Su ortamı, yüzey ve yeraltı sularını içerir. Yüzey suları, esas olarak okyanusta yoğunlaşmıştır ve 1 milyar 375 milyon km3 - Dünyadaki tüm suyun yaklaşık %98'ini içerir. Okyanusun yüzeyi (su alanı) 361 milyon km2'dir. 149 milyon km2 kaplayan bölgenin kara alanından yaklaşık 2,4 kat daha büyüktür. Okyanustaki su tuzludur ve çoğu (1 milyar km3'ten fazla) yaklaşık %3,5 sabit tuzluluk ve yaklaşık 3,7 °C sıcaklık tutar. Tuzluluk ve sıcaklıktaki gözle görülür farklılıklar, neredeyse yalnızca yüzey suyu tabakasında, ayrıca marjinalde ve özellikle Akdeniz'de gözlenir. Sudaki çözünmüş oksijen içeriği, 50-60 metre derinlikte önemli ölçüde azalır.

Yeraltı suyu tuzlu, acı (düşük tuzluluk) ve taze olabilir; mevcut jeotermal sular yüksek bir sıcaklığa sahiptir (30°C'nin üzerinde). İnsanlığın üretim faaliyetleri ve ev ihtiyaçları için, miktarı Dünya'daki toplam su hacminin sadece %2,7'si kadar olan tatlı suya ihtiyaç vardır ve bunun çok küçük bir kısmı (sadece %0,36'sı) suların bulunduğu yerlerde mevcuttur. çıkarma için kolayca erişilebilir. Tatlı suyun çoğu, özellikle Güney'deki bölgelerde bulunan karlarda ve tatlı su buzdağlarında bulunur. kutup dairesi. Yıllık dünya tatlı su nehir akışı 37,3 bin km3'tür. Ayrıca yeraltı suyunun 13 bin km3'e eşit bir kısmı da kullanılabilir. Ne yazık ki, Rusya'da yaklaşık 5000 km3 olan nehir akışının çoğu, marjinal ve seyrek nüfuslu kuzey bölgelerine düşmektedir. Tatlı suyun yokluğunda, tuzlu yüzey veya yeraltı suyu kullanılır, tuzdan arındırılması veya hiperfiltrasyonu üretilir: tuz moleküllerini yakalayan mikroskobik deliklere sahip polimer membranlardan büyük bir basınç düşüşü altında geçirilir. Bu süreçlerin her ikisi de çok enerji yoğundur, bu nedenle, tatlı su buzdağlarının (veya bunların parçalarının) tatlı su kaynağı olarak kullanılmasından oluşan ve bu amaçla su boyunca kıyılara çekilen tatlı su buzdağlarının (veya bunların parçalarının) kullanılmasından oluşan teklif ilgi çekicidir. erimelerini organize ettikleri tatlı suya sahipler. Bu önerinin geliştiricilerinin ön hesaplamalarına göre, tatlı su üretimi, tuzdan arındırma ve hiperfiltrasyona kıyasla yaklaşık yarısı kadar enerji yoğun olacaktır. Su ortamının doğasında bulunan önemli bir durum, bulaşıcı hastalıkların esas olarak su yoluyla bulaşmasıdır (tüm hastalıkların yaklaşık %80'i). Ancak bunlardan bazıları, örneğin boğmaca, suçiçeği, tüberküloz gibi hastalıklar yoluyla bulaşır. hava ortamı. Su ortamında hastalığın yayılmasıyla mücadele etmek için, Dünya Sağlık Örgütü (WHO) içinde bulunduğumuz on yılı içme suyu on yılı ilan etti.

Dünyanın su dengesi

Döngüye ne kadar suyun dahil olduğunu hayal etmek için hidrosferin çeşitli kısımlarını karakterize ediyoruz. Bunun %94'ünden fazlası okyanuslardır. Diğer kısım (%4) ise yeraltı suyudur. Aynı zamanda bunların çoğunun derin tuzlu sulara ait olduğu ve tatlı suların payının 1/15'ini oluşturduğu da dikkate alınmalıdır. Kutup buzullarının buzunun hacmi de önemlidir: su açısından 24 milyon km'ye veya hidrosfer hacminin% 1,6'sına ulaşır. Göl suyu 100 kat daha azdır - 230 bin km, Ve nehir yatakları sadece 1200 m Su veya tüm hidrosferin %0,0001'ini içerir. Bununla birlikte, küçük su hacmine rağmen, nehirler çok önemli bir rol oynamaktadır: yeraltı suyu gibi, nüfusun, sanayinin ve sulu tarımın ihtiyaçlarının önemli bir bölümünü karşılamaktadırlar. Yeryüzünde oldukça fazla su var. Hidrosfer, gezegenimizin kütlesinin yaklaşık 1/4180'ini oluşturur. Bununla birlikte, kutup buzullarına bağlı su hariç, tatlı suyun payı, 2 milyon km'den biraz fazla veya hidrosferin toplam hacminin sadece %0,15'ini oluşturmaktadır.

Doğal bir sistem olarak hidrosfer

Hidrosfer süreksizdir su kabuğu Karalar, denizlerin, okyanusların, karasal suların (yeraltı dahil) ve buz tabakalarının toplamı. Denizler ve okyanuslar yaklaşık %71'ini kaplar yeryüzü, hidrosferin toplam hacminin yaklaşık% 96.5'ini içerirler. Tüm iç su kütlelerinin toplam alanı, alanının% 3'ünden azdır. Buzullar, hidrosferdeki su rezervlerinin %1.6'sını oluşturur ve alanları kıtaların alanının yaklaşık %10'unu oluşturur.

Hidrosferin en önemli özelliği, tüm türlerin birliğidir. doğal sular(Dünya okyanusu, kara suları, atmosferdeki su buharı, yeraltı suyu) doğada su döngüsü sürecinde gerçekleştirilir. Bu küresel sürecin itici güçleri, Dünya yüzeyine gelen Güneş'in termal enerjisi ve her türlü doğal suların hareketini ve yenilenmesini sağlayan yerçekimi kuvvetidir.

Dünya Okyanusunun yüzeyinden ve kara yüzeyinden buharlaşma, doğadaki su döngüsünün ilk halkasıdır ve yalnızca en değerli bileşeni olan karadaki tatlı suyun yenilenmesini değil, aynı zamanda yüksek kalitesini de sağlar. Doğal suların su değişimi aktivitesinin bir göstergesi, çeşitli doğal sular farklı oranlarda yenilenmesine (değiştirilmesine) rağmen, yenilenme oranlarının yüksek olmasıdır. Hidrosferin en hareketli ajanı, yenilenme süresi 10-14 gün olan nehir sularıdır.

Hidrosferik suların baskın kısmı Dünya Okyanusunda yoğunlaşmıştır. Dünya okyanusu, doğadaki su döngüsünün ana kapanış halkasıdır. Buharlaşan nemin çoğunu atmosfere bırakır. Dünya Okyanusu'nun yüzey tabakasında yaşayan su organizmaları, gezegenin serbest oksijeninin önemli bir bölümünün atmosfere dönüşünü sağlar.

Dünya Okyanusunun devasa hacmi, gezegenin doğal kaynaklarının tükenmezliğine tanıklık ediyor. Ayrıca okyanuslar bir koleksiyoncudur. nehir suları arazi, yılda yaklaşık 39 bin m3 su alıyor. Bazı alanlarda ana hatlarıyla belirtilen Dünya Okyanusunun kirliliği, en kritik bağlantısı olan okyanus yüzeyinden buharlaşma olan doğal nem sirkülasyonu sürecini bozmakla tehdit ediyor.

Kimya açısından su

Suyun insan yaşamındaki ve doğadaki büyük rolü, bilim adamlarının dikkatini çeken ilk bileşiklerden biri olmasının nedeniydi. Bununla birlikte, su çalışması henüz bitmedi.

