši medij in abiotski dejavniki so podvržene relativno majhnim nihanjem, zato imajo vodni organizmi manjšo ekološko plastičnost v primerjavi s kopenskimi. Sladkovodne rastline in živali so bolj plastične od morskih, saj je sladka voda kot življenjsko okolje bolj spremenljiva. Širina ekološke plastičnosti hidrobiontov se ocenjuje ne le kot celota na kompleks dejavnikov (eury- in stenobiontnost), ampak tudi posamezno.

Tako je bilo ugotovljeno, da so obalne rastline in živali za razliko od prebivalcev odprtih območij večinoma evritermalni in evrihalinski organizmi, saj so temperaturni pogoji in režim soli v bližini obale precej spremenljivi - segrevajo se s soncem in razmeroma intenzivno ohlajanje, razsoljevanje z dotokom vode iz potokov in rek, zlasti v deževnem obdobju, itd. Primer je lotos, ki spada med tipične stenotermne vrste, raste le v plitvih, dobro ogretih rezervoarjih. Prebivalci površinskih plasti se v primerjavi z globokomorskimi oblikami zaradi zgoraj navedenih razlogov izkažejo za bolj evritermne in evrihaline.

Ekološka plastičnost je pomemben regulator razširjanja organizmov. Dokazano je, da so hidrobionti z visoko ekološko plastičnostjo široko razširjeni, na primer elodea. Nasprotni primer, rak Artemia solina, ki živi v majhnih rezervoarjih z zelo slano vodo, je tipičen stenohalinski predstavnik z ozko ekološko plastičnostjo. V primerjavi z drugimi dejavniki ima pomembno plastičnost in je precej pogosta v slanih vodnih telesih.

Ekološka plastičnost je odvisna od starosti in faze razvoja organizma. Na primer, odrasel morski mehkužec Littorina ob oseki vsak dan dlje časa ostane brez vode, vendar njegove ličinke vodijo planktonski način življenja in ne prenesejo izsušitve.

Značilnosti prilagajanja rastlin vodnemu okolju. Vodni raj| stenia se bistveno razlikujejo od kopenskih rastlinskih organizmov. Tako se sposobnost vodnih rastlin, da absorbirajo vlago in mineralne soli neposredno iz okolja, odraža v njihovi morfološki in fiziološki organiziranosti. Za vodne rastline je značilna šibka razvitost prevodnega tkiva in koreninskega sistema. Koreninski sistem služi predvsem za pritrditev na podvodni substrat in ne opravlja funkcij mineralne prehrane in oskrbe z vodo, kot pri kopenskih rastlinah. Prehrana vodnih rastlin poteka po celotni površini njihovega telesa.

Velika gostota vode omogoča, da rastline živijo v njeni celotni debelini. Nižje rastline, ki živijo v različnih slojih in vodijo lebdeči življenjski slog, imajo za to posebne dodatke, ki povečujejo njihov vzgon in jim omogočajo, da ostanejo v suspenziji. Višji hidrofiti imajo slabo razvito mehansko tkivo. kako yni Zgoraj je bilo omenjeno, da se v njihovih listih, steblih, koreninah nahajajo medcelične votline, ki prenašajo zrak, kar povečuje lahkotnost in plovnost organov, ki visijo v vodi in plavajo na površini, kar prispeva tudi k izpiranju notranje celice z vodo s solmi in v njem raztopljeni plini. Hidrofiti excel | Rastejo z veliko površino listov z majhno skupno prostornino rastline, kar jim zagotavlja intenzivno izmenjavo plinov s pomanjkanjem kisika in drugih plinov, raztopljenih v vodi.

Številni vodni organizmi so razvili heterogenost, oz getyo rophilia. Torej, v Salviniji (Salvinia), potopljeni listi zagotavljajo mineralno prehrano in plavajoče - organsko.

Pomembna značilnost prilagajanja rastlin življenju v vodah | drugo okolje je, da so listi, potopljeni v vodo, praviloma zelo tanki. Pogosto se klorofil v njih nahaja v celicah povrhnjice, kar prispeva k povečanju intenzivnosti fotosinteze pri šibki svetlobi. Takšne anatomske in morfološke značilnosti so najbolj jasno izražene pri vodnih mahovih (Riccia, Fontinalis), valisneriji (Vallisneria spiralis), ribnikih (Potamageton).

Zaščita pred izpiranjem ali izpiranjem iz celic mineralnih soli pri vodnih rastlinah je izločanje sluzi s posebnimi celicami in tvorba endoderma iz celic z debelejšimi stenami v obliki obroča.

