4.1. Su habitatı. Hidrobiyontların adaptasyonunun özgüllüğü

Bir habitat olarak suyun bir numarası vardır. belirli özellikler yüksek yoğunluk, güçlü basınç düşüşleri, nispeten düşük oksijen içeriği, güneş ışığının güçlü emilimi, vb. Gibi. Bentik organizmaların yaşamı için toprağın özellikleri, organik kalıntıların ayrışma şekli vb. önemlidir.Bu nedenle, su ortamının genel özelliklerine adaptasyonların yanı sıra, sakinleri de çeşitli özel koşullara adapte edilmelidir. . Su ortamının sakinleri ekolojide ortak bir isim aldı hidrobiyontlar. Okyanuslarda, karasal sularda ve yeraltı sularında yaşarlar. Herhangi bir rezervuarda, koşullara göre bölgeler ayırt edilebilir.

4.1.1. Dünya Okyanusunun ekolojik bölgeleri

Okyanusta ve onu oluşturan denizlerde, başlıca iki ekolojik alan ayırt edilir: su sütunu - pelagial ve alt bental (Şek. 38). Derinliğe bağlı olarak, bental ayrılır altlittoral bölge - arazide yaklaşık 200 m derinliğe kadar düzgün bir düşüş alanı, banyo– dik eğim alanı ve abisal bölge– ortalama 3-6 km derinliğe sahip okyanus yatağı alanı. Okyanus tabanının çöküntülerine karşılık gelen bentalin daha derin bölgelerine bile denir. ultraabyssal. Yüksek gelgitlerde sular altında kalan kıyı kenarına denir. kıyısal. Gelgit seviyesinin üzerinde, kıyının dalgaların su sıçramalarıyla nemlendirdiği kısmına denir. supralittoral.

Pirinç. 38. Dünya Okyanusunun ekolojik bölgeleri

Örneğin, sublittoral sakinlerinin nispeten düşük basınç, gündüz güneş ışığı ve genellikle sıcaklıkta oldukça önemli değişiklikler koşullarında yaşamaları doğaldır. Abisal ve ultra abisal derinliklerin sakinleri karanlıkta, sabit bir sıcaklıkta ve birkaç yüz, bazen de yaklaşık bin atmosferlik korkunç bir basınçta bulunur. Bu nedenle, Bentali'nin hangi bölgesinde bir veya daha fazla organizma türünün yaşadığının bir göstergesi, zaten hangi genel ekolojik özelliklere sahip olması gerektiğini gösterir. Okyanus tabanının tüm nüfusu seçildi bentolar.

Su sütununda veya pelagialde yaşayan organizmalar, pelagolar. Pelagial ayrıca bental bölgelere derinlemesine karşılık gelen dikey bölgelere ayrılmıştır: epipelagial, banyo tipi, abissopelagial. Epipelajik bölgenin alt sınırı (en fazla 200 m), güneş ışığının fotosentez için yeterli miktarda girmesiyle belirlenir. Fotosentetik bitkiler bu bölgelerden daha derinde var olamazlar. Alacakaranlık banyosu ve karanlık dipsiz derinliklerde sadece mikroorganizmalar ve hayvanlar yaşar. Diğer tüm su kütlelerinde de farklı ekolojik bölgeler ayırt edilir: göller, bataklıklar, göletler, nehirler, vb. Tüm bu habitatlara hakim olan hidrobiyontların çeşitliliği çok büyüktür.

4.1.2. Su ortamının temel özellikleri

su yoğunluğu suda yaşayan organizmaların hareketi ve farklı derinliklerde basınç için koşulları belirleyen bir faktördür. Damıtılmış su için yoğunluk 4°C'de 1 g/cm3'tür. Çözünmüş tuzlar içeren doğal suların yoğunluğu, 1.35 g/cm3'e kadar daha yüksek olabilir. Basınç, derinlikle birlikte ortalama olarak her 10 m'de yaklaşık 1 10 5 Pa (1 atm) artar.

Su kütlelerindeki keskin basınç gradyanı nedeniyle, hidrobiyontlar genellikle kara organizmalarından çok daha öribatiktir. Farklı derinliklerde dağılmış bazı türler, birkaç ila yüzlerce atmosfer arasındaki baskıya dayanır. Örneğin, Elpidia cinsinin holothurianları ve Priapulus caudatus solucanları, kıyı bölgesinden ultraabyssal'e kadar yaşar. Kirpikli ayakkabılar, suvoyi, yüzücü böcekler vb. gibi tatlı su sakinleri bile deneyde 6 107 Pa'ya (600 atm) kadar dayanabilir.

Bununla birlikte, denizlerin ve okyanusların birçok sakini nispeten duvardan duvara ve belirli derinliklerle sınırlı. Stenobatnost, çoğunlukla sığ ve derin deniz türlerinin karakteristiğidir. Sadece kıyıda annelid solucan Arenicola, yumuşakça yumuşakçaları (Patella) yaşar. Olta balıkçıları, kafadanbacaklılar, kabuklular, pogonoforlar gibi birçok balık, deniz yıldızları ve diğerleri sadece üzerinde bulunur büyük derinlikler ah en az 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400–500 atm) basınçta.

Suyun yoğunluğu, özellikle iskelet dışı formlar için önemli olan üzerine eğilmeyi mümkün kılar. Ortamın yoğunluğu, suda yükselmek için bir koşul olarak hizmet eder ve birçok hidrobiyont, tam olarak bu yaşam biçimine uyarlanmıştır. Suda asılı duran organizmalar, özel bir ekolojik hidrobiyot grubu halinde birleştirilir - plankton ("planktos" - yükselen).

Pirinç. 39. Planktonik organizmalarda vücudun nispi yüzeyinde bir artış (S. A. Zernov, 1949'a göre):

A - çubuk şeklindeki formlar:

1 – diatom Synedra;

2 – siyanobakteri Aphanizomenon;

3 – peridin yosunu Amphisolenia;

4 – Euglena akus;

5 – kafadanbacaklı Doratopsis vermicularis;

6 – kopepod Setella;

7 - Porcellana larvası (Decapoda)

B - disseke formlar:

1 – yumuşakça Glaucus atlanticus;

2 – solucan Tomopetis euchaeta;

3 – Palinurus kerevit larvası;

4 - maymunbalığı Lophius larvaları;

5 – kopepod Calocalanus pavo

Plankton, tek hücreli ve kolonyal algler, protozoa, denizanası, sifonoforlar, ctenophores, pteropodlar ve omurgalı yumuşakçalar, çeşitli küçük kabuklular, dip hayvanlarının larvaları, balık yumurtaları ve yavruları ve daha birçoklarını içerir (Şekil 39). Planktonik organizmalar, kaldırma kuvvetlerini artıran ve dibe batmalarını önleyen birçok benzer adaptasyona sahiptir. Bu tür uyarlamalar şunları içerir: 1) boyuttaki azalma, düzleşme, uzama, suya karşı sürtünmeyi artıran çok sayıda çıkıntı veya kıl gelişimi nedeniyle vücudun nispi yüzeyinde genel bir artış; 2) iskeletin azalması, vücutta yağ birikmesi, gaz kabarcıkları vb. nedeniyle yoğunlukta bir azalma. Diatomlarda, yedek maddeler ağır nişasta şeklinde değil, yağ damlaları şeklinde biriktirilir. Gece lambası Noctiluca, hücrede o kadar çok sayıda gaz vakuolleri ve yağ damlacıkları ile ayırt edilir ki, içindeki sitoplazma, yalnızca çekirdeğin etrafında birleşen iplikler gibi görünür. Sifonoforlar, bir dizi denizanası, planktonik karındanbacaklılar ve diğerleri de hava odalarına sahiptir.

Deniz yosunu (fitoplankton)Çoğu planktonik hayvan aktif olarak yüzebilir, ancak sınırlı bir ölçüde. Planktonik organizmalar akıntıların üstesinden gelemezler ve onlar tarafından uzun mesafelerde taşınırlar. birçok türde zooplankton ancak hem aktif hareketlerinden dolayı hem de vücutlarının kaldırma kuvvetini düzenleyerek su sütununda onlarca ve yüzlerce metre dikey göç edebilirler. Ekolojik grup, özel bir plankton türüdür. nötron ("nein" - yüzmek için) - hava sınırındaki yüzey su filminin sakinleri.

Suyun yoğunluğu ve viskozitesi, aktif yüzme olasılığını büyük ölçüde etkiler. Hızlı yüzebilen ve akıntıların gücünü yenebilen hayvanlar, ekolojik bir grupta birleştirilir. nekton ("nektos" - yüzer). Nekton temsilcileri balık, kalamar, yunuslardır. Su sütunundaki hızlı hareket, yalnızca aerodinamik bir vücut şekli ve oldukça gelişmiş kasların varlığında mümkündür. Torpido şeklindeki form, sistematik bağlantılarına ve sudaki hareket yöntemine bakılmaksızın tüm iyi yüzücüler tarafından geliştirilmiştir: uzuvların yardımıyla vücudu bükerek reaktif.

Oksijen modu. Oksijenle doymuş suda içeriği, atmosferdekinden 21 kat daha düşük olan 1 litre başına 10 ml'yi geçmez. Bu nedenle, hidrobiyontların solunum koşulları çok daha karmaşıktır. Oksijen, esas olarak alglerin fotosentetik aktivitesi ve havadan difüzyon nedeniyle suya girer. Bu nedenle, su sütununun üst katmanları, kural olarak, bu gazda alt katmanlardan daha zengindir. Suyun sıcaklığındaki ve tuzluluğundaki artışla, içindeki oksijen konsantrasyonu azalır. Hayvanlar ve bakterilerin yoğun olarak yaşadığı katmanlarda, artan tüketimi nedeniyle keskin bir O 2 eksikliği oluşturulabilir. Örneğin, Dünya Okyanusunda, 50 ila 1000 m arasında yaşam açısından zengin derinlikler, havalandırmada keskin bir bozulma ile karakterize edilir - fitoplanktonların yaşadığı yüzey sularından 7-10 kat daha düşüktür. Su kütlelerinin dibine yakın koşullar anaerobik yakın olabilir.

Suda yaşayanlar arasında, sudaki oksijen içeriğindeki geniş dalgalanmaları neredeyse tamamen yok olana kadar tolere edebilen birçok tür vardır. (eurioksibiyontlar - "oksi" - oksijen, "biyont" - sakin). Bunlara örneğin tatlı su oligochaetes Tubifex tubifex, gastropodlar Viviparus viviparus dahildir. Balıklar arasında sazan, kadife balığı, havuz balığı, suyun oksijenle çok düşük doygunluğuna dayanabilir. Ancak bir takım türler stenoksibiyont - sadece oksijenle yeterince yüksek bir su doygunluğunda var olabilirler (gökkuşağı alabalığı, kahverengi alabalık, minnow, siliyer solucan Planaria alpina, mayıs sineği larvaları, taş sineği vb.). Birçok tür, oksijen eksikliği ile inaktif bir duruma düşebilir - anoksibiyoz - ve böylece olumsuz bir dönem yaşarlar.

Hidrobiyontların solunması ya vücudun yüzeyinden ya da özel organlar - solungaçlar, akciğerler, trakea yoluyla gerçekleştirilir. Bu durumda, kapaklar ek bir solunum organı görevi görebilir. Örneğin, çoprabalığı deri yoluyla ortalama olarak %63'e kadar oksijen tüketir. Gaz değişimi vücudun bütünlüğü yoluyla gerçekleşirse, çok incedirler. Yüzey arttırılarak nefes alma da kolaylaşır. Bu, türlerin evrimi sırasında çeşitli büyüme, düzleşme, uzama ve vücut boyutunda genel bir azalma ile elde edilir. Oksijen eksikliği olan bazı türler, solunum yüzeyinin boyutunu aktif olarak değiştirir. Tubifex tubifex solucanları vücudu güçlü bir şekilde uzatır; hidralar ve deniz anemonları - dokunaçlar; derisidikenliler - ambulakral bacaklar. Pek çok hareketsiz ve hareketsiz hayvan, ya yönlendirilmiş akımını oluşturarak ya da karıştırılmasına katkıda bulunan salınım hareketleriyle etraflarındaki suyu yeniler. Bu amaçla, çift kabuklu yumuşakçalar, manto boşluğunun duvarlarını kaplayan kirpikleri kullanır; kabuklular - karın veya torasik bacakların işi. Sülükler, çınlayan sivrisineklerin larvaları (kan kurdu), birçok oligochaet, vücudu yerden sarkarak sallar.

Bazı türler, su ve hava solunumunun bir kombinasyonuna sahiptir. Bunlar, akciğerli balıklar, disophant sifonoforlar, birçok pulmoner yumuşakça, kabuklular Gammarus lacustris ve diğerleridir.İkincil su hayvanları, genellikle enerjik olarak daha uygun olan atmosferik solunum tipini korur ve bu nedenle hava ile temasa ihtiyaç duyar, örneğin, yüzgeçayaklılar, deniz memelileri, su böcekleri, sivrisinek larvaları vb.

Sudaki oksijen eksikliği bazen felaket olaylarına yol açar - zamora birçok hidrobiyontun ölümüyle birlikte. kış donuyor genellikle su kütlelerinin yüzeyinde buz oluşumundan ve hava ile temasın sona ermesinden kaynaklanır; yaz- bunun sonucunda su sıcaklığında bir artış ve oksijenin çözünürlüğünde bir azalma.

Örneğin, Batı Sibirya Ovası'nın bataklık alanlarından akan suları çözünmüş oksijen açısından son derece zayıf olan Ob Nehri havzasının alt kısmı için, kışın balıkların ve birçok omurgasızın sık ölümü tipiktir. Bazen zamora denizlerde meydana gelir.

Oksijen eksikliğine ek olarak, rezervuarların dibinde organik maddelerin ayrışması sonucu oluşan su - metan, hidrojen sülfür, CO2 vb. zehirli gazların konsantrasyonundaki artış ölümlere neden olabilir. .

Tuz modu. Hidrobiyontların su dengesini korumanın kendine has özellikleri vardır. Karasal hayvanlar ve bitkiler için, eksikliği koşullarında vücuda su sağlamak en önemli şeyse, hidrobiyontlar için çevrede fazla olduğunda vücutta belirli bir miktarda su tutmak daha az önemli değildir. Hücrelerde aşırı miktarda su, ozmotik basınçlarında bir değişikliğe ve en önemli hayati fonksiyonların ihlal edilmesine yol açar.

Çoğu su yaşamı poikilosmotik: vücutlarındaki ozmotik basınç, çevredeki suyun tuzluluğuna bağlıdır. Bu nedenle, suda yaşayan organizmaların tuz dengesini korumanın ana yolu, uygun olmayan tuzluluktaki habitatlardan kaçınmaktır. Tatlı su formları denizlerde yaşayamaz, deniz formları tuzdan arındırmaya tolerans göstermez. Suyun tuzluluğu değişebilirse, hayvanlar uygun bir ortam arayışı içinde hareket eder. Örneğin, şiddetli yağışlardan sonra denizin yüzey katmanlarının tuzdan arındırılması sırasında, radyolaryalılar, deniz kabukluları Calanus ve diğerleri 100 m derinliğe inerler Omurgalılar, yüksek kerevitler, böcekler ve suda yaşayan larvaları homoiosmotik sudaki tuz konsantrasyonundan bağımsız olarak vücutta sabit bir ozmotik basıncı koruyan türler.

Tatlı su türlerinde vücut suları çevredeki suya göre hipertoniktir. Alımları engellenmedikçe veya fazla su vücuttan atılmadıkça aşırı sulanma tehlikesi altındadırlar. Protozoalarda bu, boşaltım vakuollerinin çalışmasıyla, çok hücreli organizmalarda suyun boşaltım sistemi yoluyla uzaklaştırılmasıyla sağlanır. Bazı siliatlar her 2-2,5 dakikada bir vücut hacmine eşit miktarda su bırakır. Hücre, fazla suyu “pompalamak” için çok fazla enerji harcar. Tuzluluktaki artışla birlikte, vakuollerin çalışması yavaşlar. Böylece, Paramecium ayakkabılarında, %2,5 o su tuzluluğunda, vakuol 9 s aralıklarla, %5 o - 18 s'de, %7,5 o - 25 s'de titreşir. % 17.5 o tuz konsantrasyonunda, hücre ve dış ortam arasındaki ozmotik basınç farkı ortadan kalktığı için vakuol çalışmayı durdurur.

Su, hidrobiyontların vücut sıvılarına göre hipertonik ise, ozmotik kayıpların bir sonucu olarak dehidrasyonla tehdit edilirler. Dehidrasyona karşı koruma, hidrobiyontların gövdesinde de tuz konsantrasyonunun arttırılmasıyla sağlanır. Dehidrasyon, memeliler, balıklar, yüksek kerevitler, suda yaşayan böcekler ve bunların larvaları gibi homoiosmotik organizmaların su geçirmez örtüleri tarafından önlenir.

Birçok poikilosmotik tür, artan tuzluluk ile vücuttaki su eksikliğinin bir sonucu olarak inaktif duruma - askıya alınmış bir animasyona girer. Bu, deniz suyu havuzlarında ve kıyı bölgesinde yaşayan türlerin özelliğidir: rotiferler, kamçılılar, siliatlar, bazı kabuklular, Karadeniz poliketleri Nereisdivsicolor, vb. tuz hazırda bekletme- suyun değişken tuzluluk koşullarında elverişsiz dönemlerde hayatta kalmanın bir yolu.

Tamamen örihalin Suda yaşayanlar arasında hem tatlı hem de tuzlu suda aktif halde yaşayabilen çok fazla tür yoktur. Bunlar esas olarak nehir ağızlarında, haliçlerde ve diğer acı su kütlelerinde yaşayan türlerdir.

sıcaklık rejimi su kütleleri karadan daha kararlıdır. Bu, suyun fiziksel özelliklerinden, özellikle önemli miktarda ısının alınmasının veya salınmasının çok keskin sıcaklık değişikliklerine neden olmaması nedeniyle yüksek özgül ısı kapasitesinden kaynaklanmaktadır. Yaklaşık 2263.8 J/g tüketen su kütlelerinin yüzeyinden suyun buharlaşması, alt katmanların aşırı ısınmasını önler ve füzyon ısısını (333.48 J/g) serbest bırakan buz oluşumunun soğumasını yavaşlatır.