Suyun genel özellikleri

Su, moleküllerinin popülaritesi nedeniyle, onunla temas halindeki tuz moleküllerinin iyonlara ayrışmasına katkıda bulunur, ancak suyun kendisi daha kararlıdır ve kimyasal olarak saf su çok az H + ve OH - iyonu içerir.

Su, inert bir çözücüdür; Çözünmeyen çoğu teknik bileşiğin etkisi altında kimyasal olarak değişmez. Bu, gezegenimizdeki tüm canlı organizmalar için çok önemlidir, çünkü dokular için gerekli olan besinler sulu çözeltilerde nispeten az değiştirilmiş biçimde gelir. Doğal koşullar altında, su her zaman yalnızca katı ve sıvı maddelerle değil, aynı zamanda çözünen gazlarla da etkileşime giren bir veya daha fazla miktarda yabancı madde içerir.

Yeni düşen yağmur suyundan bile, litre hacim başına içinde çözülmüş onlarca miligram çeşitli madde izole edilebilir. Kesinlikle saf su hiç kimse tarafından kümelenme durumlarının hiçbirinde elde edilmemiştir; Büyük ölçüde çözünmüş maddelerden yoksun kimyasal olarak saf su, laboratuvarlarda veya özel endüstriyel tesislerde uzun ve özenli arıtma ile üretilir.

Doğal koşullar altında su "kimyasal saflığı" koruyamaz. Her türlü maddeyle sürekli temas halindedir, aslında her zaman çeşitli, genellikle çok karmaşık özelliklerin bir çözümüdür. Tatlı suda, çözünmüş madde içeriği genellikle 1 g/l'yi aşar. Deniz suyundaki tuz içeriği litre başına birkaç birimden onlarca grama kadar dalgalanır: örneğin, Baltık Denizi'nde sadece 5 g/l, Karadeniz'de - 18 ve Kızıldeniz'de - hatta 41 g/l vardır.

Deniz suyunun tuz bileşimi esas olarak %89 klorür (esas olarak sodyum, potasyum, kalsiyum klorür), %10 sülfatlar (sodyum, potasyum, magnezyum) ve %1 karbonatlar (sodyum, kalsiyum) ve diğer tuzlardır. Tatlı sular genellikle en fazla %80 karbonat (sodyum, kalsiyum), yaklaşık %13 sülfat (sodyum, potasyum, magnezyum) ve %7 klorür (sodyum ve kalsiyum) içerir.

Su gazları iyi çözer (özellikle Düşük sıcaklık), esas olarak oksijen, azot, karbon dioksit, hidrojen sülfür. Oksijen miktarı bazen 6 mg/l'ye ulaşır. AT maden suları narzan tipi, gazların toplam içeriği% 0.1'e kadar olabilir. Doğal su, hümik maddeler içerir - bitki ve hayvan dokularının kalıntılarının eksik çürümesi sonucu oluşan kompleks organik bileşiklerin yanı sıra proteinler, şekerler, alkoller gibi bileşikler.

Su son derece yüksek bir ısı kapasitesine sahiptir. Suyun ısı kapasitesi birim olarak alınır. Örneğin kumun ısı kapasitesi 0.2'dir, demir ise suyun ısı kapasitesinin sadece 0.107'sidir. Suyun büyük termal enerji rezervleri biriktirme yeteneği, dünyanın kıyı bölgelerinde yılın farklı zamanlarında ve günün farklı saatlerinde keskin sıcaklık dalgalanmalarını yumuşatmayı mümkün kılar: su, tüm vücudumuzda bir sıcaklık düzenleyicisi görevi görür. gezegen.

Suyun özel bir özelliği - yüksek yüzey gerilimi - 72.7 erg / cm2 (20 ° C'de) not edilmelidir. Bu bakımdan, tüm sıvı türleri arasında su, cıvadan sonra ikinci sıradadır. Suyun benzer bir özelliği, büyük ölçüde bireysel H2O molekülleri arasındaki hidrojen bağlarından kaynaklanmaktadır.Yüzey stresi, özellikle suyun birçok yüzeye yapışmasında - ıslanmada - açıkça kendini gösterir. Su ile kolayca ıslanan kil, kum, cam, kumaş, kağıt ve diğerleri gibi maddelerin bileşimlerinde kesinlikle oksijen atomları olduğu tespit edilmiştir. Bu gerçeğin, ıslanmanın doğasını açıklamada anahtar olduğu ortaya çıktı: Suyun yüzey tabakasının enerjik olarak dengesiz molekülleri, "yabancı" oksijen atomlarıyla ek bağlar oluşturma fırsatı buluyor.

Islanma ve yüzey gerilimi, kılcallık adı verilen bir olgunun parçasıdır: dar kanallarda su, belirli bir bölümün sütunu için yerçekiminin "izin verdiğinden" çok daha yüksek bir yüksekliğe çıkabilir.

Kılcal damarlarda suyun inanılmaz özellikleri vardır. B. V. Deryagin, kılcal damarlarda su buharından yoğunlaşan suyun 0°C'de ve sıcaklık onlarca derece düştüğünde bile donmadığını tespit etti.



Anahtar kavramlar: çevre - yaşam ortamı - su ortamı - yer-hava ortamı - toprak ortamı - yaşayan bir ortam olarak organizma

Önceki derslerde sık sık "çevre", "yaşam çevresi"nden bahsettik ve bu kavrama kesin bir tanım vermedik. Sezgisel olarak, organizmayı çevreleyen ve bir şekilde onu etkileyen her şeyi "çevre" ile anladık. Çevrenin vücut üzerindeki etkisi - ve önceki derslerde incelediğimiz çevresel faktörler var. Başka bir deyişle, yaşam ortamı belirli bir dizi çevresel faktör tarafından karakterize edilir.

Çevrenin genel kabul görmüş tanımı Nikolai Pavlovich Naumov'un tanımıdır:

ÇEVRE - organizmaları çevreleyen her şey, durumlarını, gelişimini, hayatta kalmasını ve üremesini doğrudan veya dolaylı olarak etkiler.

Yeryüzünde, çeşitli yaşam koşulları sağlayan çok çeşitli çevresel yaşam koşulları vardır. Ekolojik nişler ve onların "yerleşimi". Bununla birlikte, bu çeşitliliğe rağmen, belirli bir dizi çevresel faktöre sahip olan ve bu nedenle belirli bir dizi uyarlama gerektiren niteliksel olarak farklı dört yaşam ortamı vardır. Bunlar yaşam ortamlarıdır:

kara-su (kara);

diğer organizmalar.

Bu ortamların her birinin özelliklerini tanıyalım.

Su ortamı hayat

Dünyadaki yaşamın kökenini inceleyen yazarların çoğuna göre, yaşam için evrimsel birincil ortam su ortamıydı. Bu pozisyonun birkaç dolaylı doğrulamasını buluyoruz. Her şeyden önce, çoğu organizma, vücuda su girmeden veya en azından vücutta belirli bir miktarda sıvı tutmadan aktif yaşam yeteneğine sahip değildir. Ana fizyolojik süreçlerin gerçekleştiği organizmanın iç ortamı, ilk organizmaların evriminin gerçekleştiği ortamın özelliklerini açıkça korur. Bu nedenle, insan kanındaki tuz içeriği (nispeten sabit bir seviyede tutulur) okyanus suyundakine yakındır. Sudaki okyanus ortamının özellikleri, tüm yaşam biçimlerinin kimyasal ve fiziksel evrimini büyük ölçüde belirledi.

Belki de ana ayırt edici özellik su ortamı onun göreceli muhafazakarlığıdır. Örneğin, su ortamındaki mevsimsel veya günlük sıcaklık dalgalanmalarının genliği, yer havasındakinden çok daha azdır. Alt kabartma, farklı derinliklerdeki koşullardaki fark, mercan resiflerinin varlığı vb. su ortamında çeşitli koşullar yaratır.