Relativno nizka temperatura vodnega okolja povzroči odmrtje vegetativnih delov rastlin, potopljenih v vodo, po oblikovanju zimskih popkov in zamenjavo poletnih tankih nežnih listov s tršimi in krajšimi zimskimi. Nizka temperatura vode negativno vpliva na generativne organe vodnih rastlin, njena visoka gostota pa ovira prenos cvetnega prahu. V zvezi s tem se vodne rastline intenzivno razmnožujejo vegetativno. Večina lebdečih in potopljenih rastlin nosi svoja cvetoča stebla v zrak in se spolno razmnožuje. Cvetni prah prenašajo veter in površinski tokovi. Nastali plodovi in ​​semena se prav tako razpršijo s površinskimi tokovi. Ta pojav se imenuje hidrohorija. Hidrohor ne vključuje le vodnih, ampak tudi številne obalne rastline. Njihovi plodovi imajo visoko plovnost, dolgo ostanejo v vodi in ne izgubijo kalivosti. Na primer, plodovi in ​​semena puščice (Sagittaria sagittofolia), suska (Butomus umbellatus), častuhe (Alisma plantago-aguatica) se prenašajo z vodo. Plodovi mnogih šašev (Carex) so zaprti v nekakšne vreče z zrakom in jih nosijo vodni tokovi. Na enak način se je vzdolž reke Vakht skozi kanale razširil plevel humai (Sorgnum halepense).

Značilnosti prilagajanja živali na vodno okolje. Pri živalih, ki živijo v vodnem okolju, so v primerjavi z rastlinami prilagoditvene lastnosti bolj raznolike, mednje sodijo npr anatomsko-morfološki, vedenjski in itd.

Živali, ki živijo v vodnem stolpcu, imajo najprej prilagoditve, ki povečujejo njihov vzgon in jim omogočajo, da se upirajo gibanju vode, tokov. Ti organizmi razvijejo prilagoditve, ki jim preprečujejo dvig v vodni stolpec ali zmanjšajo njihov vzgon, kar jim omogoča, da ostanejo na dnu, tudi v hitro tekočih vodah.

Pri majhnih oblikah, ki živijo v vodnem stolpcu, pride do zmanjšanja skeletnih tvorb. Torej, pri praživalih (Radiolaria, Rhizopoda) so lupine porozne, kremenčeve igle okostja so znotraj votle. Specifična gostota lupin (Ctenophora), meduz (Scyphozoa) se zmanjša zaradi prisotnosti vode v tkivih. Kopičenje maščobnih kapljic v telesu (Noctiluca, radiolariji - Radiolaria) prispeva k povečanju plovnosti. Pri nekaterih rakih (Cladocera, Copepoda), ribah in kitih je opaziti veliko kopičenje maščobe. S plinom napolnjenim plavalnim mehurjem, ki ga imajo številne ribe, se zmanjša specifična teža telesa in s tem poveča plovnost. Sifonoforji (Physalia, Velella) imajo močne zračne votline.

Za živali, ki pasivno plavajo v vodnem stolpcu, ni značilno le zmanjšanje mase, temveč tudi povečanje specifične površine telesa. To je posledica dejstva, da večja kot je viskoznost medija in večja kot je specifična površina telesa organizma, počasneje potone v vodo. Pri živalih je telo sploščeno, na njem se oblikujejo konice, izrastki in dodatki, na primer pri flagelatih (Leptodiscus, Craspeditela), radiolarijah (Aulacantha, Chalengeridae) itd.

Velika skupina živali, ki živi v sladki vodi, pri gibanju uporablja površinsko napetost vode (površinski film). Po vodni gladini se prosto sprehajajo vodne stenice (Gyronidae, Veliidae), hrošči (Gerridae) ... Členonožec, ki se dotika vode s koncem priveskov, pokritih z vodoodbojnimi dlačicami, povzroči deformacijo svoje površine z nastanek konkavnega meniskusa. Ko je dvižna sila (F), usmerjena navzgor, večja od mase živali, se bo ta obdržala na vodi zaradi površinske napetosti.

Življenje na površini vode je torej možno za razmeroma majhne živali, saj masa narašča s kubom velikosti, površinska napetost pa narašča linearno.

Aktivno plavanje pri živalih se izvaja s pomočjo cilij, flagel, upogibanja telesa, na curek zaradi energije izvrženega vodnega curka. Reaktivni način prevoza bo dosegel največjo popolnost glavonožci. Tako nekateri lignji razvijejo hitrost pri metanju vode do 40-50 km / h (slika 5.12).

riž. 5.12. Lignji

Velike živali imajo pogosto specializirane okončine (plavuti, plavuti), njihovo telo je poenostavljeno in prekrito s sluzjo.

