Yetişme ortamı. Kara-hava ortamı sudan nasıl farklıdır?
Dünya gezegeninde birkaç ana yaşam ortamı vardır:
Su
yer havası
toprak
yaşayan organizma.
Sucul yaşam ortamı.
Suda yaşayan organizmalar, suyun fiziksel özelliklerine (yoğunluk, termal iletkenlik, tuzları çözme yeteneği) göre belirlenen adaptasyonlara sahiptir.
Suyun kaldırma kuvveti nedeniyle, su ortamının birçok küçük sakini askıdadır ve akıntılara direnemez. Bu tür küçük su sakinlerinin toplamı plankton adını aldı. Plankton, mikroskobik algler, küçük kabuklular, balık yumurtaları ve larvaları, denizanaları ve diğer birçok türü içerir.
Plankton
Planktonik organizmalar akımlar tarafından taşınır, onlara direnemezler. Suda plankton bulunması, çeşitli cihazlar, küçük organizmalar ve suda asılı kalan gıda parçacıklarının yardımıyla süzme türü beslenmeyi, yani süzmeyi mümkün kılar. Hem yüzen hem de sedanter bentik hayvanlarda geliştirilmiştir. deniz zambakları, midye, istiridye ve diğerleri. Plankton olmasaydı suda yaşayanlar için hareketsiz yaşam imkansız olurdu ve bu da ancak yeterli yoğunluğa sahip bir ortamda mümkündür.
Suyun yoğunluğu, içinde aktif olarak hareket etmeyi zorlaştırır, bu nedenle balık, yunus, kalamar gibi hızlı yüzen hayvanlar güçlü kaslara ve aerodinamik bir vücut şekline sahip olmalıdır.
mako köpekbalığı
Suyun yoğunluğunun yüksek olması nedeniyle, basınç derinlikle güçlü bir şekilde artar. Derin suda Yaşam karadakinden binlerce kat daha fazla basınca dayanabilir.
Işık suya yalnızca sığ bir derinliğe nüfuz eder, bu nedenle bitki organizmaları yalnızca su sütununun üst ufuklarında var olabilir. En temiz denizlerde bile fotosentez sadece 100-200 m derinliklerde mümkündür. büyük derinlikler bitki yoktur ve derin su hayvanları tamamen karanlıkta yaşar.
Su kütlelerindeki sıcaklık rejimi karadan daha ılımandır. Suyun yüksek ısı kapasitesi nedeniyle, içindeki sıcaklık dalgalanmaları yumuşatılır ve su sakinleri şiddetli donlara veya kırk derece sıcaklığa uyum sağlama ihtiyacıyla karşı karşıya kalmaz. Sadece kaplıcalarda su sıcaklığı kaynama noktasına yaklaşabilir.
Suda yaşayanların yaşamının zorluklarından biri, sınırlı miktarda oksijendir. Çözünürlüğü çok yüksek değildir ve ayrıca su kirlendiğinde veya ısıtıldığında büyük ölçüde azalır. Bu nedenle, rezervuarlarda bazen donmalar meydana gelir - çeşitli nedenlerle ortaya çıkan oksijen eksikliği nedeniyle sakinlerin toplu ölümü.
balık öldürmek
Çevrenin tuz bileşimi de çok önemlidir. suda yaşayan organizmalar. deniz manzarası tatlı sularda yaşayamazlar, tatlı sularda ise hücrelerin bozulması nedeniyle denizlerde yaşayamazlar.
Yer-hava yaşam ortamı.
Bu ortamın farklı bir dizi özelliği vardır. Genellikle sudan daha karmaşık ve çeşitlidir. Bol oksijene, bol ışığa, zaman ve mekanda daha keskin sıcaklık değişikliklerine, çok daha zayıf basınç düşüşlerine ve genellikle nem açığına sahiptir. Birçok türün uçabilmesine ve küçük böcekler, örümcekler, mikroorganizmalar, tohumlar ve bitki sporları hava akımları ile taşınmasına rağmen, organizmalar yer yüzeyinde veya bitkilerde beslenir ve çoğalır. Hava gibi düşük yoğunluklu bir ortamda, organizmaların desteğe ihtiyacı vardır. Bu nedenle, karasal bitkilerde mekanik dokular gelişir ve karasal hayvanlarda, iç veya dış iskelet suda yaşayanlardan daha belirgindir. Düşük hava yoğunluğu, içinde hareket etmeyi kolaylaştırır. Ülke sakinlerinin yaklaşık üçte ikisi aktif ve pasif uçuşta ustalaştı. Bunların çoğu böcekler ve kuşlardır.
kara uçurtma
Kelebek Kaligo
Hava zayıf bir ısı iletkenidir. Bu, organizmaların içinde üretilen ısının korunmasını ve sıcak kanlı hayvanlarda sabit bir sıcaklığın korunmasını kolaylaştırır. Sıcak kanlılığın gelişimi karasal ortamda mümkün oldu. Modern su memelilerinin ataları - balinalar, yunuslar, morslar, foklar - bir zamanlar karada yaşadılar.
Karada yaşayanlar, özellikle kurak koşullarda, kendilerine su sağlama konusunda çok çeşitli uyarlamalara sahiptir. Bitkilerde, bu güçlü bir kök sistemi, yaprakların ve gövdelerin yüzeyinde su geçirmez bir tabaka, suyun buharlaşmasını stoma yoluyla düzenleme yeteneğidir. Hayvanlarda, bunlar aynı zamanda vücut ve deri yapısının farklı özellikleridir, ancak buna ek olarak, karşılık gelen davranış da su dengesinin korunmasına katkıda bulunur. Örneğin, su kuyularına göç edebilir veya özellikle kuru koşullardan aktif olarak kaçınabilirler. Bazı hayvanlar, örneğin jerboa veya iyi bilinen giysi güvesi gibi tüm yaşamlarını kuru yiyeceklerle yaşayabilir. Bu durumda, vücudun ihtiyaç duyduğu su, gıdayı oluşturan kısımların oksidasyonu nedeniyle ortaya çıkar.
deve dikeni kökü
Karasal organizmaların yaşamında, örneğin havanın bileşimi, rüzgarlar ve dünya yüzeyinin topografyası gibi diğer birçok çevresel faktör de önemli bir rol oynar. Hava ve iklim özellikle önemlidir. Yer-hava ortamının sakinleri, Dünya'nın yaşadıkları bölümünün iklimine adapte olmalı ve değişkenliğe dayanmalıdır. hava koşulları.
Yaşam ortamı olarak toprak.
Toprak, canlıların faaliyetleri tarafından işlenen, kara yüzeyinin ince bir tabakasıdır. Katı parçacıklar, kısmen su ve kısmen hava ile doldurulmuş gözenekler ve boşluklar ile toprağa nüfuz eder, bu nedenle küçük suda yaşayan organizmalar da toprakta yaşayabilir. Topraktaki küçük boşlukların hacmi, onun çok önemli bir özelliğidir. Gevşek topraklarda% 70'e kadar ve yoğun topraklarda - yaklaşık% 20 olabilir. Bu gözeneklerde ve boşluklarda veya katı parçacıkların yüzeyinde çok çeşitli mikroskobik canlılar yaşar: bakteri, mantar, protozoa, yuvarlak solucanlar, eklembacaklılar. Daha büyük hayvanlar toprakta kendi geçişlerini yaparlar.
toprak sakinleri
Tüm toprağa bitki kökleri nüfuz eder. Toprak derinliği, kök penetrasyonunun derinliği ve oyuk hayvanlarının aktivitesi ile belirlenir. 1.5-2 m'den fazla değil.
Toprak boşluklarındaki hava her zaman su buharı ile doyurulur, bileşimi karbon dioksit bakımından zengindir ve oksijeni tükenir. Bu sayede topraktaki yaşam koşulları bir su ortamını andırır. Öte yandan, hava koşullarına bağlı olarak topraklardaki su ve hava oranı sürekli değişmektedir. Sıcaklık dalgalanmaları yüzeyin yakınında çok keskindir, ancak derinlikle hızla düzleşir.
Toprak ortamının ana özelliği, esas olarak ölmekte olan bitki kökleri ve düşen yapraklar nedeniyle sürekli organik madde tedarikidir. Bakteriler, mantarlar ve birçok hayvan için değerli bir enerji kaynağıdır, bu nedenle toprak hayata en doygun ortamdır. Gizli dünyası çok zengin ve çeşitlidir.
Yaşayan bir ortam olarak canlı organizmalar.
geniş şerit
Karadaki yaşam, yalnızca son derece organize canlı organizmalarda mümkün olan bu tür uyarlamaları gerektiriyordu. Yer havası ortamı yaşam için daha zordur, yüksek oksijen içeriği, az miktarda su buharı, düşük yoğunluk vb. Bu, solunum, su değişimi ve canlıların hareket koşullarını büyük ölçüde değiştirdi.
