Su ortamı yüzey ve yeraltı sularını içerir. Yüzey suyu çoğunlukla okyanuslarda yoğunlaşmıştır ve 1 milyar 375 milyon km3'lük bir alana sahiptir; bu, Dünya'daki tüm suyun yaklaşık %98'ini oluşturur. Okyanus yüzeyi (su alanı) 361 milyon km2'dir. 149 milyon km2'lik bir alanı kaplayan, bölgenin kara alanından yaklaşık 2,4 kat daha büyüktür. Okyanustaki su tuzludur ve çoğu (1 milyar km3'ten fazla) yaklaşık %3,5'lik sabit bir tuzluluğu ve yaklaşık 3,7 ° C'lik bir sıcaklığı korur. Tuzluluk ve sıcaklıkta gözle görülür farklılıklar neredeyse yalnızca suyun yüzey katmanında, ayrıca kenarlarda ve özellikle Akdeniz'de gözlenmektedir. Sudaki çözünmüş oksijen içeriği 50-60 metre derinlikte önemli ölçüde azalır.

Yeraltı suyu tuzlu, acı (daha az tuzlu) ve tatlı olabilir; mevcut jeotermal sular yüksek bir sıcaklığa (30°C'den fazla) sahiptir. İnsanoğlunun üretim faaliyetleri ve evsel ihtiyaçları için, dünyadaki toplam su hacminin yalnızca %2,7'si kadar olan tatlı suya ihtiyaç duyulmakta olup, bunun çok küçük bir kısmı (yalnızca %0,36) dünyanın bulunduğu yerlerde mevcuttur. çıkarma için kolayca erişilebilir. Tatlı suyun çoğu, esas olarak Güney Afrika'daki bölgelerde bulunan kar ve tatlı su buzdağlarında bulunur. Kuzey Kutup Dairesi. Yıllık küresel nehir tatlı su akışı 37,3 bin km3'tür. Ayrıca yeraltı suyunun 13 bin km3'lük bir kısmı da kullanılabilmektedir. Ne yazık ki, Rusya'daki yaklaşık 5000 km3'lük nehir akışının çoğu, verimsiz ve seyrek nüfuslu kuzey bölgelerine düşüyor. Tatlı suyun yokluğunda, tuzlu yüzey veya yeraltı suyu kullanılır, tuzdan arındırılır veya aşırı filtrelenir: tuz moleküllerini yakalayan mikroskobik deliklere sahip polimer membranlardan yüksek basınç farkı altında geçirilir. Bu süreçlerin her ikisi de çok enerji yoğundur, bu nedenle tatlı su buzdağlarını (veya bunların bir kısmını) tatlı su kaynağı olarak kullanmak ve bu amaçla tatlı suyun bulunmadığı kıyılara su yoluyla çekilmek ilginç bir öneridir. erimek üzere organize olmuşlardır. Bu öneriyi geliştirenlerin ön hesaplamalarına göre, tatlı su elde etmek, tuzdan arındırma ve hiperfiltrasyonun yaklaşık yarısı kadar enerji yoğun olacaktır. Su ortamının doğasında bulunan önemli bir durum, bulaşıcı hastalıkların çoğunlukla bu çevre yoluyla bulaşmasıdır (tüm hastalıkların yaklaşık %80'i). Ancak bunlardan bazıları, örneğin boğmaca, suçiçeği, tüberküloz, yoluyla bulaşır. hava ortamı. Hastalıkların su yoluyla yayılmasıyla mücadele etmek için Dünya Sağlık Örgütü (WHO) bu on yılı İçme Suyu On Yılı ilan etti.

Dünyanın su dengesi

Döngüye ne kadar suyun dahil olduğunu hayal etmek için hidrosferin farklı kısımlarını karakterize edelim. Yüzde 94'ünden fazlası Dünya Okyanuslarından oluşuyor. Diğer kısmı (%4) yeraltı suyudur. Çoğunun derin salamuralara ait olduğu ve tatlı suyun payının 1/15'ini oluşturduğu dikkate alınmalıdır. Kutup buzullarındaki buzun hacmi de önemlidir: suya dönüştürüldüğünde 24 milyon km2'ye veya hidrosfer hacminin %1,6'sına ulaşır. Göl suyu 100 kat daha azdır - 230 bin km ve nehir yatakları yalnızca 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 onlar da nüfusun, sanayinin ve sulu tarımın ihtiyaçlarının önemli bir bölümünü karşılamaktadır. Dünya üzerinde oldukça fazla su bulunmaktadır. Hidrosfer gezegenimizin kütlesinin yaklaşık 1/4180'ini oluşturur. Bununla birlikte, kutup buzullarında hapsolmuş su hariç, tatlı suyun payı 2 milyon km2'den biraz fazla, yani hidrosferin toplam hacminin yalnızca %0,15'ini oluşturuyor.

