Su ortamının sakinleri ekolojide ortak bir isim aldı hidrobiyontlar. Dünya Okyanusunda, kıtasal rezervuarlarda ve yeraltı sularında yaşarlar. Herhangi bir su kütlesinde farklı koşullara sahip bölgeler ayırt edilebilir.

Okyanuslarda ve denizlerinde öncelikle iki ekolojik alan vardır: su sütunu. pelajik ve alt - bental. Abisal ve ultra abisal derinliklerin sakinleri karanlıkta, sabit sıcaklıkta ve muazzam basınçta yaşarlar. Okyanus tabanındaki nüfusun tamamına isim verildi bentos.

Su ortamının temel özellikleri.

Suyun yoğunluğu suda yaşayan organizmaların hareket koşullarını ve farklı derinliklerdeki basıncı belirleyen bir faktördür. Damıtılmış su için yoğunluk 4 °C'de 1 g/cm3'tür. Yoğunluk doğal sularÇözünmüş tuz içerenler 1,35 g/cm3'e kadar daha fazla olabilir. Basınç derinlikle birlikte her 10 m'de ortalama 1 × 10 5 Pa (1 atm) artar.Suyun yoğunluğu, özellikle iskelet dışı formlar için önemli olan ona güvenmeyi mümkün kılar. Çevrenin yoğunluğu, suda yüzmek için bir koşul görevi görür ve birçok suda yaşayan organizma, özellikle bu yaşam tarzına uyarlanmıştır. Suda yüzen asılı organizmalar, suda yaşayan organizmaların özel bir ekolojik grubunda birleştirilir - plankton(“planktos” – süzülen). Planktona tek hücreli ve kolonyal algler, protozoalar, denizanası, sifonoforlar, ktenoforlar, pteropodlar ve omurga ayaklı yumuşakçalar, çeşitli küçük kabuklular, dip hayvanlarının larvaları, balık yumurtaları ve yavru balıklar ve daha birçokları hakimdir. Deniz yosunu (fitoplankton)Çoğu planktonik hayvan sınırlı sınırlar dahilinde aktif olarak yüzebilirken, suda pasif olarak gezinebilirsiniz. Planktonun özel bir türü ekolojik bir gruptur Neuston(“nein” - yüzmek) - hava sınırındaki suyun yüzey filminin sakinleri. Suyun yoğunluğu ve viskozitesi aktif yüzme olasılığını büyük ölçüde etkiler. Hızlı yüzebilen ve akıntıların gücünü yenebilen hayvanlar ekolojik bir grupta birleşiyor nekton(“nektos” – yüzen).

Oksijen rejimi. Oksijenle doymuş suda içeriği 1 litre başına 10 ml'yi geçmez, bu da atmosferdekinden 21 kat daha düşüktür. Bu nedenle suda yaşayan organizmaların nefes alma koşulları önemli ölçüde karmaşıktır. Oksijen suya esas olarak alglerin fotosentetik aktivitesi ve havadan difüzyon yoluyla girer. Bu nedenle, su kolonunun üst katmanları kural olarak bu gaz açısından alt katmanlara göre daha zengindir. Suyun sıcaklığı ve tuzluluğu arttıkça içindeki oksijen konsantrasyonu azalır. Hayvanların ve bakterilerin yoğun olarak yaşadığı katmanlarda, tüketimin artması nedeniyle keskin bir O2 eksikliği yaratılabilir. Rezervuarların tabanına yakın koşullar anaerobik'e yakın olabilir.

Suda yaşayanlar arasında, sudaki oksijen içeriğindeki geniş dalgalanmaları neredeyse tamamen yokluğuna kadar tolere edebilen birçok tür vardır. (euryoxybiontS – “oksi” – oksijen, “biont” – yerleşik). Bunlar arasında örneğin gastropodlar bulunur. Balıklar arasında sazan, kadife balığı ve havuz sazanı suyun çok düşük oksijen doygunluğuna dayanabilir. Ancak bir takım türler Stenoksibiyont– yalnızca suyun yeterince yüksek oksijen doygunluğu ile var olabilirler (gökkuşağı alabalığı, kahverengi alabalık, golyan balığı).

Tuz rejimi. Suda yaşayan organizmaların su dengesini korumanın kendine has özellikleri vardır. Karasal hayvanlar ve bitkiler için eksiklik koşullarında vücuda su sağlamak en önemli şeyse, o zaman hidrobiyontlar için ortamda fazlalık olduğunda vücutta belirli bir miktarda su tutmak daha az önemli değildir. . Hücrelerde aşırı miktarda su bulunması, ozmotik basınçta değişikliklere ve en önemli hayati fonksiyonların bozulmasına neden olur. Çoğunluk suda Yaşam poikilosmotik: vücutlarındaki ozmotik basınç çevredeki suyun tuzluluğuna bağlıdır. Bu nedenle suda yaşayan organizmaların tuz dengesini korumalarının temel yolu, uygun olmayan tuzluluğa sahip habitatlardan kaçınmaktır. Tatlı su formları denizlerde bulunamaz ve deniz formları tuzdan arınmayı tolere edemez. Omurgalılar, yüksek kabuklular, böcekler ve suda yaşayan larvaları bu gruba girer. homoiosmotik sudaki tuz konsantrasyonuna bakılmaksızın vücutta sabit ozmotik basıncı koruyan türler.

Işık modu. Suda havaya göre çok daha az ışık vardır. Bir rezervuarın yüzeyine gelen ışınların bir kısmı havaya yansır. Güneş'in konumu ne kadar alçaksa yansıma o kadar güçlü olur, dolayısıyla su altında geçirilen gün karadakinden daha kısadır. Okyanusun karanlık derinliklerinde organizmalar, canlıların yaydığı ışığı görsel bilgi kaynağı olarak kullanırlar. Canlı bir organizmanın ışıltısına denir biyolüminesans. Işık üretmek için kullanılan reaksiyonlar çeşitlidir. Ancak her durumda bu, karmaşık organik bileşiklerin oksidasyonudur. (lusiferinler) protein katalizörleri kullanarak (lusiferaz).

Hayvanların su ortamında yönlendirilme yöntemleri. Sürekli alacakaranlık veya karanlıkta yaşamak seçeneklerinizi büyük ölçüde sınırlandırır görsel yönelim hidrobiyontlar. Sudaki ışık ışınlarının hızla zayıflaması nedeniyle, görme organları iyi gelişmiş olanlar bile bunları yalnızca yakın mesafeden gezinmek için kullanabilirler.

Ses suda havaya göre daha hızlı yayılır. Ses yönelimi genellikle suda yaşayan organizmalarda görsel yönelimden daha iyi gelişmiştir. Bazı türler çok düşük frekanslı titreşimleri (infrasound) bile algılar , dalgaların ritmi değiştiğinde ortaya çıkar ve fırtınadan önce yüzey katmanlarından daha derin katmanlara iner (örneğin denizanası). Su kütlelerinin pek çok sakini - memeliler, balıklar, yumuşakçalar, kabuklular - kendileri ses çıkarır. Bir dizi hidrobiyont yiyecek bulur ve kullanarak yön bulur. ekolokasyon– yansıyan ses dalgalarının algılanması (cetaceanlar). Birçoğu yansıyan elektriksel darbeleri algılar , Yüzerken farklı frekanslarda deşarjlar üretir. Bazı balıklar da savunma ve saldırı amacıyla elektrik alanlarını kullanır (elektrikli vatoz, elektrikli yılan balığı vb.).

Derinlemesine yönlendirme için kullanılır hidrostatik basınç algısı. Statokistler, gaz odaları ve diğer organlar kullanılarak gerçekleştirilir.

Bir beslenme türü olarak filtreleme. Birçok hidrobiyont özel bir beslenme düzenine sahiptir; bu, suda asılı duran organik kökenli parçacıkların ve çok sayıda küçük organizmanın filtrelenmesi veya çökeltilmesidir.

Vücut şekli. Hidrobiyontların çoğu aerodinamik bir vücut şekline sahiptir.

Gezegenimizin su kabuğu(okyanusların, denizlerin, kıtasal suların, buz tabakalarının toplamına) hidrosfer denir. Daha geniş anlamda hidrosfer, Arktik ve Antarktika'daki yeraltı suyu, buz ve karın yanı sıra atmosferik su ve canlı organizmalarda bulunan suyu da içerir.