Su ortamının özellikleri, suyun fizikokimyasal özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, suyun yüksek yoğunluğu ve viskozitesi büyük ekolojik öneme sahiptir. Suyun özgül ağırlığı, canlı organizmaların vücudununkiyle orantılıdır. Suyun yoğunluğu havanın yaklaşık 1000 katıdır. Bu nedenle, suda yaşayan organizmalar (özellikle aktif olarak hareket edenler) büyük bir hidrodinamik direnç kuvvetiyle karşı karşıyadır. Bu nedenle, birçok suda yaşayan hayvan grubunun evrimi, bir vücut şeklinin ve sürtünmeyi azaltan hareket türlerinin oluşumu yönünde gitti, bu da yüzme için enerji tüketiminde bir azalmaya yol açtı. Böylece, vücudun aerodinamik şekli, suda yaşayan çeşitli organizma gruplarının temsilcilerinde bulunur - yunuslar (memeliler), kemikli ve kıkırdaklı balıklar.

Suyun yüksek yoğunluğu aynı zamanda mekanik titreşimlerin (titreşimlerin) su ortamında iyi yayılmasının nedenidir. Bu, duyu organlarının evriminde, uzayda oryantasyonda ve suda yaşayanlar arasındaki iletişimde önemliydi. Havadakinden dört kat daha fazla olan sesin su ortamındaki hızı, ekolokasyon sinyallerinin daha yüksek frekansını belirler.

Su ortamının yüksek yoğunluğu nedeniyle, sakinleri, karakteristik olan alt tabaka ile zorunlu bağlantıdan mahrumdur. yer formları ve yerçekimi kuvvetleri ile ilgilidir. 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.

Elektriksel iletkenlik, elektriksel duyu organlarının, savunma ve saldırının evrimsel oluşumunun olasılığını açtı.

Yer-hava yaşam ortamı

Yer-hava ortamı, çok çeşitli yaşam koşulları, ekolojik nişler ve içinde yaşayan organizmalar ile karakterize edilir. Organizmaların, yaşamın yer-hava ortamının koşullarını ve her şeyden önce atmosferin gaz bileşimini şekillendirmede birincil bir rol oynadığına dikkat edilmelidir. Dünya atmosferindeki hemen hemen tüm oksijen biyojenik kökenlidir.

Yer-hava ortamının ana özellikleri, çevresel faktörlerdeki büyük değişiklik genliği, çevrenin heterojenliği, yerçekimi kuvvetlerinin etkisi ve düşük hava yoğunluğudur. Belirli bir doğaya özgü fiziksel, coğrafi ve iklimsel faktörlerin bir kompleksi. doğal alan, organizmaların bu koşullarda yaşama morfofizyolojik adaptasyonlarının evrimsel oluşumuna, yaşam formlarının çeşitliliğine yol açar.

Atmosferik hava Hava, düşük ve değişken nem ile karakterize edilir. Bu durum, yer-hava ortamına hakim olma olasılıklarını büyük ölçüde sınırladı (kısıtladı) ve ayrıca su-tuz metabolizmasının evrimini ve solunum organlarının yapısını yönlendirdi.

Yaşam ortamı olarak toprak

Toprak, canlı organizmaların faaliyetlerinin bir sonucudur. Yer-hava ortamında yaşayan organizmalar, toprağın eşsiz bir habitat olarak ortaya çıkmasına neden oldu. Toprak, katı faz (mineral parçacıkları), sıvı faz (toprak nemi) ve gaz fazından oluşan karmaşık bir sistemdir. Bu üç fazın oranı, toprağın bir yaşam ortamı olarak özelliklerini belirler.

Toprağın önemli bir özelliği de belirli miktarda organik maddenin varlığıdır. Organizmaların ölümünün bir sonucu olarak oluşur ve atılımlarının (atılımlarının) bir parçasıdır.

Toprak habitatının koşulları, toprağın havalandırma (yani hava doygunluğu), nem (nemin varlığı), ısı kapasitesi ve termal rejim (günlük, mevsimlik, yıl boyunca sıcaklık değişimi) gibi özelliklerini belirler. Termal rejim, yer-hava ortamına kıyasla, özellikle büyük derinliklerde daha muhafazakardır. Genel olarak, toprak oldukça istikrarlı yaşam koşulları ile karakterize edilir.

Dikey farklılıklar diğer toprak özelliklerinin de karakteristiğidir, örneğin ışığın nüfuz etmesi doğal olarak derinliğe bağlıdır.

Birçok yazar, su ve toprak arasındaki yaşam ortamının ara konumunu not eder. yer havası ortamları. Toprakta hem suya hem de suya sahip organizmalar yaşayabilir. hava tipi nefes almak. Toprağa ışık penetrasyonunun dikey gradyanı sudakinden bile daha belirgindir. Mikroorganizmalar, toprağın tüm kalınlığı boyunca bulunur ve bitkiler (öncelikle, kök sistemleri) dış ufuklarla ilişkilidir.

Toprak organizmaları, belirli organlar ve hareket türleri ile karakterize edilir (memelilerde uzuvları oyarak; vücut kalınlığını değiştirme yeteneği; bazı türlerde özel kafa kapsüllerinin varlığı); vücut şekilleri (yuvarlak, kurt şeklinde, solucan şeklinde); dayanıklı ve esnek kapaklar; gözlerin azalması ve pigmentlerin kaybolması. Toprak sakinleri arasında saprofit yaygın olarak gelişmiştir - diğer hayvanların cesetlerini yemek, çürüyen kalıntılar vb.

Bir yaşam alanı olarak beden

Sözlük

NİŞ EKOLOJİK

türün doğadaki konumu, yalnızca türün uzaydaki yeri değil, aynı zamanda doğal topluluktaki işlevsel rolü, abiyotik varoluş koşullarına göre konumu, bireysel aşamaların yeri yaşam döngüsü türlerin zaman içindeki temsilcileri (örneğin, erken ilkbahar bitki türleri tamamen bağımsız bir ekolojik niş işgal eder).

EVRİM

popülasyonların genetik bileşimindeki bir değişikliğin, türlerin oluşumu ve yok oluşunun, ekosistemlerin ve bir bütün olarak biyosferin dönüşümü ile birlikte yaban hayatının geri döndürülemez tarihsel gelişimi.

ORGANİZMANIN İÇ ORTAMI

Vücuttaki hayati süreçlerin akışını sağlayan, göreceli bir bileşim ve özellikler sabitliği ile karakterize edilen bir ortam. Bir kişi için vücudun iç ortamı, kan, lenf ve doku sıvısı sistemidir.

EKOKASYON, KONUM

yayılan veya yansıyan sinyallerle bir nesnenin uzaydaki konumunun belirlenmesi (ekolokasyon durumunda, ses sinyallerinin algılanması). Ekolokasyon yeteneği kobaylar, yunuslar, yarasalar. Radar ve elektrolokasyon - yansıyan radyo sinyallerinin ve elektrik alan sinyallerinin algılanması. Bu tür bir konum için yetenek bazı balıklara sahiptir - Nil uzun burunlu, gimarchus.

Genel özellikleri. Sucul bir yaşam ortamı olarak hidrosfer, alanın yaklaşık %71'ini ve hacmin 1/800'ünü kaplar. Dünya. Ana su miktarı, %94'ten fazlası denizlerde ve okyanuslarda yoğunlaşmıştır (Şekil 5.2).

Pirinç. 5.2. Kara ile karşılaştırıldığında dünya okyanusu (N. F. Reimers, 1990'a göre)

Nehir ve göllerin tatlı sularında, su miktarı toplam tatlı su hacminin %0.016'sını geçmez.