Düşük hava yoğunluğu, düşük kaldırma kuvvetini ve önemsiz taşıma kapasitesini belirler. Hava organizmalarının vücudu destekleyen kendi destek sistemleri olmalıdır: bitkiler - çeşitli mekanik dokular, hayvanlar - katı veya hidrostatik bir iskelet. Ek olarak, hava ortamının tüm sakinleri, onlara bağlanma ve destek için hizmet eden dünyanın yüzeyi ile yakından bağlantılıdır.
Düşük hava yoğunluğu, düşük hareket direnci sağlar. Bu nedenle birçok kara hayvanı uçma yeteneği kazanmıştır. Başta böcekler ve kuşlar olmak üzere tüm karasal canlıların %75'i aktif uçuşa uyum sağlamıştır.
Havanın hareketliliği, atmosferin alt katmanlarında bulunan hava kütlelerinin dikey ve yatay akışları nedeniyle, organizmaların pasif uçuşu mümkündür. Bu bağlamda, birçok tür hava akımlarının yardımıyla anemochory - yeniden yerleşim geliştirmiştir. Anemochory, bitkilerin sporlarının, tohumlarının ve meyvelerinin, protozoon kistlerinin, küçük böceklerin, örümceklerin vb. karakteristiğidir. Hava akımları tarafından pasif olarak taşınan organizmalara topluca aeroplankton denir.
Karasal organizmalar, düşük hava yoğunluğu nedeniyle nispeten düşük basınç koşullarında bulunur. Normalde 760 mmHg'ye eşittir. Yükseklik arttıkça basınç azalır. Alçak basınç, türlerin dağlardaki dağılımını sınırlayabilir. Omurgalılar için yaşamın üst sınırı yaklaşık 60 mm'dir. Basınçtaki bir düşüş, solunum hızındaki bir artış nedeniyle oksijen kaynağında bir azalma ve hayvanların dehidrasyonunu gerektirir. Dağlarda yaklaşık olarak aynı ilerleme sınırları daha yüksek bitkilere sahiptir. Bitki örtüsünün üzerindeki buzullarda bulunabilen eklembacaklılar biraz daha dayanıklıdır.
Havanın gaz bileşimi. Hava ortamının fiziksel özelliklerinin yanı sıra varlığı karasal organizmaların varlığı için oldukça önemlidir. Kimyasal özellikler. Atmosferin yüzey tabakasındaki havanın gaz bileşimi, ana bileşenlerin içeriği bakımından oldukça homojendir (azot - %78,1, oksijen - %21,0, argon - %0,9, karbondioksit - hacimce %0,003).
Yüksek oksijen içeriği, birincil suda yaşayanlara kıyasla karasal organizmaların metabolizmasında bir artışa katkıda bulunmuştur. Karasal ortamda, vücuttaki oksidatif süreçlerin yüksek verimliliği temelinde, hayvan homeotermisi ortaya çıktı. Oksijen, havadaki sürekli yüksek içeriği nedeniyle karasal ortamda yaşamı sınırlayıcı bir faktör değildir.
Karbondioksit içeriği, havanın yüzey tabakasının belirli alanlarında oldukça önemli sınırlar içinde değişebilir. CO ile artan hava doygunluğu? volkanik aktivite bölgelerinde, kaplıcaların ve bu gazın diğer yeraltı çıkışlarının yakınında meydana gelir. Yüksek konsantrasyonlarda, karbondioksit zehirlidir. Doğada, bu tür konsantrasyonlar nadirdir. Düşük CO2 içeriği fotosentez sürecini engeller. İç mekan koşullarında karbondioksit konsantrasyonunu artırarak fotosentez hızını artırabilirsiniz. Bu, sera ve sera uygulamalarında kullanılır.
Karasal ortamın çoğu sakini için hava nitrojeni inert bir gazdır, ancak bireysel mikroorganizmalar (nodül bakterileri, nitrojen bakterileri, mavi-yeşil algler, vb.) onu bağlama ve biyolojik madde döngüsüne dahil etme yeteneğine sahiptir.
Nem eksikliği, yer-hava ortamının temel özelliklerinden biridir. Karasal organizmaların tüm evrimi, nemin çıkarılması ve korunmasına adaptasyonun işareti altındaydı. Karadaki çevresel nem modları çok çeşitlidir - tropiklerin bazı bölgelerinde havanın su buharı ile tam ve sürekli doygunluğundan çöllerin kuru havasında neredeyse tamamen yokluğuna kadar. Atmosferdeki su buharı içeriğinin günlük ve mevsimsel değişkenliği de önemlidir. Karasal organizmaların su temini ayrıca yağış moduna, rezervuarların varlığına, toprak nemi rezervlerine, yeraltı suyunun yakınlığına vb.
Bu, karasal organizmalarda çeşitli su temini rejimlerine adaptasyonların geliştirilmesine yol açtı.
Sıcaklık rejimi. Bir sonraki ayırt edici özellik hava-yer ortamıönemli sıcaklık dalgalanmaları var. Çoğu kara bölgesinde, günlük ve yıllık sıcaklık genlikleri onlarca derecedir. Karasal sakinlerin ortamındaki sıcaklık değişikliklerine karşı direnç, yaşadıkları belirli habitatlara bağlı olarak çok farklıdır. Bununla birlikte, genel olarak, karasal organizmalar suda yaşayan organizmalardan çok daha fazla eurytermiktir.
Yer-hava ortamındaki yaşam koşulları, ayrıca hava değişikliklerinin varlığı nedeniyle karmaşıktır. Hava durumu - yaklaşık 20 km yüksekliğe kadar (troposfer sınırı) ödünç alınan yüzeye yakın atmosferin sürekli değişen durumları. Hava değişkenliği, sıcaklık, hava nemi, bulutluluk, yağış, rüzgar gücü ve yönü vb. gibi çevresel faktörlerin kombinasyonunun sürekli değişmesinde kendini gösterir. Uzun vadeli hava rejimi bölgenin iklimini karakterize eder. "İklim" kavramı, yalnızca meteorolojik olayların ortalama değerlerini değil, aynı zamanda yıllık ve günlük seyrini, ondan sapmalarını ve sıklıklarını da içerir. İklim, bölgenin coğrafi koşullarına göre belirlenir. Ana iklim faktörleri - sıcaklık ve nem - yağış miktarı ve havanın su buharı ile doygunluğu ile ölçülür.
Çoğu karasal organizma, özellikle küçük olanlar için, bölgenin iklimi, yakın yaşam alanlarının koşulları kadar önemli değildir. Çoğu zaman, çevrenin yerel unsurları (kabartma, sergi, bitki örtüsü vb.), belirli bir bölgedeki sıcaklık, nem, ışık, hava hareketi rejimini, bölgenin iklim koşullarından önemli ölçüde farklı olacak şekilde değiştirir. Havanın yüzey tabakasında şekillenen bu tür iklim değişikliklerine mikro iklim denir. Her bölgede, mikro iklim çok çeşitlidir. Çok küçük alanların mikro iklimleri ayırt edilebilir.
Yer-hava ortamının ışık rejimi de bazı özelliklere sahiptir. Buradaki ışık yoğunluğu ve miktarı en fazladır ve pratik olarak su veya toprakta olduğu gibi yeşil bitkilerin ömrünü sınırlamaz. Karada, son derece ışık seven türlerin varlığı mümkündür. Gündüz ve hatta gece aktivitesi olan karasal hayvanların büyük çoğunluğu için görme, oryantasyonun ana yollarından biridir. Karasal hayvanlarda, av bulmak için görme esastır ve birçok türün renk görüşü bile vardır. Bu bağlamda, kurbanlar savunma tepkisi, maskeleme ve uyarı renklendirme, taklit vb. gibi uyarlanabilir özellikler geliştirir. Su yaşamında, bu tür uyarlamalar çok daha az gelişmiştir. Yüksek bitkilerin parlak renkli çiçeklerinin ortaya çıkışı, tozlayıcı aparatının özellikleri ve nihayetinde ortamın ışık rejimi ile de ilişkilidir.
Arazinin rahatlaması ve toprağın özellikleri aynı zamanda karasal organizmaların ve her şeyden önce bitkilerin yaşam koşullarıdır. Dünya yüzeyinin, sakinleri üzerinde ekolojik bir etkiye sahip olan özellikleri, "edafik çevresel faktörler" (Yunanca "edaphos" - "toprak" dan) ile birleştirilir.
Toprakların farklı özellikleri ile ilgili olarak, bir dizi ekolojik bitki grubu ayırt edilebilir. Böylece, toprağın asitliğine verilen tepkiye göre, ayırt ederler:
1) asidofilik türler - pH'ı en az 6,7 olan asidik topraklarda büyür (sphagnum bataklık bitkileri);
2) nötrofilik - pH değeri 6,7–7,0 olan topraklarda büyüme eğilimi gösterir (çoğu ekili bitki);
3) bazifilik - 7.0'dan fazla bir pH'ta büyür (mordovnik, orman anemon);
4) kayıtsız - olan topraklarda büyüyebilir farklı anlam pH (vadideki zambak).
Bitkiler ayrıca toprak nemi ile ilgili olarak da farklılık gösterir. Bazı türler farklı yüzeylerle sınırlıdır, örneğin petrofitler taşlı topraklarda büyür ve pasmofitler serbest akan kumlarda yaşar.