Hidrosferdeki suyun büyük kısmı denizlerde ve okyanuslarda yoğunlaşmış, ikinci sırada yer altı suyu, üçüncüsü ise Arktik ve Antarktika bölgelerinin buz ve karıdır. Doğal suların toplam hacmi yaklaşık 1,39 milyar km3'tür (gezegenin hacminin 1/780'i). Su yüzeyin %71’ini kaplıyor küre(361 milyon km2).

Gezegendeki su rezervleri (toplamın %'si) şu şekilde dağıtıldı:

su- Biyosferin tüm unsurlarının, yalnızca su kütlelerinin değil, aynı zamanda havanın ve canlıların da ayrılmaz bir parçası. Bu gezegende en bol bulunan doğal bileşiktir. Su olmadan ne hayvanlar, ne bitkiler, ne de insanlar var olamaz. Herhangi bir organizmanın hayatta kalması için günlük olarak belirli miktarda suya ihtiyaç vardır, dolayısıyla suya ücretsiz erişim hayati bir zorunluluktur.

Dünya'yı kaplayan sıvı kabuk, onu komşu gezegenlerden ayırıyor. Hidrosfer yalnızca kimyasal anlamda değil yaşamın gelişimi için de önemlidir. Üç milyar yıldan fazla bir süredir yaşamın çoğalmasına olanak sağlayan nispeten sabit bir iklimin korunmasında da rolü büyüktür. Yaşam, hakim sıcaklıkların 0 ila 100 °C aralığında olmasını gerektirdiğinden; Hidrosferin büyük ölçüde sıvı fazda kalmasına izin veren sınırlar dahilinde, Dünya'daki sıcaklığın tarihinin büyük bölümünde nispeten sabit olduğu sonucuna varabiliriz.

Hidrosfer, okyanuslara ve diğer su kütlelerine nehirler, atmosferik akışlar tarafından getirilen ve aynı zamanda rezervuarların kendileri tarafından oluşturulan inorganik ve organik maddelerin gezegensel bir akümülatörü olarak hizmet eder. Su, dünyadaki ısının en büyük dağıtıcısıdır. Ekvatorda Güneş tarafından ısıtılarak ısıyı Dünya Okyanusundaki dev deniz akıntıları yoluyla aktarır.

Su minerallerin bir parçasıdır, bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur, iklim oluşumunu etkiler, doğadaki madde döngüsüne katılır, tortul kayaçların birikmesine ve toprak oluşumuna katkıda bulunur ve ucuz elektrik kaynağıdır: sanayide, tarımda ve evsel ihtiyaçlarda kullanılır.

Gezegende görünüşte yeterli miktarda su bulunmasına rağmen, insan yaşamı ve diğer birçok organizma için gerekli olan tatlı su fena halde eksiktir. Dünyadaki toplam su miktarının %97-98'i denizlerin ve okyanusların tuzlu sularıdır. Bu suyun günlük yaşamda, tarımda, sanayide, gıda üretiminde kullanılması elbette mümkün değildir. Ancak çok daha ciddi olan bir şey daha var: Dünyadaki tatlı suyun %75'i buz şeklinde, önemli bir kısmı yeraltı suyu ve sadece %1'i canlı organizmaların kullanımına açık. Ve insanlar bu değerli kırıntıları acımasızca kirletiyor ve dikkatsizce tüketirken, su tüketimi de sürekli artıyor. Hidrosferin kirlenmesi öncelikle endüstriyel, tarımsal ve evsel atık suların nehirlere, göllere ve denizlere boşaltılması sonucu ortaya çıkar.

Tatlı sular- sadece yeri doldurulamaz bir içme kaynağı değil. Onlar tarafından sulanan topraklar dünya hasadının yaklaşık %40'ını üretiyor; Hidroelektrik santraller tüm elektriğin yaklaşık %20'sini üretir; İnsanların tükettiği balıkların %12'sini nehir ve göl türleri oluşturmaktadır.

Su ortamının özellikleri suyun fiziksel ve kimyasal özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle suyun yüksek yoğunluğu ve viskozitesi büyük çevresel öneme sahiptir. Suyun özgül ağırlığı canlı organizmalarınkiyle karşılaştırılabilir. Suyun yoğunluğu havanın yoğunluğunun yaklaşık 1000 katıdır. Bu nedenle suda yaşayan organizmalar (özellikle aktif olarak hareket edenler) büyük bir hidrodinamik direnç kuvvetiyle karşılaşırlar. Bu nedenle, birçok suda yaşayan hayvan grubunun evrimi, sürtünmeyi azaltan vücut şekilleri ve hareket türlerinin geliştirilmesi yönünde ilerlemiş, bu da yüzme için enerji maliyetlerinin azalmasına yol açmıştır. Böylece, suda yaşayan çeşitli organizma gruplarının temsilcilerinde - yunuslar (memeliler), kemikli ve kıkırdaklı balıklarda aerodinamik bir vücut şekli bulunur.

Suyun yüksek yoğunluğu aynı zamanda mekanik titreşimlerin (titreşimlerin) içinde iyi yayılmasına da katkıda bulunur. Bu, duyu organlarının evriminde, mekansal yönelimde ve suda yaşayanlar arasındaki iletişimde önemliydi. Su ortamındaki sesin havadakinden dört kat daha yüksek olan hızı, ekolokasyon sinyallerinin daha yüksek frekansını belirler.

Su ortamının yüksek yoğunluğu nedeniyle, sakinlerinin çoğu, karasal formların özelliği olan ve yerçekimi kuvvetlerinden kaynaklanan alt tabaka ile zorunlu bağlantıdan mahrumdur. Tüm yaşamlarını yüzerek geçiren bir grup suda yaşayan organizma (hem bitkiler hem de hayvanlar) vardır.

Su son derece yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir. Suyun ısı kapasitesi birlik olarak alınır. Örneğin kumun ısı kapasitesi suyun ısı kapasitesinin 0,2'si, demirinki ise yalnızca 0,107'sidir. Suyun büyük termal enerji rezervlerini biriktirme yeteneği, dünyanın kıyı bölgelerinde yılın farklı zamanlarında ve günün farklı saatlerinde keskin sıcaklık dalgalanmalarını yumuşatmayı mümkün kılar: su, bir tür sıcaklık düzenleyici görevi görür. gezegen.

Su ortamı bir yaşam alanı

HABİTAT VE ÖZELLİKLERİ

Tarihsel gelişim sürecinde canlı organizmalar dört habitatta ustalaşmıştır. Birincisi su. Yaşam milyonlarca yıl boyunca suda ortaya çıktı ve gelişti. İkincisi, yani yer havası, bitkiler ve hayvanlar karada ve atmosferde ortaya çıktı ve yeni koşullara hızla adapte oldu. Yavaş yavaş toprağın üst katmanını (litosfer) dönüştürerek üçüncü bir yaşam alanı olan toprağı yarattılar ve kendileri de dördüncü yaşam alanı haline geldi.

Su habitatı

Su, dünya alanının %71'ini kaplamaktadır. Suyun büyük bir kısmı denizlerde ve okyanuslarda yoğunlaşmıştır (%94-98). kutup buzu nehirlerin, göllerin ve bataklıkların tatlı sularında yaklaşık %1,2 oranında su ve çok küçük bir oran (%0,5'ten az) bulunur.

Su ortamlarında yaklaşık 150.000 hayvan türü ve 10.000 bitki yaşamaktadır; bu da Dünya üzerindeki toplam tür sayısının sırasıyla yalnızca %7 ve %8'ini temsil etmektedir.

Dağlarda olduğu gibi denizlerde-okyanuslarda da dikey imar ifade edilmektedir. Pelajik - tüm su sütunu - ve bentik - taban - ekoloji açısından özellikle büyük farklılıklar gösterir. Pelajik bölge olan su sütunu dikey olarak birkaç bölgeye ayrılmıştır: epipeligal, batipeligal, abissopeligal ve ultraabyssopeligal(İncir. 2).

İnişin dikliğine ve dipteki derinliğe bağlı olarak, belirtilen pelajik bölgelere karşılık gelen birkaç bölge de ayırt edilir:

Kıyısal - gelgitler sırasında sular altında kalan kıyı kenarı.

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

Sublittoral - 200 m'ye kadar arazide kademeli bir azalma.

Bathial - dik bir arazi depresyonu (kıta eğimi),

Abisal - okyanus tabanının dibinde kademeli bir azalma; her iki bölgenin derinliği birlikte 3-6 km'ye ulaşır.