Okyanusun üst katmanlarındaki yıllık sıcaklık dalgalanmalarının genliği 10-15 °C'den fazla değildir, kıtasal su kütlelerinde ise 30-35 °C'dir. Derin su katmanları sabit sıcaklık ile karakterize edilir. ekvator sularında ortalama yıllık sıcaklık yüzey katmanları +(26–27) °С, kutupsal katmanlarda - yaklaşık 0 °C ve altı. Sıcak yer kaynaklarında su sıcaklığı +100 °C'ye yaklaşabilmekte, okyanus tabanında yüksek basınçta olan su altı gayzerlerinde ise +380 °C sıcaklık kaydedilmiştir.

Bu nedenle, rezervuarlarda oldukça önemli bir sıcaklık koşulları çeşitliliği vardır. İçlerinde ifade edilen mevsimsel sıcaklık dalgalanmaları olan üst su katmanları ile termal rejimin sabit olduğu alt olanlar arasında, bir sıcaklık sıçraması veya termoklin bölgesi vardır. Termoklin, dış ve derin sular arasındaki sıcaklık farkının daha fazla olduğu ılık denizlerde daha belirgindir.

Hidrobiyontlar arasında suyun daha kararlı sıcaklık rejimi nedeniyle, arazi popülasyonundan çok daha büyük ölçüde, stenotermi yaygındır. Eurythermal türler, esas olarak sığ kıtasal su kütlelerinde ve günlük ve mevsimsel sıcaklık dalgalanmalarının önemli olduğu yüksek ve ılıman enlemlerdeki denizlerin kıyılarında bulunur.

Işık modu. Suda havaya göre çok daha az ışık vardır. Rezervuarın yüzeyine gelen ışınların bir kısmı havaya yansır. Yansıma, Güneş'in konumu ne kadar düşükse o kadar güçlüdür, bu nedenle su altındaki gün karadakinden daha kısadır. Örneğin, Madeira adasının yakınında 30 m derinlikte bir yaz günü 5 saat, 40 m derinlikte ise sadece 15 dakikadır. Derinlik ile ışık miktarındaki hızlı azalma, su tarafından emilmesinden kaynaklanmaktadır. Farklı dalga boylarına sahip ışınlar farklı şekilde emilir: kırmızı olanlar yüzeye yakın kaybolurken mavi-yeşil olanlar daha derine nüfuz eder. Okyanusta derinleşen alacakaranlık önce yeşil, sonra mavi, mavi ve mavi-mor, sonunda yerini sürekli karanlığa bırakıyor. Buna göre yeşil, kahverengi ve kırmızı algler, farklı dalga boylarındaki ışığı yakalama konusunda uzmanlaşmış, derinlikle birbirinin yerini alır.

Hayvanların rengi de aynı şekilde derinlikle değişir. Kıyı ve alt kıyı bölgelerinin sakinleri en parlak ve çeşitli renklerdedir. Mağara canlıları gibi birçok derin organizmada pigment yoktur. Alacakaranlık kuşağında, bu derinliklerde mavi-mor ışığın tamamlayıcısı olan kırmızı renklenme yaygındır. Ek renk ışınları vücut tarafından en fazla emilir. Bu, mavi-mor ışınlardaki kırmızı renkleri görsel olarak siyah olarak algılandığından, hayvanların düşmanlardan saklanmalarını sağlar. Alacakaranlık kuşağının levrek, kırmızı mercan, çeşitli kabuklular, vb. Gibi hayvanları için kırmızı renk tipiktir.

Su kütlelerinin yüzeyine yakın yaşayan bazı türlerde gözler, ışınları farklı kırma yetenekleriyle iki kısma ayrılır. Gözün bir yarısı havada, diğer yarısı suda görür. Böyle bir "dört gözlülük", dönen böceklerin, Amerikan balığı Anableps tetraphthalmus'un, blennies Dialommus fuscus'un tropikal türlerinden birinin özelliğidir. Bu balık gelgitin alçaldığı zamanlarda girintilerde oturur ve kafasının bir kısmını sudan çıkarır (bkz. Şekil 26).

Işığın emilimi ne kadar güçlü olursa, içinde asılı kalan parçacıkların sayısına bağlı olarak suyun şeffaflığı o kadar düşük olur.

Şeffaflık, yaklaşık 20 cm çapında (Secchi diski) özel olarak indirilmiş beyaz bir diskin hala görülebildiği maksimum derinlik ile karakterize edilir. En şeffaf sular Sargasso Denizi'nde: disk 66,5 m derinliğe kadar görülebilir, Pasifik Okyanusunda, Secchi diski 59 m'ye kadar, Hint Okyanusu'nda - 50'ye kadar, sığ denizlerde - yukarı 5-15 m Nehirlerin şeffaflığı ortalama 1–1.5 m'dir ve en çamurlu nehirlerde, örneğin Orta Asya Amu Darya ve Syr Darya'da, sadece birkaç santimetredir. Fotosentez bölgesinin sınırı bu nedenle farklı su kütlelerinde büyük ölçüde değişir. En berrak sularda öforik Bölge veya fotosentez bölgesi, 200 m'den fazla olmayan derinliklere kadar uzanır, alacakaranlık veya disfotik, bölge 1000-1500 m'ye kadar derinlikleri kaplar ve daha derinlerde afotik bölge, güneş ışığı hiç girmez.

Su kütlelerinin üst katmanlarındaki ışık miktarı, bölgenin enlemine ve yılın zamanına bağlı olarak büyük ölçüde değişir. Uzun kutup geceleri, Kuzey Kutbu ve Antarktika havzalarında fotosentez için mevcut süreyi büyük ölçüde sınırlar ve buz örtüsü, kışın tüm dondurucu su kütlelerine ışığın ulaşmasını zorlaştırır.

Okyanusun karanlık derinliklerinde organizmalar, canlıların yaydığı ışığı görsel bilgi kaynağı olarak kullanırlar. Canlı bir organizmanın parıltısına denir biyolüminesans. Işıltılı türler, protozoadan balığa kadar hemen hemen tüm su hayvanı sınıflarında ve ayrıca bakteriler, alt bitkiler ve mantarlar arasında bulunur. Biyolüminesans, farklı evrim aşamalarında farklı gruplarda birçok kez yeniden ortaya çıkmış gibi görünüyor.

Biyolüminesansın kimyası artık oldukça iyi anlaşılmıştır. Işık üretmek için kullanılan reaksiyonlar çeşitlidir. Ancak her durumda, bu karmaşık organik bileşiklerin oksidasyonudur. (lusiferinler) protein katalizörleri kullanarak (lusiferaz). Lusiferinler ve lusiferazlar farklı organizmalarda farklı yapılara sahiptir. Reaksiyon sırasında, uyarılmış lusiferin molekülünün fazla enerjisi ışık kuantumları şeklinde salınır. Canlı organizmalar, genellikle dış ortamdan gelen uyaranlara yanıt olarak, uyarılar halinde ışık yayarlar.

Işıma, türlerin yaşamında özel bir ekolojik rol oynamayabilir, ancak örneğin bakterilerde veya alt bitkilerde olduğu gibi hücrelerin hayati aktivitesinin bir yan ürünü olabilir. Sadece yeterince gelişmiş bir sinir sistemi ve görme organları olan hayvanlarda ekolojik önem kazanır. Birçok türde, ışık veren organlar, radyasyonu güçlendiren bir yansıtıcı ve mercek sistemi ile çok karmaşık bir yapı kazanır (Şekil 40). Işık üretemeyen bir dizi balık ve kafadanbacaklı, bu hayvanların özel organlarında çoğalan simbiyotik bakterileri kullanır.

Pirinç. 40. Suda yaşayan hayvanların aydınlık organları (S. A. Zernov, 1949'a göre):

1 - dişli ağzı üzerinde bir el feneri olan derin deniz fener balığı;

2 - bu ailenin balıklarında ışık veren organların dağılımı. Mysophidae;

3 - balık Argyropelecus affinis'in aydınlık organı:

a - pigment, b - reflektör, c - aydınlık gövde, d - lens

Biyolüminesans, hayvanların yaşamında esas olarak bir sinyal değerine sahiptir. Işık sinyalleri sürüde oryantasyon, karşı cinsten bireyleri cezbetmek, kurbanları cezbetmek, maskelemek veya dikkati dağıtmak için kullanılabilir. Işığın parlaması, bir avcıya karşı bir savunma olabilir, onu kör edebilir veya yönünü şaşırtır. Örneğin, derin deniz mürekkepbalığı, düşmandan kaçarak, parlak bir salgı bulutu salarken, aydınlatılmış sularda yaşayan türler bu amaçla koyu renkli bir sıvı kullanır. Bazı dip solucanlarında - poliketler - parlak organlar üreme ürünlerinin olgunlaşma döneminde gelişir ve dişiler daha parlak parlar ve erkeklerde gözler daha iyi gelişir. Fener balığı takımından yırtıcı derin deniz balıklarında, sırt yüzgecinin ilk ışını üst çeneye kaydırılır ve sonunda solucan benzeri bir "yem" - sümük ile dolu bir bez taşıyan esnek bir "çubuğa" dönüştürülür. parlak bakteri ile. Beze giden kan akışını ve dolayısıyla bakteriye oksijen tedarikini düzenleyerek, balık keyfi olarak "yemin" parlamasına neden olabilir, solucanın hareketlerini taklit edebilir ve avı cezbedebilir.

Karasal ortamlarda, biyolüminesans yalnızca birkaç türde, çoğu da alacakaranlıkta veya geceleri karşı cinsten bireyleri çekmek için ışık sinyali kullanan ateş böceği ailesinden böceklerde gelişir.

4.1.3. Hidrobiyontların bazı özel uyarlamaları

Su ortamında hayvanların oryantasyon yolları. Sürekli alacakaranlık veya karanlıkta yaşamak, olasılıkları büyük ölçüde sınırlar görsel yönlendirme hidrobiyontlar. Işık ışınlarının sudaki hızlı zayıflamasıyla bağlantılı olarak, iyi gelişmiş görme organlarının sahipleri bile yardımlarıyla kendilerini yalnızca yakın mesafeden yönlendirirler.

Ses suda havada olduğundan daha hızlı yayılır. Ses Yönü genellikle suda yaşayan organizmalarda görsel olandan daha iyi gelişmiştir. Bazı türler çok düşük frekanslı titreşimleri bile yakalar. (infrasoundlar), dalgaların ritmi değiştiğinde ortaya çıkar ve fırtınadan önce yüzey katmanlarından daha derinlere (örneğin denizanası) iner. Su kütlelerinin birçok sakini - memeliler, balıklar, yumuşakçalar, kabuklular - kendileri ses çıkarır. Kabuklular bunu vücudun farklı kısımlarını birbirine sürterek gerçekleştirirler; balık - yüzme kesesi, faringeal dişler, çeneler, göğüs yüzgeçlerinin ışınları ve başka yollarla. Ses sinyali en çok, örneğin bir sürüde oryantasyon, karşı cinsten bireyleri cezbetmek vb. gibi tür içi ilişkiler için kullanılır ve özellikle karanlıkta yaşayan çamurlu sularda ve büyük derinliklerde yaşayanlarda geliştirilmiştir.

Bir dizi hidrobiyont yiyecek arar ve kullanarak navigasyon yapar. ekolokasyon– yansıyan ses dalgalarının algılanması (cetacean). Birçok yansıyan elektriksel darbeleri almak yüzerken farklı frekanslarda deşarjlar üretir. Yaklaşık 300 balık türünün elektrik üretebildiği ve bunu yönlendirme ve sinyalizasyon için kullanabildiği bilinmektedir. Tatlı su fil balığı (Mormyrus kannume), görme yardımı olmadan sıvı çamur üzerinde avladığı omurgasızları tespit etmek için saniyede 30 adede kadar darbe gönderir. Bazı deniz balıklarında boşalma sıklığı saniyede 2000 darbeye ulaşır. Bazı balıklar da savunma ve saldırı için elektrik alanları kullanır (elektrikli vatoz, elektrikli yılan balığı vb.).

Derinlik oryantasyonu için hidrostatik basınç algısı. Statokistler, gaz odaları ve diğer organların yardımıyla gerçekleştirilir.

Tüm su hayvanlarının karakteristik özelliği olan en eski yönelim yolu, çevre kimyasının algılanması. Birçok suda yaşayan organizmanın kemoreseptörleri son derece hassastır. Birçok balık türünün karakteristik özelliği olan bin kilometrelik göçlerde, esas olarak koku alarak, yumurtlama veya beslenme alanları bularak şaşırtıcı bir doğrulukla yol alırlar. Örneğin, koku alma duyusunu yapay olarak kaybetmiş somon balığının, nehirlerinin ağzını bulamadığı, yumurtlamaya geri döndüğü deneysel olarak kanıtlanmıştır, ancak kokuları algılayabilirlerse asla yanılmazlar. Özellikle uzak göçler yapan balıklarda koku alma duyusunun inceliği son derece büyüktür.

Kuruyan rezervuarlarda yaşama adaptasyonların özellikleri. Yeryüzünde, nehir taşkınları, şiddetli yağışlar, kar erimesi vb. sonrasında ortaya çıkan birçok geçici, sığ rezervuar vardır. Bu rezervuarlarda, varlıklarının kısalığına rağmen, çeşitli su organizmaları yerleşir.

Kuruyan havuzların sakinlerinin ortak özelliği, kısa sürede çok sayıda yavru üretebilmeleri ve susuz uzun süre dayanabilmeleridir. Aynı zamanda, birçok türün temsilcileri, azaltılmış hayati aktivite durumuna geçerek silt içine gömülür - hipobiyoz. Kalkanlar, kladoceranlar, planaryanlar, oligochaete solucanları, yumuşakçalar ve hatta balıklar böyle davranır - çoprabalığı, Afrika protopterus ve Güney Amerika akciğer balığı lepidosiren. Ayçiçekleri, siliatlar, rizopodlar, bir dizi kopepod, turbellar, Rhabditis cinsinin nematodları gibi birçok küçük tür, kuraklığa dayanıklı kistler oluşturur. Diğerleri, yüksek dirençli yumurta aşamasında olumsuz bir dönem yaşar. Son olarak, kuruyan su kütlelerinin bazı küçük sakinleri, bir film durumuna kadar kuruma ve nemlendirildiğinde büyüme ve gelişmeye devam etme konusunda benzersiz bir yeteneğe sahiptir. Vücudun tamamen dehidrasyonunu tolere etme yeteneği, Callidina, Philodina, vb. cinsinin rotiferlerinde, Macrobiotus, Echiniscus, Tylenchus, Plectus, Cephalobus, vb. cinslerinin nematodlarında bulundu. yosunlar ve likenler ve nem rejimindeki ani değişikliklere uyarlanmıştır.

Bir gıda türü olarak filtreleme. Birçok suda yaşayan organizmanın özel bir beslenme doğası vardır - bu, suda asılı duran organik kökenli parçacıkların ve çok sayıda küçük organizmanın elenmesi veya çökeltilmesidir (Şekil 41).

Pirinç. 41. Barents Denizi'nden ascidia'nın planktonik gıdalarının bileşimi (S. A. Zernov, 1949'a göre)

Av aramak için fazla enerji gerektirmeyen bu besleme yöntemi, laminabranch yumuşakçalar, sapsız ekinodermler, poliketler, bryozoanlar, ascidianlar, planktonik kabuklular vb. için karakteristiktir (Şekil 42). Filtreyle beslenen hayvanlar, su kütlelerinin biyolojik arıtımında önemli bir rol oynar. 1 m2'lik bir alanda yaşayan midyeler, manto boşluğundan günde 150-280 m3 su geçirerek asılı parçacıkları çökeltebilir. Tatlı su daphnia, cyclops veya okyanustaki en büyük kabuklu Calanus finmarchicus, kişi başına günde 1,5 litreye kadar suyu filtreler. Okyanusun kıyı bölgesi, özellikle süzme organizmalarının birikimi açısından zengin, etkili bir temizleme sistemi olarak çalışır.

Pirinç. 42. Hidrobiyontların filtreleme cihazları (S. A. Zernov, 1949'a göre):

1 – Bir taş üzerindeki Simulium tatarcık larvaları (a) ve bunların süzme uzantıları (b);

2 - kabuklu Diaphanosoma brachyurum'un filtreleme ayağı;

3 - ascidian Phasullia'nın solungaç yarıkları;

4 – filtrelenmiş bağırsak içeriğine sahip kabuklu Bosmina;

5 – siliatların besin akımı Bursaria

Çevrenin özellikleri, büyük ölçüde, sakinlerinin uyum yollarını, yaşam biçimlerini ve kaynakları kullanma biçimlerini, neden-sonuç bağımlılıkları zincirleri yaratmayı belirler. Bu nedenle, yüksek su yoğunluğu planktonun varlığını mümkün kılar ve suda yüzen organizmaların varlığı, hayvanların yerleşik bir yaşam tarzının da mümkün olduğu filtrasyon tipi bir beslenmenin geliştirilmesi için bir ön koşuldur. Sonuç olarak, biyosferik öneme sahip su kütlelerinin kendi kendini arındırması için güçlü bir mekanizma oluşur. Tek hücreli protozoalardan omurgalılara kadar hem bentik hem de pelajik çok sayıda hidrobiyont içerir. Hesaplamalara göre, ılıman bölgenin göllerindeki tüm su, büyüme mevsimi boyunca birkaç ila onlarca kez hayvanların filtrasyon cihazından geçirilir ve Dünya Okyanusunun tüm hacmi birkaç gün boyunca filtrelenir. Çeşitli antropojenik etkilerle filtre besleyicilerinin faaliyetinin bozulması, suların saflığının korunması için ciddi bir tehdit oluşturur.

4.2. Yer-hava yaşam ortamı

Yer-hava ortamı, çevresel koşullar açısından en zor olanıdır. Karadaki yaşam, yalnızca yeterince yüksek düzeyde bitki ve hayvan organizasyonu ile mümkün olan bu tür uyarlamaları gerektiriyordu.