Samo v vodnem okolju so nepremične, ki vodijo pritrjen življenjski slog, živali. To so hidroidi (Hydroidea) in koralni polipi (Anthozoo), krinoidi (Crinoidea), školjke (Br / aMa) idr.. Zanje je značilna svojevrstna oblika telesa, rahla plovnost (gostota telesa je večja od gostote vode) in posebne naprave za pritrditev na podlago.

Vodne živali so večinoma poikilotermne. Homoi-termalni, na primer, sesalci (kitovi, plavutonožci) tvorijo pomembno plast podkožne maščobe, ki opravlja funkcijo toplotne izolacije.

Globokomorske živali se odlikujejo po posebnih organizacijskih značilnostih: izginotju ali šibkem razvoju apnenčastega okostja, povečanju telesne velikosti, pogosto zmanjšanju organov vida, povečanju razvoja taktilnih receptorjev itd.

Osmotski tlak in ionsko stanje raztopin v telesu živali zagotavljajo kompleksni mehanizmi presnove vode in soli. Najpogostejši način vzdrževanja stalnega osmotskega tlaka je redno odstranjevanje dotekajoče vode s pomočjo pulzirajočih vakuol in izločevalnih organov. Torej, sladkovodne ribe odvečna voda se odstrani s povečanim delom izločevalnega sistema, soli pa se absorbirajo skozi škržne nitke. Morske ribe pa so prisiljene obnoviti zaloge vode in zato pijejo morsko vodo, odvečne soli, ki pridejo z vodo, pa se iz telesa odstranijo preko škržnih nitk (slika 5.13).

riž. 5.13. Izločanje in osmoregulacija v sladkovodnih teleostih

ribe (A), laminabranchial (B) in morske koščene ribe (C)

Okrajšave hipo-, izo- in hiper- označujejo toničnost notranje okolje v odnosu do zunanjega (iz N. Green et al., 1993)

Številni vodni organizmi imajo posebno naravo prehrane - to je sejanje ali usedanje delcev organskega izvora, suspendiranih v vodi, številni majhni organizmi. Ta način prehranjevanja ne zahteva veliko energije za iskanje plena in je značilen za laminabranch mehkužce, sesilne iglokožce, ascidije, planktonske rake in druge Živali, ki se hranijo s filtrom, imajo pomembno vlogo pri biološkem čiščenju vodnih teles.

Sladkovodne vodne bolhe, kiklopi, pa tudi najbolj masivni raki v oceanu, Calanus finmarchicus, filtrirajo do 1,5 litra vode na posameznika na dan. Školjke, ki živijo na površini 1 m 2, lahko skozi plaščno votlino vozijo 150-280 m 3 vode na dan in usedajo suspendirane delce.

Zaradi hitrega slabljenja svetlobnih žarkov v vodi življenje v stalnem mraku ali temi močno omejuje možnosti vizualne orientacije vodnih organizmov. Zvok v vodi potuje hitreje kot v zraku, hidrobionti pa imajo boljšo zvočno orientacijo kot vizualno orientacijo. Nekatere vrste zaznavajo celo infrazvoke. Zvočna signalizacija služi predvsem intraspecifičnim odnosom: orientacija v jati, privabljanje osebkov nasprotnega spola itd. Kitovi, na primer, iščejo hrano in se premikajo z uporabo eholokacije - zaznavanja odbitih zvočnih valov. Načelo lokatorja delfinov je oddajanje zvočnih valov, ki se širijo pred plavajočo živaljo. Ko naletijo na oviro, kot je riba, se zvočni valovi odbijejo in vrnejo k delfinu, ki sliši nastajajoči odmev in tako zazna predmet, ki povzroči odboj zvoka.

Znanih je približno 300 vrst rib, ki lahko proizvajajo elektriko in jo uporabljajo za orientacijo in signalizacijo. Številne ribe (električni ožigalkar, električna jegulja itd.) uporabljajo električna polja za obrambo in napad.

Za vodne organizme je značilen starodaven način orientacije – zaznavanje kemije okolja. Kemoreceptorji mnogih vodnih organizmov (losos, jegulje itd.) so izjemno občutljivi. V tisočih kilometrih selitve z neverjetno natančnostjo najdejo drstišča in prehranjevalna območja.

Spreminjajoče se razmere v vodnem okolju povzročajo tudi določene vedenjske reakcije organizmov. Spremembe osvetlitve, temperature, slanosti, plinskega režima in drugih dejavnikov so povezane z vertikalnimi (spust v globino, dvig na površje) in horizontalnimi (drstenje, prezimovanje in hranjenje) migracijami živali. V morjih in oceanih sodelujejo milijoni ton vodnih organizmov v vertikalnih selitvah, med horizontalnimi selitvami pa lahko vodne živali prepotujejo na stotine in tisoče kilometrov.