Denizleri oluşturan okyanusta, iki ekolojik alan öncelikli olarak ayırt edilir: su sütunu - pelagial ve alt bental. Derinliğe bağlı olarak, bental ayrılır alt kıyı bölgesi - arazinin 200 m derinliğe kadar düzgün bir şekilde indirildiği alan, banyo - dik eğimli alan ve abisal bölge - ortalama 3-6 km derinliğe sahip okyanus yatağı. Okyanus tabanının (6-10 km) çöküntülerine karşılık gelen bentalin daha derin bölgelerine denir. ultraabyssal. Yüksek gelgitlerde sular altında kalan kıyı kenarına denir. kıyısal. Sahilin gelgit seviyesinin üzerindeki, dalgaların püskürtülmesiyle nemlendirilen kısmına denir. supralittoral.

Okyanusların açık suları da bental bölgelere göre dikey bölgelere ayrılır: typepeligial, bati-peligial, abissopegial(Şekil 5.3).

Pirinç. 5.3. Okyanusun dikey ekolojik bölgesi

(N. F. Reimers, 1990'a göre)

Su ortamında yaklaşık 150.000 hayvan türü veya toplam sayılarının yaklaşık %7'si (Şekil 5.4) ve 10.000 bitki türü (%8) yaşar.

Çoğu bitki ve hayvan grubunun temsilcilerinin su ortamında ("beşikleri") kaldığı, ancak türlerinin sayısının karasal olanlardan çok daha az olduğu gerçeğine de dikkat edilmelidir. Dolayısıyla sonuç - karada evrim çok daha hızlı gerçekleşti.

Flora ve faunanın çeşitliliği ve zenginliği, başta Pasifik ve Atlantik okyanusları olmak üzere ekvator ve tropikal bölgelerin denizlerini ve okyanuslarını ayırt eder. Bu kuşakların kuzeyi ve güneyi niteliksel kompozisyon yavaş yavaş tükenir. Örneğin, Doğu Hint Adaları takımadaları bölgesinde, en az 40.000 hayvan türü dağıtılırken, Laptev Denizi'nde sadece 400 vardır. Dünya Okyanusu'ndaki organizmaların büyük kısmı nispeten küçük bir alanda yoğunlaşmıştır. deniz kıyıları ılıman bölge ve tropikal ülkelerin mangrovları arasında.

Nehirlerin, göllerin ve bataklıkların payı, daha önce 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

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

Not dalgalı çizginin altına yerleştirilen hayvanlar denizde yaşar, onun üstünde - kara-hava ortamında

Sadece su ortamının değil, aynı zamanda güçlü etki sakinleri üzerinde değil, aynı zamanda habitatı etkileyen hidrosferin canlı maddesi, onu geri dönüştürür ve maddelerin dolaşımına dahil eder. Okyanusların, denizlerin, nehirlerin ve göllerin suyunun 2 milyon yılda biyotik döngüde ayrıştığı ve yenilendiği, yani tamamının Dünya'daki canlı maddelerden binden fazla kez geçtiği tespit edildi.

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

Su ortamının karakteristik bir özelliği, hareketlilik,özellikle akan, hızlı akan nehirlerde ve nehirlerde. Denizlerde ve okyanuslarda gelgitler, güçlü akıntılar ve fırtınalar görülür. Göllerde su, sıcaklık ve rüzgarın etkisiyle hareket eder.

Hidrobiyontların ekolojik grupları. su sütunu veya pelagial(pelajlar - 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 ekolojik grup - bentolar - dip sakinleri oluşturur.

Nekton(nektos - yüzen), dip ile doğrudan bağlantısı olmayan, aktif olarak hareket eden pelajik hayvanların bir koleksiyonudur. Bunlar esas olarak uzun mesafeler kat edebilen ve güçlü su akıntılarına sahip büyük hayvanlardır. Aerodinamik bir vücut şekline ve iyi gelişmiş hareket organlarına sahiptirler. Tipik nekton organizmaları arasında balık, kalamar, balinalar ve yüzgeçayaklılar bulunur. Tatlı sulardaki nekton, balığa ek olarak, amfibileri ve aktif olarak hareket eden böcekleri içerir. Birçok deniz balığı su sütununda büyük hızlarda hareket edebilir: 45-50 km / s - kalamar (Oegophside), 100-150 km / s - yelkenli (Jstiopharidae) ve 130 km / s - kılıç balığı (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - dolaşan, yükselen) hızlı aktif hareket kabiliyetine sahip olmayan bir pelajik organizma topluluğudur. Kural olarak, bunlar küçük hayvanlardır - zooplankton ve bitkiler - fitoplankton, akımlara karşı koyamayan. Plankton bileşimi ayrıca su sütununda “yüzen” birçok hayvanın larvalarını da içerir. Planktonik organizmalar hem suyun yüzeyinde, hem derinliklerinde hem de alt tabakada bulunurlar.

Su yüzeyinde yaşayan canlılar, özel grup - nötron. Neuston'un bileşimi ayrıca bir dizi organizmanın gelişim aşamasına da bağlıdır. Larva aşamasından geçerek, büyürler, kendilerine sığınak olarak hizmet eden yüzey katmanını terk ederler, altta veya alttaki ve derin katmanlarda yaşamak için hareket ederler. Bunlar, dekapodların, midyelerin, kopepodların, gastropodların ve çift kabukluların, igoodermlerin, poliketlerin, balıkların vb. larvalarını içerir.

Vücudunun bir kısmı su yüzeyinin üzerinde, bir kısmı suyun içinde olan aynı organizmalara denir. oyun taşı. Bunlara su mercimeği (Lemma), sifonoforlar (Siphonophora) vb.

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

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

Deniz zooplanktonuna küçük kabuklular (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae), protozoa (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea) hakimdir. Büyük temsilcilerden bunlar pteropodlar (Pteropoda), denizanası (Scyphozoa) ve yüzen ctenophores (Ctenophora), salps (Salpae), bazı solucanlar (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktonik organizmalar önemlidir gıda bileşeni balina balinaları (Mystacoceti) gibi devler de dahil olmak üzere birçok su hayvanı için, şek. 5.6.

Şekil 5.6. Okyanusta enerji ve madde alışverişinin ana yönlerinin şeması

Bentos(benthos - derinlik) rezervuarların dibinde (yerde ve yerde) yaşayan bir dizi organizmadır. Alt bölümlere ayrılır zoobentos ve fitobentos.Çoğunlukla, bağlı, yavaş hareket eden veya toprağa yuva yapan hayvanlarla temsil edilir. Sığ suda sentezleyen organizmalardan oluşur. organik madde(üreticiler), tüketen (tüketiciler) ve yok eden (indirgeyiciler). Işığın olmadığı derinliklerde fitobentos (üreticiler) yoktur. Deniz zoobentosuna foraminifora, süngerler, koelenteratlar, solucanlar, brakiyopodlar, yumuşakçalar, ascidia, balık vb. hakimdir. Bentik formlar sığ sularda daha fazladır. Buradaki toplam biyokütleleri 1 m2'de onlarca kilograma ulaşabilir.

Denizlerin fitobentosu esas olarak algleri (diyatomlar, yeşil, kahverengi, kırmızı) ve bakterileri içerir. Kıyılar boyunca çiçekli bitkiler vardır - Zostera (Zostera), ruppia (Ruppia), phyllospodix (Phyllospadix). Dipteki kayalık ve taşlık alanlar fitobentos açısından en zengin alanlardır.

Denizlerde olduğu gibi göllerde de ayırt edilirler. plankton, nekton ve bentolar.

Bununla birlikte, göllerde ve diğer tatlı su kütlelerinde denizlere ve okyanuslara göre daha az zoobentos bulunur ve tür bileşimi aynıdır. Bunlar esas olarak protozoa, süngerler, siliyer ve oligochaete solucanları, sülükler, yumuşakçalar, böcek larvaları vb.