4.2.1. Karasal organizmalar için ekolojik bir faktör olarak hava

Düşük hava yoğunluğu, düşük kaldırma kuvvetini ve ihmal edilebilir tartışılabilirliğini belirler. Hava ortamının sakinleri, vücudu destekleyen kendi destek sistemlerine sahip olmalıdır: bitkiler - çeşitli mekanik dokular, hayvanlar - katı veya daha az sıklıkla hidrostatik bir iskelet. Ek olarak, hava ortamının tüm sakinleri, onlara bağlanma ve destek için hizmet eden dünyanın yüzeyi ile yakından bağlantılıdır. Havada asılı yaşam imkansızdır.

Doğru, birçok mikroorganizma ve hayvan, sporlar, tohumlar, meyveler ve bitkilerin polenleri havada düzenli olarak bulunur ve hava akımlarıyla taşınır (Şekil 43), birçok hayvan aktif uçuş yeteneğine sahiptir, ancak tüm bu türlerde, yaşam döngülerinin ana işlevi - üreme - dünya yüzeyinde gerçekleştirilir. Çoğu için, havada olmak yalnızca yeniden yerleşim veya av arayışı ile ilişkilidir.

Pirinç. 43. Havadaki plankton eklembacaklılarının irtifa dağılımı (Dajot, 1975'e göre)

Düşük hava yoğunluğu, harekete karşı düşük dirence neden olur. Bu nedenle, evrim sürecinde birçok karasal hayvan, hava ortamının bu özelliğinin ekolojik faydalarından yararlanarak uçma yeteneği kazanmıştır. Tüm karasal hayvan türlerinin %75'i, başta böcekler ve kuşlar olmak üzere aktif uçuş yeteneğine sahiptir, ancak memeliler ve sürüngenler arasında da el ilanları bulunur. Kara hayvanları esas olarak kas kuvveti yardımıyla uçar, ancak bazıları hava akımları nedeniyle de süzülebilir.

Havanın hareketliliği, atmosferin alt katmanlarında bulunan hava kütlelerinin dikey ve yatay hareketleri nedeniyle birçok organizmanın pasif uçuşu mümkündür.

anemofili bitkileri tozlaştırmanın en eski yoludur. Tüm gymnospermler rüzgarla tozlaşır ve anjiyospermler arasında anemofil bitkiler tüm türlerin yaklaşık %10'unu oluşturur.

Kayın, huş ağacı, ceviz, karaağaç, kenevir, ısırgan otu, casuarina, pus, saz, tahıllar, avuç içi ve diğer birçok ailede anemofili görülür. Rüzgarla tozlanan bitkiler, polenlerinin aerodinamik özelliklerini iyileştiren bir takım uyarlamaların yanı sıra tozlaşma etkinliğini sağlayan morfolojik ve biyolojik özelliklere sahiptir.

Birçok bitkinin ömrü tamamen rüzgara bağlıdır ve yeniden yerleşim onun yardımıyla gerçekleştirilir. Böyle bir çifte bağımlılık, ladin, çam, kavak, huş ağacı, karaağaç, dişbudak, pamuk otu, kuyruk, saksaul, cuzgun vb.

Birçok tür gelişti anemokori- hava akımlarının yardımıyla yerleşme. Anemochory, bitkilerin sporlarının, tohumlarının ve meyvelerinin, protozoon kistlerinin, küçük böceklerin, örümceklerin vb. karakteristiğidir. Hava akımlarıyla pasif olarak taşınan organizmalara topluca denir. aeroplankton su ortamının planktonik sakinlerine benzeterek. Pasif uçuş için özel uyarlamalar, çok küçük vücut boyutları, büyüme nedeniyle alanında bir artış, güçlü diseksiyon, kanatların büyük bir göreceli yüzeyi, örümcek ağlarının kullanımı vb. (Şekil 44). Anemokore tohumları ve bitki meyveleri de ya çok küçük boyutlara (örneğin orkide tohumları) ya da planlama yeteneklerini artıran çeşitli pterygoid ve paraşüt şeklinde uzantılara sahiptir (Şekil 45).

Pirinç. 44. Böceklerde hava yoluyla taşıma için uyarlamalar:

1 – sivrisinek Cardiocrepis brevirostris;

2 – safra midgesi Porrycordila sp.;

3 – Hymenoptera Anargus fuscus;

4 – Hermes Dreyfusia nordmannianae;

5 - çingene güvesi Lymantria dispar larvası

Pirinç. 45. Meyve ve bitki tohumlarında rüzgarla taşınımı için uyarlamalar:

1 - ıhlamur Tilia intermedia;

2 – Acer monspessulanum akçaağaç;

3 – huş Betula pendula;

4 – pamuk otu Eriophorum;

5 - karahindiba Taraxacum officinale;

6 - uzun kuyruk Typha scuttbeworhii

Mikroorganizmaların, hayvanların ve bitkilerin yerleşiminde ana rol, dikey konveksiyon hava akımları ve zayıf rüzgarlar tarafından oynanır. Güçlü rüzgarlar, fırtınalar ve kasırgalar da karasal organizmalar üzerinde önemli çevresel etkilere sahiptir.

Düşük hava yoğunluğu, karada nispeten düşük bir basınca neden olur. Normalde 760 mm Hg'ye eşittir. Sanat. Yükseklik arttıkça basınç azalır. 5800 m yükseklikte, sadece yarı normaldir. Alçak basınç, türlerin dağlardaki dağılımını sınırlayabilir. Çoğu omurgalı için, yaşamın üst sınırı yaklaşık 6000 m'dir.Basınçtaki bir düşüş, solunum hızındaki artış nedeniyle oksijen arzında bir azalma ve hayvanların dehidrasyonunu gerektirir. Yaklaşık olarak aynı, daha yüksek bitkilerin dağlarına ilerlemenin sınırlarıdır. Bitki örtüsü sınırının üzerinde buzullarda bulunabilen eklembacaklılar (yay kuyrukları, akarlar, örümcekler) biraz daha dayanıklıdır.

Genel olarak, tüm karasal organizmalar suda yaşayanlardan çok daha stenobatiktir, çünkü ortamlarındaki olağan basınç dalgalanmaları atmosferin fraksiyonlarıdır ve hatta büyük yüksekliklere yükselen kuşlar için normalin 1/3'ünü geçmez.

Havanın gaz bileşimi. Havanın fiziksel özelliklerine ek olarak, varlığı için karasal organizmalar kimyasal özellikleri son derece önemlidir. Atmosferin yüzey tabakasındaki havanın gaz bileşimi, ana bileşenlerin içeriği (azot -% 78.1, oksijen - 21.0, argon - 0.9, karbon dioksit - hacimce% 0.035) bakımından oldukça homojendir. gazların yayılma yeteneği ve sürekli karıştırma konveksiyonu ve rüzgar akımları. Bununla birlikte, yerel kaynaklardan atmosfere giren gaz, damlacık-sıvı ve katı (toz) parçacıkların çeşitli safsızlıkları önemli çevresel öneme sahip olabilir.

Yüksek oksijen içeriği, birincil suda yaşayanlara kıyasla karasal organizmaların metabolizmasında bir artışa katkıda bulunmuştur. Karasal ortamda, vücuttaki oksidatif süreçlerin yüksek verimliliği temelinde, hayvan homoiotermisi ortaya çıktı. Oksijen, havadaki sürekli yüksek içeriği nedeniyle karasal ortamda yaşamı sınırlayan bir faktör değildir. Sadece yerlerde, belirli koşullar altında, örneğin çürüyen bitki artıkları, tahıl stokları, un vb. birikimlerinde geçici bir açık oluşur.

Karbondioksit içeriği, havanın yüzey tabakasının belirli alanlarında oldukça önemli sınırlar içinde değişebilir. Örneğin, büyük şehirlerin merkezinde rüzgarın yokluğunda konsantrasyonu on kat artar. Karbondioksit içeriğindeki düzenli günlük değişiklikler yüzey katmanları Bitki fotosentezinin ritmi ile ilişkilidir. Mevsimsellik, başta mikroskobik toprak popülasyonu olmak üzere canlı organizmaların solunum yoğunluğundaki değişikliklerden kaynaklanır. Karbondioksit ile artan hava doygunluğu, volkanik aktivite bölgelerinde, termal kaynakların ve bu gazın diğer yeraltı çıkışlarının yakınında meydana gelir. Yüksek konsantrasyonlarda, karbondioksit zehirlidir. Doğada, bu tür konsantrasyonlar nadirdir.

Doğada, ana karbondioksit kaynağı sözde toprak solunumudur. Toprak mikroorganizmaları ve hayvanlar çok yoğun solunum yaparlar. Karbondioksit, özellikle yağmur sırasında topraktan atmosfere yayılır. Çoğu, orta derecede nemli, iyi ısınmış, organik kalıntılar açısından zengin topraklardan yayılır. Örneğin, bir kayın ormanının toprağı saatte 15 ila 22 kg/ha CO2 yayar ve gübrelenmemiş kumlu toprak sadece 2 kg/ha'dır.

Modern koşullarda, fosil yakıtların yakılmasındaki insan faaliyeti, atmosfere giren ek CO2 miktarlarının güçlü bir kaynağı haline geldi.

Karasal ortamın çoğu sakini için hava nitrojeni inert bir gazdır, ancak bir dizi prokaryotik organizma (nodül bakterileri, Azotobacter, clostridia, mavi-yeşil algler, vb.) onu bağlama ve biyolojik döngüye dahil etme yeteneğine sahiptir.

Pirinç. 46. Yakındaki endüstrilerden kaynaklanan kükürt dioksit emisyonları nedeniyle bitki örtüsünün tahrip olduğu dağ yamacında

Havaya giren yerel kirlilikler de canlı organizmaları önemli ölçüde etkileyebilir. Bu özellikle toksik gaz halindeki maddeler için geçerlidir - metan, kükürt oksit, karbon monoksit, nitrojen oksit, hidrojen sülfür, klor bileşikleri ve ayrıca endüstriyel alanlarda havayı kirleten toz, kurum vb. Atmosferin kimyasal ve fiziksel kirliliğinin ana modern kaynağı antropojeniktir: çeşitli endüstriyel işletmelerin ve nakliye, toprak erozyonu vb. Çalışmaları. Örneğin kükürt oksit (SO 2), elli ila elli konsantrasyonda bile bitkiler için toksiktir. hava hacminin binde biri ila milyonda biri. Atmosferi bu gazla kirleten sanayi merkezlerinin çevresinde neredeyse tüm bitki örtüsü ölür (Şekil 46). Bazı bitki türleri özellikle SO 2'ye duyarlıdır ve havadaki birikiminin hassas bir göstergesi olarak hizmet eder. Örneğin, birçok liken, çevreleyen atmosferde eser miktarda kükürt oksit olsa bile ölür. Büyük şehirlerin etrafındaki ormanlardaki varlıkları, havanın yüksek saflığına tanıklık ediyor. Peyzaj yerleşimleri için türler seçilirken bitkilerin havadaki yabancı maddelere karşı direnci dikkate alınır. Dumana duyarlı, örneğin ladin ve çam, akçaağaç, ıhlamur, huş. En dayanıklı Mazı, Kanada kavağı, Amerikan akçaağaç, yaşlı ve diğerleri.

4.2.2. Toprak ve rahatlama. Yer-hava ortamının hava durumu ve iklim özellikleri

Edafik çevresel faktörler. Toprak özellikleri ve arazi, başta bitkiler olmak üzere karasal organizmaların yaşam koşullarını da etkiler. Özellikleri yeryüzü sakinleri üzerinde ekolojik bir etkiye sahip olan, adıyla birleştirilir edafik çevresel faktörler (Yunanca "edafos" dan - temel, toprak).

Bitkilerin kök sisteminin doğası, toprağın hidrotermal rejimine, havalandırmasına, bileşimine, bileşimine ve yapısına bağlıdır. Örneğin, permafrostlu alanlarda ağaç türlerinin (huş, karaçam) kök sistemleri sığ bir derinlikte bulunur ve genişliğe yayılır. nerede yok permafrost, aynı bitkilerin kök sistemleri daha az açıktır ve derinlere nüfuz eder. Birçok bozkır bitkisinde, kökler çok derinden su alabilir, aynı zamanda bitkilerin mineral besinleri emdiği humus toprak ufkunda birçok yüzey köklerine sahiptir. Mangrovlardaki su dolu, kötü havalandırılmış toprakta, birçok türün özel solunum kökleri vardır - pnömatoforlar.

Farklı toprak özelliklerine göre bir dizi ekolojik bitki grubu ayırt edilebilir.

Böylece, toprağın asitliğine verilen tepkiye göre ayırt ederler: 1) asidofilik türler - pH değeri 6,7'den az olan asidik topraklarda büyür (sphagnum bataklık bitkileri, beyaz); 2) nötrofilik - pH değeri 6,7–7,0 olan topraklara doğru çekilir (çoğu kültür bitkisi); 3) bazifilik- 7.0'dan fazla bir pH'ta büyümek (mordovnik, orman anemon); 4) kayıtsız - farklı pH değerlerine sahip (vadi zambağı, koyun otu) topraklarda yetişebilir.

Toprağın brüt bileşimi ile ilgili olarak: 1) oligotrofik az miktarda kül elementli bitki içeriği (sarıçam); 2) ötrofik,çok sayıda dişbudak elementine ihtiyaç duyanlar (meşe, keçi yosunu, çok yıllık şahin); 3) mezotrofik, orta miktarda kül elementi (ladin) gerektirir.

nitrofiller- azot bakımından zengin toprakları tercih eden bitkiler (ikievcikli ısırgan otu).

Tuzlu toprakların bitkileri bir grup oluşturur halofitler(soleros, sarsazan, kokpek).

Bazı bitki türleri farklı substratlarla sınırlıdır: petrofitler kayalık topraklarda yetişir ve psammofitler gevşek kumlarda yaşar.

Arazi ve toprağın doğası, hayvanların hareketlerinin özelliklerini etkiler. Örneğin, açık alanlarda yaşayan toynaklılar, devekuşları, toylar, hızlı koşarken itmeyi artırmak için sağlam bir zemine ihtiyaç duyarlar. Gevşek kumlarda yaşayan kertenkelelerde, parmaklar, destek yüzeyini artıran azgın pullarla çevrilidir (Şekil 47). Karada yaşayanlar için çukur kazıyorlar, yoğun topraklar elverişsiz. Bazı durumlarda toprağın doğası, çukurlar açan, ısıdan veya yırtıcılardan kaçmak için toprağa giren veya toprağa yumurta bırakan vb. karasal hayvanların dağılımını etkiler.

Pirinç. 47. Yelpaze parmaklı kertenkele - Sahra'nın kumlarının sakini: A - yelpaze parmaklı kertenkele; B - geko bacağı

hava özellikleri. Yer-hava ortamındaki yaşam koşulları karmaşıktır, buna ek olarak, Hava değişiklikleri. Hava durumu - bu, yaklaşık 20 km yüksekliğe kadar (troposferin sınırı) dünya yüzeyine yakın atmosferin sürekli değişen bir durumudur. Hava durumu değişkenliği, hava sıcaklığı ve nem, bulutluluk, yağış, rüzgar gücü ve yönü vb. gibi çevresel faktörlerin kombinasyonundaki sürekli değişiklikte kendini gösterir. Hava değişiklikleri, yıllık döngüdeki düzenli değişimleriyle birlikte, karasal organizmaların varlığının koşullarını önemli ölçüde karmaşıklaştıran periyodik dalgalanmalar. Hava, suda yaşayanların yaşamını çok daha az ölçüde ve yalnızca yüzey katmanlarının popülasyonu üzerinde etkiler.

Bölgenin iklimi. Uzun vadeli hava rejimi karakterize eder bölgenin iklimi. İklim kavramı, yalnızca meteorolojik olayların ortalama değerlerini değil, aynı zamanda yıllık ve günlük seyrini, ondan sapmalarını ve sıklığını da içerir. İklim, bölgenin coğrafi koşullarına göre belirlenir.

İklimlerin bölgesel çeşitliliği, muson rüzgarlarının etkisi, siklonların ve antisiklonların dağılımı, dağ sıralarının hava kütlelerinin hareketi üzerindeki etkisi, okyanustan uzaklık derecesi (kıtasallık) ve diğer birçok yerel faktörle karmaşıklaşır. Dağlarda, bölgelerin düşük enlemlerden yüksek enlemlere değişmesine benzer birçok açıdan iklimsel bir bölgelilik vardır. Bütün bunlar karada olağanüstü çeşitlilikte yaşam koşulları yaratır.

Karasal organizmaların çoğu, özellikle küçük olanlar için, önemli olan bölgenin iklimi değil, yakın yaşam alanlarının koşullarıdır. Çoğu zaman, belirli bir alandaki ortamın yerel unsurları (kabartma, maruz kalma, bitki örtüsü vb.), sıcaklık, nem, ışık, hava hareketi rejimini, bölgenin iklim koşullarından önemli ölçüde farklı olacak şekilde değiştirir. Yüzey hava tabakasında şekillenen bu tür yerel iklim değişikliklerine denir. mikro iklim. Her bölgede, mikro iklimler çok çeşitlidir. İsteğe bağlı olarak küçük alanların mikro iklimlerini ayırmak mümkündür. Örneğin çiçeklerin taçlarında, orada yaşayan böceklerin kullandığı özel bir mod oluşturulur. Sıcaklık, hava nemi ve rüzgar gücündeki farklılıklar, açık alanlarda ve ormanlarda, otlarda ve çıplak toprak alanlarında, kuzey ve güneye bakan yamaçlarda vb. yaygın olarak bilinir. Oyuklarda, yuvalarda, oyuklarda özel bir sabit mikro iklim oluşur. , mağaralar ve diğer kapalı yerler.

Yağış. Su sağlamanın ve nem rezervleri yaratmanın yanı sıra başka bir ekolojik rol oynayabilirler. Bu nedenle, şiddetli yağmur veya dolu bazen bitkiler veya hayvanlar üzerinde mekanik bir etkiye sahiptir.

Kar örtüsünün ekolojik rolü özellikle çeşitlidir. Günlük sıcaklık dalgalanmaları, sadece 25 cm'ye kadar kar kalınlığına nüfuz eder; daha derinde, sıcaklık neredeyse değişmez. -20-30 ° C'lik donlarda, 30-40 cm'lik bir kar tabakasının altında, sıcaklık sadece sıfırın biraz altındadır. Derin kar örtüsü yenilenme tomurcuklarını korur, bitkilerin yeşil kısımlarını dondan korur; birçok tür, örneğin tüylü kuzukulağı, Veronica officinalis, toynak vb.