Doğal bir sistem olarak hidrosfer

Hidrosfer süreksiz bir yapıdır su kabuğu Karalar, denizlerin, okyanusların, kıtasal suların (yeraltı dahil) ve buz tabakalarının toplamı. Denizler ve okyanuslar yaklaşık %71'i 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'udur.

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

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

Hidrosfer sularının büyük bir kısmı Dünya Okyanusunda yoğunlaşmıştır. Dünya okyanusu, doğadaki su döngüsünün ana kapanış halkasıdır. Buharlaşan nemin çoğunu atmosfere salar. Dünya Okyanusunun yüzey katmanında yaşayan su organizmaları, gezegendeki serbest oksijenin önemli bir kısmının atmosfere geri dönüşünü sağlar.

Dünya Okyanusunun devasa hacmi, gezegenin doğal kaynaklarının tükenmezliğini gösteriyor. Ayrıca Dünya Okyanusu bir koleksiyoncudur nehir suları suşi, yılda yaklaşık 39 bin m3 su alıyor. Dünya Okyanusu'nun bazı bölgelerinde ortaya çıkan kirlilik, en kritik bağlantısı olan okyanus yüzeyinden buharlaşma olan nem dolaşımının doğal sürecini bozma tehdidinde bulunuyor.

Kimyasal açıdan su

Suyun insan yaşamında ve doğadaki büyük rolü, bilim adamlarının dikkatini çeken ilk bileşiklerden biri olmasının nedenidir. Ancak suyun incelenmesi henüz bitmiş değil.

Suyun genel özellikleri

Su, moleküllerinin popülaritesinden dolayı, kendisiyle temas halinde olan tuz moleküllerinin iyonlara ayrışmasını teşvik eder, ancak suyun kendisi daha fazla stabilite gösterir ve kimyasal olarak saf su, çok az sayıda H + ve OH - iyonu içerir.

Su, inert bir çözücüdür; Çözünmediği çoğu teknik bileşiğin etkisi altında kimyasal olarak değişmez. Bu, gezegenimizdeki tüm canlı organizmalar için çok önemlidir, çünkü dokular için gerekli besinler sulu çözeltilerde nispeten az değiştirilmiş bir biçimde sağlanır. 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.

Taze düşen yağmur suyundan bile, litre hacim başına içinde çözünmüş birkaç on miligram çeşitli madde izole edilebilir. Şimdiye kadar hiç kimse, toplam halinden herhangi birinde tamamen saf su elde edemedi; Büyük ölçüde çözünmüş maddelerden yoksun, kimyasal açıdan saf su, laboratuvarlarda veya özel endüstriyel tesislerde uzun ve özenli arıtma yoluyla üretilir.

Doğal koşullar altında su “kimyasal saflığı” koruyamaz. Her türlü maddeyle sürekli temas halinde olduğundan aslında her zaman farklı, çoğu zaman çok karmaşık özelliklere sahip bir çözümü temsil eder. Tatlı suda çözünmüş maddelerin içeriği genellikle 1 g/l'yi aşmaktadır. Deniz suyundaki tuz içeriği litre başına birkaç birimden onlarca grama kadar değişir: örneğin Baltık Denizi'nde sadece 5 g/l, Karadeniz'de - 18 ve Kızıldeniz'de - 41 g/l. l.

Deniz suyunun tuz bileşimi esas olarak %89'u klorürlerden (esas olarak sodyum, potasyum, kalsiyum klorür), %10'u sülfatlardan (sodyum, potasyum, magnezyum) ve %1'i karbonatlardan (sodyum, kalsiyum) ve diğer tuzlardan oluşur. Tatlı sular genellikle en fazla %80'e kadar 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, nitrojen, karbondioksit, hidrojen sülfür. Oksijen miktarı bazen 6 mg/l'ye ulaşır. İÇİNDE maden suları Narzan tipinde toplam gaz içeriği %0,1'e kadar çıkabilir. Doğal su, proteinler, şekerler ve alkoller gibi bileşiklerin yanı sıra bitki ve hayvan dokusu kalıntılarının eksik ayrışması sonucu oluşan karmaşık organik bileşikler olan hümik maddeler içerir.