Na Zemlji je veliko začasnih plitvih vodnih teles, ki nastanejo po rečnih poplavah, močnem deževju, taljenju snega itd. Skupne značilnosti prebivalci vodnih teles, ki se sušijo, je sposobnost, da v kratkem času ustvarijo številne potomce in zdržijo dolga obdobja brez vode, preidejo v stanje zmanjšane vitalne aktivnosti - hipobioza.

Prejšnja

Vodni habitat. Specifičnost adaptivnih hidrobiontov. Osnovne lastnosti vodnega okolja. Nekaj ​​posebne opreme.

Voda kot habitat ima številko posebne lastnosti, kot so visoka gostota, močni padci tlaka, relativno nizka vsebnost kisika, močna absorpcija sončne svetlobe itd. Rezervoarji in njihovi posamezni deli se poleg tega razlikujejo po režimu soli, hitrosti vodoravnih gibanj (tokov), vsebnosti suspendiranih delcev. Za življenje bentoških organizmov so pomembne lastnosti tal, način razgradnje organskih ostankov itd.. V oceanu in njegovih sestavnih morjih sta najprej dve ekološka območja: vodni stolpec - pelagialni in dno benthal . Glede na globino je bental razdeljen na sublitoralno območje - območje gladkega znižanja kopnega do globine približno 200 m, batijal - območje strmega pobočja in brezno. cona - območje oceanskega dna s povprečno globino 3-6 km.

Ekološke skupine hidrobiontov. Vodni stolpec naseljujejo organizmi, ki imajo sposobnost plavanja ali se zadržujejo v določenih plasteh. Glede na to so vodni organizmi razdeljeni v skupine.

Nekton - to je zbirka pelagičnih aktivno gibljivih živih bitij, ne njihova povezava z dnom. To so predvsem velika živa bitja, ki so sposobna premagati velike razdalje in močne vodne tokove. Imajo poenostavljeno obliko telesa in dobro razvite gibalne organe. Sem spadajo ribe, lignji, kiti, plavutonožci.

Plankton - to je zbirka pelagičnih organizmov, ki nimajo sposobnosti hitrega aktivnega gibanja. Praviloma so to majhne živali - zooplankton in rastline - fitoplankton, ki se ne more upreti tokovom.

Playston - imenujemo organizme, ki pasivno plavajo na površini vode ali vodijo pol potopljen življenjski slog. Tipične pleistonske živali so sifonoforji, nekateri mehkužci itd.

Bentos - to je zajemalka org-ov, ki živijo na dnu (na tleh in v tleh) rezervoarjev. -Večinoma predstavljajo pritrjeni, počasi premikajoči se ali vkopani v tla živi mi-

Neuston - skupnost organizacij, ki živijo blizu površinskega sloja vode. Organizmi, ki živijo na vrhu površinskega filma - epineuston, spodaj - hiponevston. Neuston je sestavljen iz nekaterih protozojev, majhnih pljučnih mehkužcev, vodnih tekačev, viharjev in ličink komarjev.

Periphyton - zajemalka organizmov, ki se naselijo na podvodne predmete ali rastline in tako tvorijo obraščanje na naravnih ali umetnih trdih površinah - kamnih, skalah, podvodnih delih ladij, gomilah (alge, morski raki, mehkužci, mahovnjaki, spužve itd.).

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 večja, do 1,35 g/cm3. Tlak se poveča z globino za približno 1105 Pa (1 atm) v povprečju na vsakih 10 m.

Zaradi ostrega gradienta tlaka v vodnih telesih so hidrobionti na splošno veliko bolj evribatski kot kopenski organizmi. Nekatere vrste, ki so razporejene na različnih globinah, prenesejo pritisk od nekaj do več sto atmosfer. Na primer, holoturiji iz rodu Elpidia in črvi Priapulus caudatus naseljujejo od obalnega pasu do ultraabisala. Tudi sladkovodni prebivalci, kot so migetalki, copatki, suvoji, plavalci in drugi, v poskusu zdržijo do 6 x 10 7 Pa (600 atm).

Kisikov način. Kisik pride v vodo predvsem zaradi fotosintetske aktivnosti alg in difuzije iz zraka. Zato so zgornje plasti vodnega stolpca praviloma bogatejše s tem plinom kot spodnje. S povečanjem temperature in slanosti vode se koncentracija kisika v njej zmanjšuje. Med vodnimi prebivalci je veliko vrst, ki lahko prenašajo velika nihanja vsebnosti kisika v vodi, do njegove skoraj popolne odsotnosti. (evrioksibionti - "oxy" - kisik, "biont" - prebivalec). Vendar pa številne vrste stenoksibiont - obstajajo lahko samo pri dovolj visoki nasičenosti vode s kisikom (šarenka, potočna postrv, skorjica, ciliarnik Planaria alpina, ličinke enodnevnic, kamenjarjev itd.). Dihanje hidrobiontov poteka bodisi skozi površino telesa bodisi skozi specializirane organe - škrge, pljuča, sapnik.