Pirinç. 48. Bir kar deliğinde bulunan bir ela orman tavuğunun sıcaklık rejiminin telemetrik çalışma şeması (A.V. Andreev, A.V. Krechmar, 1976'ya göre)

Küçük karasal hayvanlar da kışın aktif bir yaşam tarzına öncülük eder ve kar altında ve kalınlığında tüm geçit galerilerini döşer. Karlı bitki örtüsü ile beslenen bazı türler için, örneğin lemmings, ahşap ve sarı boğazlı fareler, bir dizi tarla faresi, su faresi, vb. Gibi kış yetiştiriciliği bile karakteristiktir. Orman tavuğu kuşları - ela orman tavuğu, kara orman tavuğu, tundra keklikleri - gece için kara girin ( Şek. 48).

Kış kar örtüsü, büyük hayvanların yiyecek aramasını engeller. Birçok toynaklı (ren geyiği, yaban domuzu, misk öküzü) kışın yalnızca karlı bitki örtüsü ile beslenir ve derin kar örtüsü ve özellikle yüzeyinde buzda oluşan sert bir kabuk onları açlığa mahkum eder. Devrim öncesi Rusya'da göçebe sığır yetiştiriciliği sırasında güney bölgelerinde büyük bir felaket yaşandı. jüt - sulu kar yağışı, hayvanları yiyecekten mahrum bırakma nedeniyle toplu hayvan kaybı. Gevşek derin karda hareket etmek de hayvanlar için zordur. Örneğin, karlı kışlarda tilkiler, ormandaki yoğun köknar ağaçlarının altındaki, kar tabakasının daha ince olduğu ve neredeyse açık açıklıklara ve kenarlara girmediği alanları tercih eder. Kar örtüsünün derinliği türlerin coğrafi dağılımını sınırlayabilir. Örneğin, gerçek geyik, kışın kar kalınlığının 40-50 cm'den fazla olduğu bölgelere kuzeye girmez.

Kar örtüsünün beyazlığı karanlık hayvanların maskesini düşürür. Arka plan rengine uygun kamuflaj seçimi, görünüşe göre beyaz ve tundra kekliği, dağ tavşanı, ermin, gelincik ve kutup tilkisinde mevsimsel renk değişikliklerinin ortaya çıkmasında büyük rol oynadı. Komutan Adaları'nda beyaz tilkilerin yanı sıra çok sayıda mavi tilki bulunur. Zoologların gözlemlerine göre, ikincisi esas olarak karanlık kayaların ve donmayan sörf şeridinin yakınında dururken, beyazlar karla kaplı alanları tercih ediyor.

4.3. Habitat olarak toprak

4.3.1. Toprak Özellikleri

Toprak, hava ile temas halinde olan gevşek, ince bir yüzey tabakasıdır. Önemsiz kalınlığına rağmen, Dünya'nın bu kabuğu yaşamın yayılmasında çok önemli bir rol oynamaktadır. Toprak, litosferdeki çoğu kaya gibi yalnızca katı bir cisim değil, katı parçacıkların hava ve su ile çevrili olduğu karmaşık üç fazlı bir sistemdir. Bir gaz ve sulu çözelti karışımı ile doldurulmuş boşluklara nüfuz eder ve bu nedenle içinde birçok mikro ve makro organizmanın yaşamı için uygun olan son derece çeşitli koşullar oluşur (Şekil 49). Toprakta, sıcaklık dalgalanmaları, havanın yüzey tabakasına kıyasla yumuşatılır ve yeraltı suyunun varlığı ve yağışın nüfuz etmesi, nem rezervleri oluşturur ve su ve karasal ortamlar arasında bir nem rejimi sağlar. Toprak, ölmekte olan bitki örtüsü ve hayvan cesetleri tarafından sağlanan organik ve mineral madde rezervlerini yoğunlaştırır. Bütün bunlar, toprağın yaşamla yüksek doygunluğunu belirler.

Karasal bitkilerin kök sistemleri toprakta yoğunlaşmıştır (Şek. 50).

Pirinç. 49. Brandt'ın tarla faresinin yeraltı geçitleri: A - üstten görünüm; B - yandan görünüm

Pirinç. elli. Bozkır chernozem toprağına köklerin yerleştirilmesi (M. S. Shalyt, 1950'ye göre)

Ortalama olarak, 100 milyardan fazla protozoa hücresi, milyonlarca rotifer ve tardigrad, on milyonlarca nematod, on ve yüz binlerce kene ve yay kuyruğu, binlerce başka eklembacaklı, on binlerce enchitreid, onlarca ve yüzlerce vardır. toprak tabakasının 1 m2'si başına solucanlar, yumuşakçalar ve diğer omurgasızlar. . Ayrıca 1 cm2 toprakta onlarca ve yüz milyonlarca bakteri, mikroskobik mantar, aktinomisetler ve diğer mikroorganizmalar bulunur. Aydınlatılmış yüzey katmanlarında her gramda yüzbinlerce yeşil, sarı-yeşil, diatom ve mavi-yeşil alglerden oluşan fotosentetik hücreler yaşar. Canlı organizmalar, cansız bileşenleri kadar toprağın özelliğidir. Bu nedenle, V. I. Vernadsky, toprağı biyolojik olarak eylemsiz doğa bedenlerine bağladı, yaşamla doygunluğunu ve onunla ayrılmaz bağlantısını vurguladı.

Topraktaki koşulların heterojenliği en çok dikey yönde belirgindir. Derinlikle birlikte, toprak sakinlerinin yaşamını etkileyen en önemli çevresel faktörlerin bir kısmı çarpıcı biçimde değişir. Her şeyden önce, bu toprağın yapısını ifade eder. İçinde morfolojik ve kimyasal özelliklerde farklılık gösteren üç ana ufuk ayırt edilir: 1) organik maddenin biriktiği ve dönüştüğü ve bileşiklerin hangi kısmından yıkama suyu ile taşındığı üst humus birikimli ufuk A; 2) yukarıdan yıkanan maddelerin çökeldiği ve dönüştürüldüğü intrüzyon horizonu veya ilüvyal B ve 3) malzemesi toprağa dönüştürülen ana kaya veya horizon C.

Her bir ufukta, özellikleri bakımından da büyük farklılıklar gösteren daha fazla kesirli katman ayırt edilir. Örneğin, bölgede ılıman iklim kozalaklı ağaçların altında veya karışık ormanlar ufuk ANCAK pedden oluşur (A 0)- gevşek bitki artıkları birikimi tabakası, koyu renkli bir humus tabakası (A1), organik kökenli parçacıkların mineral ve bir podzolik tabaka ile karıştırıldığı (A 2)- silikon bileşiklerinin baskın olduğu ve tüm çözünür maddelerin toprak profilinin derinliğine yıkandığı renkli kül grisi. Bu katmanların hem yapısı hem de kimyası çok farklıdır ve bu nedenle bitkilerin kökleri ve toprağın sakinleri, yalnızca birkaç santimetre yukarı veya aşağı hareket ederek farklı koşullara girer.

Hayvanların yaşaması için uygun olan toprak parçacıkları arasındaki boşlukların boyutları genellikle derinlikle birlikte hızla azalır. Örneğin çayır topraklarında 0–1 cm derinlikteki oyukların ortalama çapı 3 mm, 1-2 cm, 2 mm ve 2-3 cm derinlikte sadece 1 mm'dir; daha derin toprak gözenekleri daha da incedir. Toprak yoğunluğu da derinlikle değişir. En gevşek katmanlar organik madde içerir. Bu katmanların gözenekliliği, organik maddelerin mineral partiküllerini daha büyük agregalar halinde birbirine yapışması ve aralarındaki boşlukların hacminin artmasıyla belirlenir. En yoğun olanı genellikle illüviyal ufuktur. AT, içine yıkanmış kolloidal parçacıklar tarafından çimentolanır.

Toprakta nem çeşitli hallerde bulunur: 1) bağlı (higroskopik ve film) toprak parçacıklarının yüzeyi tarafından sıkıca tutulur; 2) kılcal küçük gözenekler kaplar ve bunlar boyunca çeşitli yönlerde hareket edebilir; 3) yerçekimi daha büyük boşlukları doldurur ve yerçekiminin etkisi altında yavaşça aşağı sızar; 4) toprak havasında buhar bulunur.

Farklı topraklarda ve farklı zamanlarda su içeriği aynı değildir. Çok fazla yerçekimi nemi varsa, toprağın rejimi su kütlelerinin rejimine yakındır. Kuru toprakta sadece bağlı su kalır ve koşullar zemindekilere yaklaşır. Bununla birlikte, en kuru topraklarda bile, hava zeminden daha ıslaktır, bu nedenle toprağın sakinleri, kuruma tehdidine yüzeydekinden çok daha az duyarlıdır.

Toprak havasının bileşimi değişkendir. Derinlikle oksijen içeriği keskin bir şekilde azalır ve karbondioksit konsantrasyonu artar. Toprakta ayrışan organik maddelerin varlığı nedeniyle, toprak havası amonyak, hidrojen sülfür, metan vb. gibi yüksek konsantrasyonda zehirli gazlar içerebilir. Toprağı su bastığında veya bitki artıkları yoğun şekilde çürüdüğünde, tamamen anaerobik koşullar olabilir. yerlerde meydana gelir.

Sadece toprak yüzeyinde kesme sıcaklığındaki dalgalanmalar. Burada, yerdeki hava katmanından bile daha güçlü olabilirler. Bununla birlikte, her santimetre derinlikte, günlük ve mevsimsel sıcaklık değişiklikleri, 1–1,5 m derinlikte giderek daha az görünür hale gelir (Şek. 51).

Pirinç. 51. Toprak sıcaklığındaki yıllık dalgalanmalarda derinlikle azalma (K. Schmidt-Nilson, 1972'ye göre). Gölgeli kısım, yıllık sıcaklık dalgalanmalarının aralığıdır.

Tüm bu özellikler, topraktaki çevresel koşulların büyük heterojenliğine rağmen, özellikle hareketli organizmalar için oldukça istikrarlı bir ortam görevi görmesine yol açar. Toprak profilindeki dik bir sıcaklık ve nem gradyanı, toprak hayvanlarının küçük hareketlerle kendilerine uygun bir ekolojik ortam sağlamalarına olanak tanır.

4.3.2. toprak sakinleri

Toprağın heterojenliği, farklı büyüklükteki organizmalar için farklı bir ortam görevi görmesine yol açar. Mikrobiyal popülasyonun büyük çoğunluğu üzerlerinde adsorbe edildiğinden, mikroorganizmalar için toprak parçacıklarının devasa toplam yüzeyi özellikle önemlidir. Toprak ortamının karmaşıklığı, çeşitli fonksiyonel gruplar için çok çeşitli koşullar yaratır: aeroblar ve anaeroblar, organik ve mineral bileşiklerin tüketicileri. Mikroorganizmaların topraktaki dağılımı küçük odaklarla karakterize edilir, çünkü birkaç milimetrenin üzerinde bile farklı ekolojik bölgeler değiştirilebilir.

Adı altında birleştirilen küçük toprak hayvanları için (Şekil 52, 53) mikrofauna (protozoa, rotifer, tardigrad, nematod vb.), toprak bir mikro rezervuar sistemidir. Esasen, bunlar suda yaşayan organizmalardır. Yerçekimi veya kılcal su ile dolu toprak gözeneklerinde yaşarlar ve yaşamlarının bir kısmı, mikroorganizmalar gibi, ince film nemi katmanlarındaki parçacıkların yüzeyinde adsorbe edilmiş bir durumda olabilir. Bu türlerin çoğu sıradan su kütlelerinde yaşar. Bununla birlikte, toprak formları tatlı su olanlardan çok daha küçüktür ve buna ek olarak, olumsuz dönemleri bekleyerek uzun süre kapalı bir durumda kalma yetenekleri ile ayırt edilirler. Tatlı su amipleri 50-100 mikron büyüklüğünde iken, toprak amipleri sadece 10-15 mikrondur. Flagellatların temsilcileri özellikle küçüktür, genellikle sadece 2-5 mikrondur. Toprak siliatları da cüce boyutlarına sahiptir ve dahası, vücudun şeklini büyük ölçüde değiştirebilir.

Pirinç. 52. Çürüyen orman zemini yapraklarındaki bakterilerle beslenen vasiyet amipi

Pirinç. 53. Toprak mikrofaunası (W. Dunger, 1974'e göre):

1–4 - kamçı; 5–8 - çıplak amip; 9-10 - vasiyet amip; 11–13 - siliatlar; 14–16 - yuvarlak solucanlar; 17–18 - rotiferler; 19–20 – tardigradlar

Biraz daha büyük hayvanların hava soluyanları için toprak, sığ mağaralardan oluşan bir sistem olarak görünür. Bu tür hayvanlar adı altında gruplandırılmıştır. mezofauna (Şek. 54). Toprak mezofaunasının temsilcilerinin boyutları onda bir ila 2-3 mm arasında değişmektedir. Bu grup esas olarak eklembacaklıları içerir: çok sayıda kene grubu, birincil kanatsız böcekler (yay kuyrukları, çıkıntılar, iki kuyruklu böcekler), küçük kanatlı böcek türleri, kırkayak symphyla, vb. Kazma için özel uyarlamaları yoktur. Uzuvların yardımıyla veya bir solucan gibi kıvrılarak toprak boşluklarının duvarları boyunca sürünürler. Su buharı ile doymuş toprak havası, örtüler sayesinde nefes almanızı sağlar. Birçok türün trakeal sistemi yoktur. Bu tür hayvanlar kurumaya karşı çok hassastır. Onlar için hava nemindeki dalgalanmalardan kurtulmanın ana yolu, iç kısımdaki harekettir. Ancak toprak boşluklarından derin göç olasılığı, gözenek çapındaki hızlı azalma ile sınırlıdır, bu nedenle yalnızca en küçük türler toprak kuyularından geçebilir. Mezofaunanın daha büyük temsilcileri, toprak hava neminde geçici bir düşüşe dayanmalarına izin veren bazı uyarlamalara sahiptir: vücutta koruyucu ölçekler, bütünleşmenin kısmi geçirimsizliği, ilkel bir trakeal sistemle birlikte bir epikütikül ile sağlam, kalın duvarlı bir kabuk. nefes almayı sağlar.

Pirinç. 54. Toprak mesofaunası (W. Danger yok, 1974):

1 - sahte akrep; 2 - Gama yeni parlama; 3–4 kabuk akarları; 5 - kırkayak pauroioda; 6 – chironomid sivrisinek larvası; 7 - aileden bir böcek. Ptiliidae; 8–9 bahar kuyrukları

Mezofauna temsilcileri, hava kabarcıklarında su ile toprağın taşması dönemleri yaşarlar. Hava, tüyler, pullar vb. ile donatılmış ıslanmayan örtüleri nedeniyle hayvanların vücudunda tutulur. Hava kabarcığı küçük bir hayvan için bir tür "fiziksel solungaç" görevi görür. Solunum, çevredeki sudan hava tabakasına yayılan oksijen nedeniyle gerçekleştirilir.

Mikro ve mesofauna temsilcileri, çoğu tür negatif sıcaklıklara maruz kalan katmanlardan aşağı inemediğinden, toprağın kış donmasını tolere edebilir.

Vücut boyutları 2 ila 20 mm arasında olan daha büyük toprak hayvanlarına temsilci denir. makro fauna (Şek. 55). Bunlar böcek larvaları, kırkayaklar, enchytreids, solucanlar vb. Onlar için toprak, hareket ederken önemli mekanik direnç sağlayan yoğun bir ortamdır. Bu nispeten büyük formlar, ya toprak parçacıklarını birbirinden ayırarak doğal kuyuları genişleterek ya da yeni geçitler kazarak toprakta hareket eder. Her iki hareket modu da üzerinde bir iz bırakır dış yapı hayvanlar.

Pirinç. 55. Toprak makrofaunası (W. Danger yok, 1974):

1 - solucan; 2 – ağaç biti; 3 – labiopod kırkayak; 4 – iki ayaklı kırkayak; 5 - böcek larvası; 6 – böceği larvasını tıklayın; 7 – dayanmak; 8 - kurtçuk larvası

İnce kuyular boyunca, neredeyse kazmaya başvurmadan hareket etme yeteneği, yalnızca sarma geçitlerinde (kırkayaklar - druplar ve jeofiller) güçlü bir şekilde bükülebilen küçük bir kesite sahip bir gövdeye sahip türlerde bulunur. Vücut duvarlarının basıncı nedeniyle toprak parçacıklarını iterek, solucanlar, kırkayak sivrisinek larvaları vb. vücudun ve çapını artırın. Aynı zamanda, kasların çalışması nedeniyle genişleyen alanda sıkıştırılamaz intrakaviter sıvının güçlü hidrolik basıncı oluşturulur: solucanlarda, sölomik keselerin içeriği ve tipulidlerde, hemolimf. Basınç, vücudun duvarlarından toprağa iletilir ve böylece hayvan kuyuyu genişletir. Aynı zamanda, buharlaşmayı ve avcıların peşinde koşmayı artırmakla tehdit eden açık bir geçit geride kalıyor. Birçok tür, toprakta ekolojik olarak daha faydalı bir hareket türüne adaptasyonlar geliştirmiştir - arkadaki geçidi tıkayarak kazma. Kazma, toprak parçacıklarının gevşetilmesi ve tırmıklanmasıyla gerçekleştirilir. Bunun için, çeşitli böceklerin larvaları, kalın bir kitin tabakası, dikenler ve çıkıntılarla genişletilmiş ve güçlendirilmiş başın ön ucunu, çeneleri ve ön ayakları kullanır. Vücudun arka ucunda, güçlü sabitleme için cihazlar gelişir - geri çekilebilir destekler, dişler, kancalar. Son bölümlerdeki geçidi kapatmak için, bir dizi türün, bir tür el arabası olan ince kenarlar veya dişlerle çerçevelenmiş özel bir çukur platformu vardır. Kabuk böceklerinde elytra'nın arkasında benzer alanlar oluşur, bu da onları matkap unu ile pasajları tıkamak için kullanır. Arkalarındaki geçidi kapatan hayvanlar - toprağın sakinleri sürekli olarak kendi vücutlarının buharlaşmasıyla doymuş kapalı bir odadadır.