Ultra abisal - 6 ila 10 km arasındaki derin deniz çöküntüleri.

Hidrobiyontların ekolojik grupları. Yaşamın en büyük çeşitliliği burada bulunur ılık denizler ekvator ve tropik bölgelerdeki okyanuslar (40.000 hayvan türü), kuzey ve güneyde denizlerin flora ve faunası yüzlerce kez tükenmiştir. Organizmaların doğrudan denizdeki dağılımına gelince, bunların büyük bir kısmı yüzey katmanlarında (epipelajik) ve sublittoral bölgede yoğunlaşmıştır. Hareket etme ve belirli katmanlarda kalma yöntemine bağlı olarak, Deniz yaşamıüçe ayrılır Çevre grupları: nekton, plankton ve bentos.

Nekton (nektos - yüzen) - uzun mesafeleri ve güçlü akıntıları aşabilen aktif olarak hareket eden büyük hayvanlar: balık, kalamar, yüzgeçayaklılar, balinalar. Tatlı su kütlelerinde nekton, amfibiler ve birçok böcek içerir.

Plankton (planktos - dolaşan, süzülen) - bitkiler (fitoplankton: diatomlar, yeşil ve mavi-yeşil (yalnızca tatlı su kütleleri), algler, bitki kamçılıları, peridinler vb.) ve küçük hayvan organizmalarından (zooplankton: küçük kabuklular) oluşan bir koleksiyon daha büyük olanlar - pteropodlar, yumuşakçalar, denizanası, ktenoforlar, bazı solucanlar) farklı derinliklerde yaşar, ancak aktif hareket etme ve akıntılara karşı direnç gösterme yeteneğine sahip değildir. Plankton aynı zamanda hayvan larvalarını da içerir. özel grup – Neuston . Bu, larva aşamasında çeşitli hayvanlar (dekapodlar, midyeler ve kopepodlar, ekinodermler, poliketler, balıklar, yumuşakçalar vb.) tarafından temsil edilen, suyun en üst katmanındaki pasif olarak yüzen "geçici" bir popülasyondur. Büyüyen larvalar pelajelin alt katmanlarına doğru hareket eder. Neuston'un üstünde bulunur plaiston - bunlar vücudun üst kısmının suyun üzerinde, alt kısmının ise suda büyüdüğü organizmalardır (ördek otu - Lemma, sifonoforlar, vb.). Plankton biyosferin trofik ilişkilerinde önemli bir rol oynar çünkü Dişi balinaların (Myatcoceti) ana besini de dahil olmak üzere birçok suda yaşayan canlının besinidir.

Bentos (benthos – derinlik) – alt hidrobiyontlar. Esas olarak bağlı veya yavaş hareket eden hayvanlarla (zoobentos: foraminforlar, balıklar, süngerler, koelenteratlar, solucanlar, yumuşakçalar, ascidians vb.) temsil edilir; sığ suda daha çok sayıda bulunur. Sığ sularda bentos aynı zamanda bitkileri de içerir (fitobentos: diatomlar, yeşil, kahverengi, kırmızı algler, bakteriler). Işığın olmadığı derinliklerde fitobentos yoktur. Tabandaki kayalık alanlar fitobentos açısından en zengindir.

Göllerde zoobentoslar denizlere göre daha az miktarda ve çeşitlidir. Tek hücreliler (siliatlar, su piresi), 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 değişikliklerin özel bileşimini ve doğasını belirler. Bazıları karadakiyle aynıdır - ısı, ışık, diğerleri spesifiktir: su basıncı (derinlikle her 10 m'de 1 atm artar), oksijen içeriği, tuz bileşimi, asitlik. Ortamın yoğunluğunun yüksek olması nedeniyle ısı ve ışık değerleri, rakım gradyanı ile karaya göre çok daha hızlı değişir.

Termal mod. Su ortamı daha az ısı kazanımı ile karakterize edilir, çünkü önemli bir kısmı yansıtılır ve eşit derecede önemli bir kısmı buharlaşmaya harcanır. Kara sıcaklıklarının dinamiği ile uyumlu olarak, su sıcaklıkları günlük ve mevsimsel sıcaklıklarda daha küçük dalgalanmalar gösterir. Ayrıca rezervuarlar kıyı bölgelerinin atmosferindeki sıcaklığı önemli ölçüde eşitler. Buz kabuğunun yokluğunda denizler, soğuk mevsimde bitişik kara alanlarında ısıtıcı, yazın ise serinletici ve nemlendirici etki yapar.

Dünya Okyanusunda su sıcaklığı aralığı 38° (-2 ile +36°C arası), tatlı su kütlelerinde – 26° (-0,9 ile +25°C arası). Derinlikle birlikte su sıcaklığı keskin bir şekilde düşer. 50 m'ye kadar günlük sıcaklık dalgalanmaları vardır, 400'e kadar - mevsimsel, daha derinlerde sabitleşir, +1-3°C'ye düşer. Çünkü sıcaklık rejimi rezervuarlarda nispeten stabildir, sakinleri aşağıdakilerle karakterize edilir: stenotermiklik.

Yıl boyunca üst ve alt katmanların değişen derecelerde ısınması, gelgitler, akıntılar ve fırtınalar nedeniyle su katmanlarının sürekli karışması meydana gelir. Suda yaşayanlar için suyun karıştırılmasının rolü son derece önemlidir, çünkü bu oksijen dağılımını eşitler ve besinler rezervuarların içinde organizmalar ve çevre arasındaki metabolik süreçleri sağlar.

Ilıman enlemlerdeki durgun rezervuarlarda (göllerde), ilkbahar ve sonbaharda dikey karışım meydana gelir ve bu mevsimlerde rezervuardaki sıcaklık tekdüze hale gelir, yani. gelir homotermi. Yaz ve kış aylarında üst katmanların ısınma veya soğumasındaki keskin artış sonucunda suyun karışması durur. Bu fenomene denir sıcaklık ikilemi ve geçici durgunluk dönemi durgunluk(yaz ya da kış). Yaz aylarında, şiddetli soğuk olanların üzerinde yer alan yüzeyde daha hafif sıcak katmanlar kalır (Şek. 3). Kışın ise tam tersine alt katmanda daha fazlası var ılık su buzun hemen altında yüzey sularının sıcaklığı +4°C'nin altında olduğundan ve suyun fizikokimyasal özellikleri nedeniyle +4°C'nin üzerindeki sıcaklıktaki sudan daha hafif hale gelir.

Durgunluk dönemlerinde üç katman açıkça ayırt edilir: su sıcaklığındaki en dramatik mevsimsel dalgalanmaların olduğu üst katman (epilimnion), orta katman (metalimnion veya termoklin), sıcaklıkta keskin bir sıçramanın olduğu ve alt ( hipolimniyon), sıcaklığın yıl boyunca çok az değiştiği yer. Durgunluk dönemlerinde su sütununda - yazın alt kısımda, kışın üst kısımda - oksijen eksikliği meydana gelir ve bunun sonucunda kışın sıklıkla balık ölümleri meydana gelir.

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

Işığın emilimi daha güçlüdür, suyun şeffaflığı o kadar düşük olur ki bu, içinde asılı olan parçacıkların sayısına (mineral süspansiyonları, plankton) bağlıdır. Yaz aylarında küçük organizmaların hızlı gelişimi ile, ılıman ve kuzey enlemlerinde ise kışın buz örtüsünün oluşması ve üzerinin karla kaplanması sonrasında azalır.

Şeffaflık, yaklaşık 20 cm çapında özel olarak alçaltılmış beyaz bir diskin (Secchi diski) hala görülebildiği maksimum derinlik ile karakterize edilir. En temiz sular Sargasso Denizi'ndedir: disk 66,5 m derinliğe kadar görülebilir. Pasifik Okyanusu Secchi diski Hindistan'da 59 m'ye kadar, Hindistan'da ise 50 m'ye kadar görülebilir. sığ denizler- 5-15 m'ye kadar. 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 kadar nüfuz eder ve 2 m derinlikteki küçük göllerde yalnızca yüzde onda biri nüfuz eder. Işınlar farklı parçalar Spektrum suda farklı şekilde emilir; önce kırmızı ışınlar emilir. Derinleştikçe koyulaşır ve suyun rengi önce yeşile, sonra maviye, çivit mavisine ve en sonunda da mavi-mora dönerek zifiri karanlığa dönüşür. Hidrobiyontlar da buna göre renk değiştirir, yalnızca ışığın bileşimine değil, aynı zamanda onun kromatik adaptasyonuna da uyum sağlar. Aydınlık bölgelerde, sığ sularda, klorofili kırmızı ışınları emen yeşil algler (Chlorophyta) baskındır, derinlikte bunların yerini kahverengi (Phaephyta) ve ardından kırmızı (Rhodophyta) alır. Açık büyük derinlikler fitobentos yoktur.

