Vodno okolje rastlinskega sveta. Koncept življenjskega okolja

Kaj je potrebno za preživetje? Hrana, voda, zavetje? Živali potrebujejo iste stvari in živijo v habitatih, ki jim lahko zagotovijo vse, kar potrebujejo. Vsak organizem ima edinstven življenjski prostor, ki zadovoljuje vse njegove 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: vodni, zračno-kopenski in talni.

Ekosistem

Ekosistem je območje, v katerem vsi živi in ​​neživi elementi narave medsebojno delujejo in so odvisni drug od drugega. Življenjski prostor organizma 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 habitat zagotavljati pravo kombinacijo 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 mokrih, hladnih krajih z veliko padavinami.

Glavne sestavine habitata

Glavne sestavine habitata so zatočišče, voda, hrana in prostor. Habitat praviloma vključuje vse te elemente, v naravi pa lahko najdete tudi odsotnost ene ali dveh komponent. 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 temu velikemu plenilcu včasih primanjkuje prostora, prostora za vzpostavitev lastnega ozemlja.

Vesolje

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

hrana

Dostopnost hrane je najpomembnejši del življenjskega prostora določenega organizma. Premajhen ali, nasprotno, veliko število hrana lahko moti življenjski prostor. V nekem smislu je rastlinam lažje poiskati hrano zase, saj si lahko same ustvarijo hrano s fotosintezo. Vodno okolje habitat običajno vključuje prisotnost alg. Hranilo, kot je fosfor, jim pomaga pri širjenju.

Ko pride do nenadnega povečanja vsebnosti fosforja v sladkovodnem habitatu, to pomeni hitro širjenje alg, imenovano cvetenje, ki vodo obarva zeleno, rdeče ali rjavo. Cvetenje alg lahko tudi posrka kisik iz vode in uniči življenjski prostor za organizme, kot so ribe in rastline. Torej, presežek hranila kajti alge lahko negativno vplivajo na celotno prehranjevalno verigo vodno življenje.

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 kamela dromedary 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 požirek vode. Kljub redkemu dostopu do vode in vročem, suhem podnebju so te živali prilagojene takim življenjskim razmeram. Po drugi strani pa obstajajo rastline, ki najbolje uspevajo v vlažna mesta kot so močvirje in močvirje. Vodni habitati so dom različnim organizmom.

Zavetje

Telo potrebuje zavetje, ki ga bo zaščitilo pred plenilci in slabim vremenom. Ta zavetišča za živali lahko sprejmejo največ različne oblike. Eno samo drevo, na primer, lahko zagotovi varen življenjski prostor številnim organizmom. Gosenica se lahko skrije pod spodnja stran listi. Nizke temperature lahko služijo kot zavetje za gobe chaga. mokro območje blizu drevesnih korenin. Beloglavi orel najde svoj dom v krošnjah, kjer si zgradi gnezdo in pazi na bodoči plen.

Vodni habitat

Živali, ki uporabljajo vodo kot življenjski prostor, imenujemo vodne. Glede na to, katera hranila in kemične spojine so raztopljene v vodi, se določi koncentracija nekaterih vrst vodnih prebivalcev. 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 zdržijo več mesecev brez vlage.

Tudi živali potrebujejo vodo. Večina jih mora redno piti, da prepreči dehidracijo. Za mnoge živali so vodni habitati dom. Na primer, uporabljajo žabe in želve vodni viri 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.