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

Suyun özel bir özelliğini de belirtmekte fayda var: Yüksek yüzey gerilimi - 72,7 erg/cm2 (20°C'de). Bu bağlamda, tüm sıvı türleri arasında su, cıvadan sonra ikinci sırada gelir. Suyun bu özelliği büyük ölçüde bireysel H20 molekülleri arasındaki hidrojen bağlarından kaynaklanmaktadır.Yüzey gerilimi özellikle suyun birçok yüzeye yapışmasında - ıslanmasında açıkça ortaya çıkar. Suyla kolayca ıslanan kil, kum, cam, kumaş, kağıt ve diğerleri gibi maddelerin kesinlikle oksijen atomları içerdiği tespit edilmiştir. Bu gerçeğin ıslanmanın doğasını açıklamada anahtar olduğu ortaya çıktı: Suyun yüzey katmanındaki enerji açısından dengesiz moleküller, "yabancı" oksijen atomlarıyla ek bağlar oluşturma fırsatına sahip.

Islanma ve yüzey gerilimi kılcallık adı verilen bir olgunun parçasıdır: dar kanallarda su, yerçekiminin belirli bir kesitteki bir sütun için "izin verdiği" yükseklikten çok daha yüksek bir yüksekliğe çıkabilir.

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



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

Önceki derslerde sıklıkla “habitat”, “yaşama ortamı” kavramlarından bahsetmiş ve bu kavrama tam bir tanım vermemiştik. Sezgisel olarak, organizmayı çevreleyen ve onu bir şekilde etkileyen her şeyi "çevre" olarak anladık. Çevrenin vücut üzerindeki etkisi önceki derslerde incelediğimiz çevresel faktörlerdir. Başka bir deyişle, yaşam ortamı belirli bir dizi çevresel faktörle karakterize edilir.

Çevrenin genel kabul gören tanımı Nikolai Pavlovich Naumov'a aittir:

ÇEVRE - organizmaları çevreleyen, onların durumunu, gelişimini, hayatta kalmasını ve üremesini doğrudan veya dolaylı olarak etkileyen her şey.

Dünya üzerinde çeşitlilik sağlayan çok çeşitli yaşam koşulları vardır Ekolojik nişler ve onların "nüfusu". Bununla birlikte, bu çeşitliliğe rağmen, belirli çevresel faktörlere sahip olan ve dolayısıyla belirli bir dizi adaptasyon gerektiren niteliksel olarak farklı dört yaşam ortamı vardır. Bunlar yaşam ortamlarıdır:

yer-su (kara);

diğer organizmalar.

Bu ortamların her birinin özelliklerini tanıyalım.

Su ortamı hayat

Dünya üzerindeki yaşamın kökenini araştıran yazarların çoğuna göre, evrimsel olarak yaşamın birincil ortamı su ortamıydı. Bu konumun pek çok dolaylı doğrulamasını buluyoruz. Her şeyden önce çoğu organizma, vücuda su girmeden veya en azından vücutta belirli bir sıvı içeriğini korumadan aktif yaşam sürdüremez. Ana fizyolojik süreçlerin meydana geldiği organizmanın iç ortamı, ilk organizmaların evriminin gerçekleştiği ortamın özelliklerini açıkça korumaktadır. Dolayısıyla insan kanındaki tuz içeriği (nispeten sabit bir seviyede tutulur) okyanus suyundakine yakındır. Sudaki okyanus ortamının özellikleri, tüm yaşam formlarının kimyasal ve fiziksel evrimini büyük ölçüde belirledi.

Belki de asıl olan ayırt edici özellik su ortamı onun göreceli muhafazakarlığıdır. Örneğin, su ortamındaki mevsimsel veya günlük sıcaklık dalgalanmalarının genliği, kara-hava ortamına göre çok daha küçüktür. Dip topografyası, farklı derinliklerdeki koşullardaki farklılıklar, mercan resiflerinin varlığı vb. Su ortamında çeşitli koşullar yaratır.

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

Suyun yüksek yoğunluğu aynı zamanda mekanik titreşimlerin su ortamında iyi yayılmasının da nedenidir. Bu, duyu organlarının evriminde, mekansal yönelimde ve suda yaşayanlar arasındaki iletişimde önemliydi. Su ortamındaki sesin havadakinden dört kat daha yüksek olan hızı, ekolokasyon sinyallerinin daha yüksek frekansını belirler.