Arazi ve toprağın doğası, hayvanların hareketlerinin özelliklerini etkiler: örneğin, toynaklılar, devekuşları, açık alanlarda yaşayan toylar, sert zemin, koşarken itmeyi arttırmak için. Gevşek kumlarda yaşayan kertenkelelerde, parmaklar desteği artıran azgın pullarla çevrilidir. Karada yaşayanlar için çukur kazıyorlar, yoğun toprak elverişsiz. Toprağın doğası, belirli durumlarda, çukurlar açan veya toprağa yuva yapan veya toprağa yumurta bırakan vb. karasal hayvanların dağılımını etkiler.
"Çevre" ile kastedilen, bedeni çevreleyen ve şu veya bu şekilde onu etkileyen her şeydir. Başka bir deyişle, yaşam ortamı belirli bir dizi çevresel faktör tarafından karakterize edilir. Çarşamba- yaşam ortamı - su ortamı - yer-hava ortamı - toprak ortamı- yaşam ortamı olarak beden - anahtar kavramlar.
genel kabul görmüş tanım ortamlar Nikolai Pavlovich Naumov'un tanımı: " Çarşamba- organizmaları çevreleyen her şey onların durumunu, gelişimini, hayatta kalmasını ve üremesini doğrudan veya dolaylı olarak etkiler. - kara-su (kara); - Su; - toprak; - diğer organizmalar.
yer havasıçevre, çok çeşitli varoluş koşulları ile karakterize edilir, Ekolojik nişler ve içinde yaşayan organizmalar. Organizmalar, yaşamın yer-hava ortamının koşullarını ve her şeyden önce atmosferin gaz bileşimini şekillendirmede birincil bir rol oynar. Dünya atmosferindeki hemen hemen tüm oksijen biyojenik kökenlidir. Yer-hava ortamının temel özellikleri şunlardır:
Çevresel faktörlerde büyük değişiklikler,
Çevrenin heterojenliği,
Yerçekimi kuvvetlerinin eylemi
Düşük hava yoğunluğu.
Belirli bir doğal bölge ile ilgili fiziksel, coğrafi ve iklimsel faktörlerin kompleksi, organizmaların bu koşullarda yaşama adapte olmasına, yaşam formlarının çeşitliliğine yol açar. Atmosferdeki yüksek oksijen içeriği (yaklaşık %21), yüksek (enerji) bir metabolizma seviyesinin oluşma olasılığını belirler. atmosferik hava düşük ve değişken nem ile karakterizedir. Bu durum, yer-hava ortamına hakim olma olanaklarını büyük ölçüde sınırladı.
Atmosfer(Yunanca atmosferden - buhar ve sphaera - top), dünyanın gazlı kabuğu. Dünya atmosferinin kesin üst sınırı belirlenemez. Atmosfer belirgin bir katmanlı yapıya sahiptir. Atmosferin ana katmanları:
1)Troposfer- yükseklik 8 - 17 km. tüm su buharı ve atmosferin kütlesinin 4 / 5'i içinde yoğunlaşır ve tüm hava olayları gelişir.
2)Stratosfer- 40 km'ye kadar troposferin üzerinde bir katman. Yüksekliğin neredeyse tamamen değişmezliği ile karakterizedir. Stratosferin üst kısmında, güneşten büyük miktarda ultraviyole radyasyonu emen maksimum ozon konsantrasyonu gözlenir.
3) mezosfer- 40 ila 80 km arasındaki katman; alt yarısında sıcaklık +20'den +30 dereceye yükselir, üst yarıda neredeyse -100 dereceye düşer.
4) termosfer(iyonosfer) - gaz moleküllerinin iyonlaşmasının arttığı (serbestçe nüfuz eden kozmik radyasyonun etkisi altında) 80 - 1000 km arasında bir katman.
5) Ekzosfer(saçılma küresi) - 800 - 1000 km'nin üzerinde, gaz moleküllerinin uzaya dağıldığı bir katman. Atmosfer, güneş radyasyonunun 3/4'ünü iletir, böylece gelişme için kullanılan toplam ısı miktarını arttırır. doğal süreçler Toprak.
Sucul yaşam ortamı. Hidrosfer (hidro ... ve küreden), Dünya'nın atmosfer ile katı yer kabuğu (litosfer) arasında yer alan aralıklı su kabuğu. Okyanuslar, denizler, göller, nehirler, bataklıklar ve yeraltı sularının bütününü temsil eder. Hidrosfer, dünya yüzeyinin yaklaşık %71'ini kaplar. Kimyasal bileşim hidrosfer, deniz suyunun ortalama bileşimine yaklaşır.
Tatlı su miktarı gezegendeki tüm suyun %2,5'i kadardır; %85 - deniz suyu. Tatlı su rezervleri son derece düzensiz dağılmıştır: %72.2 - buz; %22.4 - yeraltı suyu; %0.35 - atmosfer; %5,05 - nehirlerin ve göllerin suyunun sürdürülebilir akışı. Kullanabildiğimiz suyun payı, dünyadaki tüm tatlı suyun sadece %10-12'sini oluşturmaktadır.
Birincil ortam hayat tam olarak su ortamıydı. Her şeyden önce, çoğu organizma, vücuda su girmeden veya vücutta belirli bir sıvı içeriğini muhafaza etmeden aktif yaşam yeteneğine sahip değildir. Ana özellik su ortamı: günlük ve mevsimsel sıcaklık dalgalanmaları. Büyük çevresel önem, su yoğunluğu ve viskozitesi yüksektir. Suyun özgül ağırlığı, canlı organizmaların vücudununkiyle orantılıdır. Suyun yoğunluğu havanın yaklaşık 1000 katıdır. Bu nedenle, suda yaşayan organizmalar (özellikle aktif olarak hareket edenler) daha büyük bir hidrodinamik direnç kuvvetiyle karşı karşıyadır. Suyun yüksek yoğunluğu, mekanik titreşimlerin (titreşimlerin) su ortamında iyi yayılmasının nedenidir. Bu, uzayda ve suda yaşayanlar arasındaki duyular, yönelim için çok önemlidir. Su ortamındaki sesin hızı, daha yüksek bir ekolokasyon sinyali frekansına sahiptir. Havadakinden daha büyük, dört kat. Bu nedenle, su sütununda "yüzen", taban veya diğer substrat ile zorunlu bağlantı olmaksızın var olan bir dizi su organizması (hem bitkiler hem de hayvanlar) vardır.
Kara-hava habitatı, ekolojik koşulları açısından su ortamından çok daha karmaşıktır. Karadaki yaşam için hem bitkiler hem de hayvanlar, bir dizi temelde yeni uyarlamalar geliştirmek zorundaydı.
Havanın yoğunluğu suyun yoğunluğundan 800 kat daha azdır, bu nedenle havada asılı halde yaşam neredeyse imkansızdır. Sadece bakteri, mantar sporları ve bitki poleni havada düzenli olarak bulunur ve hava akımları ile önemli mesafeler boyunca taşınabilir, ancak yaşam döngüsünün tüm ana işlevi için - üreme dünya yüzeyinde gerçekleştirilir. , neredeler besinler. Arazinin sakinleri gelişmiş bir destek sistemi,
vücudu desteklemek. Bitkilerde bunlar çeşitli mekanik dokulardır, hayvanlar ise karmaşık bir kemik iskeletine sahiptir. Düşük hava yoğunluğu, harekete karşı düşük direnci belirler. Bu nedenle birçok karasal hayvan, evrimleri sırasında hava ortamının bu özelliğinin ekolojik faydalarını kullanabilmiş ve kısa veya uzun süreli uçma yeteneği kazanmıştır. Sadece kuşlar ve böcekler değil, tek tek memeliler ve sürüngenler bile havada hareket etme yeteneğine sahiptir. Genel olarak, karasal hayvan türlerinin en az %60'ı hava akımları nedeniyle aktif olarak uçabilir veya süzülebilir.
Birçok bitkinin ömrü büyük ölçüde hava akımlarının hareketine bağlıdır, çünkü polenlerini taşıyan rüzgardır ve tozlaşma meydana gelir. Bu tür tozlaşma denir anemofili. Anemofili tüm gymnospermlerin özelliğidir ve anjiyospermler arasında rüzgarla tozlananlar toplam tür sayısının en az %10'unu oluşturur. Birçok tür için karakteristiktir. anemokori- hava akımları yardımıyla yerleşme. Bu durumda, hareket eden germ hücreleri değil, organizmaların ve genç bireylerin embriyolarıdır - bitkilerin tohumları ve küçük meyveleri, böcek larvaları, küçük örümcekler, vb. Anemokore tohumları ve bitkilerin meyveleri ya çok küçük boyutlara sahiptir (örneğin , orkide tohumları) veya planlama yeteneğini artıran çeşitli pterygoid ve paraşüt şeklindeki uzantılar. Pasif olarak rüzgarla savrulan organizmalar topluca olarak bilinir aeroplankton su ortamının planktonik sakinlerine benzeterek.