Solni način. 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 spremembo njihovega osmotskega tlaka in kršitev najpomembnejših vitalnih funkcij. Večina vodnega življenja poikilosmotični: osmotski tlak v njihovem telesu je odvisen od slanosti okoliške vode. Zato je za vodne organizme glavni način ohranjanja slanega ravnovesja izogibanje habitatom z neprimerno slanostjo. 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.

Temperaturni režim vodna telesa so bolj stabilna kot na kopnem. Amplituda letnih temperaturnih nihanj v zgornjih plasteh oceana ni večja od 10-15 ° C, v celinskih vodah - 30-35 ° C. Za globoke plasti vode je značilna stalna temperatura. V ekvatorialnih vodah je povprečna letna temperatura površinskih plasti + (26-27) ° C, v polarnih vodah - približno 0 ° C in nižje. V vročih talnih izvirih se lahko temperatura vode približa +100 ° C, v podvodnih gejzirjih pa pri visok pritisk Izmerjena temperatura na dnu oceana je +380 °C. Zaradi bolj trajnostnega temperaturni režim vode med vodnimi organizmi v veliko večji meri kot med prebivalci kopnega, je stenotermija pogosta. Evritermalne vrste najdemo predvsem v plitvih celinskih vodnih telesih in v obmorju morij visokih in zmernih zemljepisnih širin, kjer so dnevna in sezonska temperaturna nihanja znatna.

Svetlobni način. V vodi je veliko manj svetlobe kot v zraku. Odboj je tem močnejši, čim nižji je položaj Sonca, zato je dan pod vodo krajši kot na kopnem. Na primer, poletni dan v bližini otoka Madeira na globini 30 m - 5 ur, na globini 40 m pa le 15 minut. Hitro zmanjšanje količine svetlobe z globino je posledica njene absorpcije v vodi. Žarki z različnimi valovnimi dolžinami se različno absorbirajo: rdeči izginejo blizu površine, medtem ko modro-zeleni prodrejo veliko globlje. Vse globlji somrak 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 zamenjujejo z globino, specializirano za zajemanje svetlobe z različnimi valovno dolžinami. Barva živali se spreminja z globino na enak način. Prebivalci obalnega in sublitoralnega pasu so najbolj svetlih in raznolikih barv. Številni globokomorski organizmi, kot so jamski, nimajo pigmentov. V območju somraka je razširjena rdeča obarvanost, ki je v teh globinah komplementarna modro-vijolični svetlobi.

V temnih globinah oceana organizmi uporabljajo svetlobo, ki jo oddajajo živa bitja, kot vir vizualnih informacij. OD

Ime parametra Pomen
Zadeva članka: Vodno okolje.
Rubrika (tematska kategorija) Ekologija

Voda je prvi medij življenja: v njej je nastalo življenje in nastala je večina skupin organizmov. Vsi prebivalci vodnega okolja se imenujejo hidrobionti. značilna lastnost vodno okolje je gibanje vode, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ se kaže v obliki tokovi(prenos vode v eno smer) in nemir(izmik vodnih delcev iz začetnega položaja z naknadno vrnitvijo nanj). Zalivski tok nosi 2,5 milijona m ^ 3 vode na leto, kar je 25-krat več kot vse reke na Zemlji skupaj. Poleg tega se plimska nihanja morske gladine pojavljajo pod vplivom privlačnosti Lune in Sonca.

Poleg gibanja vode proti številu pomembne lastnosti vodno okolje vključuje gostoto in viskoznost, podvojenost, raztopljeni kisik in vsebnost mineralnih snovi.

Gostota in viskoznost najprej določiti pogoje za gibanje hidrobiontov. Večja kot je gostota vode, bolj ko je podpora, lažje je ostati v njej. Druga vrednost gostote je njen pritisk na telo. S poglobitvijo 10,3 m v sladko vodo in 9,986 m v morsko vodo se tlak poveča za 1 atm. S povečanjem viskoznosti se poveča odpornost na aktivno gibanje organizmov. Gostota živih tkiv je večja od gostote sladke in morske vode, v zvezi s tem so vodni organizmi v procesu evolucije razvili različne strukture, ki povečujejo njihov vzgon - splošno povečanje relativne površine telesa zaradi zmanjšanje velikosti; sploščenje; razvoj različnih izrastkov (setae); zmanjšanje telesne gostote zaradi zmanjšanja okostja; kopičenje maščobe in prisotnost plavalnega mehurja. Voda ima za razliko od zraka večjo vzgonsko silo, zato je največja velikost vodnih organizmov manj omejena.