Su ortamının yüksek yoğunluğu nedeniyle sakinleri, karakteristik olan alt tabaka ile zorunlu bağlantıdan mahrumdur. karasal formlar ve yer çekimi kuvvetleriyle ilişkilidir. Bu yüzden bütün bir grup var suda yaşayan organizmalar(hem bitkiler hem de hayvanlar), tabanla veya diğer alt katmanla zorunlu bir bağlantı olmadan mevcut olan, su sütununda "yüzen".

Elektriksel iletkenlik, elektriksel duyu organlarının, savunma ve saldırının evrimsel oluşumu olasılığını ortaya çıkardı.

Yaşamın yer-hava ortamı

Yer altı hava ortamı, çok çeşitli yaşam koşulları, ekolojik nişler ve bunların içinde yaşayan organizmalar ile karakterize edilir. Organizmaların, yaşamın kara-hava ortamı koşullarını ve her şeyden önce atmosferin gaz bileşimini şekillendirmede birincil bir rol oynadığı unutulmamalıdır. Dünya atmosferindeki oksijenin neredeyse tamamı biyojenik kökenlidir.

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

Atmosfer havası düşük ve değişken nem ile karakterize edilir. Bu durum, yer-hava ortamına hakim olma olanaklarını büyük ölçüde sınırladı (sınırlı) ve aynı zamanda su-tuz metabolizmasının evrimini ve solunum organlarının yapısını da yönlendirdi.

Yaşam ortamı olarak toprak

Toprak canlı organizmaların faaliyetlerinin sonucudur. Yer-hava ortamında yaşayan organizmalar toprağın eşsiz bir yaşam alanı olarak ortaya çıkmasına neden olmuştur. Toprak, katı faz (mineral parçacıklar), sıvı faz (toprak nemi) ve gaz fazından oluşan karmaşık bir sistemdir. Bu üç aşama arasındaki ilişki, toprağın yaşam ortamı olarak özelliklerini belirler.

Toprağın önemli bir özelliği de belli miktarda organik maddenin bulunmasıdır. Organizmaların ölümü sonucu oluşur ve dışkılarının (salgılarının) bir parçasıdır.

Koşullar toprak ortamı Habitatlar, toprağın havalandırması (yani havanın doygunluğu), nemi (nemin varlığı), ısı kapasitesi ve termal rejimi (günlük, mevsimsel, yıllık sıcaklık değişimleri) gibi toprak özelliklerine göre belirlenir. Termal rejim, yer-hava ortamıyla karşılaştırıldığında, özellikle büyük derinliklerde daha muhafazakardır. Genel olarak toprak oldukça istikrarlı yaşam koşullarına sahiptir.

Dikey farklılıklar aynı zamanda diğer toprak özelliklerinin de karakteristiğidir; örneğin ışık nüfuzu doğal olarak derinliğe bağlıdır.

Birçok yazar, topraktaki yaşam ortamının sudaki ve yer havası ortamı. Toprak hem suda yaşayan hem de yaşayan organizmaları barındırabilir. hava tipi nefes almak. Işığın toprağa nüfuzunun dikey eğimi sudakinden çok daha belirgindir. Mikroorganizmalar toprakta ve bitkilerde (öncelikle kök sistemleri) dış ufuklarla ilişkilidir.

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

Yaşam alanı olarak organizma

Sözlük

EKOLOJİK NİŞ

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

EVRİM

Popülasyonların genetik bileşimindeki değişiklikler, türlerin oluşumu ve yok oluşu, ekosistemlerin ve bir bütün olarak biyosferin dönüşümü ile birlikte canlı doğanın geri dönüşü olmayan tarihsel gelişimi.

ORGANİZMANIN İÇ ÇEVRE

Vücuttaki yaşam süreçlerinin akışını sağlayan bileşim ve özelliklerin göreceli sabitliği ile karakterize edilen bir ortam. Erkek için İç ortam Vücut kan, lenf ve doku sıvısından oluşan bir sistemdir.

EKOLOKASYON, KONUM

yayılan veya yansıyan sinyallerle bir nesnenin uzaydaki konumunun belirlenmesi (ekolokasyon durumunda - ses sinyallerinin algılanması). Ekolokasyon yapma yetenekleri var Gine domuzları yunuslar, yarasalar. Radar ve elektrolokasyon - yansıyan radyo sinyallerinin ve elektrik alanı sinyallerinin algılanması. Bazı balıkların bu tür bir konum için yeteneği vardır - Nil'in uzun burnu, gimarch.