Bitkiler, büyük kromatoforlar geliştirerek ve aynı zamanda asimile edici organların alanını artırarak (yaprak yüzey indeksi) ışık eksikliğine adapte olmuştur. Derin deniz yosunları için güçlü bir şekilde parçalanmış yapraklar tipiktir, yaprak bıçakları ince ve yarı saydamdır. Yarı suya batmış ve yüzen bitkiler heterofil olarak karakterize edilir - suyun üzerindeki yapraklar kara bitkilerinin yapraklarıyla aynıdır, sağlam bir bıçağa sahiptirler, stoma aparatı gelişmiştir ve suda yapraklar çok incedir, dar yapraklardan oluşur. iplik benzeri loblar.

Bitkiler gibi hayvanlar da derinliğe göre renklerini doğal olarak değiştirir. Üst katmanlarda parlak renklidirler farklı renkler Alacakaranlık bölgesinde (levrek, mercanlar, kabuklular) kırmızı renkte renklerle boyanır - düşmanlardan saklanmak daha uygundur. Derin deniz türlerinde pigment yoktur. Okyanusun karanlık derinliklerinde organizmalar, canlıların yaydığı ışığı görsel bilgi kaynağı olarak kullanırlar. biyolüminesans.

Yüksek yoğunluk(1 g/cm3, hava yoğunluğunun 800 katıdır) ve su viskozitesi ( Havadan 55 kat daha yüksek) suda yaşayan organizmaların özel adaptasyonlarının gelişmesine yol açtı :

1) Bitkiler çok az gelişmiş veya tamamen mekanik dokulardan yoksundur - suyun kendisi tarafından desteklenirler. Çoğu, hava taşıyan hücreler arası boşluklardan dolayı kaldırma kuvveti ile karakterize edilir. Aktif vejetatif üreme, hidrokorinin gelişimi - çiçek saplarının suyun üzerinden çıkarılması ve polen, tohum ve sporların yüzey akıntıları tarafından dağıtılması ile karakterize edilir.

2) Su sütununda yaşayan ve aktif olarak yüzen hayvanlarda vücut aerodinamik bir şekle sahiptir ve mukusla yağlanır, bu da hareket ederken sürtünmeyi azaltır. Yüzdürmeyi artırmak için geliştirilen cihazlar: dokularda yağ birikimleri, balıklarda yüzme keseleri, sifonoforlarda hava boşlukları. Pasif olarak yüzen hayvanlarda, vücudun spesifik yüzey alanı, çıkıntılar, dikenler ve uzantılar nedeniyle artar; vücut düzleşir ve iskelet organları küçülür. Farklı yollar Hareket: flagella, kirpikler, reaktif hareket modu yardımıyla vücudun bükülmesi ( kafadanbacaklılar).

Bentik hayvanlarda iskelet kaybolur veya az gelişmiştir, vücut büyüklüğü artar, görme azalması yaygındır ve dokunma organları gelişir.

Akımlar. Su ortamının karakteristik bir özelliği hareketliliktir. Gelgitler, deniz akıntıları, fırtınalar ve nehir yataklarının farklı seviyelerdeki yüksekliklerinden kaynaklanır. Hidrobiyontların adaptasyonları:

1) Akan rezervuarlarda bitkiler, sabit su altı nesnelerine sıkı bir şekilde bağlanır. Alt yüzey öncelikle onlar için bir alt tabakadır. Bunlar yeşil ve diatom algleri, su yosunlarıdır. Yosunlar nehirlerin hızlı akıntılarında bile yoğun bir örtü oluşturur. Denizlerin gelgit bölgesinde, birçok hayvanın dibe bağlanmak için (karındanbacaklılar, midyeler) veya yarıklarda saklanmak için cihazları vardır.

2) Akarsu balıklarında vücut çapı yuvarlak, dipte yaşayan balıklarda ise bentik omurgasız hayvanlarda olduğu gibi vücut düzdür. Birçoğunun ventral tarafta su altı nesnelerine bağlanma organları vardır.

Suyun tuzluluğu.

Doğal su kütlelerinin belirli bir kimyasal bileşimi vardır. 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 kadar ‰ (temel olarak klorürler ve sülfatlar). Tuzluluk 40 ppm'den fazla olduğunda su kütlesine hipersalin veya aşırısalin adı verilir.

1) Tatlı suda (hipotonik ortam), osmoregülasyon süreçleri iyi ifade edilir. Hidrobiyontlar, içlerine giren suyu sürekli olarak uzaklaştırmaya zorlanırlar, homoyosmotiktirler (siliatlar, her 2-3 dakikada bir, ağırlığına eşit miktarda suyu kendi içinden "pompalar"). Tuzlu suda (izotonik ortam), hidrobiyontların vücutlarındaki ve dokularındaki tuzların konsantrasyonu, suda çözünen tuzların konsantrasyonuyla aynıdır (izotoniktir) - bunlar poikiloosmotiktir. Bu nedenle, tuzlu su kütlelerinin sakinleri osmoregülasyon işlevlerini geliştirmediler ve tatlı su kütlelerini dolduramadılar.

2) Su bitkileri, suyu ve besin maddelerini sudan - "et suyundan" tüm yüzeyleriyle emebilirler, bu nedenle yaprakları güçlü bir şekilde disseke edilir ve iletken dokular ve kökler zayıf şekilde gelişmiştir. Kökler esas olarak su altı alt tabakasına bağlanmaya hizmet eder. Tatlı su bitkilerinin çoğunun kökleri vardır.

Tipik olarak deniz ve tipik olarak tatlı su türleri stenohalindir, tolerans göstermezler önemli değişiklikler suyun tuzluluğunda. Az sayıda euryhaline türü vardır. Acı sularda yaygındır (tatlı su turna balığı, turna balığı, çipura, kefal, kıyı somonu).

Genel özellikleri. Suda yaşayan bir ortam olarak hidrosfer, yerkürenin alanının yaklaşık %71'ini ve hacminin 1/800'ünü kaplar. Suyun %94'ten fazlası olan ana miktarı denizlerde ve okyanuslarda yoğunlaşmıştır (Şekil 5.2).

Pirinç. 5.2. Karayla karşılaştırıldığında dünya okyanusları (N. F. Reimers'a göre, 1990)

Nehir ve göllerin tatlı sularında su miktarı toplam tatlı su hacminin %0,016'sını geçmez.

Okyanusta ve onu oluşturan denizlerde öncelikli olarak iki ekolojik alan ayırt edilir: su sütunu - açık tenli ve alt - benthal. Derinliğe bağlı olarak benthal ikiye ayrılır sublittoral bölge - 200 m derinliğe kadar kademeli olarak arazi düşüş alanı, batyal - dik yamaç alanı ve Abisal bölge - Okyanus tabanı ortalama 3-6 km derinliğe sahiptir. Okyanus tabanının çöküntülerine (6-10 km) karşılık gelen daha derin bentik bölgelere denir. ultra abisal. Gelgit sırasında sular altında kalan kıyı kenarına denir kıyısal Sahilin gelgit seviyesinin üzerinde kalan ve dalgaların püskürttüğü sularla nemlenen kısmına denir. supralittoral.

Dünya Okyanusunun açık suları da bentik bölgelere karşılık gelen dikey bölgelere ayrılmıştır: tipeligial, bati-peligial, abissopeligial(Şekil 5.3).

Pirinç. 5.3. Okyanusun dikey ekolojik bölgelenmesi

(N.F. Reimers'a göre, 1990)

Su ortamı yaklaşık 150.000 hayvan türüne veya toplamın yaklaşık %7'sine (Şekil 5.4) ve 10.000 bitki türüne (%8) ev sahipliği yapmaktadır.

Ayrıca çoğu bitki ve hayvan grubunun temsilcilerinin su ortamında ("beşikleri") kaldığı, ancak türlerinin sayısının karasal olanlardan çok daha az olduğu da belirtilmelidir. Buradan şu sonuç çıkıyor: Karadaki evrim çok daha hızlı gerçekleşti.