Bu ekolojik grubun çoğu türünün gaz değişimi, özel solunum organları yardımıyla gerçekleştirilir, ancak bununla birlikte, bütünleşmeler yoluyla gaz değişimi ile desteklenir. Sadece deri solunumu bile mümkündür, örneğin solucanlarda, enchitreid'de.

Oyuk hayvanları, olumsuz koşulların ortaya çıktığı katmanları bırakabilir. Kuraklık ve kış aylarında, genellikle yüzeyden birkaç on santimetre uzakta olan daha derin katmanlarda yoğunlaşırlar.

megafauna topraklar, çoğunlukla memeliler arasında yapılan büyük kazılardır. Bazı türler tüm yaşamlarını toprakta geçirirler (köstebek fareleri, köstebek fareleri, zokorlar, Avrasya köstebekleri, altın köstebekler).

Afrika, Avustralya'nın keseli köstebekleri, vb.). Toprakta tüm geçit ve delik sistemlerini yaparlar. Görünüm ve bu hayvanların anatomik özellikleri, oyuk açan bir yeraltı yaşam tarzına uyum sağlama yeteneklerini yansıtır. Az gelişmiş gözleri, kısa boyunlu kompakt, valky gövdesi, kısa kalın kürkü, güçlü pençeleri olan güçlü kazma uzuvları vardır. Köstebek fareleri ve köstebek tarla fareleri keskileriyle yeri gevşetirler. Tropiklerde ve Güney Yarımküre'de yaşayan Megascolecidae familyasının özellikle temsilcileri olmak üzere büyük oligokaetler de toprak megafaunasına dahil edilmelidir. Bunların en büyüğü olan Avustralyalı Megascolides australis, 2.5 ve hatta 3 m uzunluğa ulaşır.

Toprağın kalıcı sakinlerine ek olarak, büyük hayvanlar arasında büyük bir ekolojik grup ayırt edilebilir. yuva sakinleri (yer sincapları, dağ sıçanları, jerboalar, tavşanlar, porsuklar vb.). Yüzeyde beslenirler, ancak ürerler, kış uykusuna yatarlar, dinlenirler ve topraktaki tehlikeden kaçarlar. Bir dizi başka hayvan yuvalarını kullanır ve içlerinde uygun bir mikro iklim ve düşmanlardan korunma bulur. Nornikler, karasal hayvanların karakteristik yapısal özelliklerine sahiptir, ancak yuvalama yaşam tarzıyla ilişkili bir dizi uyarlamaya sahiptir. Örneğin, porsukların ön ayaklarında uzun pençeler ve güçlü kaslar, dar bir kafa ve küçük kulak kepçeleri vardır. Oyuk açmayan tavşanlarla karşılaştırıldığında, tavşanların kulakları ve arka bacakları belirgin şekilde kısaltılmış, daha güçlü bir kafatası, daha güçlü kemikler ve önkol kasları vb.

Bir dizi ekolojik özellik için toprak, su ile toprak arasında bir ara ortamdır. Toprak, sıcaklık rejimi, toprak havasındaki oksijen içeriğinin azalması, su buharı ile doygunluğu ve diğer formlardaki suyun varlığı, toprak çözeltilerinde tuzların ve organik maddelerin varlığı ve topraktaki su ortamına daha yakın hale gelir. üç boyutlu hareket etme yeteneği.

Toprak havasının varlığı, üst ufuklarda kuruma tehdidi ve yüzey katmanlarının sıcaklık rejimindeki oldukça keskin değişiklikler, toprağı hava ortamına yaklaştırır.

Hayvanlar için bir yaşam alanı olarak toprağın ara ekolojik özellikleri, toprağın hayvan dünyasının evriminde özel bir rol oynadığını göstermektedir. Birçok grup, özellikle eklembacaklılar için, toprak, başlangıçta suda yaşayan sakinlerin karasal bir yaşam biçimine geçebileceği ve toprağı fethedebileceği bir ortam görevi gördü. Eklembacaklıların bu evrim yolu, M. S. Gilyarov'un (1912–1985) çalışmalarıyla kanıtlandı.

4.4. Bir habitat olarak canlı organizmalar

Birçok heterotrofik organizma türü, yaşamları boyunca veya yaşam döngülerinin bir bölümünde, vücutları kendileri için özelliklerde dışsal olandan önemli ölçüde farklı olan bir ortam görevi gören diğer canlılarda yaşar.

Pirinç. 56. Yaprak biti bulaşan binici

Pirinç. 57. Safra midge Mikiola fagi larvası ile bir kayın yaprağı üzerinde safra kesin

Anlatım 2. HABİTATLAR VE ÖZELLİKLERİ

Tarihsel gelişim sürecinde, canlı organizmalar dört habitatta uzmanlaştı. Birincisi su. Yaşam, milyonlarca yıl boyunca suda doğdu ve gelişti. İkincisi - kara-hava - karada ve atmosferde, bitkiler ve hayvanlar ortaya çıktı ve hızla yeni koşullara adapte oldu. Yavaş yavaş toprağın üst tabakasını - litosferi dönüştürerek, üçüncü bir yaşam alanı - toprak yarattılar ve kendileri dördüncü yaşam alanı oldular.

su habitatı

Su, dünya alanının %71'ini kaplar. Suyun büyük kısmı denizlerde ve okyanuslarda yoğunlaşmıştır - %94-98, kutup buzu yaklaşık %1.2 su içerir ve çok küçük bir oran - %0.5'ten az, nehirlerin, göllerin ve bataklıkların tatlı sularında.

Su ortamında yaklaşık 150.000 hayvan türü ve 10.000 bitki yaşar; bu, Dünya'daki toplam tür sayısının sırasıyla yalnızca %7 ve %8'idir.

Denizlerde-okyanuslarda, dağlarda olduğu gibi dikey bölgelilik ifade edilir. Pelagial - tüm su sütunu - ve bental - dip ekolojide özellikle güçlü bir şekilde farklılık gösterir. Su sütunu, dikey olarak birkaç bölgeye bölünmüş, pelagialdir: epipeligial, banyo tipi, abissopeligial ve ultraabyssopeligial(İncir. 2).

İnişin dikliğine ve dipteki derinliğe bağlı olarak, belirtilen pelagial bölgelerinin karşılık geldiği birkaç bölge de ayırt edilir:

Littoral - yüksek gelgitler sırasında sular altında kalan sahil kenarı.

Supralittoral - sahilin üst gelgit çizgisinin üzerindeki kısmı, sörf sıçramalarının ulaştığı yer.

Sublittoral - arazide kademeli bir düşüş, 200m'ye.

Batial - karada dik bir düşüş (kıta eğimi),

Abisal - okyanus yatağının tabanının düzgün bir şekilde indirilmesi; her iki bölgenin derinliği birlikte 3-6 km'ye ulaşır.

Ultra-abyssal - 6 ila 10 km arasında derin su çöküntüleri.

Hidrobiyontların ekolojik grupları. En sıcak denizler ve okyanuslar (40.000 hayvan türü), ekvator ve tropik bölgelerdeki en büyük yaşam çeşitliliği ile ayırt edilir; kuzey ve güneyde, denizlerin florası ve faunası yüzlerce kez tükenir. Organizmaların doğrudan denizde dağılımına gelince, kütleleri yüzey katmanlarında (epipelagial) ve altlittoral bölgede yoğunlaşmıştır. Hareket ve belirli katmanlarda kalma yöntemine bağlı olarak, deniz yaşamı üç ekolojik gruba ayrılır: nekton, plankton ve benthos.

Nekton (nektos - yüzen) - uzun mesafelerin ve güçlü akıntıların üstesinden gelebilecek aktif olarak hareket eden büyük hayvanlar: balık, kalamar, yüzgeç ayaklılar, balinalar. Tatlı su kütlelerinde, nekton ayrıca amfibiler ve birçok böcek içerir.

Plankton (planktolar - dolaşan, yükselen) - bir bitki koleksiyonu (fitoplankton: diatomlar, yeşil ve mavi-yeşil (sadece tatlı su) algler, bitki kamçılıları, peridin, vb.) ve küçük hayvan organizmaları (zooplankton: daha büyük olanlardan küçük kabuklular - pteropodlar yumuşakçalar, denizanası, ctenophores, bazı solucanlar), farklı derinliklerde yaşayan, ancak aktif hareket ve akımlara karşı direnç gösteremeyen. Planktonun bileşimi ayrıca özel bir grup oluşturan hayvan larvalarını da içerir - nötron . Bu, larva aşamasında çeşitli hayvanlar (dekapodlar, midyeler ve kopepodlar, derisidikenliler, poliketler, balıklar, yumuşakçalar, vb.) tarafından temsil edilen, suyun en üst tabakasının pasif olarak yüzen "geçici" bir popülasyonudur. Büyüyen larvalar, pelagelanın alt katmanlarına geçer. Neuston'un üstünde bulunur pleiston - bunlar, vücudun üst kısmının suyun üzerinde, alt kısmının ise suda büyüdüğü organizmalardır (su mercimeği - Lemma, sifonoforlar, vb.). Plankton, biyosferin trofik ilişkilerinde önemli bir rol oynar, çünkü balenli balinalar (Myatcoceti) için ana yiyecek de dahil olmak üzere birçok su yaşamı için besindir.

Bentos (benthos - derinlik) - alt hidrobiyontlar. Esas olarak bağlı veya yavaş hareket eden hayvanlarla temsil edilir (zoobentos: foraminforlar, balıklar, süngerler, koelenteratlar, solucanlar, yumuşakçalar, asidyenler, vb.), sığ suda daha çoktur. Bitkiler (fitobentos: diatomlar, yeşil, kahverengi, kırmızı algler, bakteriler) sığ suda bentolara da girer. Işığın olmadığı bir derinlikte fitobentos yoktur. Tabanın taşlı alanları fitobentos bakımından en zengindir.

Göllerde, zoobenthos denizdekinden daha az bol ve çeşitlidir. Protozoa (siliatlar, daphnia), sülükler, yumuşakçalar, böcek larvaları vb. Tarafından oluşturulur. Göllerin fitobentosu, serbest yüzen diatomlar, yeşil ve mavi-yeşil alglerden oluşur; kahverengi ve kırmızı algler yoktur.

Su ortamının yüksek yoğunluğu, yaşamı destekleyen faktörlerdeki değişimin özel bileşimini ve doğasını belirler. Bazıları karadakiyle aynıdır - ısı, ışık, diğerleri spesifiktir: su basıncı (derinlik her 10 m'de 1 atm artar), oksijen içeriği, tuz bileşimi, asitlik. Ortamın yoğunluğunun yüksek olması nedeniyle, yükseklik gradyanı ile ısı ve ışık değerleri karada olduğundan çok daha hızlı değişir.

termal rejim. Su ortamı, daha düşük bir ısı girdisi ile karakterize edilir, çünkü önemli bir kısmı yansıtılır ve eşit derecede önemli bir kısmı buharlaşmaya harcanır. Arazi sıcaklıklarının dinamikleri ile uyumlu olarak, su sıcaklığındaki günlük ve mevsimsel sıcaklıklarda daha az dalgalanma vardır. Ayrıca, su kütleleri, kıyı bölgelerinin atmosferindeki sıcaklıkların seyrini önemli ölçüde eşitler. Bir buz kabuğunun yokluğunda, soğuk mevsimde deniz, bitişik kara alanları üzerinde ısıtıcı, yazın ise serinletici ve nemlendirici bir etkiye sahiptir.

Dünya Okyanusunda su sıcaklıkları aralığı 38° (-2 ila +36°C), tatlı suda - 26° (-0,9 ila +25°C). Su sıcaklığı derinlikle keskin bir şekilde düşer. 50 m'ye kadar, günlük sıcaklık dalgalanmaları gözlenir, 400'e kadar - mevsimsel, daha derine iner, + 1-3 ° C'ye düşer. Rezervuarlardaki sıcaklık rejimi nispeten sabit olduğundan, sakinleri aşağıdakilerle karakterize edilir: stenotermi.

Yıl boyunca üst ve alt katmanların farklı ısınma dereceleri, gelgitler, akıntılar, fırtınalar nedeniyle, su katmanlarının sürekli bir karışımı vardır. Sudaki yaşam için karıştırma suyunun rolü son derece büyüktür, çünkü. aynı zamanda, rezervuarların içindeki oksijen ve besinlerin dağılımı dengelenir ve organizmalar ve çevre arasında metabolik süreçler sağlanır.

Ilıman enlemlerdeki durgun su kütlelerinde (göllerde), ilkbahar ve sonbaharda dikey karışım meydana gelir ve bu mevsimlerde tüm su kütlesindeki sıcaklık üniform hale gelir, yani. gelir homotermi. Yaz ve kış aylarında üst katmanların ısınmasında veya soğumasında keskin bir artış sonucunda suyun karışması durur. Bu fenomene denir sıcaklık ikilemi ve geçici durgunluk dönemi - durgunluk(yaz ya da kış). Yaz aylarında, daha hafif ılık katmanlar yüzeyde kalır ve ağır soğuk katmanların üzerinde bulunur (Şekil 3). Kışın ise, tam tersine, alt tabaka daha sıcak suya sahiptir, çünkü doğrudan buzun altında yüzey suyu sıcaklığı +4°C'nin altındadır ve suyun fizikokimyasal özelliklerinden dolayı + + üzerindeki bir sıcaklıkta sudan daha hafif hale gelir. 4°C.

Durgunluk dönemlerinde, üç katman açıkça ayırt edilir: su sıcaklığındaki en keskin mevsimsel dalgalanmalara sahip üst (epilimnion), orta (metalimnion veya termoklin), sıcaklıkta keskin bir sıçrama olduğu ve dibe yakın ( hipolimniyon), sıcaklığın yıl boyunca çok az değiştiği. Durgunluk dönemlerinde, su sütununda oksijen eksikliği oluşur - yaz aylarında alt kısımda ve kışın üst kısımda kış aylarında balık ölümleri sıklıkla meydana gelir.

Işık modu. Sudaki ışığın yoğunluğu, yüzey tarafından yansıması ve suyun kendisi tarafından emilmesi nedeniyle büyük ölçüde azalır. Bu, fotosentetik bitkilerin gelişimini büyük ölçüde etkiler.

Işığın emilimi ne kadar güçlü olursa, içinde asılı kalan parçacıkların sayısına (mineral süspansiyonları, plankton) bağlı olan suyun şeffaflığı o kadar düşük olur. Yaz aylarında küçük organizmaların hızlı gelişimi ile azalır ve ılıman ve kuzey enlemlerinde kışın bir buz örtüsünün oluşması ve yukarıdan karla kaplanmasından sonra azalır.

Şeffaflık, yaklaşık 20 cm çapında (Secchi diski) özel olarak indirilmiş beyaz bir diskin hala görülebildiği maksimum derinlik ile karakterize edilir. En şeffaf sular Sargasso Denizi'ndedir: disk 66,5 m derinliğe kadar görülebilir, Pasifik Okyanusunda Secchi diski 59 m'ye kadar, Hint'te - 50'ye kadar, sığ denizlerde - kadar 5-15 m. Nehirlerin şeffaflığı ortalama 1-1.5 m'dir ve en çamurlu nehirlerde sadece birkaç santimetredir.

Suyun çok şeffaf olduğu okyanuslarda, ışık radyasyonunun %1'i 140 m derinliğe nüfuz eder ve 2 m derinlikteki küçük göllerde yalnızca yüzde onda biri nüfuz eder. Spektrumun farklı kısımlarının ışınları suda farklı şekilde emilir, önce kırmızı ışınlar emilir. Derinlemesine koyulaşır ve suyun rengi önce yeşil, sonra mavi, mavi ve son olarak mavi-mor olur ve tam karanlığa dönüşür. Buna göre, hidrobiyontlar ayrıca rengi değiştirir, sadece ışığın bileşimine değil, aynı zamanda eksikliğine - kromatik adaptasyona da uyum sağlar. Hafif bölgelerde, sığ sularda, klorofil kırmızı ışınları emen yeşil algler (Chlorophyta) baskındır, derinlikle birlikte kahverengi (Phaephyta) ve ardından kırmızı (Rhodophyta) ile değiştirilir. Phytobenthos büyük derinliklerde yoktur.

Bitkiler, büyük kromatoforlar geliştirerek ve özümseyen organların alanını artırarak (yaprak yüzey indeksi) ışık eksikliğine uyum sağlamıştır. Derin deniz yosunları için, güçlü bir şekilde parçalanmış yapraklar tipiktir, yaprak bıçakları ince, yarı saydamdır. Yarı batık ve yüzen bitkiler için, heterofil karakteristiktir - suyun üstündeki yapraklar karasal bitkilerinkiyle aynıdır, bütün bir plakaları vardır, stoma aparatı gelişmiştir ve suda yapraklar çok incedir, şunlardan oluşur. dar filiform loblar.

Hayvanlar, bitkiler gibi, doğal olarak renklerini derinlikle değiştirirler. Üst katmanlarda, farklı renklerde parlak renklidirler, alacakaranlık bölgesinde (levrek, mercanlar, kabuklular) kırmızı bir renk tonuyla boyanır - düşmanlardan saklanmak daha uygundur. Derin deniz türleri pigmentlerden yoksundur. Okyanusun karanlık derinliklerinde organizmalar, canlıların yaydığı ışığı görsel bilgi kaynağı olarak kullanırlar. biyolüminesans.

yüksek yoğunluklu(1 g/cm3, havanın yoğunluğunun 800 katıdır) ve suyun viskozitesi ( Havadan 55 kat daha yüksek), hidrobiyontların özel uyarlamalarının geliştirilmesine yol açtı. :

1) Bitkiler çok zayıf gelişmiş veya tamamen yok mekanik dokulara sahiptir - suyun kendisi tarafından desteklenirler. Çoğu, hava taşıyan hücreler arası boşluklar nedeniyle yüzdürme ile karakterize edilir. Aktif vejetatif üreme, hidroklorinin gelişimi ile karakterize edilir - su üzerindeki çiçek saplarının çıkarılması ve yüzey akıntıları ile polen, tohum ve sporların yayılması.