Tatlı suların fitobentozu bakteri, diatom ve yeşil alglerle temsil edilir. Kıyı bitkileri, kıyıdan, açıkça tanımlanmış kuşaklara yerleştirilir. İlk kemer - yarı batık bitkiler (sazlık, kuyruk, sazlık ve sazlık); ikinci kemer - yüzen yapraklı batık bitkiler (vodokralar, kapsüller, nilüferler, su mercimeği). AT üçüncü kemer bitkiler baskındır - su birikintisi, elodea, vb. (Şekil 5.7).

Pirinç. 5.7. Altta köklenen bitkiler (A):

1 - uzun kuyruk; 2- acele; 3 - ok ucu; 4 - nilüfer; 5, 6 - su birikintileri; 7 - hara. Serbest yüzen algler (B): 8, 9 - filamentli yeşil; 10-13 - yeşil; 14-17 - diatomlar; 18-20 - mavi-yeşil

Su bitkileri yaşam tarzlarına göre iki ana gruba ayrılır. Çevre grupları: hidrofitler - sadece suyun dibine batmış ve genellikle toprağa kök salmış bitkiler ve hidatofitler - tamamen suya batmış ve bazen yüzeyde yüzen veya yüzen yaprakları olan bitkiler.

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

Sıcaklık rejimi. Suda, ilk olarak, daha küçük bir ısı akışı ve ikincisi, karadan daha fazla stabilite ile farklılık gösterir. Su yüzeyine giren termal enerjinin bir kısmı yansıtılır, bir kısmı buharlaşmaya harcanır. Yaklaşık 2263x8J/g tüketen rezervuarların yüzeyinden suyun buharlaşması, alt katmanların aşırı ısınmasını önler ve füzyon ısısını (333,48 J/g) serbest bırakan buz oluşumunun soğumasını yavaşlatır.

Akan sulardaki sıcaklıktaki değişiklik, daha küçük bir genlikte farklılık gösteren, çevreleyen havadaki değişikliklerini takip eder.

Ilıman enlemlerdeki göllerde ve havuzlarda, termal rejim iyi bilinen bir fiziksel fenomen tarafından belirlenir - suyun maksimum yoğunluğu 4°C'dir. İçlerindeki su açıkça üç katmana ayrılmıştır: üst - epilimniyon, sıcaklığı keskin mevsimsel dalgalanmalar yaşayan; geçiş, sıcaklık atlama katmanı, - metalimnion, nerede kutlanır keskin düşüş sıcaklıklar; derin deniz (altta) - hipolimniyon yıl boyunca sıcaklığın olduğu en dibe ulaşan değişiklikler biraz.

Yaz aylarında, en sıcak su katmanları yüzeyde ve en soğuk - altta bulunur. Bu tip Bir rezervuardaki sıcaklıkların katmanlı dağılımına ne ad verilir? doğrudan tabakalaşma Kışın, sıcaklık düştükçe, ters tabakalaşma. Suyun yüzey tabakası 0°C'ye yakın bir sıcaklığa sahiptir. Altta, sıcaklık, maksimum yoğunluğuna karşılık gelen yaklaşık 4°C'dir. Böylece sıcaklık derinlikle artar. Bu fenomene denir sıcaklık ikilemi. Göllerimizin çoğunda yaz ve kış aylarında görülmektedir. Sonuç olarak, dikey sirkülasyon bozulur, suyun yoğunluk tabakalaşması oluşur, geçici bir durgunluk dönemi başlar - durgunluk(Şekil 5.8).

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

Sonbaharda, yüzey suları tekrar 4 ° C'ye kadar soğur ve dibe çökerek, yıl içinde kütlelerin sıcaklık eşitlenmesi, yani sonbahar homotermisinin başlaması ile ikincil bir karışımına neden olur.

AT deniz ortamı derinlik tarafından belirlenen termal tabakalaşma da vardır. Okyanuslarda aşağıdaki katmanlar ayırt edilir: Yüzey- sular rüzgarın etkisine maruz kalır ve atmosfere benzetilerek bu katmana denir. troposfer veya deniz termosferik. Burada yaklaşık 50 metre derinliğe kadar su sıcaklığındaki günlük dalgalanmalar gözlemlenir ve mevsimsel dalgalanmalar daha da derinlerde gözlenir. Termosferin kalınlığı 400 m'ye ulaşır. Orta düzey - temsil etmek sabit termoklin Farklı denizlerde ve okyanuslarda içindeki sıcaklık 1-3°C'ye düşer. Yaklaşık 1500 m derinliğe kadar uzanır. Derin deniz - sıcaklığın 0°C'ye yakın olduğu kutup bölgeleri haricinde, yaklaşık 1-3°C'lik aynı sıcaklık ile karakterize edilir.

AT Genel olarak, okyanusun üst katmanlarındaki yıllık sıcaklık dalgalanmalarının genliğinin kıtasal sularda 30-35 °C'den 10 - 15 "C'den fazla olmadığına dikkat edilmelidir.

Pirinç. 5.8. Gölde suyun tabakalaşması ve karıştırılması

(E. Günther ve diğerleri, 1982'ye göre)

Derin su katmanları sabit sıcaklık ile karakterize edilir. ekvator sularında ortalama yıllık sıcaklık yüzey katmanları 26-27°C, kutupta - yaklaşık 0°C ve altı. Bir istisna, yüzey tabakasının sıcaklığının 85-93°C'ye ulaştığı termal yaylardır.

Canlı bir ortam olarak suda, bir yandan oldukça önemli bir sıcaklık koşulları çeşitliliği vardır ve diğer yandan yüksek özgül ısı, yüksek termal iletkenlik ve donma sırasında genleşme gibi su ortamının termodinamik özellikleri ( Bu durumda, buz sadece yukarıdan oluşur ve ana su sütunu donmaz), canlı organizmalar için uygun koşullar yaratır.

Bu nedenle, nehirlerde ve göllerde çok yıllık hidrofitlerin kışlaması için, sıcaklıkların buz altında dikey dağılımı büyük önem taşımaktadır. 4 ° C'lik bir sıcaklığa sahip en yoğun ve en az soğuk su, boynuz, pemfigus, sulu boya vb. Kışlama tomurcuklarının (turionlar) ve bütün yapraklı bitkilerin indiği (Şekil 5.9) alt tabakada bulunur. , örneğin su mercimeği, Elodea.

Pirinç. 5.9. Vodokras (Hydrocharias morsus ranae) sonbaharda.

Kışlayan tomurcuklar dibe batarak görünür

(TK Goryshinoya, 1979'dan)

Daldırma işleminin nişasta birikimi ve bitkilerin ağırlığı ile ilişkili olduğuna inanılıyordu. İlkbaharda, nişasta çözünür şekerlere ve yağlara dönüştürülür, bu da tomurcukları daha hafif hale getirir ve yüzmelerini sağlar.

Ilıman enlemlerdeki rezervuarlardaki organizmalar, su katmanlarının mevsimsel dikey hareketlerine, ilkbahar ve sonbahar homotermiye ve yaz ve kış durgunluğuna iyi uyum sağlar. Su kütlelerinin sıcaklık rejimi büyük kararlılıkla karakterize edildiğinden, stenotermi hidrobiyontlar arasında kara organizmalarından daha yaygındır.

Eurythermal türler, esas olarak sığ kıtasal su kütlelerinde ve günlük ve mevsimsel dalgalanmaların önemli olduğu yüksek ve ılıman enlemlerdeki denizlerin kıyılarında bulunur.