Ekvatoral ve tropikal bölgelerin denizleri ve okyanusları, özellikle Pasifik ve Atlantik Okyanusları. Bu kuşakların kuzeyinde ve güneyinde yüksek kaliteli kompozisyon yavaş yavaş tükeniyor. Örneğin, Doğu Hindistan takımadaları bölgesinde en az 40.000 hayvan türü bulunurken, Laptev Denizi'nde yalnızca 400 hayvan türü bulunmaktadır. Dünya Okyanusu'ndaki organizmaların büyük kısmı nispeten küçük bir alanda yoğunlaşmıştır. deniz kıyıları ılıman bölge ve tropik ülkelerin mangrovları arasında.

Nehirlerin, göllerin ve bataklıkların payı, daha önce de belirtildiği gibi, denizler ve okyanuslarla karşılaştırıldığında önemsizdir. Ancak bitkiler, hayvanlar ve insanlar için gerekli olan tatlı su kaynağını oluştururlar.

Pirinç. 5.4. Ana hayvan sınıflarının çevreye göre dağılımı

habitat (G.V. Voitkevich ve V.A. Vronsky, 1989'a göre)

Not Dalgalı çizginin altına yerleştirilen hayvanlar denizde, üstünde ise kara-hava ortamında yaşarlar.

Sadece su ortamının olmadığı bilinmektedir. güçlü etki sakinleri üzerinde ve aynı zamanda yaşam alanını etkileyen hidrosferin canlı maddesi, onu işler ve madde döngüsüne dahil eder. Okyanusların, denizlerin, nehirlerin ve göllerin suyunun 2 milyon yıldan fazla bir biyotik döngüde ayrıştığı ve yenilendiği, yani. tamamı Dünya'daki canlı maddelerden bin defadan fazla geçmiştir.

Sonuç olarak, modern hidrosfer, yalnızca modern değil, aynı zamanda geçmiş jeolojik çağların da canlı maddesinin hayati aktivitesinin bir ürünüdür.

Karakteristik özellik su ortamı onun hareketlilik,özellikle akan, hızlı akan dere ve nehirlerde. Denizler ve okyanuslar gelgitler, güçlü akıntılar ve fırtınalar yaşar. Göllerde su, sıcaklığın ve rüzgarın etkisi altında hareket eder.

Hidrobiyontların ekolojik grupları. Su kalınlığı veya pelajik(pelages - deniz), yüzme veya belirli katmanlarda kalma yeteneğine sahip pelajik organizmaların yaşadığı (Şekil 5.5).

Pirinç. 5.5. Okyanusun ve sakinlerinin profili (N. N. Moiseev, 1983'e göre)

Bu bağlamda, bu organizmalar iki gruba ayrılır: nekton Ve plankton.Üçüncü çevre grubu - bentos - tabanın sakinlerini oluşturur.

Nekton(nektos - yüzen), alt kısımla doğrudan bağlantısı olmayan, aktif olarak hareket eden pelajik hayvanların bir koleksiyonudur. Bunlar çoğunlukla uzun mesafeleri ve güçlü su akıntılarını aşabilen büyük hayvanlardır. Aerodinamik bir vücut şekline ve iyi gelişmiş hareket organlarına sahiptirler. Tipik nektonik organizmalar arasında balıklar, kalamar, balinalar ve yüzgeçayaklılar bulunur. Tatlı sulardaki nekton, balığın yanı sıra amfibileri ve aktif olarak hareket eden böcekleri de içerir. Birçok deniz balığı su sütununda muazzam bir hızla hareket edebilir: 45-50 km/saat'e kadar - kalamar (Oegophside), 100-150 km/saat'e kadar - yelken balığı (Jstiopharidae) ve 130 km/saat'e kadar - kılıçbalığı (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - gezinmek, yükselmek) hızlı aktif hareket kabiliyetine sahip olmayan bir dizi pelajik organizmadır. Kural olarak bunlar küçük hayvanlardır - zooplankton ve bitkiler - fitoplankton, akıntılara karşı koyamayan. Plankton ayrıca su sütununda "yüzen" birçok hayvanın larvalarını da içerir. Planktonik organizmalar hem suyun yüzeyinde, derinliğinde hem de alt tabakasında bulunur.

Su yüzeyinde bulunan organizmalar özel bir grup oluşturur. Neuston. Neuston'un bileşimi aynı zamanda bir dizi organizmanın gelişim aşamasına da bağlıdır. Larva evresini geçip büyüdükçe kendilerine sığınak görevi gören yüzey tabakasını terk ederek dipte veya alttaki ve daha derin katmanlarda yaşamak üzere harekete geçerler. Bunlar arasında on ayaklıların, midyelerin, kopepodların, karından bacaklıların ve çift kabukluların larvaları, derisi dikenliler, poliketler, balıklar vb. bulunur.

Vücudun bir kısmı su yüzeyinin üstünde, diğeri suda olan aynı organizmalara denir. Plaiston. Bunlar arasında su mercimeği (Lemma), sifonoforlar (Siphonophora) vb. bulunur.

Fitoplankton, organik maddenin ana üreticisi olduğundan su kütlelerinin yaşamında önemli bir rol oynar. Fitoplankton öncelikle diatomları (Diatomeae) ve yeşil algleri (Chlorophyta), bitki kamçılılarını (Phytomastigina), peridineae'yi (Peridineae) ve kokolitoforidleri (Coccolitophoridae) içerir. Tatlı sularda sadece yeşil algler değil aynı zamanda mavi-yeşil algler (Cyanophyta) de yaygındır.

Zooplankton ve bakteriler çeşitli derinliklerde bulunabilir. Tatlı sularda, çoğunlukla zayıf yüzme, nispeten büyük kabuklular (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), birçok rotifer (Rotatoria) ve protozoa yaygındır.

Deniz zooplanktonuna küçük kabuklular (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) ve protozoalar (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea) hakimdir. Büyük temsilciler arasında kanatlı yumuşakçalar (Pteropoda), denizanası (Scyphozoa) ve yüzen ctenophora (Ctenophora), salplar (Salpae) ve bazı solucanlar (Aleiopidae, Tomopteridae) bulunur.

Planktonik organizmalar önemli bir rol oynar gıda bileşeni Dişi balinalar (Mystacoceti) gibi devler de dahil olmak üzere pek çok suda yaşayan hayvan için, şek. 5.6.

Şekil 5.6. Okyanusta enerji ve madde değişiminin ana yönlerinin şeması

Bentos(benthos - derinlik), rezervuarların dibinde (yerde ve yerde) yaşayan bir dizi organizmadır. Bölünmüştür hayvanat bahçesi Ve fitobentos.Çoğunlukla bağlı, yavaş hareket eden veya oyuk açan hayvanlarla temsil edilir. Sığ suda sentezleyen organizmalardan oluşur. organik madde(üretenler), tüketenler (tüketenler) ve onu yok edenler (indirgeyenler). Işığın olmadığı derinliklerde fitobentoslar (üreticiler) yoktur. Deniz hayvanat bahçelerinde foraminforlar, süngerler, selenteratlar, solucanlar, brakiyopodlar, yumuşakçalar, ascidians, balıklar vb. hakimdir. Bentik formların sayısı sığ sularda daha fazladır. Buradaki toplam biyokütleleri 1 m2 başına onlarca kilograma ulaşabilir.

Denizlerin fitobentosu esas olarak algler (diatomlar, yeşil, kahverengi, kırmızı) ve bakterilerden oluşur. Kıyılarda çiçekli bitkiler vardır - Zostera, Ruppia, Phyllospadix. Dipteki kayalık ve taşlık alanlar fitobentos açısından en zengindir.

Denizlerde olduğu gibi göllerde de vardır. plankton, nekton Ve bentos.

Ancak göllerde ve diğer tatlı su kütlelerinde denizlere ve okyanuslara göre daha az zoobentos bulunur ve tür bileşimi tekdüzedir. Bunlar esas olarak protozoa, süngerler, kirpikli ve oligoket solucanlar, sülükler, yumuşakçalar, böcek larvaları vb.'dir.

Tatlı su fitobentosu bakteriler, diatomlar ve yeşil alglerle temsil edilir. Kıyı bitkileri kıyıdan iç kesimlere açıkça tanımlanmış kuşaklar halinde yerleştirilmiştir. İlk kemer - yarı suya batmış bitkiler (kamışlar, sazlar, sazlar ve sazlar); ikinci kemer - yüzen yapraklı batık bitkiler (nilüferler, yumurta kapsülleri, nilüferler, su mercimekleri). İÇİNDE üçüncü kemer bitkiler baskındır - su birikintisi otu, elodea vb. (Şekil 5.7).