2) Su sütununda yaşayan ve aktif olarak yüzen hayvanlarda, vücut aerodinamik bir şekle sahiptir ve hareket sırasında sürtünmeyi azaltan mukus ile yağlanır. Yüzdürmeyi artırmak için uyarlamalar geliştirilmiştir: dokularda yağ birikimi, balıklarda yüzen mesaneler, sifonoforlarda hava boşlukları. Pasif olarak yüzen hayvanlarda, vücudun spesifik yüzeyi büyümeler, dikenler ve uzantılar nedeniyle artar; vücut düzleşir, iskelet organlarında küçülme meydana gelir. Farklı hareket modları: kamçı, kirpikler, jet hareket modu (kafadanbacaklılar) yardımıyla vücudun bükülmesi.

Bentik hayvanlarda iskelet kaybolur veya zayıf gelişir, vücut büyüklüğü artar, görme azalması yaygındır ve dokunsal organların gelişimi.

akımlar. Su ortamının karakteristik bir özelliği hareketliliktir. Gelgitler ve akıntılar, deniz akıntıları, fırtınalar, nehir yataklarının farklı yükseklik seviyeleri neden olur. Hidrobiyontların uyarlamaları:

1) Akan sularda bitkiler su altında hareket etmeyen nesnelere sıkıca bağlanır. Onlar için alt yüzey öncelikle bir alt tabakadır. Bunlar yeşil ve diatom algleri, su yosunlarıdır. Yosunlar, hızlı akan nehirlerde bile yoğun bir örtü oluşturur. Denizlerin gelgit bölgesinde, birçok hayvanın ayrıca dibe (gastropodlar, midyeler) bağlanmak için cihazları vardır veya yarıklarda saklanırlar.

2) Akan sularda yaşayan balıklarda gövde çapı yuvarlak, dibe yakın yaşayan balıklarda bentik omurgasızlarda olduğu gibi düzdür. Ventral taraftaki çoğu, su altı nesnelerine sabitleme organlarına sahiptir.

Suyun tuzluluğu.

Doğal su kütleleri belirli bir özellik ile karakterize edilir. kimyasal bileşim. Karbonatlar, sülfatlar ve klorürler baskındır. Tatlı su kütlelerinde tuz konsantrasyonu 0,5'ten fazla değildir. ‰ (ve yaklaşık% 80'i karbonattır), denizlerde - 12'den 35'e ‰ (esas olarak klorürler ve sülfatlar). 40 ppm'den fazla tuzluluk ile rezervuara hiperhalin veya aşırı tuzlu denir.

1) Tatlı suda (hipotonik ortam), ozmoregülasyon süreçleri iyi ifade edilir. Hidrobiyontlar, içlerine giren suyu sürekli olarak çıkarmak zorunda kalırlar, homoiosmotiktirler (siliatlar her 2-3 dakikada bir ağırlığına eşit miktarda suyu kendi kendilerine “pompalar”). Tuzlu suda (izotonik ortam), hidrobiyontların vücutlarındaki ve dokularındaki tuzların konsantrasyonu, suda çözünen tuzların konsantrasyonu ile aynıdır (izotonik) - bunlar poikiloosmotiktir. Bu nedenle, tuzlu su kütlelerinin sakinleri arasında osmoregülasyon işlevleri gelişmemiştir ve tatlı su kütlelerini dolduramazlar.

2) Su bitkileri, suyu ve besinleri sudan - "et suyu", tüm yüzey ile emebilir, bu nedenle yaprakları güçlü bir şekilde parçalanır ve iletken dokular ve kökler zayıf gelişir. Kökler esas olarak su altı substratına bağlanmaya hizmet eder. Çoğu tatlı su bitkisinin kökleri vardır.

Tipik olarak deniz ve tipik olarak tatlı su türleri stenohalindir ve su tuzluluğundaki önemli değişiklikleri tolere etmez. Birkaç euryhaline türü vardır. Acı sularda yaygın olarak bulunurlar (tatlısu walleye, turna, çipura, kefal, kıyı somonu).

Sudaki gazların bileşimi.

Suda oksijen en önemli çevresel faktördür. Oksijenle doymuş suda içeriği, atmosferdekinden 21 kat daha düşük olan 1 litre başına 10 ml'yi geçmez. Özellikle akan su kütlelerinde su karıştırıldığında ve sıcaklık düştüğünde oksijen içeriği artar. Bazı balıklar oksijen eksikliğine (alabalık, minnow, grayling) karşı çok hassastır ve bu nedenle soğuk dağ nehirlerini ve akarsularını tercih eder. Diğer balıklar (sazan, sazan, hamamböceği) oksijen içeriği konusunda iddiasızdır ve derin su kütlelerinin dibinde yaşayabilir. Birçok su böceği, sivrisinek larvası, akciğer yumuşakçaları da sudaki oksijen içeriğine toleranslıdır, çünkü zaman zaman yüzeye çıkarlar ve temiz havayı yutarlar.

Suda yeterli karbondioksit vardır (40-50 cm3 / l - havadan neredeyse 150 kat daha fazla. Bitki fotosentezinde kullanılır ve hayvanların kalkerli iskelet oluşumlarının oluşumuna gider (yumuşakçaların kabukları, kabukluların örtüleri, radyolaryalıların iskeletleri, vb.) .

asitlik. Tatlı su rezervuarlarında, suyun asitliği veya hidrojen iyonlarının konsantrasyonu, denizlerdekinden çok daha fazla değişir - pH = 3,7-4,7 (asit) ile pH = 7,8 (alkali) arasında. Suyun asitliği büyük ölçüde hidrobiyont bitkilerin tür bileşimi tarafından belirlenir. Bataklıkların asidik sularında sfagnum yosunları büyür ve kabuklu rizomlar bolca yaşar, ancak dişsiz yumuşakçalar (Unio) yoktur ve diğer yumuşakçalar nadirdir. Alkali bir ortamda, birçok göl otu ve elodea türü gelişir. Tatlı su balıklarının çoğu 5 ila 9 pH aralığında yaşar ve bu değerlerin dışında topluca ölür. En verimli sular pH 6.5-8.5'tir.

Deniz suyunun asitliği derinlikle azalır.

Asitlik, bir topluluğun genel metabolik hızının bir göstergesi olarak hizmet edebilir. Düşük pH'lı sular az miktarda besin içerir, bu nedenle verimlilik son derece düşüktür.

hidrostatik basınç okyanusta çok önemlidir. 10 m'de suya daldırma ile basınç 1 atmosfer artar. Okyanusun en derin kısmında basınç 1000 atmosfere ulaşır. Birçok hayvan, özellikle vücutlarında serbest hava yoksa, ani basınç dalgalanmalarını tolere edebilir. Aksi takdirde gaz embolisi gelişebilir. Büyük derinliklerin özelliği olan yüksek basınçlar, kural olarak, hayati süreçleri engeller.

Hidrobiyontların kullanabileceği organik madde miktarına göre, su kütleleri şu şekilde ayrılabilir: - oligotrofik (mavi ve şeffaf) - yiyecek açısından zengin değil, derin, soğuk; - ötrofik (yeşil) - yiyecek açısından zengin, sıcak; distrofik (kahverengi) - gıda açısından fakir, toprağa çok miktarda hümik asit girmesi nedeniyle asidik.

ötrofikasyon- antropojenik bir faktörün etkisi altında su kütlelerinin organik besinlerle zenginleştirilmesi (örneğin, atık su deşarjı).

Hidrobiyontların ekolojik plastisitesi. Tatlı su bitkileri ve hayvanları, ekolojik olarak denizdekilerden daha plastiktir (eurythermal, euryhaline), kıyı bölgelerinin sakinleri derin denizlerdekilerden daha plastiktir (eurythermal). Bir faktöre göre dar bir ekolojik plastisiteye sahip türler vardır (lotus stenotermik bir türdür, Artemia kabuklu (Artimia solina) stenogaldır) ve diğerlerine göre geniştir. Organizmalar, daha değişken olan faktörlere göre daha esnektir. Ve daha yaygın olarak dağıtılanlar (elodea, Cyphoderia ampulla'nın rizomları). Plastisite ayrıca yaş ve gelişim aşamasına da bağlıdır.

Ses suda havada olduğundan daha hızlı yayılır. Sese yönelim genellikle hidrobiyontlarda görselden daha iyi geliştirilir. Hatta bazı türler, dalgaların ritmi değiştiğinde meydana gelen çok düşük frekanslı titreşimleri (infrasesler) bile yakalar. Bir dizi suda yaşayan organizma, yiyecek arar ve ekolokasyon (yansıyan ses dalgalarının (cetacean) algısı) kullanarak yön bulur. Birçoğu, yüzerken farklı frekanslarda deşarjlar üreten yansıyan elektriksel darbeleri algılar.

Tüm su hayvanlarının özelliği olan en eski yönlendirme yöntemi, çevrenin kimyasının algılanmasıdır. Birçok suda yaşayan organizmanın kemoreseptörleri son derece hassastır.

Yer-Hava Habitatı

Evrim sürecinde bu ortama sudan daha sonra hakim olunmuştur. Karasal hava ortamındaki çevresel faktörler, yüksek ışık yoğunluğu, hava sıcaklığındaki ve nemdeki önemli dalgalanmalar, tüm faktörlerin coğrafi konumla korelasyonu, yılın mevsimlerinin ve günün saatlerinin değişmesi gibi diğer habitatlardan farklıdır. Ortam gaz halindedir, bu nedenle düşük nem, yoğunluk ve basınç, yüksek oksijen içeriği ile karakterize edilir.

karakteristik abiyotik faktörlerışık ortamı, sıcaklık, nem - önceki derse bakın.

Atmosferin gaz bileşimi da önemli bir iklim faktörüdür. Yaklaşık 3-3,5 milyar yıl önce atmosfer azot, amonyak, hidrojen, metan ve su buharı içeriyordu ve içinde serbest oksijen yoktu. Atmosferin bileşimi büyük ölçüde volkanik gazlar tarafından belirlendi.

Şu anda, atmosfer esas olarak nitrojen, oksijen ve nispeten daha az miktarda argon ve karbon dioksitten oluşmaktadır. Atmosferde bulunan diğer tüm gazlar sadece eser miktarlarda bulunur. Biyota için özellikle önemli olan, göreceli oksijen ve karbondioksit içeriğidir.

Yüksek oksijen içeriği, birincil suda yaşayanlara kıyasla karasal organizmaların metabolizmasında bir artışa katkıda bulunmuştur. Karasal ortamda, vücuttaki oksidatif süreçlerin yüksek verimliliği temelinde, hayvan homoiotermisi ortaya çıktı. Oksijen, havadaki sürekli yüksek içeriği nedeniyle karasal ortamda yaşamı sınırlayan bir faktör değildir. Sadece yerlerde, belirli koşullar altında, örneğin çürüyen bitki artıkları, tahıl stokları, un vb. birikimlerinde geçici bir açık oluşur.

Karbondioksit içeriği, havanın yüzey tabakasının belirli alanlarında oldukça önemli sınırlar içinde değişebilir. Örneğin, büyük şehirlerin merkezinde rüzgarın yokluğunda konsantrasyonu on kat artar. Yüzey katmanlarındaki karbondioksit içeriğindeki günlük değişiklikler, bitki fotosentezinin ritmi ile ilişkili olarak düzenli ve canlı organizmaların, özellikle mikroskobik toprak popülasyonunun solunum yoğunluğundaki değişiklikler nedeniyle mevsimseldir. Karbondioksit ile artan hava doygunluğu, volkanik aktivite bölgelerinde, termal kaynakların ve bu gazın diğer yeraltı çıkışlarının yakınında meydana gelir. Düşük karbondioksit içeriği fotosentez sürecini engeller. İç ortam koşullarında, karbondioksit konsantrasyonu artırılarak fotosentez hızı arttırılabilir; bu, sera ve sera uygulamalarında kullanılır.

Karasal ortamın çoğu sakini için hava nitrojeni inert bir gazdır, ancak bir dizi mikroorganizma (nodül bakterileri, Azotobacter, clostridia, mavi-yeşil algler, vb.) onu bağlama ve biyolojik döngüye dahil etme yeteneğine sahiptir.

Havaya giren yerel kirlilikler de canlı organizmaları önemli ölçüde etkileyebilir. Bu özellikle zehirli gaz halindeki maddeler için geçerlidir - metan, kükürt oksit (IV), karbon monoksit (II), azot oksit (IV), hidrojen sülfür, klor bileşikleri ve ayrıca havayı kirleten toz, kurum vb. endüstriyel alanlarda. Atmosferin kimyasal ve fiziksel kirliliğinin ana modern kaynağı antropojeniktir: çeşitli endüstriyel işletmelerin ve nakliye, toprak erozyonu vb. Çalışmaları. Örneğin, kükürt oksit (SO 2), elli ila elli konsantrasyonda bile bitkiler için zehirlidir. hava hacminin binde biri ila milyonda biri .. Bazı bitki türleri özellikle S0 2'ye duyarlıdır ve havadaki birikiminin hassas bir göstergesi olarak hizmet eder (örneğin likenler.

Düşük hava yoğunluğu düşük kaldırma kuvvetini ve önemsiz taşıma kapasitesini belirler. Havanın sakinleri, vücudu destekleyen kendi destek sistemlerine sahip olmalıdır: bitkiler - çeşitli mekanik dokular, hayvanlar - katı veya daha az sıklıkla hidrostatik bir iskelet. Ek olarak, hava ortamının tüm sakinleri, onlara bağlanma ve destek için hizmet eden dünyanın yüzeyi ile yakından bağlantılıdır. Havada asılı halde yaşam imkansızdır. Doğru, birçok mikroorganizma ve hayvan, spor, tohum ve bitki polenleri havada düzenli olarak bulunur ve hava akımları (anemochory) tarafından taşınır, birçok hayvan aktif uçuş yeteneğine sahiptir, ancak tüm bu türlerde yaşam döngülerinin ana işlevi - üreme - dünya yüzeyinde gerçekleştirilir. Çoğu için, havada olmak yalnızca yeniden yerleşim veya av arayışı ile ilişkilidir.

Rüzgâr Organizmaların aktivitesi ve hatta dağılımı üzerinde sınırlayıcı bir etkiye sahiptir. Rüzgar, özellikle diğer faktörlerin sınırladığı alpin bölgeleri gibi habitatlarda, bitkilerin görünümünü bile değiştirebilir. Açık dağ habitatlarında rüzgar, bitki büyümesini sınırlar ve bitkilerin rüzgar yönüne doğru bükülmesine neden olur. Ayrıca rüzgar, düşük nemli koşullarda evapotranspirasyonu artırır. Büyük önem taşıyan fırtınalar, eylemleri tamamen yerel olmasına rağmen. Kasırgalar ve sıradan rüzgarlar, hayvanları ve bitkileri uzun mesafeler boyunca taşıma ve böylece toplulukların bileşimini değiştirme yeteneğine sahiptir.

Baskı yapmak görünüşe göre, doğrudan eylemin sınırlayıcı bir faktörü değildir, ancak doğrudan sınırlayıcı bir etkiye sahip olan hava ve iklim ile doğrudan ilişkilidir. Düşük hava yoğunluğu, karada nispeten düşük bir basınca neden olur. Normalde, 760 mm Hg'ye eşittir, Art. Yükseklik arttıkça basınç azalır. 5800 m yükseklikte, sadece yarı normaldir. Alçak basınç, türlerin dağlardaki dağılımını sınırlayabilir. Çoğu omurgalı için, yaşamın üst sınırı yaklaşık 6000 m'dir.Basınçtaki bir düşüş, solunum hızındaki artış nedeniyle oksijen arzında bir azalma ve hayvanların dehidrasyonunu gerektirir. Yaklaşık olarak aynı, daha yüksek bitkilerin dağlarına ilerlemenin sınırlarıdır. Bitki örtüsü sınırının üzerinde buzullarda bulunabilen eklembacaklılar (yay kuyrukları, akarlar, örümcekler) biraz daha dayanıklıdır.

Genel olarak, tüm karasal organizmalar suda yaşayanlardan çok daha stenobatiktir.

Yer-hava ortamının bir özelliği, burada yaşayan organizmaların çevrelenmiş olmasıdır. hava- düşük nem, yoğunluk, basınç ve yüksek oksijen içeriği ile karakterize edilen gazlı bir ortam.

Çoğu hayvan katı bir alt tabaka üzerinde hareket eder - toprak ve bitkiler onun içinde kök salır.

Yer-hava ortamının sakinleri uyarlamalar geliştirdiler:

1) atmosferik oksijenin asimilasyonunu sağlayan organlar (bitkilerde stomalar, hayvanlarda akciğerler ve trakealar);

2) havada vücudu destekleyen iskelet oluşumlarının güçlü gelişimi (bitkilerde mekanik dokular, hayvanlarda iskelet);

3) olumsuz faktörlere karşı koruma için karmaşık uyarlamalar (yaşam döngülerinin periyodikliği ve ritmi, termoregülasyon mekanizmaları, vb.);

4) toprakla yakın bir bağlantı kuruldu (bitkilerde kökler ve hayvanlarda uzuvlar);

5) yiyecek arayan hayvanların yüksek hareketliliği ile karakterize edilir;

6) uçan hayvanlar (böcekler, kuşlar) ve rüzgarla taşınan tohumlar, meyveler, polenler ortaya çıktı.

Yer-hava ortamının çevresel faktörleri makro iklim (ekoiklim) tarafından düzenlenir. Ekolojik iklim (makro iklim)- yüzey hava tabakasının belirli özellikleri ile karakterize edilen geniş alanların iklimi. mikro iklim– bireysel habitatların iklimi (ağaç gövdesi, hayvan yuvaları, vb.).

41. Yer-hava ortamının ekolojik faktörleri.

1) Hava:

Sabit bir bileşim (%21 oksijen, %78 azot, %0.03 CO2 ve soy gazlar) ile karakterize edilir. Önemli bir çevresel faktördür, çünkü atmosferik oksijen olmadan çoğu organizmanın varlığı imkansızdır, fotosentez için CO2 kullanılır.

Organizmaların yer-hava ortamındaki hareketi esas olarak yatay olarak gerçekleştirilir, sadece bazı böcekler, kuşlar ve memeliler dikey olarak hareket eder.