Suyun yoğunluğu. Su havadan daha yoğundur. Bu yönüyle hava ortamından 800 kat üstündür. 4 °C'de damıtılmış suyun yoğunluğu 1 g/cm3'tür. Çözünmüş tuzlar içeren doğal suların yoğunluğu daha yüksek olabilir: 1,35 g/cm3'e kadar. Ortalama olarak, su sütununda her 10 m derinlikte basınç 1 atmosfer artar. Yüksek su yoğunluğu, hidrofitlerin gövdesinin yapısına yansır. Bu nedenle, gövdelerin ve gövdelerin mukavemetini sağlayan karasal bitkilerde mekanik dokular iyi gelişmişse, gövdenin çevresi boyunca mekanik ve iletken dokuların konumu, bükülmelere ve iyi bükülmeye dirençli bir “boru” yapısı oluşturur, o zaman hidrofitlerde , bitkiler kendi kendilerine destek olduklarından mekanik dokular büyük ölçüde azalır. Mekanik elemanlar ve iletken demetler genellikle gövdenin veya yaprak sapının merkezinde yoğunlaşır, bu da su hareket ettiğinde bükülme yeteneği verir.

Batık hidrofitler, özel cihazlar (hava keseleri, şişmeler) tarafından oluşturulan iyi bir yüzdürme özelliğine sahiptir. Böylece, çocuk havuzunun yaprakları suyun yüzeyinde uzanır ve her yaprağın altında havayla dolu yüzen bir baloncuk bulunur. Küçük bir can yeleği gibi, kabarcık, yaprağın suyun yüzeyinde yüzmesini sağlar. Gövdedeki hava odaları bitkiyi dik tutar ve köklere oksijen verir.

Yüzdürme ayrıca artan vücut yüzeyi ile artar. Bu, mikroskobik planktonik alglerde açıkça görülmektedir. Vücudun çeşitli çıkıntıları, su sütununda serbestçe "yüzmelerine" yardımcı olur.

Su ortamındaki organizmalar kalınlığı boyunca dağılmıştır. Örneğin, okyanus siperlerinde 10.000 m'den fazla derinlikte hayvanlar bulunmuştur ve birkaç ila yüzlerce atmosfer arasındaki basınca dayanabilirler. Böylece tatlı su sakinleri (yüzen böcekler, terlikler, suvoyi vb.) deneylerde 600 atmosfere kadar dayanır. Elpidia cinsinin holothurianları ve Priapulus caudatus solucanları, kıyı bölgesinden ultraabyssal'e kadar yaşar. Aynı zamanda, denizlerin ve okyanusların birçok sakininin nispeten duvar temelli ve belirli derinliklerle sınırlı olduğu belirtilmelidir. Bu öncelikle sığ ve derin su türleri için geçerlidir. Sadece kıyıda yaşa halkalı solucan Kum kurdu Arenicola, yumuşakçalar - deniz limpetleri (Patella). Üzerinde büyük derinlikler en az 400-500 atmosferlik bir basınçta, olta balıkçıları grubundan balıklar bulunur, kafadanbacaklılar, kabuklular, denizyıldızı, pogonophores ve diğerleri.

Suyun yoğunluğu, özellikle iskelet dışı formlar için önemli olan hayvan organizmalarının ona güvenmeleri için bir fırsat sağlar. Ortamın desteği, suda yükselmek için bir koşul olarak hizmet eder. Birçok hidrobiyont bu yaşam tarzına adapte olmuştur.

Işık modu. Sudaki organizmalar, ışık rejiminden ve suyun şeffaflığından büyük ölçüde etkilenir. Sudaki ışığın yoğunluğu büyük ölçüde zayıflar (Şekil 5.10), çünkü gelen radyasyonun bir kısmı su yüzeyinden yansır, diğer kısmı ise kalınlığı tarafından emilir. Işığın zayıflaması suyun şeffaflığı ile ilgilidir. Örneğin, yüksek şeffaflığa sahip okyanuslarda, radyasyonun yaklaşık% 1'i hala 140 m derinliğe ve biraz kapalı suya sahip küçük göllerde zaten 2 m derinliğe düşüyor - sadece yüzde onda.

Pirinç. 5.10. Gün boyunca suda aydınlatma.

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

Derinlik: 1 - yüzeyde; 2-0.5m; 3- 1.5m; 4-2m

Güneş spektrumunun farklı kısımlarındaki ışınların su tarafından eşit olmayan bir şekilde emilmesi nedeniyle, ışığın spektral bileşimi de derinlikle değişir, kırmızı ışınlar zayıflar. Mavi-yeşil ışınlar önemli derinliklere nüfuz eder. Okyanusta derinlikle derinleşen alacakaranlık, önce yeşil, sonra mavi, mavi, mavi-mor, daha sonra sürekli karanlığa dönüşüyor. Buna göre, canlı organizmalar birbirlerini derinlikle değiştirirler.

Bu nedenle su yüzeyinde yaşayan bitkilerde ışık eksikliği görülmez, su altında kalan ve özellikle derin deniz bitkilerine “gölge flora” adı verilir. Sadece ışık eksikliğine değil, aynı zamanda ilave pigmentler üreterek bileşimindeki bir değişikliğe de uyum sağlamaları gerekir. Bu, farklı derinliklerde yaşayan alglerdeki iyi bilinen renk deseninde görülebilir. Klorofil tarafından büyük ölçüde absorbe edilen bitkiler için kırmızı ışınların hala mevcut olduğu sığ su alanlarında, genellikle yeşil algler baskındır. Daha derin bölgelerde kahverengi alg, klorofile ek olarak, kahverengi pigmentlere sahip olan phycofein, fucoxanthin, vb. Pigo-eritrin pigmentini içeren kırmızı algler daha da derin yaşar. Burada yakalama yeteneği Güneş ışınları ile farklı uzunluk dalgalar. Bu fenomenin adı kromatik uyarlama.

Derin deniz türleri, gölge bitkilerinde bulunan bir takım fiziksel özelliklere sahiptir. Bunlar arasında, düşük doygunluk platosu ile fotosentezin ışık eğrisinin “gölge karakteri” olan düşük fotosentez telafisi noktasına (30-100 lux), örneğin alglerde, örneğin büyük kromatofor boyutuna dikkat çekmeye değer. Yüzey ve yüzen formlar için ise bu eğriler “daha ​​hafif” tiptedir.

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

Kalıtsal program, her iki yönde de gelişme olasılığını kodlar. "Suda yaşayan" yaprak formlarının gelişimini "tetikleyen", suyun doğrudan etkisi değil, gölgelemedir.

Genellikle yapraklar su bitkileri, suya batırılmış, örneğin, boynuz, uruti, pemfigusta olduğu gibi dar filamentli loblara güçlü bir şekilde disseke edilir veya ince bir yarı saydam plakaya sahiptir - yumurta kapsüllerinin su altı yaprakları, nilüferler, batık gölet yaprakları.

Bu özellikler aynı zamanda filamentli algler, characeae'nin disseke thalli'si, birçok derin deniz türünün ince şeffaf thalli'si gibi yosunların karakteristiğidir. Bu, hidrofitlerin vücut alanının hacme oranını artırmasını ve sonuç olarak nispeten düşük bir organik kütle maliyetiyle geniş bir yüzey alanı geliştirmesini mümkün kılar.

Kısmen suya batmış bitkiler iyi tanımlanmış bir heterofili, yani, aynı bitkide yüzey ve su altı yapraklarının yapısındaki fark: Bu, çeşitli yaprakların su çiçeğinde açıkça görülebilir (Şekil 5.11) Yüzey, yerüstü bitkilerinin yapraklarında ortak özelliklere sahiptir (dorsoventral yapı, iyi gelişmiş integumenter dokular ve stoma aparatı), sualtı - çok ince veya disseke yaprak bıçakları. Heterofili ayrıca nilüferler ve yumurta kapsülleri, ok uçları ve diğer türlerde de görülmüştür.