Düşük hava yoğunluğu, su ortamına kıyasla karada çok düşük basınca neden olur. Deniz seviyesinde 760 mm Hg'dir. Sanat. Rakım arttıkça basınç azalır ve yaklaşık 6000 m yükseklikte genellikle Dünya yüzeyinde gözlenenin yarısı kadardır. Çoğu omurgalı ve bitki için bu, dağılımın üst sınırıdır. Dağlardaki düşük basınç, solunum hızındaki artış nedeniyle oksijen arzının azalmasına ve hayvanların dehidrasyonuna neden olur. Genel olarak, karasal organizmaların büyük çoğunluğu basınç değişikliklerine suda yaşayanlardan çok daha duyarlıdır, çünkü genellikle karasal ortamdaki basınç dalgalanmaları atmosferin onda birini geçmez. 2 km'den daha yükseklere tırmanabilen büyük kuşlar bile, basıncın zemin basıncından en fazla %30 farklı olduğu koşullara girer.
Hava ortamının fiziksel özelliklerinin yanı sıra kimyasal özellikleri de karasal organizmaların yaşamı için oldukça önemlidir. Atmosferin yüzey tabakasındaki havanın gaz bileşimi, hava kütlelerinin konveksiyon ve rüzgar akımlarıyla sürekli karışması nedeniyle her yerde aynıdır. Dünya atmosferinin evriminin mevcut aşamasında, havanın bileşimine nitrojen (%78) ve oksijen (%21) hakimdir, bunu inert gaz argonu (%0.9) ve karbon dioksit (%0.035) takip eder. Su ortamına kıyasla karasal-hava habitatındaki daha yüksek oksijen içeriği, karasal hayvanlarda metabolizma seviyesinde bir artışa katkıda bulunur. Vücuttaki oksidatif süreçlerin yüksek enerji verimliliğine dayanan, memelilere ve kuşlara vücut sıcaklıklarını ve motor aktivitelerini sabit bir seviyede tutma yeteneği sağlayan, onları mümkün kılan fizyolojik mekanizmaların ortaya çıktığı karasal ortamdaydı. sadece sıcak, aynı zamanda dünyanın soğuk bölgelerinde yaşamak. . Günümüzde oksijen, atmosferdeki yüksek içeriği nedeniyle karasal ortamda yaşamı sınırlayan faktörlerden biri değildir. Ancak toprakta belirli koşullar altında noksanlığı oluşabilir.
Karbon dioksit konsantrasyonu, yüzey tabakasında oldukça önemli sınırlar içinde değişebilir. Örneğin, büyük şehirlerde ve sanayi merkezlerinde rüzgar olmadığında, bu gazın içeriği, fosil yakıtların yanması sırasında yoğun salınımı nedeniyle, doğal bozulmamış biyosenozlardaki konsantrasyondan on kat daha yüksek olabilir. Yüksek karbon dioksit konsantrasyonları, volkanik aktivite alanlarında da meydana gelebilir. Yüksek CO2 konsantrasyonları (%1'den fazla) hayvanlar ve bitkiler için toksiktir, ancak bu gazın düşük içeriği (%0.03'ten az) fotosentez sürecini engeller. CO2'nin ana doğal kaynağı toprak organizmalarının solunumudur. Karbondioksit, atmosfere topraktan girer ve özellikle önemli miktarda organik madde içeren orta derecede nemli, iyi ısıtılmış topraklardan yoğun bir şekilde yayılır. Örneğin kayın toprağı geniş yapraklı orman saatte 15 ila 22 kg / ha karbondioksit yayar, kumlu kumlu topraklar - en fazla 2 kg / ha. Karbondioksit ve oksijen içeriğinde günlük değişiklikler vardır. yüzey katmanları hava, hayvanların solunum ritmi ve bitkilerin fotosentezi nedeniyle.
Hava karışımının ana bileşeni olan nitrojen, inert özelliklerinden dolayı yer havası ortamının sakinlerinin çoğu için doğrudan asimilasyona erişemez. Nodül bakterileri ve mavi-yeşil algler dahil olmak üzere yalnızca bazı prokaryotik organizmalar, havadan nitrojeni emme ve onu maddelerin biyolojik döngüsüne dahil etme yeteneğine sahiptir.
Karasal habitatlarda en önemli ekolojik faktör güneş ışığıdır. Tüm canlı organizmalar varlıkları için dışarıdan gelen enerjiye ihtiyaç duyarlar. Ana kaynağı, Dünya yüzeyindeki toplam enerji dengesinin% 99,9'unu oluşturan güneş ışığıdır ve% 0,1'i, rolü yalnızca yoğun volkanik aktivitenin belirli alanlarında yeterince yüksek olan gezegenimizin derin katmanlarının enerjisidir. , örneğin, İzlanda'da veya Gayzer Vadisi'ndeki Kamçatka'da. Dünya atmosferinin yüzeyine ulaşan güneş enerjisini %100 olarak alırsak, yaklaşık %34'ü uzaya geri yansır, %19'u atmosferden geçerken emilir ve sadece %47'si yer-hava ve su ekosistemlerine ulaşır. doğrudan ve dağınık radyan enerji şeklinde. Doğrudan güneş radyasyonu, dalga boyları 0.1 ila 30.000 nm arasında olan elektromanyetik radyasyondur. Bulutlardan ve Dünya yüzeyinden yansıyan ışınlar biçimindeki saçılan radyasyonun oranı, Güneş'in ufkun üzerindeki yüksekliğinin azalması ve atmosferdeki toz parçacıklarının içeriğinin artmasıyla artar. Güneş ışığının canlı organizmalar üzerindeki etkisinin doğası, spektral bileşimlerine bağlıdır.
290 nm'den daha küçük dalga boylarına sahip ultraviyole kısa dalga ışınları tüm canlılar için zararlıdır çünkü. iyonize etme, canlı hücrelerin sitoplazmasını bölme yeteneğine sahiptir. Bu tehlikeli ışınlar, 20 ila 25 km rakımlarda bulunan ozon tabakasının %80 - 90'ı tarafından emilir. O 3 moleküllerinin bir araya gelmesiyle oluşan ozon tabakası, oksijen moleküllerinin iyonlaşması sonucu oluşur ve dolayısıyla küresel ölçekte bitkilerin fotosentetik aktivitesinin bir ürünüdür. Bu, karasal toplulukları zararlı ultraviyole radyasyondan koruyan bir tür "şemsiye"dir. Yaklaşık 400 milyon yıl önce, okyanus alglerinin fotosentezi sırasında oksijenin salınması nedeniyle karada yaşamın gelişmesini mümkün kıldığı varsayılmaktadır. 290 ila 380 nm dalga boyuna sahip uzun dalgalı ultraviyole ışınları da oldukça reaktiftir. Onlara uzun süreli ve yoğun maruz kalma organizmalara zarar verir, ancak birçoğu için küçük dozlar gereklidir. Yaklaşık 300 nm dalga boyuna sahip ışınlar, hayvanlarda 380 ila 400 nm dalga boylarına sahip D vitamini oluşumuna neden olur - cildin koruyucu bir reaksiyonu olarak güneş yanığı görünümüne yol açar. Görünür güneş ışığı bölgesinde, yani. insan gözü tarafından algılanan, dalga boyları 320 ila 760 nm arasında olan ışınları içerir. Spektrumun görünür kısmında, 380 ila 710 nm arasında fotosentetik olarak aktif ışınların bir bölgesi vardır. Fotosentez süreci bu ışık dalgaları aralığında gerçekleşir.
Belirli bir habitatın ortamının sıcaklığını büyük ölçüde belirleyen ışık ve enerjisi, bitki yaprakları tarafından gaz değişimini ve suyun buharlaşmasını etkiler, proteinlerin ve nükleik asitlerin sentezi için enzimlerin çalışmasını uyarır. Bitkiler, klorofil pigmentinin oluşması, kloroplast yapısının oluşması, yani. Fotosentezden sorumlu yapılar. Işığın etkisi altında, bitki hücrelerinin bölünmesi ve büyümesi, çiçeklenme ve meyve verme meydana gelir. Son olarak, belirli bitki türlerinin dağılımı ve bolluğu ve sonuç olarak biyosenozun yapısı, belirli bir habitattaki ışığın yoğunluğuna bağlıdır. Geniş yapraklı veya ladin ormanlarının gölgelik altı gibi düşük ışık seviyelerinde veya sabah ve akşam saatlerinde ışık, fotosentezi sınırlayabilen önemli bir sınırlayıcı faktör haline gelir. Açık bir yaz gününde, açık bir habitatta veya ılıman ve alçak enlemlerde ağaçların tepesinin üst kısmında, aydınlatma 100.000 lükse ulaşabilirken, fotosentezin başarısı için 10.000 lüks yeterlidir. Çok yüksek aydınlatmada, fotosentez sürecinde birincil organik madde üretimini önemli ölçüde yavaşlatan klorofilin ağartılması ve yok edilmesi süreci başlar.