Po mnenju večine avtorjev, ki preučujejo nastanek življenja na Zemlji, je bilo evolucijsko primarno okolje za življenje vodno okolje. Najdemo veliko posrednih potrditev tega stališča. Prvič, večina organizmov ni sposobna aktivnega življenja brez vstopa vode v telo ali vsaj brez vzdrževanja določene količine tekočine v telesu. Notranje okolje organizma, v katerem potekajo glavni fiziološki procesi, očitno še vedno ohranja značilnosti okolja, v katerem je potekala evolucija prvih organizmov. Tako je vsebnost soli v človeški krvi (ki se vzdržuje na razmeroma stalni ravni) blizu tiste v oceanski vodi. Lastnosti vodnega oceanskega okolja so v veliki meri določile kemični in fizični razvoj vseh oblik življenja. Morda je glavna značilnost vodnega okolja njegova relativna konzervativnost. Na primer, amplituda sezonskih ali dnevnih temperaturnih nihanj v vodnem okolju je veliko manjša kot v okolju kopno-zrak. Topografija dna, razlike v pogojih na različnih globinah, prisotnost koralnih grebenov itd. ustvarjanje različnih pogojev v vodnem okolju. 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 evolucija številnih skupin vodnih živali šla v smeri oblikovanja telesnih oblik in vrst gibanja, ki zmanjšujejo upor, kar vodi v zmanjšanje 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 je tudi razlog, da se mehanske vibracije dobro širijo v vodnem okolju. To je bilo zelo 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 njegovi prebivalci prikrajšani za obvezno povezavo s substratom, ki je značilna za kopenske oblike in je povezana s silami gravitacije. Zato obstaja cela skupina vodni organizmi(tako rastline kot živali), ki obstajajo brez obvezne povezave z dnom ali drugim substratom, "plavajo" v vodnem stolpcu. Električna prevodnost je odprla možnost evolucijskega oblikovanja električnih čutil, obrambe in napada.

7. vprašanje. Prizemno-zračno okolje življenja. Za prizemno-zračno okolje je značilna velika raznolikost življenjskih pogojev, ekoloških niš in organizmov, ki jih naseljujejo. Treba je opozoriti, da imajo organizmi primarno vlogo pri oblikovanju pogojev kopno-zračnega okolja življenja, predvsem pa plinske sestave ozračja. Skoraj ves kisik v zemeljskem ozračju je biogenega izvora. Glavne značilnosti prizemno-zračnega okolja so velika amplituda sprememb okoljski dejavniki, heterogenost okolja, delovanje gravitacijskih sil, nizka gostota zraka. Kompleks fizično-geografskih in podnebnih dejavnikov, značilnih za določeno naravno območje, vodi v evolucijsko oblikovanje morfofizioloških prilagoditev organizmov na življenje v teh razmerah, raznolikost življenjskih oblik. Visoka vsebnost kisika v ozračju (približno 21%) določa možnost nastanka visoke (energijske) ravni metabolizem. Za atmosferski zrak je značilna nizka in spremenljiva vlažnost. Ta okoliščina je v veliki meri omejila (omejila) možnosti obvladovanja zemeljsko-zračnega okolja, usmerjala pa je tudi razvoj presnove vode in soli ter strukture dihalnih organov.

8. vprašanje. Tla kot življenjsko okolje . Tla so rezultat delovanja živih organizmov. Organizmi, ki so naselili prizemno-zračno okolje, so privedli do nastanka tal kot edinstvenega habitata. Tla so kompleksen sistem, ki vključuje trdno fazo (mineralni delci), tekočo fazo (vlaga v tleh) in plinasto fazo. Razmerje med temi tremi fazami določa značilnosti tal kot življenjskega okolja. Pomembna lastnost tal je tudi prisotnost določene količine organske snovi. Nastane kot posledica odmiranja organizmov in je del njihovih izločkov (izločkov). Pogoji okolje tal Habitate določajo lastnosti tal, kot so prezračevanje (to je nasičenost z zrakom), vlažnost (prisotnost vlage), toplotna kapaciteta in toplotni režim (dnevne, sezonske, letne temperaturne spremembe). Toplotni režim je v primerjavi s prizemno-zračnim okoljem bolj konservativen, zlasti v velikih globinah. Na splošno imajo tla dokaj stabilne življenjske razmere. Vertikalne razlike so značilne tudi za druge lastnosti tal, na primer prepustnost svetlobe je naravno odvisna od globine. Številni avtorji ugotavljajo vmesni položaj talnega okolja življenja med vodnim in kopensko-zračnim okoljem. V tleh so lahko organizmi, ki dihajo tako po vodi kot po zraku. Navpični gradient prodora svetlobe v zemlji je še bolj izrazit kot v vodi. Mikroorganizmi se nahajajo po vsej debelini tal, rastline (predvsem koreninski sistemi) pa so povezane z zunanjimi horizonti. Za organizme v tleh so značilni posebni organi in načini gibanja (kopanje okončin pri sesalcih; sposobnost spreminjanja debeline telesa; prisotnost specializiranih glavičnih kapsul pri nekaterih vrstah); oblika telesa (okrogla, vulkanska, črvasta); trpežne in fleksibilne prevleke; zmanjšanje oči in izginotje pigmentov. Med prebivalci tal je široko razvita saprofagija - prehranjevanje s trupli drugih živali, gnilimi ostanki itd.