Pirinç. 5.11. Su düğün çiçeğinde heterofili

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

Yapraklar: 1 - yüzey; 2 - sualtı

Açıklayıcı bir örnek, gövdesinde tipik olarak karasaldan tipik olarak sucul olana tüm geçişleri yansıtan çeşitli yaprak formlarının görülebildiği hatmidir (Simn latifolium).

Su ortamının derinliği ayrıca hayvanları, renklerini, tür kompozisyonunu vb. etkiler. Örneğin, bir göl ekosisteminde, ana yaşam, fotosentez için yeterli miktarda ışığın nüfuz ettiği su tabakasında yoğunlaşır. Bu katmanın alt sınırı kompanzasyon seviyesi olarak adlandırılır. Bu derinliğin üzerinde bitkiler tükettiğinden daha fazla oksijen salar ve diğer organizmalar fazla oksijeni kullanabilir. Bu derinliğin altında fotosentez solunum sağlayamaz; bununla bağlantılı olarak, organizmalar için yalnızca gölün daha yüzey katmanlarından suyla gelen oksijen mevcuttur.

Parlak ve çeşitli renklerde hayvanlar, suyun hafif yüzey katmanlarında yaşarken, derin deniz türleri genellikle pigmentlerden yoksundur. Okyanusun alacakaranlık bölgesinde hayvanlar, mavi-mor ışınlardaki kırmızı renk siyah olarak algılandığından, düşmanlardan saklanmalarına yardımcı olan kırmızımsı bir renk tonu ile renklerle boyanır. Alacakaranlık kuşağının levrek, kırmızı mercan, çeşitli kabuklular, vb. Gibi hayvanları için kırmızı renk tipiktir.

Sudaki ışığın emilimi ne kadar güçlü olursa, içindeki mineral madde parçacıklarının (kil, silt) varlığından kaynaklanan şeffaflığı o kadar düşük olur. Sudaki bitki örtüsünün hızlı büyümesi ile suyun şeffaflığı da azalır. yaz dönemi veya süspansiyon halindeki yüzey katmanlarında bulunan küçük organizmaların toplu üremesi sırasında. Şeffaflık, özel olarak indirilmiş bir Secchi diskinin (20 cm çapında beyaz bir disk) hala görülebildiği aşırı derinlik ile karakterize edilir. Sargasso Denizi'nde (en berrak sular), Secchi diski 66,5 m derinliğe kadar görülebilir. Pasifik Okyanusu- 59'a kadar, Hindistan'da - 50'ye kadar, sığ denizler- 5-15 m'ye kadar Nehirlerin şeffaflığı 1-1.5 m'yi geçmez ve Orta Asya nehirlerinde Amu Darya ve Syr Darya - birkaç santimetre. Bu nedenle, farklı su kütlelerinde fotosentez bölgelerinin sınırları büyük ölçüde değişir. En saf sularda, fotosentez bölgesi veya öfotik bölge 200 m'den fazla olmayan bir derinliğe ulaşır, alacakaranlık (disfotik) bölge 1000-1500 m'ye kadar uzanır ve daha derinde afotik bölgeye güneş ışığı hiç girmez .

Suda gün ışığı saatleri (özellikle derin katmanlarda) karada olduğundan çok daha kısadır. Su kütlelerinin üst katmanlarındaki ışık miktarı, hem bölgenin enlemine hem de yılın zamanına göre değişir. Bu nedenle, uzun kutup geceleri, Kuzey Kutbu ve Antarktika havzalarında fotosentez için uygun süreyi ciddi şekilde sınırlar ve buz örtüsü, kışın tüm dondurucu su kütlelerine ışığın ulaşmasını zorlaştırır.

Tuz modu. Tuzluluk veya tuz rejimi, suda yaşayan organizmaların yaşamında önemli bir rol oynar. Kimyasal bileşim su, doğal-tarihi ve jeolojik koşulların etkisi altında ve ayrıca antropojenik etki altında oluşur. Sudaki kimyasal bileşiklerin (tuzların) içeriği tuzluluğunu belirler ve litre başına gram olarak veya ppm(°/od). Suyun genel mineralizasyonuna göre, 1 g / l'ye kadar tuz içeriğine sahip taze, acı (1-25 g / l), deniz tuzluluğu (26-50 g / l) ve tuzlu su (daha fazla) olarak ayrılabilir. 50 g / l'den fazla). Suda çözünen maddelerin en önemlileri karbonatlar, sülfatlar ve klorürlerdir (Tablo 5.1).

Yaşamın kökenine ilişkin modern hipotezlere göre, gezegenimizdeki evrimsel birincil ortamın tam olarak su ortamı olduğu genel olarak kabul edilir. Kanımızdaki oksijen, kalsiyum, potasyum, sodyum ve klor konsantrasyonunun okyanus suyundakine yakın olduğu kabul edilen ifadelerin teyididir.

su habitatı

Kompozisyonunda, ek olarak deniz okyanusu, tüm nehirleri, gölleri ve yeraltı sularını içerir. İkincisi ise nehirler, göller ve denizler için bir besin kaynağıdır. Bu nedenle doğadaki su döngüsü, hidrosferin itici gücü ve karada önemli bir tatlı su kaynağıdır.

Yukarıdakilere dayanarak, hidrosfer şu bölümlere ayrılmalıdır:

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

Yüzey hidrosferinin ana özelliği, sürekli bir katman oluşturmaması, aynı zamanda önemli bir alanı kaplamasıdır - Dünya yüzeyinin% 70,8'ini.

Yeraltı hidrosferinin bileşimi yeraltı suyu ile 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 suyun %0.02'sinden daha azı göllerde ve nehirlerde yoğunlaşmıştır.

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

• pelagial - su sütunu ve bental - alt;
• bentalde, derinliğe bağlı olarak, sublittoral ayırt edilir - 200 m'ye kadar kademeli bir derinlik artışı alanı;
• bathyal - alt eğim;
• abisal - 6 km derinliğe kadar okyanus yatağı;
• okyanus yatağının çöküntüleri ile temsil edilen ultraabyssal;
• yüksek gelgit sırasında düzenli olarak su basan ve düşük gelgit tarafından boşaltılan kıyı kenarını temsil eden kıyısal ve kıyının sörf su sıçramalarıyla nemlendirilmiş kısmını temsil eden alt kıyısal.

Habitat ve yaşam tarzına göre, hidrosferde yaşayan canlı organizmalar aşağıdaki gruplara ayrılır:

1. Pelagos - su sütununda yaşayan organizmaların bir koleksiyonudur. Pelagolar arasında planktonlar ayırt edilir - su sütununda bağımsız hareket edemeyen ve akıntılar tarafından hareket ettirilen bitkileri (fitoplankton) ve hayvanları (zooplankton) içeren bir organizma grubu ve ayrıca nekton - bir grup canlı su sütununda bağımsız hareket edebilen organizmalar ( balık, kabuklu deniz ürünleri vb.).
2. benthos - dipte ve yerde yaşayan bir grup organizma. Buna karşılık, bentos, algler ve daha yüksek bitkiler tarafından temsil edilen fitobentos ve zoobentos'a ayrılır ( deniz yıldızları, kabuklular, yumuşakçalar, vb.).

Su habitatlarında çevresel faktörler

Su habitatındaki ana ekolojik faktörler, neredeyse hiç durmadan hareket eden akımlar ve dalgalarla temsil edilir. Suyun iyonik bileşimini, mineralizasyonunu değiştirerek organizmalar üzerinde dolaylı bir etkiye sahip olabilirler ve bu da besin konsantrasyonlarında bir değişikliğe katkıda bulunur. Yukarıdaki faktörlerin doğrudan etkisine gelince, canlı organizmaların akışa adaptasyonuna katkıda bulunurlar. Örneğin sakin sularda yaşayan balıkların yanları basık (çipura) bir gövdeye sahipken, hızlı olanlarda enine kesiti yuvarlaktır (alabalık).

