Predavanje 2. STANIŠTE I NJIHOVE KARAKTERISTIKE

U toku istorijski razvojživi organizmi su ovladali četiri staništa. Prvi je voda. Život je nastao i razvijao se u vodi mnogo miliona godina. Drugi - zemlja-vazduh - biljke i životinje nastale su na kopnu iu atmosferi i brzo se prilagodile novim uslovima. Postepeno transformišući gornji sloj zemlje - litosferu, stvorili su treće stanište - tlo, a sami su postali četvrto stanište.

Vodeno stanište

Voda pokriva 71% Zemljine površine. Najveći dio vode je koncentrisan u morima i okeanima - 94-98%, polarni led sadrži oko 1,2% vode i vrlo mali udio - manje od 0,5%, u slatkim vodama rijeka, jezera i močvara.

U vodenom okruženju živi oko 150.000 vrsta životinja i 10.000 biljaka, što je samo 7 odnosno 8% ukupne svjetske populacije. ukupan broj vrste Zemlje.

U morima-okeanima, kao iu planinama, izraženo je vertikalno zoniranje. Pelagični - cijeli vodeni stupac - i bentos - dno - se posebno razlikuju u ekologiji. Vodeni stupac, pelagična zona, vertikalno je podijeljen u nekoliko zona: epipeligalna, batipeligalna, abisopeligalna i ultraabisopeligalna(Sl. 2).

Ovisno o strmini spuštanja i dubini na dnu, razlikuje se i nekoliko zona koje odgovaraju naznačenim pelagijskim zonama:

Litoral - rub obale koji je poplavljen za vrijeme plime.

Supralitoral - dio obale iznad gornje linije plime i oseke do kojeg dopiru pljuskovi surfa.

Sublitoral - postepeno smanjenje zemljišta na 200m.

Bathial - strma depresija kopna (kontinentalna padina),

Abyssal - postepeno smanjenje dna oceana; dubina obje zone zajedno doseže 3-6 km.

Ultraabyssal - dubokomorski rovovi od 6 do 10 km.

Ekološke grupe hidrobionata. Najveća raznolikost života nalazi se u topla mora i okeani (40.000 vrsta životinja) na ekvatoru i tropima, na sjeveru i jugu flora i fauna mora je stotine puta iscrpljena. Što se tiče distribucije organizama direktno u moru, najveći dio njih je koncentriran u površinskim slojevima (epipelagici) iu sublitoralnoj zoni. U zavisnosti od načina kretanja i boravka u pojedinim slojevima, morski stanovnici se dijele na tri ekološke grupe: nekton, plankton i bentos.

Nekton (nektos - plutajući) - aktivno se kreću velike životinje koje mogu savladati velike udaljenosti i jake struje: ribe, lignje, peronošci, kitovi. U slatkovodnim tijelima nekton uključuje vodozemce i mnoge insekte.

Plankton (planktos - lutajući, lebdeći) - zbirka biljaka (fitoplankton: dijatomeje, zelene i plavo-zelene (samo slatkovodna tijela) alge, biljni flagelati, peridinejci, itd.) i malih životinjskih organizama (zooplankton: mali rakovi, veći - pteropodi mekušci, meduze, ctenofori, neki crvi) koji žive na različitim dubinama, ali nisu sposobni za aktivno kretanje i otpor strujama. Plankton uključuje i životinjske larve, koje čine posebnu grupu - Neuston . Ovo je pasivno plutajuća „privremena“ populacija najgornjeg sloja vode, koju predstavljaju razne životinje (dekapodi, školjkaši i kopepodi, bodljikaši, poliheti, ribe, mekušci, itd.) u fazi larve. Larve, rastući, prelaze u donje slojeve pelagela. Iznad se nalazi neuston plaiston - to su organizmi kod kojih gornji dio tijela raste iznad vode, a donji dio u vodi (patka - lema, sifonofori itd.). Plankton igra važnu ulogu u trofičke veze biosfere, jer je hrana za mnoge vodene stanovnike, uključujući i glavnu hranu za kitove usate (Myatcoceti).

Bentos (bentos – dubina) – hidrobiont dna. Predstavljena je uglavnom vezanim ili sporo pokretnim životinjama (zoobentos: foraminefore, ribe, spužve, koelenterati, crvi, mekušci, ascidijani itd.), brojniji u plitkim vodama. U plitkoj vodi bentos uključuje i biljke (fitobentos: dijatomeje, zelene, smeđe, crvene alge, bakterije). Na dubinama gdje nema svjetla, fitobentos je odsutan. Stjenoviti dijelovi dna su najbogatiji fitobentosom.