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

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

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

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

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

Pirinç. 5.3. Okyanusun dikey ekolojik bölgelenmesi

(N.F. Reimers'a göre, 1990)

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

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

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

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

Pirinç. 5.4. Ana hayvan sınıflarının çevreye göre dağılımı

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Şekil 5.6. Okyanusta enerji ve madde değişiminin ana yönlerinin şeması

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

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

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

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

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

Pirinç. 5.7. Alttan köklü bitkiler (A):

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Pirinç. 5.8. Bir gölde suyun tabakalaşması ve karıştırılması

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

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

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

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

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

Kışı geçiren tomurcuklar dibe çökerek görülebilir

(T.K. Goryshinoya'dan, 1979)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Pirinç. 5.10. Gün boyunca suda aydınlatma.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Pirinç. 5.11. Sudaki düğün çiçeğinde heterofili

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

Yapraklar: 1 - suyun üstünde; 2 - su altı

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

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

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

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

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

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

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

Su habitatı

Bileşiminde, hariç deniz okyanusu, tüm nehirleri, gölleri ve yeraltı sularını içerir. İkincisi ise nehirler, göller ve denizler için besin kaynağıdır. Dolayısıyla doğadaki su döngüsü hidrosferin itici gücüdür ve karadaki önemli bir tatlı su kaynağıdır.

Yukarıdakilere dayanarak, hidrosfer aşağıdakilere bölünmelidir:

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

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

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

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

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

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

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

Su habitatlarındaki ekolojik faktörler

Su habitatındaki ana çevresel faktörler, neredeyse hiç durmadan çalışan akıntılar ve dalgalarla temsil edilir. Suyun iyonik bileşimini, mineralizasyonunu değiştirerek organizmalar üzerinde dolaylı bir etkiye sahip olabilirler ve bu da konsantrasyonlardaki değişikliklere katkıda bulunur. besinler. Yukarıdaki faktörlerin doğrudan etkisine gelince, bunlar canlı organizmaların akışa adaptasyonuna katkıda bulunur. Yani örneğin sakin sularda yaşayan balıkların gövdeleri yanları basık (çipura), hızlı sularda ise yuvarlak bir gövdeye (alabalık) sahiptir.

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

Not 1

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

Sucul yaşam ortamı.

Hidrosfer gezegenin alanının yaklaşık %71'ini kaplar. Ana miktarı denizlerde ve okyanuslarda yoğunlaşmıştır (%94). Tatlı su kütlelerinde su miktarı çok daha azdır (%0,016).

Su ortamı yaklaşık 150 bin hayvan türüne (Dünyadaki toplam sayının %7'si) ve 10 bin bitki türüne (%8) ev sahipliği yapmaktadır.

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

Su ortamının önemli bir özelliği, hareketlilik. Akarsularda ve nehirlerde ortalama sürat akış genellikle aşağı yönde hareket ettikçe artar. Aslında hızlı akım Substratı kaplayan bitkiler veya filamentli algler, yosunlar ve ciğer otları büyür. Zayıf bir akımda - bitkiler akışın etrafında akarlar ve ona fazla direnç göstermezler ve bol miktarda maceracı köklerin büyümesiyle sabit bir nesneye güvenli bir şekilde bağlanırlar. Bağlantısız, serbest yüzen bitkiler, akıntının yavaş olduğu veya hiç akıntının olmadığı yerlerde bulunur.

Çalkantılı nehirlerdeki omurgasız hayvanların vücutları son derece düzdür.

Su havadan 800 kat daha güçlüdür 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. Çevrenin desteği, suda iskelet olmayan formların yükselmesi ve korunması için bir koşul görevi görür. Birçok hidrobiyont bu yaşam tarzına uyarlanmıştır.

Tuz rejimi Suda yaşayan organizmalar için önemlidir.Genel mineralizasyona göre su, tuz içeriği 1 g/l'ye kadar olan tatlı, acı (1 - 25 g/l), deniz tuzluluğu (26 - 50 g/l) ve tuzlu su (26 - 50 g/l) olarak ayrılabilir. tuzlu su (50 g/l'den fazla) . Sudaki en önemli çözünmüş maddeler karbonatlar, sülfatlar ve klorürlerdir.

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

Deniz suyunda 13 metaloid ve en az 40 metal bulunmuştur.

Su tuzluluğunun organizmaların dağılımı ve bolluğu üzerinde önemli bir etkisi olabilir.