Hava, canlı organizmaların yaşamı için büyük önem taşımaktadır. rüzgâr- atmosferin Güneş tarafından eşit olmayan şekilde ısıtılması nedeniyle hava kütlelerinin hareketi. Rüzgar etkisi:

1) havayı kurutur, bitki ve hayvanlarda su metabolizmasının yoğunluğunun azalmasına neden olur;

2) bitkilerin tozlaşmasına katılır, polen taşır;

3) uçan hayvan türlerinin çeşitliliğini azaltır (kuvvetli rüzgar uçuşu engeller);

4) örtülerin yapısında değişikliklere neden olur (bitkileri ve hayvanları hipotermiden ve nem kaybından koruyan yoğun örtüler oluşur);

5) hayvanların ve bitkilerin dağılmasına katılır (meyveler, tohumlar, küçük hayvanlar taşır).

2) Atmosferik yağış:

Önemli bir çevresel faktör, çünkü Çevrenin su rejimi yağış varlığına bağlıdır:

1) yağış hava nemini ve toprağı değiştirir;

2) bitki ve hayvanların suda beslenmesi için uygun su sağlamak.

a) Yağmur:

En önemlileri serpinti zamanlaması, serpinti sıklığı ve süresidir.

Örnek: Soğutma döneminde yağmurun bol olması bitkilere gerekli nemi sağlamaz.

Yağmurun doğası:

- fırtına- olumsuz, çünkü bitkilerin suyu emmek için zamanları yoktur, ayrıca verimli toprak tabakasını, bitkileri ve küçük hayvanları yıkayan akarsular oluşur.

- çiseleyen yağmur- elverişli, çünkü toprak nemi, bitki ve hayvan beslenmesini sağlar.

- uzun süreli- olumsuz, çünkü sel, sel ve su baskınlarına neden olur.

b) Kar:

Kışın organizmalar üzerinde faydalı bir etkiye sahiptir, çünkü:

a) Toprağın uygun bir sıcaklık rejimi oluşturur, organizmaları hipotermiden korur.

Örnek: -15 0 С hava sıcaklığında, 20 cm kar tabakasının altındaki toprağın sıcaklığı +0.2 0 С'den düşük değildir.

b) Kışın organizmaların (kemirgenler, tavuk kuşları vb.)

demirbaşlar hayvanlar kış koşullarına:

a) karda yürümek için bacakların destek yüzeyi arttırılır;

b) göç ve kış uykusu (anabiyoz);

c) belirli yemlerle beslenmeye geçiş;

d) kapakların değiştirilmesi vb.

Karın olumsuz etkisi:

a) Kar bolluğu, bitkilerde mekanik hasara, bitkilerin sönmesine ve ilkbaharda kar erimesi sırasında ıslanmasına neden olur.

b) Kabuk ve sulu kar oluşumu (kar altında hayvan ve bitkilerin gaz alışverişini zorlaştırır, besin elde etmede zorluklar yaratır).

42. Toprak nemi.

Birincil üreticilerin su temini için ana faktör yeşil bitkilerdir.

Toprak su türleri:

1) yerçekimi suyu - toprak parçacıkları arasında geniş boşluklar kaplar ve yerçekiminin etkisi altında daha derin katmanlara iner. Bitkiler, kök sistemi bölgesinde olduğunda onu kolayca emer. Topraktaki rezervler yağışla yenilenir.

2) kılcal su – toprak partikülleri (kılcal damarlar) arasındaki en küçük boşlukları doldurur. Aşağı doğru hareket etmez, yapışma kuvveti ile tutulur. Toprak yüzeyinden buharlaşma nedeniyle yukarı doğru bir su akımı oluşturur. Bitkiler tarafından iyi emilir.

1) ve 2) bitkilerin kullanabileceği su.

3) Kimyasal olarak bağlı su – kristalleşme suyu (alçıtaşı, kil, vb.). bitkilerde bulunmaz.

4) Fiziksel olarak bağlı su - bitkiler için de erişilemez.

a) film(gevşek bağlı) - birbirini ardışık saran dipol sıraları. 1 ila 10 atm'lik bir kuvvetle toprak parçacıklarının yüzeyinde tutulurlar.

b) higroskopik(kuvvetle bağlı) - toprak parçacıklarını ince bir filmle sarar ve 10.000 ila 20.000 atm'lik bir kuvvet tarafından tutulur.

Toprakta sadece erişilemeyen su varsa, bitki kurur ve ölür.

Kum için KZ = %0.9, kil için = %16.3.

Toplam su miktarı - KZ = bitkinin su ile beslenme derecesi.

43. Yer-hava ortamının coğrafi bölgeleri.

Yer-hava ortamı, dikey ve yatay bölgelilik ile karakterize edilir. Her bölge, belirli bir ekoiklim, hayvanların ve bitkilerin bileşimi ve bölge ile karakterize edilir.

İklim bölgeleri → iklim alt bölgeleri → iklim bölgeleri.

Walter'ın sınıflandırması:

1) ekvator bölgesi - 10 0 kuzey enlemi ile 10 0 güney enlemi arasında yer alır. Güneş'in zirvesindeki konumuna karşılık gelen 2 yağışlı mevsimi vardır. Yıllık yağış ve nem oranı yüksektir ve aylık sıcaklık dalgalanmaları ihmal edilebilir düzeydedir.

2) tropikal bölge - ekvatorun kuzey ve güneyinde, 30 0 kuzey ve güney enlemlerine kadar yer alır. Yaz yağışlı dönem ve kış kuraklığı tipiktir. Ekvatordan uzaklaştıkça yağış ve nem azalır.

3) Kuru subtropik bölge - 35 0 enlemine kadar bulunur. Yağış ve nem miktarı önemsizdir, yıllık ve günlük sıcaklık dalgalanmaları çok önemlidir. Donlar nadirdir.

4) geçiş bölgesi - kışın yağışlı mevsimler, sıcak yazlar ile karakterizedir. Donmalar daha yaygındır. Akdeniz, Kaliforniya, güney ve güneybatı Avustralya, güneybatı Güney Amerika.

5) ılıman bölge - miktarı okyanustan uzaklaştıkça azalan siklonik yağış ile karakterizedir. Yıllık sıcaklık dalgalanmaları keskin, yazlar sıcak, kışlar soğuktur. Alt bölgelere ayrılmıştır:

a) sıcak ılıman alt bölge- kış dönemi pratik olarak ayırt edilmez, tüm mevsimler az ya da çok ıslaktır. Güney Afrika.

b) tipik ılıman alt bölge- kısa soğuk kış, serin yaz. Orta Avrupa.

içinde) kurak ılıman kıta tipinin alt bölgesi- keskin sıcaklık kontrastları, az miktarda yağış, düşük nem ile karakterizedir. Orta Asya.

G) kuzey veya soğuk ılıman alt bölge Yaz serin ve nemli, kış ise yılın yarısı kadar sürer. Kuzey Kuzey Amerika ve Kuzey Avrasya.

6) Arktik (Antarktika) bölgesi - kar şeklinde az miktarda yağış ile karakterizedir. Yaz (kutup günü) kısa ve soğuktur. Bu bölge, bitkilerin varlığının imkansız olduğu kutup bölgesine geçer.

Beyaz Rusya ılımlı ile karakterizedir karasal iklim ekstra nem ile. Belarus ikliminin olumsuz yönleri:

İlkbahar ve sonbaharda kararsız hava;

Uzun süreli çözülme ile hafif bahar;

yağmurlu yaz;

Geç ilkbahar ve erken sonbahar donları.

Buna rağmen Belarus'ta yaklaşık 10.000 bitki türü yetişmekte, 430 tür omurgalı ve yaklaşık 20.000 tür omurgasız yaşamaktadır.

dikey bölgeleme ovalardan ve dağların tabanlarından dağların tepelerine kadar. Bazı sapmalar ile yataya benzer.

44. Yaşam ortamı olarak toprak. Genel özellikleri.

"Çevre" ile kastedilen, bedeni çevreleyen ve şu veya bu şekilde onu etkileyen her şeydir. Başka bir deyişle, yaşam ortamı belirli bir dizi çevresel faktör tarafından karakterize edilir. Çarşamba- yaşam ortamı - su ortamı - yer-hava ortamı - toprak ortamı - yaşayan bir ortam olarak organizma - anahtar kavramlar.

genel kabul görmüş tanım ortamlar Nikolai Pavlovich Naumov'un tanımı: " Çarşamba- organizmaları çevreleyen her şey onların durumunu, gelişimini, hayatta kalmasını ve üremesini doğrudan veya dolaylı olarak etkiler. - kara-su (kara); - Su; - toprak; - diğer organizmalar.

yer havasıÇevre, çok çeşitli yaşam koşulları, ekolojik nişler ve içinde yaşayan organizmalar ile karakterize edilir. Organizmalar, yaşamın yer-hava ortamının koşullarını ve her şeyden önce atmosferin gaz bileşimini şekillendirmede birincil bir rol oynar. Dünya atmosferindeki hemen hemen tüm oksijen biyojenik kökenlidir. Yer-hava ortamının temel özellikleri şunlardır:

Çevresel faktörlerde büyük değişiklikler,

Çevrenin heterojenliği,

Yerçekimi kuvvetlerinin eylemi

Düşük hava yoğunluğu.

Belirli bir alanla ilgili fiziksel-coğrafi ve iklimsel faktörlerin bir kompleksi. doğal alan, organizmaların bu koşullarda yaşama adapte olmasına, yaşam formlarının çeşitliliğine yol açar. Atmosferdeki yüksek oksijen içeriği (yaklaşık %21), yüksek (enerji) bir metabolizma seviyesinin oluşma olasılığını belirler. Atmosferik hava, düşük ve değişken nem ile karakterize edilir. Bu durum, yer-hava ortamına hakim olma olanaklarını büyük ölçüde sınırladı.

Atmosfer(Yunanca atmosferden - buhar ve sphaera - top), dünyanın gazlı kabuğu. Dünya atmosferinin kesin üst sınırı belirlenemez. Atmosfer belirgin bir katmanlı yapıya sahiptir. Atmosferin ana katmanları:

1)Troposfer- yükseklik 8 - 17 km. tüm su buharı ve atmosferin kütlesinin 4 / 5'i içinde yoğunlaşır ve tüm hava olayları gelişir.

2)Stratosfer- 40 km'ye kadar troposferin üzerinde bir katman. Yüksekliğin neredeyse tamamen değişmezliği ile karakterizedir. Stratosferin üst kısmında, güneşten büyük miktarda ultraviyole radyasyonu emen maksimum ozon konsantrasyonu gözlenir.

3) mezosfer- 40 ila 80 km arasındaki katman; alt yarısında sıcaklık +20'den +30 dereceye yükselir, üst yarıda neredeyse -100 dereceye düşer.

4) termosfer(iyonosfer) - gaz moleküllerinin iyonlaşmasının arttığı (serbestçe nüfuz eden kozmik radyasyonun etkisi altında) 80 - 1000 km arasında bir katman.

5) Ekzosfer(saçılma küresi) - 800 - 1000 km'nin üzerinde, gaz moleküllerinin uzaya dağıldığı bir katman. Atmosfer, güneş radyasyonunun 3/4'ünü iletir, böylece gelişme için kullanılan toplam ısı miktarını arttırır. doğal süreçler Toprak.

Sucul yaşam ortamı. Hidrosfer (hidro ... ve küreden), Dünya'nın atmosfer ile katı yer kabuğu (litosfer) arasında yer alan aralıklı su kabuğu. Okyanuslar, denizler, göller, nehirler, bataklıklar ve yeraltı sularının bütününü temsil eder. Hidrosfer, dünya yüzeyinin yaklaşık %71'ini kaplar. Hidrosferin kimyasal bileşimi, deniz suyunun ortalama bileşimine yaklaşır.

Tatlı su miktarı gezegendeki tüm suyun %2,5'i kadardır; % 85 - deniz suyu. Tatlı su rezervleri son derece düzensiz dağılmıştır: %72.2 - buz; %22.4 - yeraltı suyu; %0.35 - atmosfer; %5,05 - nehirlerin ve göllerin suyunun sürdürülebilir akışı. Kullanabildiğimiz suyun payı, dünyadaki tüm tatlı suyun sadece %10-12'sini oluşturmaktadır.

Birincil ortam hayat tam olarak su ortamıydı. Her şeyden önce, çoğu organizma, vücuda su girmeden veya vücutta belirli bir sıvı içeriğini muhafaza etmeden aktif yaşam yeteneğine sahip değildir. Su ortamının ana özelliği şudur: günlük ve mevsimsel sıcaklık dalgalanmaları. Büyük çevresel önem, su yoğunluğu ve viskozitesi yüksektir. Suyun özgül ağırlığı, canlı organizmaların vücudununkiyle orantılıdır. Suyun yoğunluğu havanın yaklaşık 1000 katıdır. Bu nedenle, suda yaşayan organizmalar (özellikle aktif olarak hareket edenler) daha büyük bir hidrodinamik direnç kuvvetiyle karşı karşıyadır. Suyun yüksek yoğunluğu, mekanik titreşimlerin (titreşimlerin) su ortamında iyi yayılmasının nedenidir. Bu, uzayda ve suda yaşayanlar arasındaki duyular, yönelim için çok önemlidir. Su ortamındaki sesin hızı, daha yüksek bir ekolokasyon sinyali frekansına sahiptir. Havadakinden daha büyük, dört kat. Bu nedenle, su sütununda "yüzen", taban veya diğer substrat ile zorunlu bağlantı olmaksızın var olan bir dizi su organizması (hem bitkiler hem de hayvanlar) vardır.

Kara-hava ortamı, çeşitli morfolojik, anatomik, fizyolojik, biyokimyasal ve davranışsal adaptasyonlara yansıyan, kara bitkileri ve hayvanlarında spesifik adaptasyonlar oluşturan ekolojik koşulların özellikleri ile karakterize edilir.

Atmosferik havanın düşük yoğunluğu, vücudun şeklini korumayı zorlaştırır, çünkü bitkiler ve hayvanlar bir destek sistemi oluşturmuştur. Bitkilerde bunlar, statik ve dinamik yüklere karşı direnç sağlayan mekanik dokulardır (bast ve ağaç lifleri): rüzgar, yağmur, kar örtüsü. Yüksek ozmotik basınçlı sıvının hücre vakuollerinde birikmesiyle oluşan hücre duvarının stresli durumu (turgor), yaprak, ot sapları ve çiçeklerin elastikiyetini belirler. Hayvanlarda vücut hidro-iskelet (yuvarlak kurtlarda), dış iskelet (böceklerde) ve iç iskelet (memelilerde) tarafından desteklenir.

Ortamın düşük yoğunluğu hayvanların hareketini kolaylaştırır. Birçok karasal tür uçabilir (aktif veya kayma) - kuşlar ve böcekler, ayrıca memelilerin, amfibilerin ve sürüngenlerin temsilcileri de vardır. Uçuş, hareket ve av arama ile ilişkilidir, değiştirilmiş ön ayaklar, gelişmiş göğüs kasları nedeniyle aktif uçuş mümkündür. Süzülen hayvanlarda, ön ve arka uzuvlar arasında esneyen ve paraşüt rolü oynayan deri kıvrımları oluşmuştur.

Hava kütlelerinin yüksek hareketliliği, bitkilerde, birçok bitkinin özelliği olan rüzgarla (anemofili) bitkileri tozlaştırmanın en eski yöntemini oluşturmuştur. orta şeritler ve rüzgarın yardımıyla yerleşme. Bu ekolojik organizma grubu (aeroplankton), paraşütler, kanatlar, çıkıntılar ve hatta örümcek ağları nedeniyle geniş göreli yüzey alanı veya çok küçük boyutlar nedeniyle adapte olmuştur.

Normalde 760 mm Hg (veya 101.325 Pa) olan düşük atmosfer basıncı, küçük basınç düşüşleri, neredeyse tüm kara sakinlerinde güçlü basınç düşüşlerine karşı hassasiyet oluşturmuştur. Çoğu omurgalı için yaşamın üst sınırı yaklaşık 6.000 m'dir. atmosferik basınç irtifa arttıkça kandaki oksijenin çözünürlüğünü azaltır. Bu, nefes alma sıklığını arttırır ve sonuç olarak hızlı nefes alma dehidrasyona yol açar. Bu basit bağımlılık, yalnızca nadir bulunan kuş türleri ve bazı omurgasızlar için tipik değildir.

Yer-hava ortamının gaz bileşimi, yüksek oksijen içeriği ile karakterize edilir (su ortamından 20 kattan fazla). Bu, hayvanların çok yüksek metabolik hızlara sahip olmalarını sağlar. Bu nedenle, yalnızca karada homoitermi (esas olarak iç enerji nedeniyle sabit bir vücut sıcaklığını koruma yeteneği) ortaya çıkabilir.

Organizmaların yaşamındaki sıcaklığın değeri, biyokimyasal reaksiyonların hızı üzerindeki etkisiyle belirlenir. Sıcaklık artışı (60 °C'ye kadar) çevre organizmalarda protein denatürasyonuna neden olur. Sıcaklıktaki güçlü bir düşüş, metabolik hızda bir azalmaya ve kritik bir durum olarak, hücrelerde suyun donmasına neden olur (hücrelerdeki buz kristalleri, hücre içi yapıların bütünlüğünü ihlal eder). Temel olarak, karada canlı organizmalar sadece 0 ° - +50 °, tk aralığında bulunabilir. bu sıcaklıklar temel yaşam süreçlerinin seyri ile uyumludur. Bununla birlikte, her türün kendi üst ve alt öldürücü sıcaklık değerleri, sıcaklık engelleme değeri ve optimum sıcaklık değeri vardır.

Hayati aktiviteleri ve aktiviteleri dış ısıya bağlı olan organizmalara (mikroorganizmalar, mantarlar, bitkiler, omurgasızlar, siklostomlar, balıklar, amfibiler, sürüngenler) poikilotermler denir. Bunlar arasında stenotermler (kriyofiller - küçük farklılıklara uyarlanmış) vardır. Düşük sıcaklık ve termofiller - yüksek sıcaklıklardaki küçük farklılıklara uyarlanmıştır) ve büyük bir sıcaklık genliği içinde var olabilen eurytherms. Metabolizmanın uzun süre düzenlenmesine izin veren düşük sıcaklıklara dayanma adaptasyonları organizmalarda iki şekilde gerçekleştirilir: a) biyokimyasal ve fizyolojik yeniden düzenleme yeteneği - hücrelerde ve dokularda sıvıların donma noktasını düşüren antifrizlerin birikmesi ve bu nedenle buz oluşumunu engeller; enzimlerin setinde, konsantrasyonunda ve aktivitesinde değişiklik, değişiklik; b) donmaya dayanıklılık (soğuğa dayanıklılık), aktif durumun (hipobiyoz veya kriptobiyoz) geçici olarak kesilmesi veya hücrelerde sıvının kristalleşmesini önleyen gliserol, sorbitol, mannitol birikmesidir.