Pirinç. 5.7. Alttan köklü bitkiler (A):

1 - kedi kuyruğu; 2- Rushotu; 3 - ok ucu; 4 - nilüfer; 5, 6 - su birikintisi otu; 7 - har. Serbest yüzen algler (B): 8, 9 - filamentli yeşil; 10-13 - yeşil; 14-17 - diatomlar; 18-20 - mavi-yeşil

Yaşam tarzlarına göre su bitkileri iki ana ekolojik gruba ayrılır: hidrofitler - Sadece alt kısımları suya batırılan ve genellikle kökleri toprakta olan bitkiler ve hidatofitler - Tamamen suya batmış olan ve bazen yüzeyde yüzen veya yüzen yaprakları olan bitkiler.

Suda yaşayan organizmaların yaşamında suyun dikey hareketi, yoğunluk, sıcaklık, ışık, tuz, gaz (oksijen ve karbondioksit içeriği) rejimleri ve hidrojen iyonlarının konsantrasyonu (pH) önemli bir rol oynar.

Sıcaklık rejimi. Suda, öncelikle daha az ısı akışıyla ve ikinci olarak karadan daha fazla stabiliteyle farklılık gösterir. Su yüzeyine gelen termal enerjinin bir kısmı yansıtılırken bir kısmı da buharlaşmaya harcanır. Yaklaşık 2263x8 J/g tüketen rezervuarların yüzeyinden suyun buharlaşması alt katmanların aşırı ısınmasını önlerken, füzyon ısısını (333,48 J/g) açığa çıkaran buz oluşumu da soğumalarını yavaşlatır.

Akan sulardaki sıcaklık değişiklikleri, daha küçük genlikte farklılık göstererek çevredeki havadaki değişiklikleri takip eder.

Ilıman enlemlerdeki göllerde ve göletlerde termal rejim, iyi bilinen bir fiziksel olayla belirlenir; suyun maksimum yoğunluğu 4°C'dedir. İçlerindeki su açıkça üç katmana ayrılmıştır: üst - epilimniyon, sıcaklığı keskin mevsimsel dalgalanmalar yaşayan; geçiş, sıcaklık atlama katmanı, -metalimniyon, nerede kutlanır keskin düşüş sıcaklıklar; derin deniz (altta) - hipolimniyon sıcaklığın yıl boyunca olduğu en alta kadar ulaşıyor değişikliklerönemsiz.

Yaz aylarında suyun en sıcak katmanları yüzeyde, en soğuk olanları ise altta bulunur. Bu tip Bir rezervuardaki sıcaklıkların katman katman dağılımına denir. doğrudan tabakalaşma Kış aylarında sıcaklık düştükçe ters tabakalaşma. Suyun yüzey tabakası 0°C'ye yakın bir sıcaklığa sahiptir. Alt kısımda sıcaklık yaklaşık 4°C'dir ve bu da maksimum yoğunluğa karşılık gelir. Bu nedenle derinlik arttıkça sıcaklık da artar. Bu fenomene denir sıcaklık ikilemi. Göllerimizin çoğunda yaz ve kış aylarında görülür. Sonuç olarak dikey dolaşım bozulur, suyun yoğunluk tabakalaşması oluşur ve geçici bir durgunluk dönemi başlar - durgunluk(Şekil 5.8).

Sıcaklığın daha da artmasıyla birlikte suyun üst katmanları gittikçe daha az yoğun hale gelir ve artık batmaz - yaz durgunluğu başlar. "

Sonbaharda yüzey suları yeniden 4°C'ye kadar soğur ve dibe çökerek sıcaklık eşitlenmesiyle birlikte yıl içinde kütlelerin ikinci kez karışmasına, yani sonbahar homotermisinin başlamasına neden olur.

İÇİNDE deniz ortamı Derinliğe göre belirlenen termal tabakalaşma da vardır. Okyanuslar aşağıdaki katmanlara sahiptir Yüzey- sular rüzgarın etkisine maruz kalır ve atmosfere benzetilerek bu katmana denir troposfer veya deniz Termomosferler. Yaklaşık 50 metre derinliğe kadar su sıcaklığında günlük dalgalanmalar, daha derinlerde ise mevsimsel dalgalanmalar görülüyor. Termosferin kalınlığı 400 m'ye ulaşır. Orta seviye - temsil etmek sabit termoklin.İçindeki sıcaklık farklı denizler okyanusların sıcaklığı ise 1-3°C'ye düşüyor. Yaklaşık 1500 m derinliğe kadar uzanır. Derin deniz - sıcaklığın 0°C'ye yakın olduğu kutup bölgeleri hariç, yaklaşık 1-3°C'lik tekdüze bir sıcaklıkla karakterize edilir.

İÇİNDE Genel olarak, okyanusun üst katmanlarında yıllık sıcaklık dalgalanmalarının büyüklüğünün 10-15 °C'den fazla olmadığı, kıtasal sularda ise 30-35 °C olduğu unutulmamalıdır.

Pirinç. 5.8. Bir gölde suyun tabakalaşması ve karıştırılması

(E. Gunther ve diğerleri, 1982'den sonra)

Derin su katmanları sabit sıcaklıkla karakterize edilir. Ekvator sularında yıllık ortalama sıcaklık Yüzey katmanlarında 26-27°C, polar katmanlarda ise 0°C ve altındadır. Bunun istisnası, yüzey katmanının sıcaklığının 85-93°C'ye ulaştığı termal kaynaklardır.

Yaşayan bir ortam olarak suda, bir yandan oldukça önemli sıcaklık koşulları çeşitliliği bulunurken, diğer yandan su ortamının yüksek özgül ısı kapasitesi, yüksek ısı iletkenliği ve sırasında genleşme gibi termodinamik özellikleri vardır. donma (bu durumda buz yalnızca üstte oluşur ve ana su sütunu donmaz), canlı organizmalar için uygun koşullar yaratır.

Bu nedenle nehir ve göllerdeki çok yıllık hidrofitlerin kışlaması için buz altındaki sıcaklıkların dikey dağılımı büyük önem taşımaktadır. En yoğun ve en az soğuk su 4°C sıcaklıktaki alt katmanda, boynuz otu, mesane otu, sulu boya vb. kışlama tomurcuklarının (turionlar) indiği (Şekil 5.9) ve su mercimeği, elodea gibi bütün yapraklı bitkiler bulunur.

Pirinç. 5.9. Sonbaharda suluboya (Hydrocharias morsus ranae).

Kışı geçiren tomurcuklar dibe çökerek görülebilir

(T.K. Goryshinoya'dan, 1979)

Daldırma işleminin nişasta birikmesi ve bitkilerin ağırlaşması ile ilişkili olduğu görüşü tespit edilmiştir. İlkbaharda nişasta çözünebilir şekerlere ve yağlara dönüştürülür, bu da tomurcukları daha hafif hale getirir ve yüzmelerini sağlar.

Ilıman enlemlerdeki su kütlelerindeki organizmalar, su katmanlarının mevsimsel dikey hareketlerine, ilkbahar ve sonbahar homotermisine, yaz ve kış durgunluğuna iyi adapte olmuştur. Su kütlelerinin sıcaklık rejimi büyük bir stabilite ile karakterize edildiğinden, stenothermi suda yaşayan organizmalar arasında karasal organizmalara göre daha fazla yaygındır.

Eurythermal türleri esas olarak sığ kıtasal rezervuarlarda ve günlük ve mevsimsel dalgalanmaların önemli olduğu yüksek ve ılıman enlemlerdeki denizlerin kıyı bölgelerinde bulunur.

Suyun yoğunluğu. Su, daha yoğun olması nedeniyle havadan farklıdır. Bu bakımdan 800 kat üstündür. hava ortamı. 4 °C sıcaklıkta damıtılmış suyun yoğunluğu 1 g/cm3'tür. Çözünmüş tuzlar içeren doğal suların yoğunluğu daha fazla olabilir: 1,35 g/cm3'e kadar. Ortalama olarak su sütununda her 10 m derinlikte basınç 1 atmosfer artar. Suyun yüksek yoğunluğu hidrofitlerin vücut yapısına da yansır. Bu nedenle, karasal bitkilerde mekanik dokular iyi gelişmişse, gövdelerin ve gövdelerin sağlamlığını sağlarsa, mekanik ve iletken dokuların gövdenin çevresi boyunca düzenlenmesi, bükülmelere ve bükülmelere karşı iyi dirençli bir "boru" yapısı oluşturur. hidrofitler bitkiler kendi suları tarafından desteklendiğinden mekanik dokular büyük ölçüde azalır. Mekanik elemanlar ve iletken demetler çoğunlukla gövdenin veya yaprak sapının merkezinde yoğunlaşır ve bu da ona su hareketleriyle bükülme yeteneği verir.