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

Açıklama 1

Gelişiminin ilk haftalarında insan embriyosunun birçok yönden balık embriyosuna benzediğini ve sadece bir buçuk ila iki aylıkken bir kişinin karakteristik özelliklerini kazandığını belirtmekte fayda var. Bütün bunlar, su ortamının yaşamın gelişimindeki hayati önemine tanıklık ediyor.

Sucul yaşam ortamı.

Hidrosfer gezegenin alanının yaklaşık %71'ini kaplar. Ana miktarı denizlerde ve okyanuslarda (%94) yoğunlaşmıştır. Tatlı su rezervuarlarında ise su miktarı çok daha azdır (%0.016).

Su ortamında yaklaşık 150 bin hayvan türü (dünyadaki toplam sayının %7'si) ve 10 bin bitki türü (%8) yaşamaktadır.

Su ortamının özellikleri: hareketlilik, yoğunluk, özel tuz, hafif ve sıcaklık koşulları, asitlik (hidrojen iyonlarının konsantrasyonu), oksijen, karbondioksit ve besin içeriği.

Su ortamının önemli bir özelliği, hareketlilik. Akarsularda ve nehirlerde ortalama sürat akış aşağı yönde hareket ettikçe genellikle artar. Aslında hızlı akım bir kabuk veya filamentli algler, yosunlar ve ciğer otları ile substrat üzerinde büyüyen bitkiler büyür. Zayıf bir akımda - bir akarsu tarafından düzenlenmiş ve ona fazla direnç göstermeyen ve maceralı köklerin bol büyümesiyle hareketsiz bir nesneye güvenilir bir şekilde bağlı bitkiler. Gevşek, serbest yüzen bitkiler, akışın yavaş olduğu veya hiç hissedilmediği yerlerde bulunur.

Çalkantılı nehirlerin omurgasızları son derece yassı bir gövdeye sahiptir.

Su havadan 800 kat daha büyüktür yoğunluğa göre. Doğal suların yoğunluğu tuz içeriğinden dolayı 1.35 g/cm3'tür. Her 10 m derinlikte basınç 1 atmosfer artar. Hidrobiyontlarda mekanik dokular büyük ölçüde azalır. Ortamın desteği, sudaki iskelet dışı formların yükselmesi ve korunması için bir koşul olarak hizmet eder. Birçok hidrobiyont bu yaşam tarzına adapte olmuştur.

tuz rejimi suda yaşayan organizmalar için önemlidir.Suyun genel mineralizasyonuna göre, 1 g / l'ye kadar tuz içeriğine sahip taze, acı (1 - 25 g / l), deniz tuzluluğu (26 - 50 g / l) olarak ayrılabilir. ) ve tuzlu sular (50 g/l'den fazla). Suda çözünen en önemli maddeler karbonatlar, sülfatlar ve klorürlerdir.

Kalsiyum sınırlayıcı bir faktör olarak hareket edebilir. "Yumuşak" sular vardır - 1 litrede 9 mg'dan az kalsiyum içeriği ve 1 litrede 25 mg'dan fazla kalsiyum içeren "sert" sular.

Deniz suyunda 13 metaloid ve en az 40 metal bulundu.

Su tuzluluğu, organizmaların dağılımı ve bolluğu üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.

Güneş spektrumunun farklı bölümlerinin ışınları su tarafından eşit olarak emilmez, ışığın spektral bileşimi derinlikle değişir ve kırmızı ışınlar zayıflatılır. Mavi-yeşil ışınlar önemli derinliklere nüfuz eder. Okyanusun derinliklerinde derinleşen alacakaranlık, önce yeşil, sonra mavi, mavi, mavi-mor, sürekli karanlıkla daha da karışıyor.

Sığ alanlarda bitkiler, en çok klorofil tarafından emilen kırmızı ışınları kullanır, kural olarak yeşil algler baskındır. Daha derin bölgelerde, klorofile ek olarak, kahverengi pigmentlere phycofein, fucoxanthin, vb. Sahip olan kahverengi algler bulunur. Pigoeritrin pigmentini içeren kırmızı algler daha da derin yaşar. Bu fenomene kromatografik adaptasyon denir.

Parlak ve çeşitli renklerde hayvanlar, suyun hafif yüzey katmanlarında yaşarken, derin deniz türleri genellikle pigmentlerden yoksundur. Alacakaranlık bölgesinde kırmızımsı bir renk tonuna sahip organizmalar yaşar ve bu da düşmanlardan saklanmalarına yardımcı olur.

Okyanusun üst katmanlarındaki yıllık sıcaklık dalgalanmalarının genliği 10-15 0 C'den fazla değil , kıta sularında 30-35 0 C. Derin su katmanları sabit sıcaklık ile karakterize edilir. Ekvator sularında, yüzey katmanlarının yıllık ortalama sıcaklığı 26 - 27 0 С, kutup sularında - yaklaşık 0 0 С ve daha düşüktür. Bunun istisnası, yüzey tabakasının sıcaklığının 85 - 93 0 С'ye ulaştığı termal yaylardır.

Su ortamının termodinamik özellikleri - yüksek özgül ısı kapasitesi, yüksek termal iletkenlik ve donma üzerine genişleme, canlı organizmalar için uygun koşullar yaratır.

bir artış ile asitlik nehirlerde, göletlerde ve göllerde yaşayan hayvanların tür çeşitliliği genellikle azalır.

pH değeri 3,7 - 4,7 olan tatlı su rezervuarları asidik, 6,95 - 7,3 - alkali, pH değeri 7,8 - alkaliden fazla olan tatlı su rezervuarları olarak kabul edilir. Tatlı su kütlelerinde pH, genellikle gün boyunca önemli dalgalanmalar yaşar. Deniz suyu daha alkalidir ve pH'ı tatlı suya göre daha az değişir. pH derinlikle azalır.

Çoğunluk Tatlısu balığı pH 5'ten 9'a kadar dayanır. pH 5'in altındaysa, balıkların toplu ölümü görülür ve 10'un üzerinde tüm balıklar ve diğer hayvanlar ölür.

Su ortamının ana gazları oksijen ve karbon dioksittir ve hidrojen sülfür veya metan ikincil öneme sahiptir.

Su ortamı için oksijen en önemli çevresel faktör. Havadan suya girer ve fotosentez işlemi sırasında bitkiler tarafından salınır. Suyun sıcaklığındaki ve tuzluluğundaki artışla, içindeki oksijen konsantrasyonu azalır. Hayvanların ve bakterilerin yoğun olarak yaşadığı katmanlarda, artan tüketimi nedeniyle oksijen eksikliği oluşturulabilir. Su kütlelerinin dibine yakın koşullar anaerobik yakın olabilir.

Karbondioksit suda 35 kat daha fazla çözünür olduğu için atmosferdekinden 700 kat daha fazladır.

Su ortamında, üç ekolojik hidrobiyot grubu ayırt edilebilir:

1)nekton (yüzer) - bu, tabanla doğrudan bağlantısı olmayan, aktif olarak hareket eden bir hayvan grubudur. Bunlar esas olarak uzun mesafeler ve güçlü akıntılar kat edebilen büyük hayvanlardır.

2)plankton (dolaşan, yükselen)- hızlı aktif hareket kabiliyetine sahip olmayan bir organizma grubudur. Fitoplankton (bitkiler) ve zooplankton (hayvanlar) olarak ikiye ayrılır. Planktonik organizmalar hem suyun yüzeyinde, hem derinliklerinde hem de alt tabakada bulunurlar.

3) bentos (derinlik)- su kütlelerinin dibinde (yerde ve yerde) yaşayan bir dizi organizma. Zoobenthos ve phytobenthos olarak ikiye ayrılır.