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

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

Na podlagi zgoraj navedenega je treba hidrosfero razdeliti na:

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

Glavna značilnost površinske hidrosfere je, da ne tvori neprekinjenega sloja, 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

Glavni dejavniki okolja v vodnem habitatu so 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.

HABITAT IN NJIHOVE ZNAČILNOSTI

Življenjski pogoji različne vrste organizmi so zelo raznoliki. Glede na to, kje živijo predstavniki različnih vrst, nanje vplivajo različni sklopi okoljskih dejavnikov. Na našem planetu ločimo več glavnih življenjskih okolij, ki se glede na življenjske razmere zelo razlikujejo:

Vodni habitat

· Okolje zemlja-zrak habitat

· Tla kot življenjski prostor

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 - hidrosfera

Voda pokriva 71% površine globus in je 1/800 prostornine zemljišča ali 1370 m 3. 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. Ta razmerja so stalna, čeprav se v naravi kroženje vode nadaljuje brez prestanka.

V vodnem okolju živi približno 150.000 vrst živali in 10.000 rastlin, kar predstavlja le 7 oziroma 8 % celotnega števila vrst na Zemlji. Na podlagi tega so sklepali, da je bil razvoj na kopnem veliko intenzivnejši kot v vodi.

Vsi vodni prebivalci morajo biti kljub razlikam v življenjskem slogu prilagojeni glavnim značilnostim svojega okolja. Te lastnosti so najprej določene z fizične lastnosti vodo:

gostota,

· Toplotna prevodnost,

Sposobnost raztapljanja soli in plinov

· Navpično gibanje vode,

Svetlobni način

Koncentracija vodikovih ionov (raven pH)

Gostota voda določa njegovo pomembno vzgonsko silo. To pomeni, da se teža organizmov v vodi zmanjša in postane mogoče trajno živeti v vodnem stolpcu, ne da bi se potopili na dno. Imenuje se zbirka majhnih vrst, ki niso sposobne hitrega aktivnega plavanja in visijo v vodi plankton.

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.

Zaradi visoke gostote okolja in prisotnosti planktona v vodnem okolju je možen filtracijski način prehranjevanja. Razvit je tako pri plavajočih (kitih) kot pri sesilnih vodnih živalih ( morske lilije, školjke, ostrige). Precejanje suspendiranih snovi iz vode zagotavlja takim živalim hrano. Sedeči življenjski slog bi bil za vodne prebivalce nemogoč, če ne bi bilo zadostne gostote okolja.

Gostota destilirane vode pri temperaturi 4 0 C je enaka 1 g/cm 3 . Gostota naravne vode ki vsebujejo raztopljene soli lahko več, do 1,35 g/cm 3 .

Zaradi velike gostote vode pritisk z globino močno narašča. V povprečju se na vsakih 10 m globine tlak poveča za 1 atmosfero. Globokomorske živali lahko prenesejo pritisk, ki je tisočkrat večji od pritiska na kopnem (iverke, božice). Imajo posebne prilagoditve: obliko telesa, sploščeno na obeh straneh, masivne plavuti. Gostota vode otežuje gibanje v njej, zato morajo imeti hitro plavajoče živali močne mišice in poenostavljeno obliko telesa (delfini, morski psi, lignji, ribe).

Toplotni način. Za vodno okolje je značilno manjše pridobivanje toplote, saj pomemben del se odbije, prav tako pomemben del pa se porabi za izhlapevanje. Voda ima visoko toplotno kapaciteto. Skladno z dinamiko temperatur kopnega izkazujejo tudi temperature vode manjša nihanja dnevnih in sezonskih temperatur. Zato se vodnim prebivalcem ni treba prilagajati hude zmrzali ali 40 stopinj toplote. Samo v toplih izvirih se lahko temperatura vode približa vrelišču. 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.

Značilna lastnost Vodno okolje je njegova mobilnost, zlasti v tekočih, hitro tekočih potokih in rekah. Morja in oceani doživljajo oseke in oseke, močne tokove in nevihte. V jezerih se temperatura vode spreminja zaradi temperature in vetra. Temperaturne spremembe v tekočih vodah sledijo njenim spremembam v okoliškem zraku in imajo manjšo amplitudo.