Batık hidrofitler, özel cihazlar (hava keseleri, şişlikler) tarafından oluşturulan iyi bir kaldırma kuvvetine sahiptir. Böylece kurbağanın yaprakları suyun yüzeyinde bulunur ve her yaprağın altında havayla dolu yüzen bir kabarcık bulunur. Kabarcık, küçük bir can yeleği gibi, yaprağın su yüzeyinde yüzmesini sağlar. Gövdedeki hava odaları bitkiyi dik tutar ve köklere oksijen sağlar.

Yüzdürme kuvveti de vücut yüzey alanı arttıkça artar. Bu, mikroskobik planktonik alglerde açıkça görülebilir. Vücudun çeşitli çıkıntıları, su sütununda serbestçe "yüzmelerine" yardımcı olur.

Su ortamındaki organizmalar tüm kalınlığı boyunca dağılmıştır. Örneğin okyanus çöküntülerinde hayvanlar 10.000 m'nin üzerindeki derinliklerde bulunur ve birkaç ila yüzlerce atmosfer basıncına dayanır. Böylece tatlı su sakinleri (dalış böcekleri, terlikler, suvoikalar vb.) yapılan deneylerde 600 atmosfere kadar dayanabilmektedir. Elpidia cinsinden Holothuryalılar ve Priapulus caudatus solucanları kıyı bölgesinden ultra dipsiz bölgeye kadar yaşarlar. Aynı zamanda, denizlerin ve okyanusların pek çok sakininin nispeten stenobatik olduğu ve belirli derinliklerle sınırlı olduğu da unutulmamalıdır. Bu öncelikle sığ ve derin deniz türleri için geçerlidir. Sadece kıyı bölgesinde annelid solucanı Arenicola ve yumuşakçalar - deniz salyangozları (Patella) yaşar. En az 400-500 atmosferlik bir basınçta büyük derinliklerde, balıkçılar, kafadanbacaklılar, kabuklular, denizyıldızı, pogonophora ve diğerleri grubundan balıklar bulunur.

Suyun yoğunluğu, hayvan organizmalarının suya bağımlı olmasına olanak tanır; bu da özellikle iskeletsiz formlar için önemlidir. Ortamın desteği suda yüzmek için bir koşul görevi görür. Birçok suda yaşayan organizma bu yaşam tarzına uyarlanmıştır.

Işık modu. Sudaki organizmalar ışık koşullarından ve suyun şeffaflığından büyük ölçüde etkilenir. Sudaki ışığın yoğunluğu büyük ölçüde zayıflar (Şekil 5.10), çünkü gelen radyasyonun bir kısmı su yüzeyinden yansıtılırken diğeri kalınlığı tarafından emilir. Işığın zayıflaması suyun şeffaflığıyla ilgilidir. Örneğin, büyük şeffaflığa sahip okyanuslarda, radyasyonun yaklaşık% 1'i hala 140 m derinliğe düşüyor ve suyu biraz kapalı olan küçük göllerde, zaten 2 m derinliğe kadar, yalnızca yüzde onda biri.

Pirinç. 5.10. Gün boyunca suda aydınlatma.

Tsimlyansk Rezervuarı (A. A. Potapov'a göre,

Derinlik: 1 - yüzeyde; 2-0,5 m; 3- 1,5 m; 4-2m

Güneş spektrumunun farklı bölümlerindeki ışınların su tarafından farklı şekilde emilmesi nedeniyle ışığın spektral bileşimi derinlikle birlikte değişir ve kırmızı ışınlar zayıflar. Mavi-yeşil ışınlar önemli derinliklere nüfuz eder. Okyanusta derinleştikçe kalınlaşan alacakaranlık önce yeşil, sonra mavi, çivit mavisi, mavi-mor renkte olup daha sonra yerini sürekli karanlığa bırakıyor. Buna göre canlı organizmalar derinlikle birbirinin yerini alır.

Böylece su yüzeyinde yaşayan bitkiler ışık eksikliği yaşamazken, su altı ve özellikle derin deniz bitkileri ise “gölge florası” olarak sınıflandırılıyor. Sadece ışık eksikliğine değil, aynı zamanda ek pigmentler üreterek bileşimindeki değişikliklere de uyum sağlamak zorundalar. Bu, farklı derinliklerde yaşayan alglerdeki bilinen renklenme modelinde görülebilir. Bitkilerin büyük ölçüde klorofil tarafından emilen kırmızı ışınlara hâlâ erişebildiği sığ su bölgelerinde yeşil algler baskın olma eğilimindedir. Daha derin bölgelerde var kahverengi alg Klorofilin yanı sıra kahverengi pigmentler olan fikafein, fukoksantin vb. içerir. Fiko-eritrin pigmentini içeren kırmızı algler daha da derinlerde yaşar. Yakalama yeteneği burada açıkça görülüyor. Güneş ışınlarıİle farklı uzunluklar dalgalar. Bu fenomene denir kromatik adaptasyon.

Derin deniz türleri, gölge bitkilerine özgü bir dizi fiziksel özelliğe sahiptir. Bunların arasında, fotosentez için düşük telafi noktası (30-100 lüks), düşük doygunluk platolu fotosentezin ışık eğrisinin "gölge doğası"; örneğin alglerin büyük kromatoforları vardır. Yüzey ve yüzen formlarda ise bu eğriler “daha ​​hafif” tiptedir.

Fotosentez sürecinde zayıf ışık kullanmak için, asimile edici organların artan alanı gereklidir. Böylece ok ucu (Sagittaria sagittifolia) karada ve suda gelişirken farklı şekillerde yapraklar oluşturur.

Kalıtsal program her iki yönde de gelişme olasılığını kodlar. Yaprakların "su" formlarının gelişiminin "tetikleme mekanizması" suyun doğrudan etkisi değil, gölgelemedir.

Sık sık ayrılır su bitkileri suya batırılmış, örneğin boynuz otu, uruti, mesane otu gibi dar iplik benzeri loblara güçlü bir şekilde disseke edilir veya ince yarı saydam bir plakaya sahiptir - yumurta kapsüllerinin su altı yaprakları, nilüferler, batık su birikintisi yaprakları.

Bu özellikler aynı zamanda filamentli algler, Characeae'nin disseke talileri ve birçok derin deniz türünün ince şeffaf tahalleri gibi alglerin de karakteristik özelliğidir. Bu, hidrofitlerin vücut alanı/hacim oranını artırmasını ve dolayısıyla nispeten düşük bir organik kütle maliyetiyle daha geniş bir yüzey alanı geliştirmesini mümkün kılar.

Kısmen suya batmış bitkilerde, heterofili, yani aynı bitkinin su üstü ve su altı yapraklarının yapısındaki farklılık: Bu, sudaki düğün çiçeğinde açıkça görülmektedir (Şekil 5.11). Su üstü olanlar, yer üstü bitkilerin yapraklarıyla (dorsoventral) ortak özelliklere sahiptir. yapı, iyi gelişmiş örtü dokuları ve stoma aparatı), su altı - çok ince veya parçalanmış yaprak bıçakları. Nilüferlerde, yumurta kapsüllerinde, ok uçlarında ve diğer türlerde de heterofili görüldü.

Pirinç. 5.11. Sudaki düğün çiçeğinde heterofili

Ranunculus çeşitifolius (T, G. Goryshina, 1979'dan)

Yapraklar: 1 - suyun üstünde; 2 - su altı

Açıklayıcı bir örnek, gövdesinde tipik olarak karasaldan tipik olarak suya tüm geçişleri yansıtan çeşitli yaprak formlarını görebileceğiniz caddisfly'dir (Simn latifolium).