Bildiğiniz gibi fotosentez karbondioksit alıp oksijeni serbest bırakır. Ancak bitkinin gündüz ve özellikle gece solunumu sırasında oksijen emilir ve tam tersine CO 2 açığa çıkar. Işığın yoğunluğunu kademeli olarak arttırırsanız, fotosentez hızı da buna göre artacaktır. Zamanla bitkinin fotosentez ve solunumunun tam olarak birbirini ve saf biyolojik madde üretimini yani saf biyolojik madde üretimini dengeleyeceği bir an gelecek. Oksidasyon ve solunum sürecinde bitkinin kendisi tarafından tüketilmeyen ihtiyaçları için durdurur. CO 2 ve O 2 toplam gaz değişiminin 0 olduğu bu duruma denir. telafi noktası.
Su, fotosentez sürecinin başarılı bir şekilde ilerlemesi için kesinlikle gerekli maddelerden biridir ve eksikliği birçok hücresel sürecin seyrini olumsuz etkiler. Birkaç gün boyunca toprakta nem eksikliği bile ciddi ürün kayıplarına neden olabilir, çünkü. bitkilerin yapraklarında doku büyümesini önleyen bir madde - absisik asit birikmeye başlar.
Ilıman bölgedeki çoğu bitkinin fotosentezi için optimum, yaklaşık 25 ºС hava sıcaklığıdır. Daha yüksek sıcaklıklarda, solunum maliyetlerinin artması, bitkiyi soğutmak için buharlaşma sürecinde nem kaybı ve gaz değişiminin azalması nedeniyle CO2 tüketiminin azalması nedeniyle fotosentez hızı yavaşlar.
Bitkiler, yer-hava habitatının ışık rejimine çeşitli morfolojik ve fizyolojik adaptasyonlara sahiptir. Aydınlatma seviyesi gereksinimlerine göre, tüm bitkiler genellikle aşağıdaki ekolojik gruplara ayrılır.
Işık seven veya heliofitler- açık, sürekli iyi aydınlatılmış habitatların bitkileri. Heliofitlerin yaprakları genellikle küçüktür veya disseke bir yaprak bıçağına sahiptir, kalın bir epidermal hücre dış duvarına sahiptir, genellikle aşırı ışık enerjisini kısmen yansıtmak için bir mum kaplamaya veya verimli ısı dağılımına izin veren yoğun tüylenme ile çok sayıda mikroskobik hücreye sahiptir. delikler - içinden gazın meydana geldiği stomalar ve su depolayabilen iyi gelişmiş mekanik dokular ve dokular ile çevre ile nem değişimi. Bu gruptaki bazı bitkilerin yaprakları fotometriktir, yani. Güneşin yüksekliğine bağlı olarak konumlarını değiştirebilirler. Öğle saatlerinde, yapraklar armatürün kenarına ve sabah ve akşam - ışınlarına paralel olarak yerleştirilir, bu da onları aşırı ısınmadan korur ve gerektiği kadar ışık ve güneş enerjisi kullanımına izin verir. Heliofitler hemen hemen tüm doğal bölgelerin topluluklarının bir parçasıdır, ancak en fazla sayıları ekvator ve tropik bölgelerde bulunur. Bunlar yağmur bitkileridir. yağmur ormanıüst katman, Batı Afrika savanlarının bitkileri, Stavropol ve Kazakistan bozkırları. Örneğin, mısır, darı, sorgum, buğday, karanfil, sütleğen içerirler.
Gölge seven veya sciofitler- ormanın alt katmanlarının bitkileri, derin vadiler. Onlar için norm olan önemli gölgeleme koşullarında yaşayabilirler. Sciofitlerin yaprakları yatay olarak düzenlenmiştir, genellikle koyu yeşil renktedir ve heliofitlerinkinden daha büyüktür. Epidermal hücreler büyüktür, ancak dış duvarları daha incedir. Kloroplastlar büyüktür, ancak hücrelerdeki sayıları azdır. Birim alandaki stoma sayısı heliofitlerin sayısından daha azdır. Ilıman iklim kuşağının gölge seven bitkileri arasında yosunlar, kulüp yosunları, zencefil ailesinden otlar, kuzukulağı, iki yapraklı kefal vb. tropikal bölge. Yosunlar, en düşük orman tabakasının bitkileri olarak, orman biyosenozunun yüzeyinde toplamın %0,2'sine kadar aydınlatmada yaşayabilir, kulüp yosunları - %0,5'e kadar ve çiçekli bitkiler normal olarak yalnızca en az 1 aydınlatmada gelişebilir. toplamın %'si. Sciofitlerde, solunum ve nem değişimi süreçleri daha az yoğunlukta ilerler. Fotosentezin yoğunluğu hızla maksimuma ulaşır, ancak önemli aydınlatma ile azalmaya başlar. Telafi noktası düşük ışık koşullarında bulunur.
Gölgeye dayanıklı bitkiler, önemli ölçüde gölgelemeyi tolere edebilir, ancak aynı zamanda aydınlatmadaki önemli mevsimsel değişikliklere adapte olarak ışıkta da iyi büyür. Bu grup, çayır bitkileri, orman otları ve gölgeli alanlarda yetişen çalıları içerir. Yoğun şekilde aydınlatılmış alanlarda daha hızlı büyürler, ancak orta derecede ışıkta oldukça normal gelişirler.
Bitkilerde ışık rejimine karşı tutum, bireysel gelişimleri sırasında değişir - ontogenez. Birçok çayır otu ve ağacının fideleri ve genç bitkileri yetişkinlere göre gölgeye daha dayanıklıdır.
Hayvanların yaşamında, ışık tayfının görünen kısmı da oldukça önemli bir rol oynar. Hayvanlar için ışık gerekli kondisyon uzayda görsel yönelim. Birçok omurgasızın ilkel gözleri, aydınlatmadaki belirli dalgalanmaları, ışık ve gölgenin değişimini algılamalarına izin veren, ışığa duyarlı bireysel hücrelerdir. Örümcekler, hareketli nesnelerin hatlarını 2 cm'den fazla olmayan bir mesafede ayırt edebilir. çıngıraklı yılanlar spektrumun kızılötesi kısmını görebilirler ve tamamen karanlıkta kurbanın termal ışınlarına odaklanarak avlanabilirler. Arılarda, spektrumun görünen kısmı daha kısa bir dalga boyu bölgesine kaydırılır. Ultraviyole ışınlarının önemli bir kısmını renkli olarak algılarlar, ancak kırmızı olanları ayırt etmezler. Renkleri algılama yeteneği, belirli bir türün aktif olduğu spektral bileşime bağlıdır. Alacakaranlık veya gece yaşam tarzına öncülük eden çoğu memeli, renkleri iyi ayırt edemez ve dünyayı siyah beyaz olarak görür (köpek ve kedi ailelerinin temsilcileri, hamsterler vb.). Alacakaranlıkta yaşam, gözlerin boyutunda bir artışa yol açar. Küçük ışık parçalarını yakalayabilen büyük gözler, gece lemurlarının, tarsierlerin ve baykuşların karakteristiğidir. En mükemmel görme organlarına kafadanbacaklılar ve yüksek omurgalılar sahiptir. Nesnelerin şeklini ve boyutunu, renklerini yeterince algılayabilir, nesnelere olan mesafeyi belirleyebilirler. En mükemmel üç boyutlu dürbün görüşü, insanların, primatların, yırtıcı kuşların - baykuşların, şahinlerin, kartalların, akbabaların karakteristiğidir.
Güneş'in konumu, uzun mesafeli göçler sırasında çeşitli hayvanların navigasyonunda önemli bir faktördür.
Yer-hava ortamındaki yaşam koşulları, hava ve iklim değişikliği. Hava durumu, yaklaşık 20 km yüksekliğe (troposferin üst sınırı) kadar dünya yüzeyine yakın atmosferin sürekli değişen durumudur. Hava değişkenliği, değerlerdeki sürekli dalgalanmalarda kendini gösterir kritik faktörler hava sıcaklığı ve nem, atmosferik yağış nedeniyle toprak yüzeyine düşen sıvı su miktarı, aydınlatma derecesi, rüzgar akış hızı vb. gibi ortam. Hava özellikleri sadece oldukça belirgin mevsimsel değişikliklerle karakterize edilmez, ama aynı zamanda, nispeten kısa zaman aralıklarında ve ayrıca bu dalgalanmalara etkili adaptasyonlar geliştirmek son derece zor olduğundan, özellikle arazi sakinlerinin yaşamlarını olumsuz etkileyen günlük döngüde periyodik olmayan rastgele dalgalanmalarla. Hava, kara ve denizlerin büyük su kütlelerinin sakinlerinin yaşamını çok daha az etkiler ve yalnızca yüzey biyosenozlarını etkiler.