Güneş spektrumunun farklı bölümlerinin ışınları su tarafından farklı şekilde emilir, ışığın spektral bileşimi derinlikle birlikte değişir ve kırmızı ışınlar zayıflar. Mavi-yeşil ışınlar önemli derinliklere nüfuz eder. Okyanusta derinleşen alacakaranlık önce yeşil, sonra mavi, çivit mavisi, mavi-mor renkte olup, daha sonra sürekli karanlığa karışıyor.

Sığ su bölgelerinde bitkiler, en çok klorofil tarafından emilen kırmızı ışınları kullanır, kural olarak yeşil algler baskındır. Daha derin bölgelerde, klorofilin yanı sıra kahverengi pigmentler olan fikafein, fukoksantin vb. içeren kahverengi algler vardır. Fikoeritrin pigmentini içeren kırmızı algler daha da derinlerde yaşar. Bu olguya kromatografik adaptasyon denir.

Parlak ve çeşitli renkli hayvanlar suyun hafif yüzey katmanlarında yaşar; derin deniz türleri genellikle pigmentlerden yoksundur. Kırmızımsı bir renk tonuna sahip organizmalar alacakaranlık bölgesinde yaşar, bu onların düşmanlardan saklanmalarına yardımcı olur.

Okyanusun üst katmanlarındaki yıllık sıcaklık dalgalanmalarının genliği 10-15 0 C'den fazla değildir , kıtasal sularda 30-35 0 C. Derin su katmanları sabit sıcaklıkla karakterize edilir. Ekvator sularında yüzey katmanlarının yıllık ortalama sıcaklığı 26-27 0 C, kutup sularında ise yaklaşık 0 0 C ve altındadır. Bunun istisnası, yüzey katmanının sıcaklığının 85 - 93 0 C'ye ulaştığı termal yaylardır.

Su ortamının termodinamik özellikleri - yüksek özgül ısı kapasitesi, yüksek ısı iletkenliği ve donma sırasında genleşme - canlı organizmalar için uygun koşullar yaratır.

Promosyonlu asitlik nehirlerde, göletlerde ve göllerde yaşayan hayvanların tür çeşitliliği genellikle azalır.

PH'ı 3,7 - 4,7 olan tatlı su kütleleri asidik, 6,95 - 7,3 - alkalin ve pH'ı 7,8'den fazla olan alkalin olarak kabul edilir. Tatlı su kütlelerinde pH, genellikle gün içinde önemli dalgalanmalar yaşar. Deniz suyu daha alkalidir ve pH'ı tatlı suya göre daha az değişir. pH derinlikle azalır.

Çoğunluk Tatlısu balığı 5 ila 9 arasındaki pH seviyelerine dayanır. PH 5'in altındaysa balıkların toplu ölümü gözlenir ve 10'un üzerinde tüm balıklar ve diğer hayvanlar ölür.

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

Oksijen su ortamı için en önemli olanıdır çevresel faktör. Havadan suya girer ve fotosentez işlemi sırasında bitkiler tarafından salınır. Suyun sıcaklığı ve tuzluluğu arttıkça içindeki oksijen konsantrasyonu azalır. Hayvanların ve bakterilerin yoğun olarak yaşadığı katmanlarda oksijen tüketiminin artması nedeniyle oksijen eksikliği meydana gelebilir. Rezervuarların tabanına yakın koşullar anaerobik'e yakın olabilir.

Atmosferdekinden 700 kat daha fazla karbondioksit var çünkü suda 35 kat daha fazla çözünüyor.

Su ortamında, suda yaşayan organizmaların üç ekolojik grubu ayırt edilebilir:

1)nekton (yüzen) - Bu, diple doğrudan bağlantısı olmayan, aktif olarak hareket eden hayvanların bir koleksiyonudur. Bunlar esas olarak uzun mesafeler ve güçlü akıntılar boyunca seyahat edebilen büyük hayvanlardır.

2)plankton (dolaşan, yüzen) hızlı aktif hareket etme yeteneğine sahip olmayan organizmaların bir topluluğudur. Fitoplankton (bitkiler) ve zooplankton (hayvanlar) olarak ikiye ayrılır. Planktonik organizmalar hem suyun yüzeyinde, derinliğinde hem de alt tabakasında bulunur.

3) bentos (derinlik) su kütlelerinin dibinde (yerde ve toprakta) yaşayan organizmaların bir topluluğudur. Zoobentos ve fitobentos olmak üzere ikiye ayrılır.