U jezerima je zoobentos manje bogat i raznolik nego u moru. Formiraju ga protozoe (cilijate, dafnije), pijavice, mekušci, larve insekata, itd. Fitobentos jezera formiraju slobodno plutajuće dijatomeje, zelene i modrozelene alge; smeđe i crvene alge su odsutne.

Velika gustina vodenog okruženja određuje posebna kompozicija i prirodu promjena faktora koji podržavaju život. Neki od njih su isti kao na kopnu - toplina, svjetlost, drugi su specifični: pritisak vode (povećava se sa dubinom za 1 atm na svakih 10 m), sadržaj kisika, sastav soli, kiselost. Zbog velike gustine okoline, vrijednosti topline i svjetlosti se mijenjaju mnogo brže s visinskim gradijentom nego na kopnu.

Termalni način rada. Vodeni okoliš karakterizira manji toplinski dobitak, jer značajan dio se reflektuje, a isto tako značajan dio se troši na isparavanje. U skladu sa dinamikom prizemnih temperatura, temperatura vode ima manje dnevne i sezonske temperature. Štaviše, rezervoari značajno izjednačavaju temperaturu u atmosferi priobalnih područja. U nedostatku ledene školjke, mora u hladnoj sezoni djeluju zagrijavajuće na susjedna kopna, a ljeti rashlađuju i vlažu.

Raspon temperatura vode u Svjetskom okeanu je 38° (od -2 do +36°C), u slatkovodnim tijelima - 26° (od -0,9 do +25°C). Sa dubinom, temperatura vode naglo opada. Do 50 m postoje dnevne temperaturne fluktuacije, do 400 – sezonske, dublje postaje konstantno, pada na +1-3°C. Zbog temperaturni režim u akumulacijama je relativno stabilan, njihove stanovnike karakteriziraju stenotermnost.

Zbog različitog stepena zagrijavanja gornje i nižim slojevima Tokom cijele godine, oseke i oseke, struje i oluje neprestano miješaju slojeve vode. Uloga miješanja vode za vodene stanovnike je izuzetno važna, jer istovremeno se ujednačava distribucija kiseonika i nutrijenata unutar rezervoara, obezbeđujući metaboličke procese između organizama i okoline.

U stajaćim vodenim tijelima (jezera) umjerenim geografskim širinama U proljeće i jesen dolazi do vertikalnog miješanja, a tokom ovih godišnjih doba temperatura u cijelom rezervoaru postaje ujednačena, tj. dolazi homotermija. Ljeti i zimi kao rezultat naglog povećanja grijanja ili hlađenja gornjih slojeva miješanje vode zaustavlja. Ovaj fenomen se zove temperaturna dihotomija, a period privremene stagnacije je stagnacija(leto ili zima). Ljeti na površini ostaju lakši topli slojevi, koji se nalaze iznad teških hladnih (sl. 3). Zimi, naprotiv, u donjem sloju ima više toplu vodu, pošto direktno ispod leda temperatura površinske vode manje od +4°C i zbog fizičkih i hemijskih svojstava vode postaju lakši od vode sa temperaturom iznad +4°C.

U periodima stagnacije jasno se razlikuju tri sloja: gornji (epilimnion) sa najoštrijim sezonskim kolebanjima temperature vode, srednji (metalimnion ili termoklina), u kojem dolazi do oštrog skoka temperature, i dna ( hipolimnion), u kojem temperatura malo varira tokom cijele godine. U periodima stagnacije dolazi do manjka kisika u vodenom stupcu - ljeti u donjem dijelu, a zimi u gornjem dijelu, zbog čega zimi često dolazi do uginuća ribe.

Lagani način rada. Intenzitet svjetlosti u vodi znatno je oslabljen zbog njenog odbijanja od površine i apsorpcije od same vode. To uvelike utječe na razvoj fotosintetskih biljaka.

Apsorpcija svjetlosti je jača što je prozirnost vode manja, što ovisi o broju čestica suspendiranih u njoj (mineralne suspenzije, plankton). Smanjuje se brzim razvojem malih organizama ljeti, a u umjerenim i sjevernim geografskim širinama čak i zimi, nakon uspostavljanja ledenog pokrivača i prekrivanja snijegom na vrhu.