Toplotne lastnosti voda se bistveno razlikuje od toplotnih lastnosti zraka. Visoka specifična toplotna kapaciteta vode (500-krat večja) in toplotna prevodnost (30-krat) določata stalno in relativno enakomerno porazdelitev temperature v vodnem okolju. Temperaturna nihanja v vodi niso tako ostra kot v zraku. Temperatura vpliva na hitrost različnih procesov.

Svetloba in svetlobni način. Sonce osvetljuje površino kopnega in oceana z enako intenzivnostjo, vendar je sposobnost vpijanja in razprševanja vode precej velika, kar omejuje globino prodiranja svetlobe v ocean. Poleg tega se žarki različnih valovnih dolžin ne absorbirajo enako: rdeči se skoraj takoj razpršijo, modri in zeleni pa gredo globlje. Območje, v katerem intenzivnost fotosinteze presega intenzivnost dihanja, se imenuje evfotično območje. Spodnja meja, pri kateri je fotosinteza uravnotežena z dihanjem, se običajno imenuje odškodninska točka.

Preglednost voda je odvisna od vsebnosti suspendiranih delcev v njej. Za prosojnost je značilna največja globina, na kateri je še vedno viden posebej spuščen bel disk s premerom 30 cm.Najbolj prosojne vode so v Sargaškem morju (disk je viden na globini 66 m), v Tihem oceanu. (60 m), Indijski ocean (50 m). V plitvih morjih je prosojnost 2-15 m, v rekah 1-1,5 m.

kisik- Potreben za dihanje. V vodi je porazdelitev raztopljenega kisika podvržena ostrim nihanjem. Ponoči je vsebnost kisika v vodi manjša. Dihanje hidrobiontov poteka bodisi skozi površino telesa bodisi skozi posebne organe (pljuča, škrge, sapnik).

Mineralne snovi. Morska voda vsebuje predvsem natrijeve, magnezijeve, kloridne in sulfatne ione. Sveži kalcijevi ioni in karbonatni ion.

Ekološka klasifikacija vodnih organizmov. V vodi živi več kot 150 tisoč živalskih vrst in približno 10 tisoč rastlinskih vrst. Glavni biotopi hidrobiontov so: vodni stolpec ( pelagialni) in dno rezervoarjev ( benthal). Ločimo pelagične in bentoške organizme. Pelagial je razdeljen na skupine: plankton(skupina organizmov, ki niso sposobni aktivnega gibanja in se premikajo z vodnimi tokovi) in nekton(velike živali, katerih motorična aktivnost zadostuje za premagovanje vodnih tokov). Bentos- skupek organizmov, ki naseljujejo dno.

Vodno okolje. - pojem in vrste. Razvrstitev in značilnosti kategorije "Vodno okolje." 2017, 2018.

  • - Vodni habitat

    Habitat, razmere in način življenja Praktična uporaba paleontologije v geologiji § V stratigrafiji (temelji na zakonu ireverzibilnosti evolucije). § V paleogeografiji so trofične ali prehranske povezave (grško trophe - hrana, prehrana) glavne v ....


  • - Brezžično okolje

    Brezžično ne pomeni popolne odsotnosti žic v omrežju. Običajno brezžične komponente komunicirajo z omrežjem, ki kot prenosni medij uporablja kabel. Takšna omrežja imenujemo hibridna omrežja. Obstajajo naslednje vrste brezžičnih omrežij: LAN,...


    • -

    Ekološki sistem (ekosistem) je prostorsko določena množica, ki jo sestavljajo združba živih organizmov (biocenoza), njihov življenjski prostor (biotop), sistem povezav, ki med seboj izmenjujejo snov in energijo. Razlikovati med vodnim in kopenskim naravnim ....


    Življenjski prostor organizmov je nenehno izpostavljen različnim spreminjajočim se dejavnikom. Organizmi so sposobni odražati parametre okolja. V zgodovinskem razvoju so živi organizmi obvladovali tri habitate. Voda je prva. V njem je nastalo in se skozi milijone let razvijalo življenje. Tla-zrak - drugo okolje, v katerem so nastale in se prilagodile živali in rastline. S postopnim preoblikovanjem litosfere, ki je zgornja plast zemlje, so ustvarili prst, ki je postala tretji življenjski prostor.