Uzun vadeli hava rejimi karakterize eder iklim arazi. İklim kavramı, yalnızca uzun bir zaman aralığında ortalama en önemli meteorolojik özelliklerin ve fenomenlerin değerlerini değil, aynı zamanda yıllık seyrini ve normdan sapma olasılığını da içerir. İklim, her şeyden önce bölgenin coğrafi koşullarına bağlıdır - bölgenin enlemi, deniz seviyesinden yüksekliği, Okyanusa yakınlığı vb. İklimlerin bölgesel çeşitliliği aynı zamanda muson rüzgarlarının etkisine de bağlıdır. tropikal denizlerden kıtalara, siklonların ve antisiklonların yörüngelerinde, dağ sıralarının hava kütlelerinin hareketi üzerindeki etkisinden ve karada olağanüstü çeşitlilikte yaşam koşulları yaratan diğer birçok nedenden sıcak, nemli hava kütleleri. Çoğu karasal organizma için, özellikle bitkiler ve küçük yerleşik hayvanlar için, o iklimin büyük ölçekli özellikleri o kadar fazla değildir. doğal alan yaşadıkları ve yakın yaşam alanlarında yaratılan koşullar. Yerel bir dağılıma sahip çok sayıda olgunun etkisi altında oluşturulan bu tür yerel iklim değişikliklerine denir. mikro iklim. Tepelerin kuzey ve güney yamaçlarında yer alan orman ve çayır habitatlarının sıcaklık ve nem farkları yaygın olarak bilinmektedir. Yuvalarda, oyuklarda, mağaralarda ve oyuklarda sabit bir mikro iklim oluşur. Örneğin, bir kar ininde kutup ayısı, yavru göründüğünde, hava sıcaklığı ortam sıcaklığından 50 ° C daha yüksek olabilir.
Yer-hava ortamı için, günlük ve mevsimsel döngüde suya göre önemli ölçüde daha büyük sıcaklık dalgalanmaları vardır. Okyanustan oldukça uzakta bulunan Avrasya ve Kuzey Amerika'nın ılıman enlemlerinin geniş genişliklerinde, çok soğuk kışlar ve sıcak yazlar nedeniyle yıllık seyirdeki sıcaklık genliği 60 ve hatta 100 ° C'ye ulaşabilir. Bu nedenle, çoğu kıta bölgesindeki flora ve faunanın temeli eurytermal organizmalardır.
Edebiyat
Ana - V.1 - s. 268 - 299; - c. 111 - 121; Ek olarak ; .
Kendi kendine muayene için sorular:
1. Yer-hava habitatı arasındaki temel fiziksel farklılıklar nelerdir?
sudan mı?
2. Atmosferin yüzey tabakasındaki karbondioksit içeriğini hangi süreçler belirler?
ve bitki yaşamındaki rolü nedir?
3. Fotosentez, ışık spektrumunun hangi ışınları aralığında gerçekleşir?
4. Ozon tabakasının toprak sakinleri için önemi nedir, nasıl ortaya çıktı?
5. Bitki fotosentezinin yoğunluğu hangi faktörlere bağlıdır?
6. Tazminat noktası nedir?
7. Onlar ne özellikler heliofit bitkiler?
8. Sciofit bitkilerinin karakteristik özellikleri nelerdir?
9. Güneş ışığının hayvanların yaşamındaki rolü nedir?
10. Mikro iklim nedir ve nasıl oluşur?
YENİ BİR GÖRÜNÜŞ Organizmaların yer-hava ortamında yaşamaya adaptasyonları yer havası ortamı hava ile çevrili. Havanın yoğunluğu düşüktür ve sonuç olarak düşük kaldırma kuvveti, önemsiz desteğe ve organizmaların hareketine karşı düşük dirence sahiptir. Karasal organizmalar, nispeten düşük ve sabit koşullarda yaşarlar. atmosferik basınç, ayrıca düşük hava yoğunluğu nedeniyle.
Havanın ısı kapasitesi düşüktür, bu nedenle çabuk ısınır ve aynı hızla soğur. Bu işlemin hızı içerdiği su buharı miktarı ile ters orantılıdır.
Hafif hava kütleleri hem yatay hem de dikey olarak daha fazla hareket kabiliyetine sahiptir. Bu, havanın gaz bileşiminin sabit bir seviyesinin korunmasına yardımcı olur. Havadaki oksijen içeriği sudakinden çok daha yüksektir, bu nedenle karadaki oksijen sınırlayıcı bir faktör değildir.
Koşullarda ışık karasal yerleşim atmosferin yüksek şeffaflığı nedeniyle, su ortamının aksine sınırlayıcı bir faktör olarak hareket etmez.
Yer-hava ortamının farklı nem modları vardır: tropiklerin bazı bölgelerinde havanın su buharı ile tam ve sürekli doygunluğundan çöllerin kuru havasında neredeyse tamamen yokluğuna kadar. Hava neminin gün içindeki ve yılın mevsimlerindeki değişkenliği de büyüktür.
Karadaki nem sınırlayıcı bir faktör olarak hareket eder.
Yerçekiminin varlığı ve kaldırma kuvvetinin olmaması nedeniyle, arazinin karasal sakinleri, vücutlarını destekleyen iyi gelişmiş destek sistemlerine sahiptir. Bitkilerde bunlar, özellikle ağaçlarda güçlü bir şekilde geliştirilmiş çeşitli mekanik dokulardır. Hayvanlar, evrim sürecinde hem dış (eklem bacaklılar) hem de iç (kordalılar) iskeleti geliştirmiştir. Bazı hayvan gruplarının bir hidro-iskeleti vardır (yuvarlak ve annelidler). Karasal organizmalarda vücudu uzayda tutma ve yerçekimi kuvvetlerinin üstesinden gelme sorunları onları sınırlamıştır. ağırlığı sınırlamak ve boyutları. En büyük kara hayvanları, su ortamının devlerinden boyut ve kütle bakımından daha düşüktür (filin kütlesi 5 tona ve mavi balina - 150 tona ulaşır).
Düşük hava direnci, karasal hayvanların hareket sistemlerinin aşamalı evrimine katkıda bulundu. Böylece, memeliler karada en yüksek hareket hızını elde ettiler ve kuşlar uçma yeteneğini geliştirerek hava ortamına hakim oldular.
Havanın dikey ve yatay yönlerde yüksek hareketliliği, bazı karasal organizmalar tarafından gelişimlerinin farklı aşamalarında hava akımlarının (genç örümcekler, böcekler, sporlar, tohumlar, bitki meyveleri, protist kistler) yardımıyla yerleşmek için kullanılır. Suda yaşayan planktonik organizmalara benzeterek, havada pasif yükselmeye adaptasyonlar olarak, böcekler benzer adaptasyonlar geliştirdiler - küçük vücut boyutları, vücudun veya bazı bölümlerinin göreceli yüzeyini artıran çeşitli büyümeler. Rüzgarla dağılan tohumlar ve meyveler, planlama yeteneklerini artıran çeşitli pterygoid ve paragayate uzantılarına sahiptir.
Karasal organizmaların nemin korunmasına adaptasyonları da çeşitlidir. Böceklerde vücut, dış tabakası yağlar ve mum benzeri maddeler içeren çok katmanlı kitinize bir kütikül tarafından kurumaya karşı güvenilir bir şekilde korunur. Sürüngenlerde de benzer su tasarrufu sağlayan uyarlamalar geliştirilmiştir. Karasal hayvanlarda geliştirilen iç döllenme yeteneği, onları su ortamından bağımsız hale getirdi.
Toprak hava ve su ile çevrili katı parçacıklardan oluşan karmaşık bir sistemdir.
Türüne bağlı olarak - killi, kumlu, killi-kumlu ve diğerleri - toprak, bir gaz karışımı ve sulu çözeltilerle dolu boşluklarla az çok nüfuz eder. Toprakta, havanın yüzey tabakasına kıyasla, sıcaklık dalgalanmaları yumuşatılır ve 1 m derinlikte mevsimsel sıcaklık değişiklikleri de algılanamaz.
En üstteki toprak ufku az ya da çok içerir humus, hangi bitki verimliliğinin bağlı olduğu. Altında bulunan orta tabaka, üst tabakadan yıkanmış ve dönüştürülmüş maddeler Alt katman anne ırkı.
Topraktaki su boşluklarda, en küçük boşluklarda bulunur. Toprak havasının bileşimi derinlikle önemli ölçüde değişir: oksijen içeriği azalır ve karbondioksit artar. Toprak su ile dolduğunda veya organik kalıntıların yoğun şekilde çürümesi durumunda, anoksik bölgeler ortaya çıkar. Bu nedenle, topraktaki varlık koşulları, farklı ufuklarında farklıdır.
Evrim sürecinde bu ortama sudan daha sonra hakim olunmuştur. Özelliği, gaz halinde olması gerçeğinde yatmaktadır, bu nedenle düşük nem, yoğunluk ve basınç, yüksek oksijen içeriği ile karakterizedir.
Evrim sürecinde canlı organizmalar gerekli anatomik, morfolojik, fizyolojik, davranışsal ve diğer adaptasyonları geliştirmiştir.
Yer-hava ortamındaki hayvanlar toprakta veya havada (kuşlar, böcekler) hareket eder ve bitkiler toprakta kök salır. Bu bağlamda, hayvanlar akciğer ve trakea geliştirirken, bitkiler bir stoma aparatı, yani.
gezegenin kara sakinlerinin oksijeni doğrudan havadan emdiği organlar. Karada hareket özerkliğini sağlayan ve sudan binlerce kat daha az olan ortamın düşük yoğunluklu olduğu koşullarda vücudu tüm organları ile destekleyen iskelet organları güçlü bir gelişme kaydetmiştir.