V jezerih in ribnikih zmernih zemljepisnih širin je voda jasno razdeljena na tri plasti:

V obdobjih stagnacije se jasno razlikujejo tri plasti: zgornja (epilimnion) z najmočnejšimi sezonskimi nihanji temperature vode, srednja (metalimnion ali termoklin), v kateri pride do močnega skoka temperature, in spodnja (hipolimnion), v kjer se temperatura skozi vse leto malo spreminja. Poleti so najtoplejše plasti na površini, najhladnejše pa na dnu. Ta vrsta Porazdelitev temperatur v rezervoarju po plasteh se imenuje NEPOSREDNA STRATIFIKACIJA. Pozimi z znižanjem temperature pride do REVERZNE STRATIFIKACIJE. Površinska plast ima temperaturo blizu ničle. Na dnu je temperatura okoli 4 0 C. Tako temperatura narašča z globino. Posledica tega je motena vertikalna cirkulacija in nastopi obdobje začasne stagnacije - zimska STAGNACIJA.

Z nadaljnjim povišanjem temperature postanejo zgornje plasti vode manj gostote in ne potonejo več - nastopi poletna stagnacija. Jeseni se površinske vode ponovno ohladijo na 4 0 C in potonejo proti dnu, kar povzroči sekundarno mešanje vodnih mas z izravnavo temperature.

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 m - sezonska, globlje postane konstantna in pade na +1-3 ° C (na Arktiki je blizu 0 ° C).

Tako je v vodi kot življenjskem okolju na eni strani precejšnja raznolikost temperaturnih razmer, na drugi pa termodinamične značilnosti vodnega okolja (visoka specifična toplota, visoka toplotna prevodnost, raztezanje pri zmrzovanju) ustvarjajo ugodne razmere za žive organizme.

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. Manj ko je voda prozorna, več svetlobe absorbira. Prozornost vode omejujejo mineralne suspenzije in 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.

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).

Svetloba prodre le do razmeroma majhne globine, zato lahko rastlinski organizmi (fitobentos) obstajajo le v zgornjih horizontih vodnega stolpca. Vklopljeno velike globine rastlin ni, globokomorske živali pa živijo v popolni temi in se edinstveno prilagajajo temu načinu življenja.

Svetlobni dan 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 na Arktiki in Antarktiki, ledeni pokrov pa otežuje, da svetloba pozimi doseže vsa zamrznjena vodna telesa.

Plinski način. Glavna plina v vodi sta kisik in ogljikov dioksid. Ostali so drugotnega pomena (vodikov sulfid, metan).

Omejena količina kisika je ena glavnih težav v življenju vodnih prebivalcev. Skupna vsebnost kisika v zgornjih plasteh vode (kako se imenuje?) je 6-8 ml/l ali v 21-krat nižje kot v atmosferi (zapomnite si številke!).

Vsebnost kisika je obratno sorazmerna s temperaturo. Z naraščanjem temperature in slanosti vode se koncentracija kisika v njej zmanjšuje. V slojih, ki so močno naseljeni z živalmi in bakterijami, lahko pride do pomanjkanja kisika zaradi povečane porabe kisika. Tako je v Svetovnem oceanu za življenje bogate globine od 50 do 1000 metrov značilno močno poslabšanje prezračevanja. Je 7-10-krat nižja kot v površinskih vodah, naseljenih s fitoplanktonom. Pogoji blizu dna rezervoarjev so lahko blizu anaerobnim.

V vodnih telesih je včasih lahko zamrzne– množična smrt prebivalcev zaradi pomanjkanja kisika. Razlogi so stoječe razmere v majhnih rezervoarjih. Prekrivanje površine rezervoarja z ledom pozimi, onesnaževanje rezervoarja, zvišanje temperature vode. Pri koncentraciji kisika pod 0,3-3,5 ml/l je življenje aerobov v vodi nemogoče.

Ogljikov dioksid. Načini vstopa ogljikovega dioksida v vodo:

· Raztapljanje ogljika v zraku;

· Dihanje vodnih organizmov;

· Razgradnja organskih ostankov;

· Sproščanje karbonatov.

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 naravnih voda, ki vsebujejo raztopljene soli, je lahko večja, 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 pa 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, praživali, meduze, sifonoforji, klanoforji, pteropodi in mehkužci kobilice, različni mali 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 s zračno okolje. 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 vodnega življenja 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.