    Vsaka vrsta posameznikov, ki živi v določenem okolju, ima svojo vrsto energije in metabolizma, katerih ohranjanje je pomembno za njegov normalen razvoj. Kadar stanje okolja ogroža telo z neravnovesjem v presnovi energije in snovi, telo bodisi spremeni svoj položaj v prostoru, ali se prestavi v ugodnejše razmere, bodisi spremeni aktivnost presnove.

    vodni habitat

    Vsi dejavniki nimajo enake vloge v življenju vodnih organizmov. Po tem principu jih lahko razdelimo na primarne in sekundarne. Najpomembnejše med njimi so mehanske in dinamične lastnosti dna in vode, temperatura, svetloba, v vodi suspendirane in raztopljene snovi in ​​nekatere druge.

    Vodni dejavniki

    Vodni habitat, tako imenovana hidrosfera, zavzema do 71 % celotnega planeta. Količina vode je skoraj 1,46 milijarde kubičnih metrov. km. Od tega je 95 % oceanov. sestoji iz ledeniškega (85 %) in podzemnega (14 %). Jezera, ribniki, rezervoarji, močvirja, reke in potoki zavzemajo nekaj več kot 0,6% celotne sladke vode, 0,35% je v vlagi tal in atmosferskih hlapih.

    Vodni habitat naseljuje 150.000 vrst živali (kar je 7 % vseh živih bitij na Zemlji) in 10.000 vrst rastlin (8 %).

    okoli ekvatorja in tropski pasoviživalski in rastlinski svet je najbolj pester. Z oddaljevanjem teh pasov proti severu in jugu se kvalitativna sestava vodnih organizmov slabša. Organizmi Svetovnega oceana so koncentrirani predvsem v bližini obale. V odprtih vodah, ki se nahajajo daleč od obale, življenje praktično ni.

    Lastnosti vode

    Določite vitalno aktivnost živih organizmov v njem. Med njimi so predvsem pomembne toplotne lastnosti. Ti vključujejo veliko toplotno kapaciteto, nizko toplotno prevodnost, visoko latentno toploto izparevanja in taljenja, lastnost širjenja pred zmrzovanjem.

    Voda je odlično topilo. V raztopljenem stanju absorbirajo vsi porabniki anorganske in organska snov. Vodni habitat prispeva k transportu snovi znotraj organizmov, razpadni produkti se tudi izločajo z vodo.

    Visoka voda ohranja življenje in nežive predmete in polni kapilare, s katerimi se hranijo kopenske rastline.

    Prozornost vode spodbuja fotosintezo v velikih globinah.

    Ekološke skupine organizmov v vodnem okolju

    • Bentosi so organizmi, ki so pritrjeni na tla, ležijo na njih ali živijo v debelini sedimentov (fitobentos, bakteriobentos in zoobentos).
    • Periphyton - živali in rastline, ki so pritrjene ali držane na steblih in listih rastlin ali na kateri koli površini, ki se dviga nad dnom in plava s tokom vode.
    • Plankton je prosto lebdeči rastlinski ali živalski organizmi.
    • Nekton - aktivno plavajoči organizmi s poenostavljenimi oblikami telesa, ki niso povezani z dnom (lignji, plavutonožci itd.).
    • Neuston - mikroorganizmi, rastline in živali, ki živijo blizu površine vode med vodo in zračno okolje. To so bakterije, praživali, alge, ličinke.
    • Pleuston - hidrobionti, deloma v vodi in deloma nad njeno površino. To so jadrnice, sifonoforji, duckweed in členonožci.

    Prebivalci rek se imenujejo potamobionti.

    Za vodni habitat so značilne posebne življenjske razmere. Na razširjenost organizmov močno vplivajo temperatura, svetloba, vodni tokovi, tlak, raztopljeni plini in soli. Življenjski pogoji v morskih in celinskih vodah so zelo različni. je ugodnejše okolje, blizu celinskih voda pa so za njihove prebivalce manj ugodne.

    Kaj je potrebno za preživetje? Hrana, voda, zavetje? Živali potrebujejo iste stvari in živijo v okolju, ki jim lahko zagotovi vse, kar potrebujejo. Vsak organizem ima edinstven habitat, ki zadovoljuje vse potrebe. Živali in rastline, ki živijo na določenem območju in si delijo vire, tvorijo različne skupnosti, v katerih organizmi zasedajo svojo nišo. Obstajajo trije glavni habitati: voda, zrak-zemlja in prst.


    Ekosistem

    Ekosistem je območje, v katerem vsi živi in ​​neživi elementi narave medsebojno delujejo in so odvisni drug od drugega. Življenjski prostor organizmov je prostor, ki je dom živega bitja. To okolje vključuje vse potrebne pogoje za preživetje. Za žival to pomeni, da tukaj najde hrano in partnerja za razmnoževanje in razmnoževanje.

    Za rastlino mora dober življenjski prostor zagotavljati pravo mešanico svetlobe, zraka, vode in zemlje. Na primer, kaktus opuncija, prilagojen na peščena tla, suho podnebje in močno sončno svetlobo, dobro uspeva v puščavskih območjih. Ne bi mogel preživeti v vlažnih, hladnih krajih z veliko padavinami.