Çevresel faktörler yer-hava ortamında, yüksek ışık yoğunluğu, sıcaklık ve hava nemindeki önemli dalgalanmalar, tüm faktörlerin coğrafi konumla korelasyonu, yılın mevsimlerinin ve günün saatinin değişmesi gibi diğer habitatlardan farklıdırlar.
Organizmalar üzerindeki etkileri ayrılmaz bir şekilde havanın hareketi ve denizlere ve okyanuslara göre konumu ile bağlantılıdır ve su ortamındaki etkiden çok farklıdır (Tablo 1).
Tablo 5
Hava ve su organizmalarının yaşam koşulları
(D. F. Mordukhai-Boltovsky'ye göre, 1974)
| hava ortamı | su ortamı |
| Nem | Çok önemli (genellikle yetersiz) | Yok (her zaman fazla) |
| Yoğunluk | Küçük (toprak hariç) | Hava sakinleri için rolüne kıyasla büyük |
| Baskı yapmak | neredeyse hiç yok | Büyük (1000 atmosfere ulaşabilir) |
| Hava sıcaklığı | Önemli (çok geniş sınırlar içinde dalgalanır - -80 ila + 100 ° С ve daha fazlası) | Hava sakinleri için değerden daha az (çok daha az dalgalanır, genellikle -2 ila + 40 ° C arasında değişir) |
| Oksijen | Küçük (çoğunlukla fazla) | Temel (genellikle yetersiz bulunur) |
| askıda katı maddeler | önemsiz; gıda için kullanılmaz (esas olarak mineral) | Önemli (gıda kaynağı, özellikle organik madde) |
| Ortamdaki çözünenler | Bir dereceye kadar (sadece toprak çözeltilerinde geçerlidir) | Önemli (belirli bir miktarda gerekli) |
Kara hayvanları ve bitkileri, olumsuz çevresel faktörlere daha az orijinal olmayan adaptasyonlarını geliştirdiler: vücudun karmaşık yapısı ve bütünleri, periyodiklik ve ritim yaşam döngüsü, termoregülasyon mekanizmaları, vb.
Yiyecek arayışında olan hayvanların amaçlı hareketliliği gelişmiş, rüzgar kaynaklı sporlar, bitkilerin tohumları ve polenlerinin yanı sıra yaşamı tamamen hava ile bağlantılı olan bitki ve hayvanlar ortaya çıktı. Toprakla son derece yakın bir işlevsel, kaynak ve mekanik ilişki kurulmuştur.
Karakterizasyonda örnek olarak yukarıda tartıştığımız uyarlamaların çoğu abiyotik faktörlerçevre.
Bu nedenle, şimdi tekrar etmenin bir anlamı yok, çünkü onlara pratik alıştırmalarda döneceğiz.
Habitat olarak toprak
Dünya, toprağı (edasfer, pedosfer) olan tek gezegendir - özel, üst bir kara kabuğu.
Bu kabuk, tarihsel olarak öngörülebilir bir zamanda oluşmuştur - gezegendeki kara yaşamıyla aynı yaştadır. Toprağın kökeni sorusu ilk kez M.V. Lomonosov ("Dünyanın katmanlarında"): "... toprak, hayvan ve bitki gövdelerinin bükülmesinden geldi ... zamanın uzunluğu ...".
Ve büyük Rus bilim adamı sen. Sen. Dokuchaev (1899: 16), toprağı bağımsız bir doğal cisim olarak adlandıran ilk kişiydi ve toprağın "... herhangi bir bitki, herhangi bir hayvan, herhangi bir mineral ile aynı bağımsız doğal-tarihsel cisim ... belirli bir bölgenin ikliminin kümülatif, karşılıklı faaliyetinin işlevi, bitki ve hayvan organizmaları, ülkenin rahatlaması ve yaşı ..., son olarak, toprak altı, yani.
toprak ana kayalar. ... Tüm bu toprak oluşturucu maddeler, özünde, büyüklük olarak tamamen eşdeğerdir ve normal toprak oluşumunda eşit bir rol oynar ... ".
Ve modern tanınmış toprak bilimcisi N.A.
Kachinsky ("Toprak, özellikleri ve ömrü", 1975), aşağıdaki toprak tanımını verir: "Toprağın altında, iklimin (ışık, ısı, hava, su), bitki ve hayvan organizmaları" .
Toprağın ana yapısal elemanları şunlardır: mineral baz, organik madde, hava ve su.
Mineral baz (iskelet)(tüm toprağın %50-60'ı) inorganik madde, ayrışmanın bir sonucu olarak alttaki dağın (ana, ana) kayasının bir sonucu olarak oluşur.
İskelet parçacıklarının boyutları: kayalar ve taşlardan en küçük kum ve silt parçacıklarına kadar. Toprakların fizikokimyasal özellikleri esas olarak ana kayaların bileşimi ile belirlenir.
Hem suyun hem de havanın dolaşımını sağlayan toprağın geçirgenliği ve gözenekliliği, topraktaki kil ve kum oranına, parçaların boyutuna bağlıdır.
AT ılıman iklim ideal olarak, toprak eşit miktarda kil ve kumdan oluşuyorsa, yani. tın temsil eder.
Bu durumda, topraklar su basması veya kuruma tehdidi altında değildir. Her ikisi de hem bitkiler hem de hayvanlar için eşit derecede zararlıdır.
organik madde- toprağın %10'a kadarı, ölü biyokütleden (bitki kütlesi - yaprak, dal ve kök çöpleri, ölü gövdeler, ot bezleri, ölü hayvan organizmaları) oluşur, mikroorganizmalar ve belirli bitki grupları tarafından ezilir ve toprak humusuna işlenir. hayvanlar ve bitkiler.
Daha basit elemanlar organik maddenin ayrışması sonucu oluşan, tekrar bitkiler tarafından emilir ve biyolojik döngüye katılır.
Hava(%15-25) toprakta organik ve mineral partiküller arasındaki boşluklar - gözenekler bulunur. Yokluğunda (ağır killi topraklar) veya gözeneklerin suyla doldurulması (sel sırasında, permafrost'un çözülmesi sırasında), toprakta havalandırma kötüleşir ve anaerobik koşullar gelişir.
Bu koşullar altında, oksijen tüketen organizmaların - aerobların - fizyolojik süreçleri engellenir, organik maddenin ayrışması yavaştır. Yavaş yavaş birikerek turba oluştururlar. Büyük turba rezervleri bataklıkların, bataklık ormanlarının ve tundra topluluklarının karakteristiğidir. Turba birikimi, özellikle toprakların soğukluğu ve su birikmesinin karşılıklı olarak birbirini belirlediği ve tamamladığı kuzey bölgelerinde belirgindir.
Suçlu(%25-30) toprakta 4 tip ile temsil edilir: yerçekimi, higroskopik (bağlı), kılcal ve buhar.
Yer çekimi- toprak parçacıkları arasında geniş boşluklar kaplayan hareketli su, kendi ağırlığı altında yeraltı suyu seviyesine sızar.
Bitkiler tarafından kolayca emilir.
higroskopik veya bağlı– Toprağın kolloidal partikülleri (kil, kuvars) etrafında emilir ve hidrojen bağları sayesinde ince bir film şeklinde tutulur. Onlardan serbest bırakıldı Yüksek sıcaklık(102-105 °C). Bitkilere erişilemez, buharlaşmaz. Killi topraklarda bu su %15'e kadar, kumlu topraklarda ise %5'tir.
kılcal damar- yüzey gerilimi kuvveti ile toprak parçacıklarının etrafında tutulur.
Dar gözenekler ve kanallar - kılcal damarlar sayesinde, yeraltı suyu seviyesinden yükselir veya yerçekimi suyuyla boşluklardan ayrılır. Killi topraklar tarafından daha iyi tutulur, kolayca buharlaşır.
Bitkiler onu kolayca emer.
buharlı- sudan arındırılmış tüm gözenekleri kaplar. Önce buharlaşır.
Doğadaki genel su döngüsünde bir bağlantı olarak, mevsim ve hava koşullarına bağlı olarak hız ve yön değiştiren sürekli bir yüzey toprağı ve yeraltı suyu değişimi vardır.
İlgili bilgi:
Site araması:
Atmosferin gaz bileşimi da önemli bir iklim faktörüdür.
Yaklaşık 3-3,5 milyar yıl önce atmosfer azot, amonyak, hidrojen, metan ve su buharı içeriyordu ve içinde serbest oksijen yoktu. Atmosferin bileşimi büyük ölçüde volkanik gazlar tarafından belirlendi.
Karasal ortamda, vücuttaki oksidatif süreçlerin yüksek verimliliği temelinde, hayvan homoiotermisi ortaya çıktı. Oksijen, havadaki sürekli yüksek içeriği nedeniyle karasal ortamda yaşamı sınırlayan bir faktör değildir. Sadece yerlerde, belirli koşullar altında, örneğin çürüyen bitki artıkları, tahıl stokları, un vb. birikimlerinde geçici bir açık oluşur.