Su ortamının derinliği aynı zamanda hayvanları, renklerini, tür kompozisyonunu vb. de etkiler. Örneğin bir göl ekosisteminde ana yaşam, içine fotosentez için yeterli ışık miktarının nüfuz ettiği su tabakasında yoğunlaşır. Bu katmanın alt sınırına telafi düzeyi denir. Bu derinliğin üzerinde bitkiler tükettiklerinden daha fazla oksijeni serbest bırakır ve fazla oksijen diğer organizmalar tarafından kullanılabilir. Bu derinliğin altında fotosentez solunum sağlayamaz, dolayısıyla organizmalar için yalnızca gölün daha yüzey katmanlarından gelen suyla gelen oksijen kullanılabilir.

Parlak ve çeşitli renkli hayvanlar suyun hafif yüzey katmanlarında yaşarken, derin deniz türleri genellikle pigmentlerden yoksundur. Okyanusun alacakaranlık bölgesinde, mavi-mor ışınlardaki kırmızı renk siyah olarak algılandığı için düşmanlardan saklanmalarına yardımcı olan kırmızımsı bir renk tonuyla renkli hayvanlar yaşar. Kırmızı renk, levrek, kırmızı mercan, çeşitli kabuklular vb. gibi alacakaranlık kuşağı hayvanlarının karakteristik özelliğidir.

Işığın sudaki emilimi daha güçlüdür, şeffaflığı azalır, bu da içindeki mineral parçacıklarının (kil, silt) varlığından kaynaklanır. Sudaki bitki örtüsünün hızla büyümesiyle suyun şeffaflığı da azalır. yaz dönemi veya yüzey katmanlarında asılı duran küçük organizmaların kitlesel üremesi sırasında. Şeffaflık, özel olarak alçaltılmış bir Secchi diskinin (20 cm çapında beyaz bir disk) hala görülebildiği aşırı derinlik ile karakterize edilir. Sargasso Denizi'nde (en temiz sular), Secchi diski Pasifik Okyanusu'nda 66,5 m derinliğe kadar görülebilir - 59'a kadar, Hint Okyanusu'nda - 50'ye kadar, sığ denizlerde - 5-15 m'ye kadar Nehirlerin şeffaflığı 1-1,5 m'yi geçmez ve Orta Asya nehirleri Amu Darya ve Syr Darya'da birkaç santimetredir. Bu nedenle, fotosentez bölgelerinin sınırları farklı su kütlelerinde büyük ölçüde farklılık gösterir. En temiz sularda, fotosentetik bölge veya öfotik bölge 200 m'den fazla olmayan bir derinliğe ulaşır, alacakaranlık (disfotik) bölge 1000-1500 m'ye kadar uzanır ve afotik bölgenin derinliklerine güneş ışığı hiç girmez.

Sudaki gün ışığı saatleri karadakinden çok daha kısadır (özellikle derin katmanlarda). Rezervuarların üst katmanlarındaki ışık miktarı, bölgenin enlemine ve yılın zamanına göre değişir. Bu nedenle, uzun kutup geceleri Arktik ve Antarktika havzalarında fotosentez için uygun süreyi büyük ölçüde sınırlıyor ve buz örtüsü, kışın donmuş su kütlelerinin tümüne ışığın erişmesini zorlaştırıyor.

Tuz rejimi. Suyun tuzluluğu veya tuz rejimi, suda yaşayan organizmaların yaşamında önemli bir rol oynar. Kimyasal bileşim su, doğal tarihi ve jeolojik koşulların yanı sıra antropojenik etkinin etkisi altında oluşur. Sudaki kimyasal bileşiklerin (tuzların) içeriği tuzluluğunu belirler ve litre başına gram veya cinsinden ifade edilir. mil başına(°/od). Genel mineralizasyona göre sular, tuz içeriği 1 g/l'ye kadar olan tatlı sular, acı (1-25 g/l), deniz tuzluluğu (26-50 g/l) ve tuzlu sular (50 g/l'den fazla) olarak ayrılabilir. g/l). Sudaki en önemli çözünenler karbonatlar, sülfatlar ve klorürlerdir (Tablo 5.1).

Yaşamın kökenine ilişkin modern hipotezlere göre, gezegenimizdeki evrimsel birincil ortamın su ortamı olduğu genel olarak kabul edilmektedir. Kabul edilen ifadelerin teyidi, kanımızdaki oksijen, kalsiyum, potasyum, sodyum ve klor konsantrasyonunun okyanus suyundakine yakın olmasıdır.

Su habitatı

Deniz Okyanusunun yanı sıra tüm nehirleri, gölleri ve yeraltı sularını içerir. İkincisi ise nehirler, göller ve denizler için besin kaynağıdır. Dolayısıyla doğadaki su döngüsü hidrosferin itici gücüdür ve karadaki önemli bir tatlı su kaynağıdır.

Yukarıdakilere dayanarak, hidrosfer aşağıdakilere bölünmelidir:

• yüzey (yüzey hidrosferi denizleri ve okyanusları, gölleri, nehirleri, bataklıkları, buzulları vb. içerir);
• yeraltı.

Yüzey hidrosferinin temel özelliği, sürekli bir katman oluşturmaması, aynı zamanda önemli bir alanı (Dünya yüzeyinin% 70,8'i) kaplamasıdır.

Yeraltı hidrosferinin bileşimi yeraltı suyuyla temsil edilir. Dünyadaki toplam su rezervi hacmi yaklaşık 1370 milyon km3 olup, bunun yaklaşık %94'ü okyanuslarda, %4,12'si yeraltı sularında, %1,65'i buzullarda ve %0,02'den azı göllerde ve nehirlerde bulunmaktadır.

Hidrosferde, canlı organizmaların yaşam koşullarına bağlı olarak aşağıdaki bölgeler ayırt edilir:

• pelajik - su sütunu ve bentik - taban;
• benthalde, derinliğe bağlı olarak, sublittoral ayırt edilir - 200 m'ye kadar derinlikte yumuşak bir artış alanı;
• batial - alt eğim;
• abisal - 6 km derinliğe kadar okyanus yatağı;
• okyanus tabanının çöküntüleriyle temsil edilen ultraabissal;
• kıyı kenarı, yüksek gelgit sırasında düzenli olarak su altında kalan ve gelgit nedeniyle kurutulan kıyı kenarını temsil eder ve kıyı altı, kıyının dalgaların sıçramasıyla nemlenen kısmını temsil eder.

Habitat ve yaşam tarzı türüne bağlı olarak, hidrosferde yaşayan canlı organizmalar aşağıdaki gruplara ayrılır:

1. pelagos - su sütununda yaşayan organizmaların bir topluluğudur. Pelagoslar arasında plankton ayırt edilir - su sütununda bağımsız hareket edemeyen ve akıntılar tarafından hareket ettirilen bitkileri (fitoplankton) ve hayvanları (zooplankton) içeren bir organizma grubu ve ayrıca bir canlı grubu olan nekton su sütununda bağımsız hareket edebilen organizmalar (balık, kabuklu deniz ürünleri vb.).
2. benthos, dipte ve toprakta yaşayan bir grup organizmadır. Bentos, algler ve yüksek bitkilerle temsil edilen fitobentoz ve zoobentos (Zoobentos) olarak ikiye ayrılır. deniz yıldızları, kabuklular, yumuşakçalar vb.).

Su habitatlarındaki ekolojik faktörler

Temel çevresel faktörler su habitatlarında neredeyse hiç durmadan hareket eden akıntılar ve dalgalarla temsil edilirler. Suyun iyonik bileşimini, mineralizasyonunu değiştirerek organizmalar üzerinde dolaylı bir etkiye sahip olabilirler ve bu da besin konsantrasyonlarındaki değişikliklere katkıda bulunur. Yukarıdaki faktörlerin doğrudan etkisine gelince, bunlar canlı organizmaların akışa adaptasyonuna katkıda bulunur. Yani örneğin sakin sularda yaşayan balıkların gövdeleri yanları basık (çipura), hızlı sularda ise yuvarlak bir gövdeye (alabalık) sahiptir.

Oldukça yoğun bir ortam olan su, içinde yaşayan canlı organizmaların hareketine karşı önemli bir direnç sağlar. Bu nedenle hidrosfer sakinlerinin çoğunun aerodinamik bir vücut şekli vardır (balık, yunuslar, kalamar vb.).

Not 1

Gelişiminin ilk haftalarındaki insan embriyosunun birçok yönden balık embriyosuna benzediğini ve yalnızca bir buçuk ila iki aylıkken insanın karakteristik özelliklerini kazandığını belirtmekte fayda var. Bütün bunlar, su ortamının yaşamın gelişimindeki kritik önemini göstermektedir.