    Glavne sestavine habitata

    Glavne sestavine habitata so stanovanje, voda, hrana in prostor. Habitat praviloma vključuje vse te elemente, v naravi pa lahko ena ali dve komponenti tudi manjkata. Življenjski prostor živali, kot je puma, na primer, zagotavlja pravo količino hrane (jeleni, divjaki, zajci, glodavci), vodo (jezero, reka) in zatočišče (drevesa ali rovi). Vendar pa ta veliki plenilec včasih nima dovolj prostora, mesta za vzpostavitev svojega ozemlja.

    Vesolje

    Količina prostora, ki ga potrebuje organizem, se zelo razlikuje od vrste do vrste. Na primer, preprosta mravlja potrebuje le nekaj kvadratnih centimetrov, medtem ko ena sama velika žival, panter, potrebuje veliko prostora, ki lahko meri približno 455 kvadratnih kilometrov, v katerem lovi in ​​najde partnerja. Tudi rastline potrebujejo prostor. Nekatera drevesa dosežejo več kot 4,5 metra v premeru in 100 metrov v višino. Tako masivne rastline zahtevajo več prostora kot navadna drevesa in grmi v mestnem parku.

    hrana

    Razpoložljivost hrane je bistveni del življenjskega prostora določenega organizma. Premajhen ali obratno veliko število hrana lahko moti življenjski prostor. V nekem smislu je rastlinam lažje poiskati hrano zase, saj si lahko same ustvarijo hrano s fotosintezo. Vodni habitat praviloma predvideva prisotnost alg. Hranilo, kot je fosfor, jim pomaga pri širjenju.

    Ko se fosfor močno poveča v sladkovodnem habitatu, to pomeni hitro rast alg, tako imenovano cvetenje, ki vodo obarva zeleno, rdeče ali rjavo. Cvetenje vode lahko tudi jemlje kisik iz vode in uniči življenjski prostor organizmov, kot so ribe in rastline. Tako lahko presežek hranilnih snovi za alge negativno vpliva na celotno prehranjevalno verigo vodnega življenja.

    voda

    Voda je nujna za vse oblike življenja. Skoraj vsak življenjski prostor mora imeti neko obliko oskrbe z vodo. Nekateri organizmi potrebujejo veliko vode, drugi pa zelo malo. na primer grba kamela lahko zdrži brez vode precej dolgo časa. Dromedarne kamele (Severna Afrika in Arabski polotok), ki imajo eno grbo, lahko prehodijo 161 kilometrov, ne da bi popile niti požirek vode. Kljub redkemu dostopu do vode in vročem suhem podnebju so te živali prilagojene takim habitatnim razmeram. Po drugi strani pa obstajajo rastline, ki najbolje uspevajo na vlažnih območjih, kot so močvirja in močvirja. Vodni habitat je dom različnim organizmom.

    Zavetje

    Telo potrebuje zavetje, ki ga bo zaščitilo pred plenilci in slabim vremenom. Takšna zavetišča za živali lahko gostijo največ različne oblike. Eno samo drevo, na primer, lahko zagotovi varen življenjski prostor številnim organizmom. Gosenica se lahko skrije pod spodnja stran listi. Za gobo chaga lahko hladen prostor služi kot zavetje. mokro območje blizu drevesnih korenin. Beloglavi orel najde svoj dom na kroni, kjer si zgradi gnezdo in pazi na bodoči plen.

    vodni habitat

    Živali, ki za svoj življenjski prostor uporabljajo vodo, imenujemo vodne živali. Glede na to, katera hranila in kemične spojine so raztopljene v vodi, se ugotovi koncentracija določenih vrst vodnega življenja. Na primer, sled živi v slani morske vode, medtem ko tilapija in losos živita v sladki vodi.

    Rastline za fotosintezo potrebujejo vlago in sončno svetlobo. Vodo iz zemlje pridobivajo s koreninami. Voda prenaša hranila v druge dele rastline. Nekatere rastline, kot so vodne lilije, potrebujejo veliko vode, medtem ko lahko puščavski kaktusi preživijo mesece brez življenjske vlage.

    Tudi živali potrebujejo vodo. Večina jih mora redno piti, da preprečijo dehidracijo. Za mnoge živali je vodni habitat njihov dom. Na primer, žabe in želve uporabljajo vodne vire za odlaganje jajčec in razmnoževanje. Nekatere kače in drugi plazilci živijo v vodi. Sladka voda pogosto nosi veliko raztopljenih hranil, brez katerih vodni organizmi ne bi mogli nadaljevati obstoja.

    Podobne objave