Örneğin, büyük şehirlerin merkezinde rüzgarın yokluğunda konsantrasyonu on kat artar. Bitki fotosentezinin ritmi ile ilişkili olarak yüzey katmanlarındaki karbondioksit içeriğindeki düzenli günlük değişiklikler ve canlı organizmaların solunum yoğunluğundaki değişiklikler, özellikle de toprakların mikroskobik popülasyonu nedeniyle mevsimsel. Karbondioksit ile artan hava doygunluğu, volkanik aktivite bölgelerinde, termal kaynakların ve bu gazın diğer yeraltı çıkışlarının yakınında meydana gelir.
Düşük hava yoğunluğu düşük kaldırma kuvvetini ve önemsiz taşıma kapasitesini belirler.
Havanın sakinleri, vücudu destekleyen kendi destek sistemlerine sahip olmalıdır: bitkiler - çeşitli mekanik dokular, hayvanlar - katı veya daha az sıklıkla hidrostatik bir iskelet.
Rüzgâr
fırtınalar
Baskı yapmak
Düşük hava yoğunluğu, karada nispeten düşük bir basınca neden olur. Normalde, 760 mm Hg'ye eşittir, Art. Yükseklik arttıkça basınç azalır. 5800 m yükseklikte, sadece yarı normaldir. Alçak basınç, türlerin dağlardaki dağılımını sınırlayabilir. Çoğu omurgalı için, yaşamın üst sınırı yaklaşık 6000 m'dir.Basınçtaki bir düşüş, solunum hızındaki artış nedeniyle oksijen arzında bir azalma ve hayvanların dehidrasyonunu gerektirir.
Yaklaşık olarak aynı, daha yüksek bitkilerin dağlarına ilerlemenin sınırlarıdır. Bitki örtüsü sınırının üzerinde buzullarda bulunabilen eklembacaklılar (yay kuyrukları, akarlar, örümcekler) biraz daha dayanıklıdır.
Genel olarak, tüm karasal organizmalar suda yaşayanlardan çok daha stenobatiktir.
Yer-Hava Habitatı
Evrim sürecinde bu ortama sudan daha sonra hakim olunmuştur. Karasal hava ortamındaki çevresel faktörler, yüksek ışık yoğunluğu, hava sıcaklığındaki ve nemdeki önemli dalgalanmalar, tüm faktörlerin coğrafi konumla korelasyonu, yılın mevsimlerinin ve günün saatlerinin değişmesi gibi diğer habitatlardan farklıdır.
Ortam gaz halindedir, bu nedenle düşük nem, yoğunluk ve basınç, yüksek oksijen içeriği ile karakterize edilir.
Işık, sıcaklık, nem gibi abiyotik çevresel faktörlerin karakterizasyonu - önceki derse bakın.
Atmosferin gaz bileşimi da önemli bir iklim faktörüdür. Yaklaşık 3-3,5 milyar yıl önce atmosfer azot, amonyak, hidrojen, metan ve su buharı içeriyordu ve içinde serbest oksijen yoktu. Atmosferin bileşimi büyük ölçüde volkanik gazlar tarafından belirlendi.
Şu anda, atmosfer esas olarak nitrojen, oksijen ve nispeten daha az miktarda argon ve karbon dioksitten oluşmaktadır.
Atmosferde bulunan diğer tüm gazlar sadece eser miktarlarda bulunur. Biyota için özellikle önemli olan, göreceli oksijen ve karbondioksit içeriğidir.
Karasal ortamda, vücuttaki oksidatif süreçlerin yüksek verimliliği temelinde, hayvan homoiotermisi ortaya çıktı. Oksijen, havadaki sürekli yüksek içeriği nedeniyle karasal ortamda yaşamı sınırlayan bir faktör değildir.
Sadece yerlerde, belirli koşullar altında, örneğin çürüyen bitki artıkları, tahıl stokları, un vb. birikimlerinde geçici bir açık oluşur.
Karbondioksit içeriği, havanın yüzey tabakasının belirli alanlarında oldukça önemli bir aralıkta değişebilir. Örneğin, büyük şehirlerin merkezinde rüzgarın yokluğunda konsantrasyonu on kat artar. Bitki fotosentezinin ritmi ile ilişkili olarak yüzey katmanlarındaki karbondioksit içeriğindeki düzenli günlük değişiklikler ve canlı organizmaların solunum yoğunluğundaki değişiklikler, özellikle de toprakların mikroskobik popülasyonu nedeniyle mevsimsel.
Karbondioksit ile artan hava doygunluğu, volkanik aktivite bölgelerinde, termal kaynakların ve bu gazın diğer yeraltı çıkışlarının yakınında meydana gelir. Düşük karbondioksit içeriği fotosentez sürecini engeller.
İç ortam koşullarında, karbondioksit konsantrasyonu artırılarak fotosentez hızı arttırılabilir; bu, örtü altı ve örtü altı tarımı uygulamalarında kullanılmaktadır.
Karasal ortamın çoğu sakini için hava nitrojeni inert bir gazdır, ancak bir dizi mikroorganizma (nodül bakterileri, Azotobacter, clostridia, mavi-yeşil algler, vb.) onu bağlama ve biyolojik döngüye dahil etme yeteneğine sahiptir.
Havaya giren yerel kirlilikler de canlı organizmaları önemli ölçüde etkileyebilir.
Bu özellikle zehirli gaz halindeki maddeler için geçerlidir - metan, kükürt oksit (IV), karbon monoksit (II), azot oksit (IV), hidrojen sülfür, klor bileşikleri ve ayrıca havayı kirleten toz, kurum vb. endüstriyel alanlarda. Atmosferin kimyasal ve fiziksel kirliliğinin ana modern kaynağı antropojeniktir: çeşitli sanayi işletmelerinin ve taşımacılığın çalışmaları, toprak erozyonu vb.
is. Örneğin kükürt oksit (SO2), hava hacminin elli binde biri ila milyonda biri arasındaki konsantrasyonlarda bile bitkiler için toksiktir. Bazı bitki türleri özellikle SO2'ye karşı hassastır ve birikiminin hassas bir göstergesi olarak hizmet eder. havada (örneğin likenler.
Düşük hava yoğunluğu düşük kaldırma kuvvetini ve önemsiz taşıma kapasitesini belirler. Havanın sakinleri, vücudu destekleyen kendi destek sistemlerine sahip olmalıdır: bitkiler - çeşitli mekanik dokular, hayvanlar - katı veya daha az sıklıkla hidrostatik bir iskelet.
Ek olarak, hava ortamının tüm sakinleri, onlara bağlanma ve destek için hizmet eden dünyanın yüzeyi ile yakından bağlantılıdır. Havada asılı halde yaşam imkansızdır. Doğru, birçok mikroorganizma ve hayvan, spor, tohum ve bitki polenleri havada düzenli olarak bulunur ve hava akımları (anemochory) tarafından taşınır, birçok hayvan aktif uçuş yeteneğine sahiptir, ancak tüm bu türlerde yaşam döngülerinin ana işlevi üreme - dünya yüzeyinde gerçekleştirilir.
Çoğu için havada olmak, yalnızca yeniden yerleşim veya av arama ile ilişkilidir.
Rüzgâr Organizmaların aktivitesi ve hatta dağılımı üzerinde sınırlayıcı bir etkiye sahiptir. Rüzgar bile değişebilir görünüm bitkiler, özellikle bu habitatlarda, örneğin diğer faktörlerin sınırlayıcı bir etkiye sahip olduğu alpin bölgelerde. Açık dağ habitatlarında rüzgar, bitki büyümesini sınırlar ve bitkilerin rüzgar yönüne doğru bükülmesine neden olur.
Ayrıca rüzgar, düşük nemli koşullarda evapotranspirasyonu artırır. Büyük önem taşıyan fırtınalar, eylemleri tamamen yerel olmasına rağmen. Kasırgalar ve sıradan rüzgarlar, hayvanları ve bitkileri uzun mesafeler boyunca taşıma ve böylece toplulukların bileşimini değiştirme yeteneğine sahiptir.
Baskı yapmak görünüşe göre, doğrudan eylemin sınırlayıcı bir faktörü değildir, ancak doğrudan sınırlayıcı bir etkiye sahip olan hava ve iklim ile doğrudan ilişkilidir.
Düşük hava yoğunluğu, karada nispeten düşük bir basınca neden olur. Normalde, 760 mm Hg'ye eşittir, Art. Yükseklik arttıkça basınç azalır. 5800 m yükseklikte, sadece yarı normaldir.
Alçak basınç, türlerin dağlardaki dağılımını sınırlayabilir.
Çoğu omurgalı için, yaşamın üst sınırı yaklaşık 6000 m'dir.Basınçtaki bir düşüş, solunum hızındaki artış nedeniyle oksijen arzında bir azalma ve hayvanların dehidrasyonunu gerektirir. Yaklaşık olarak aynı, daha yüksek bitkilerin dağlarına ilerlemenin sınırlarıdır. Bitki örtüsü sınırının üzerinde buzullarda bulunabilen eklembacaklılar (yay kuyrukları, akarlar, örümcekler) biraz daha dayanıklıdır.