Eurytherms, optimal değerden önemli sıcaklık sapmaları olan gizli bir duruma geçiş için iyi gelişmiş bir yeteneğe sahiptir. Soğuk baskısından sonra, belirli bir sıcaklıktaki organizmalar normal metabolizmayı geri yükler ve bu sıcaklık değerine, gelişimin sıcaklık eşiği veya gelişimin biyolojik sıfır noktası denir.

Türlerdeki mevsimsel yeniden düzenlemelerin temeli - yaygın olan eurythermler, bazı enzimlerin diğerleriyle değiştirilmesinden sorumlu olan bazı genler etkisiz hale getirildiğinde ve diğerleri açıldığında, iklimlendirmedir (optimum sıcaklığın kayması). Bu fenomen şurada bulunur: farklı parçalar Aralık.

Bitkilerde metabolik ısı son derece ihmal edilebilir düzeydedir, bu nedenle mevcudiyetlerini habitat içindeki hava sıcaklığı belirler. Bitkiler oldukça büyük sıcaklık dalgalanmalarını tolere edecek şekilde adapte olurlar. Bu durumda ana şey, aşırı ısındığında yaprakların yüzeyini soğutan terlemedir; yaprak bıçağı azaltma, yaprak hareketliliği, tüylenme, mum kaplama. Bitkiler, büyüme formları (cüceleşme, yastık büyümesi, kafes), renklendirme yardımı ile soğuk koşullara uyum sağlar. Bütün bunlar fiziksel termoregülasyon için geçerlidir. Fizyolojik termoregülasyon, yaprak düşmesi, toprak kısmının ölümü, serbest suyun bağlı bir duruma aktarılması, antifriz birikmesi vb.).

Poikilotermik hayvanlar, uzaydaki hareketleriyle (amfibiler, sürüngenler) ilişkili buharlaşmalı termoregülasyon olasılığına sahiptir. En uygun koşulları seçerler, kas kasılması veya kas titremesi (hareket sırasında kasları ısıtmak) sürecinde çok fazla iç (endojen) ısı üretirler. Hayvanların davranışsal uyarlamaları vardır (duruş, barınaklar, yuvalar, yuvalar).

Homeotermal hayvanlar (kuşlar ve memeliler) sabit bir vücut sıcaklığına sahiptir ve ortam sıcaklığına çok az bağımlıdır. Sinir, dolaşım, solunum ve diğer organ sistemlerinin mükemmelleşmesinin bir sonucu olarak oksidatif süreçlerde keskin bir artışa dayanan adaptasyonlarla karakterize edilirler. Biyokimyasal termoregülasyona sahiptirler (hava sıcaklığı düştüğünde, lipid metabolizması artar; özellikle iskelet kaslarında oksidatif süreçler artar; salınan tüm kimyasal enerjinin ATP oluşumuna ve vücudu ısıtmaya gittiği özel bir kahverengi yağ dokusu vardır. ; tüketilen yiyecek miktarı artar). Ancak bu tür termoregülasyonun iklim sınırlamaları vardır (kışın, kutup koşullarında, yazın tropikal ve ekvator bölgelerinde elverişsizdir).

Fiziksel termoregülasyon çevresel olarak faydalıdır (cilt kan damarlarının refleks daralması ve genişlemesi, kürk ve tüylerin ısı yalıtım etkisi, ters akımlı ısı değişimi), çünkü vücuttaki ısının korunması nedeniyle gerçekleştirilir (Chernova, Bylova, 2004).

Homoitermlerin davranışsal termoregülasyonu çeşitlilik ile karakterize edilir: duruşta değişiklik, barınak arayışı, karmaşık yuvaların inşası, yuvalar, göçler, grup davranışı vb.

Işık organizmalar için en önemli çevresel faktördür. Işığın etkisi altında meydana gelen süreçler fotosentez (gelen ışığın %1-5'i kullanılır), terleme (gelen ışığın %75'i suyu buharlaştırmak için kullanılır), yaşamsal aktivitenin senkronizasyonu, hareket, görme, vitamin sentezidir. .

Bitkilerin morfolojisi ve bitki topluluklarının yapısı, güneş enerjisinin en verimli şekilde emilmesi için düzenlenmiştir. Yeryüzündeki bitkilerin ışık alan yüzeyi, gezegenin yüzeyinden 4 kat daha büyüktür (Akimova ve Khaskin, 2000). Canlı organizmalar için dalga boyu önemlidir, çünkü. ışınlar farklı uzunluklar farklı biyolojik öneme sahiptir: kızılötesi radyasyon (780 - 400 nm) termal merkezlere etki eder gergin sistem Oksidatif süreçleri, motor reaksiyonları vb. düzenleyerek, deri dokularına etki eden ultraviyole ışınları (60 - 390 nm), çeşitli vitaminlerin üretimine katkıda bulunur, hücrelerin büyümesini ve çoğalmasını uyarır.

Görünür ışık özellikle önemlidir, çünkü bitkiler için önemli niteliksel kompozisyon Sveta. Işınların spektrumunda fotosentetik aktif radyasyon (PAR) yayar. Bu spektrumun dalga boyu 380 - 710 (370 - 720 nm) arasındadır.

Aydınlatmanın mevsimsel dinamikleri, belirli bir bölgenin mevsimsel iklim ritmi olan astronomik desenlerle ilişkilidir ve farklı enlemlerde farklı şekilde ifade edilir. Alt katmanlar için, vejetasyonun fenolojik durumu da bu düzenlilikler üzerine bindirilir. Aydınlatmadaki değişikliklerin günlük ritmi çok önemlidir. Radyasyonun seyri, atmosferin durumundaki, bulutlardaki vb. değişikliklerden etkilenir (Goryshina, 1979).

Bitki ışığı kısmen yansıtan, emen ve ileten opak bir gövdedir. Yaprakların hücrelerinde ve dokularında ışığın emilmesini ve iletilmesini sağlayan çeşitli oluşumlar vardır.Bitkilerin verimliliğini artırmak için, yaprakların çok katlı bir dizilimi ile elde edilen toplam alanı ve fotosentetik elementlerin sayısını arttırırlar. bitki üzerinde; topluluktaki bitkilerin katmanlı düzenlemesi.

Aydınlatma gücü ile ilgili olarak, üç grup ayırt edilir: anatomik ve morfolojik adaptasyonlarda farklılık gösteren ışığı seven, gölgeyi seven, gölgeye dayanıklı (ışık seven bitkilerde yapraklar daha küçük, hareketli, tüylü, gölge seven bitkilerde mumsu kaplama, kalın kütikül, kristalli dışlamalar, vb., yapraklar büyük, kloroplastlar büyük ve çok sayıda); fizyolojik adaptasyonlar ( Farklı anlamlarışık telafisi).

Gün uzunluğuna (ışık süresi) verilen tepkiye fotoperiyodizm denir. Bitkilerde çiçeklenme, tohum oluşumu, büyüme, uyku durumuna geçiş, yaprak dökümü gibi önemli süreçler gün boyu ve sıcaklıktaki mevsimsel değişikliklerle ilişkilidir. Bazı bitkilerin çiçeklenmesi için 14 saatten fazla bir gün uzunluğu gerekir, diğerleri için 7 saat yeterlidir ve diğerleri günün uzunluğundan bağımsız olarak çiçek açar.

Hayvanlar için ışık bilgi vericidir. Her şeyden önce, günlük aktiviteye göre hayvanlar gündüz, alacakaranlık ve gece olarak ayrılır. Uzayda gezinmeye yardımcı olan organlar gözlerdir. Farklı organizmalar farklı stereoskopik görüşe sahiptir - insanlarda toplam görüş 180 ° - stereoskopik-140 °, tavşanda - toplam 360 °, stereoskopik 20 °. Binoküler görme, esas olarak yırtıcı hayvanların (kediler ve kuşlar) karakteristiğidir. Ayrıca fototaksi (ışığa hareket) ışığa tepki ile belirlenir,

üreme, navigasyon (Güneş'in konumuna yönlendirme), biyolüminesans. Işık, karşı cinsten bireyleri çekmek için bir sinyaldir.

Karasal organizmaların yaşamındaki en önemli çevresel faktör sudur. Hücrelerin, dokuların, tüm organizmanın yapısal bütünlüğünü korumak gereklidir, çünkü. hücre, doku, bitki ve hayvan sularının protoplazmasının ana parçasıdır. Su sayesinde biyokimyasal reaksiyonlar gerçekleştirilir, besinlerin temini, gaz değişimi, boşaltım vb. Bitki ve hayvanların vücudundaki su içeriği oldukça yüksektir (çimen yapraklarında 83-86, ağaçta %79-82 yapraklar, ağaç gövdelerinde %40-55, böceklerin vücutlarında - %46-92, amfibiler - %93'e kadar, memeliler - %62-83).

Kara-hava ortamında var olmak, organizmaların vücutta su tutması için önemli bir sorun teşkil etmektedir. Bu nedenle, kara bitkilerinin ve hayvanların şekli ve işlevi, kurumaya karşı koruma sağlayacak şekilde uyarlanmıştır. Bitkilerin yaşamında suyun alımı, iletimi ve terlemesi, su dengesi önemlidir (Walter, 1031, 1937; Schafer, 1956). Su dengesindeki değişiklikler en iyi köklerin emme gücüyle yansıtılır.

Bitki köklerinin emme gücü toprağın emme gücüyle rekabet edebildiği sürece topraktan su emebilir. Oldukça dallanmış bir kök sistemi, kökün emici kısmı ile toprak çözeltileri arasında geniş bir temas alanı sağlar. Köklerin toplam uzunluğu 60 km'ye ulaşabilir. Köklerin emme gücü hava şartlarına, çevresel özelliklere göre değişir. Köklerin emme yüzeyi ne kadar büyük olursa, o kadar fazla su emilir.

Su dengesinin düzenlenmesine göre bitkiler poikihidrik (yosunlar, yosunlar, eğrelti otları, bazı çiçekli bitkiler) ve homoihidrik (en yüksek bitkiler) olarak ikiye ayrılır.

Karşı su rejimi Ekolojik bitki gruplarını ayırt eder.

1. Higrofitler, yüksek hava nemi ve toprak suyu kaynağı olan nemli habitatlarda yaşayan karasal bitkilerdir. Higrofitlerin karakteristik belirtileri kalın, hafif dallı kökler, dokularda hava dolu boşluklar ve açık stomalardır.

2. Mezofitler - orta derecede nemli habitatların bitkileri. Toprağı ve atmosferik kuraklığı tolere etme yetenekleri sınırlıdır. Kurak habitatlarda bulunabilirler - kısa sürede hızla gelişirler. Çok sayıda kök kılı ile iyi gelişmiş bir kök sistemi ile karakterize edilir, terleme yoğunluğunun düzenlenmesi.

3. Kserofitler - kuru habitat bitkileri. Bunlar kuraklığa dayanıklı bitkiler, kuru taşıyıcılardır. Bozkır kserofitleri zarar görmeden suyun %25'ine kadarını kaybedebilir, çöl kserofitleri - içerdikleri suyun %50'sine kadar (karşılaştırma için, yapraklarda bulunan suyun %1'i kaybolduğunda orman mezofitleri solar). Bu bitkilerin nem eksikliği ile aktif yaşamını sağlayan anatomik, morfolojik ve fizyolojik adaptasyonların doğasına göre, kserofitler sulu meyvelere ayrılır (etli ve sulu yaprakları ve gövdeleri vardır, büyük miktarlarda su biriktirebilirler) dokular, küçük bir emme kuvveti geliştirir ve atmosferik yağıştan nemi emer) ve sklerofitler (yoğun bir şekilde nemi buharlaştıran kuru görünümlü bitkiler, dar ve küçük yapraklara sahiptir, bazen bir tüpe kıvrılırlar, şiddetli dehidrasyona, yani sıvının emme gücüne dayanabilirler. kökler onlarca atmosfere kadar olabilir).

Farklı hayvan gruplarında, karasal varoluş koşullarına uyum sürecinde asıl mesele su kaybının önlenmesiydi. Hayvanlar su alır Farklı yollar- Metabolizmanın bir sonucu olarak sulu yiyeceklerle içme yoluyla (yağların, proteinlerin ve karbonhidratların oksidasyonu ve parçalanması nedeniyle). Bazı hayvanlar, nemli alt tabaka veya havanın örtülerinden suyu emebilir. Deriden buharlaşma, solunum yollarının mukoza zarlarından buharlaşma, idrarın atılması ve sindirilmemiş gıda artıkları sonucu su kayıpları meydana gelir. İçme yoluyla su alan hayvanlar, su kütlelerinin konumuna bağlıdır (büyük memeliler, birçok kuş).

Hayvanlar için önemli bir faktör havadaki nemdir, çünkü. bu gösterge, vücudun yüzeyinden buharlaşma miktarını belirler. Bu nedenle, vücut derisinin yapısı, hayvan organizmasının su dengesi için önemlidir. Böceklerde, vücut yüzeyinden su buharlaşmasında bir azalma, neredeyse delinmez bir kütikül ve neredeyse çözünmeyen bir metabolik ürün salgılayan özel boşaltım organları (Malpighi tüpleri) ve gaz değişim sistemi yoluyla su kaybını azaltan spiracles tarafından sağlanır. trakea ve trakeoller.

Amfibilerde, suyun büyük kısmı vücuda geçirgen deri yoluyla girer. Deri geçirgenliği arka hipofiz bezi tarafından salgılanan bir hormon tarafından düzenlenir. Amfibiler, vücut sıvılarına hipotonik olan çok büyük miktarlarda seyreltik idrar salgılarlar. Kuru koşullarda, amfibiler idrarda su kaybını azaltabilir. Ayrıca, bu hayvanlar su biriktirebilir. mesane ve deri altı lenfatik boşluklar.

Sürüngenlerin farklı seviyelerde birçok adaptasyonu vardır - morfolojik (keratinize cilt su kaybını önler), fizyolojik (vücudun içinde bulunan ve su kaybını azaltan akciğerler), biyokimyasal (dokularda çok fazla nem kaybı olmadan atılan ürik asit oluşur, dokular, konsantrasyon tuzlarında %50'lik bir artışı tolere edebilir).

Kuşlarda buharlaşma oranı düşüktür (deri nispeten su geçirmezdir, ter bezleri ve tüyleri yoktur). Kuşlar, akciğerlerdeki yüksek havalandırma ve yüksek vücut ısısı nedeniyle nefes alırken su kaybeder (günde vücut ağırlığının %35'ine kadar). Kuşlar, idrar ve dışkılarındaki suyun bir kısmından suyu yeniden emme işlemine sahiptir. Biraz deniz kuşları balık yiyip deniz suyu içen (penguenler, sümsük kuşları, karabataklar, albatroslar) göz yuvalarında bulunan tuz bezlerine sahiptir ve bunların yardımıyla vücuttan fazla tuzlar atılır.

Memelilerde, boşaltım ve ozmoregülasyon organları, kanla beslenen ve kanın bileşimini düzenleyen eşleştirilmiş, karmaşık bir şekilde düzenlenmiş böbreklerdir. Bu, hücre içi ve hücreler arası sıvının sabit bir bileşimini sağlar. Kanın nispeten kararlı bir ozmotik basıncı, içme ile su alımı ile solunan hava, ter, dışkı ve idrarla su kaybı arasındaki denge ile sağlanır. Ozmotik basıncın hassas düzenlenmesinden sorumlu olan, arka hipofiz bezinden salgılanan antidiüretik hormondur (ADH).

Hayvanlar arasında gruplar ayırt edilir: su metabolizmasını düzenleme mekanizmalarının zayıf bir şekilde geliştirildiği veya hiç bulunmadığı higrofiller (bunlar yüksek neme ihtiyaç duyan nemi seven hayvanlardır - bahar kuyrukları, ahşap bitleri, sivrisinekler, diğer eklembacaklılar, karasal yumuşakçalar ve amfibiler ); kurak koşullarda yaşayan, su metabolizmasının düzenlenmesi ve vücutta su tutulmasına adaptasyon için iyi gelişmiş mekanizmalara sahip olan kserofiller; orta nemli koşullarda yaşayan mezofiller.

Rölyef, yer-hava ortamında dolaylı olarak etkili bir ekolojik faktördür. Tüm yeryüzü şekilleri, hidrotermal rejimdeki veya toprak nemindeki değişiklikler yoluyla bitki ve hayvanların dağılımını etkiler.

Deniz seviyesinden farklı yüksekliklerde bulunan dağlarda, iklim koşulları değişir ve bu da yükseklik bölgelerine neden olur. Dağlardaki coğrafi izolasyon, endemiklerin oluşumuna, kalıntı bitki ve hayvan türlerinin korunmasına katkıda bulunur. Nehir taşkın yatakları, daha güneydeki bitki ve hayvan gruplarının kuzeye doğru hareketine katkıda bulunur. Büyük önem taşıyan, sıcağı seven toplulukların güney yamaçları boyunca kuzeye ve kuzey yamaçları boyunca güneye soğuk seven toplulukların yayılması için koşullar yaratan yamaçların maruz kalmasıdır (“ilerleme kuralı”, V.V. Alyokhina). ).

Toprak sadece yer-hava ortamında bulunur ve bölgenin yaşı, ana kaya, iklim, topografya, bitki ve hayvanlar ile insan faaliyetlerinin etkileşimi sonucu oluşur. Ekolojik önemi, mekanik bileşim (mineral parçacıkların boyutu), kimyasal bileşim (sulu çözeltinin pH'ı), toprak tuzluluğu, toprak zenginliğidir. Toprak özellikleri aynı zamanda canlı organizmalar üzerinde, termo-hidrolojik rejimi değiştirerek, bitkilerin (öncelikle) bu koşulların dinamiklerine uyum sağlamasına neden olan ve organizmaların mekansal farklılaşmasını etkileyen dolaylı faktörler olarak etki eder.