Transparentnost je karakterizirana maksimalna dubina, na kojem se još uvijek vidi posebno spušten bijeli disk prečnika oko 20 cm (Secchi disk). Najviše čiste vode- u Sargaškom moru: disk je vidljiv do dubine od 66,5 m pacifik Secchi disk je vidljiv do 59 m, na indijskom - do 50, in plitka mora- do 5-15m. Providnost rijeka je u prosjeku 1-1,5 m, a najviše mutne rijeke samo nekoliko centimetara.

U okeanima, gdje je voda vrlo prozirna, 1% svjetlosnog zračenja prodire do dubine od 140 m, au malim jezerima na dubini od 2 m prodire samo desetine procenta. Rays različitim dijelovima spektar se u vodi različito apsorbuje; Sa dubinom postaje tamnija, a boja vode prvo postaje zelena, zatim plava, indigo i na kraju plavo-ljubičasta, pretvarajući se u potpuni mrak. Hidrobionti također mijenjaju boju u skladu s tim, prilagođavajući se ne samo sastavu svjetlosti, već i njenom nedostatku - hromatskoj adaptaciji. U svijetlim zonama, u plitkim vodama, preovlađuju zelene alge (Chlorophyta), čiji hlorofil upija crvene zrake, s dubinom se zamjenjuju smeđim (Phaephyta), a zatim crvenim (Rhodophyta). Na velikim dubinama fitobentos je odsutan.

Biljke su se prilagodile nedostatku svjetlosti tako što su razvile hromatofore. velike veličine, kao i povećanje površine asimilacijskih organa (indeks površine lista). Dubokomorske alge karakteriziraju snažno raščlanjeni listovi i tanke, prozirne lisne ploče. Polupotopljene i plutajuće biljke karakterizira heterofilnost - listovi iznad vode su isti kao i kod kopnenih biljaka, imaju čvrstu oštricu, razvijen je stomatalni aparat, au vodi su listovi vrlo tanki, sastoje se od uskih režnjevi nalik na niti.

Životinje, kao i biljke, prirodno mijenjaju svoju boju s dubinom. U gornjim slojevima su jarke boje različite boje, u zoni sumraka ( brancin, koralji, rakovi) obojeni su bojama s crvenom nijansom - prikladnije je sakriti se od neprijatelja. Dubokomorskim vrstama nedostaju pigmenti. U mračnim dubinama okeana, organizmi koriste svjetlost koju emituju živa bića kao izvor vizualnih informacija. bioluminiscencija.

Velika gustoća(1 g/cm3, što je 800 puta više od gustine vazduha) i viskoznost vode ( 55 puta veća od one u zraku) dovela je do razvoja posebnih adaptacija vodenih organizama :

1) Biljke imaju vrlo slabo razvijena ili potpuno odsutna mehanička tkiva - njih podržava sama voda. Većina njih karakterizira uzgona zbog međućelijskih šupljina koje nose zrak. Karakteristično aktivan vegetativno razmnožavanje, razvoj hidrohorije - uklanjanje cvjetnih stabljika iznad vode i distribucija polena, sjemena i spora površinskim strujama.

2) Kod životinja koje žive u vodenom stupcu i aktivno plivaju, tijelo ima aerodinamičan oblik i podmazano je sluzom, što smanjuje trenje prilikom kretanja. Razvijeni uređaji za povećanje plovnosti: nakupine masti u tkivima, plivaći mjehuri u ribama, zračne šupljine u sifonoforima. Kod životinja koje pasivno plivaju, specifična površina tijela povećava se zbog izraslina, kralježnica i dodataka; tijelo je spljošteno, a skeletni organi smanjeni. Različiti putevi lokomocija: savijanje tijela uz pomoć flagela, cilija, reaktivni način kretanja (glavonošci).

Kod bentoskih životinja skelet nestaje ili je slabo razvijen, povećava se veličina tijela, često je smanjenje vida i razvijaju se taktilni organi.

Currents. Karakteristična karakteristika vodenog okoliša je mobilnost. Određuje se osekama i osekama, morske struje, oluje, različiti nivoi kota riječnih korita. Adaptacije hidrobionta:

1) U protočnim rezervoarima biljke su čvrsto pričvršćene za stacionarne podvodne objekte. Donja površina im je prvenstveno podloga. Ovo su zelene i dijatomeje, vodene mahovine. Mahovine čak formiraju gusti pokrivač brze rolnice rec. U zoni plime i oseke mora mnoge životinje imaju uređaje za pričvršćivanje na dno ( puževi, školjke) ili se sakriti u pukotinama.

2) Ribe u tekućim vodama imaju okruglo tijelo u prečniku, dok ribe koje žive pri dnu, poput beskičmenjaka koji žive na dnu, imaju ravno tijelo. Mnogi imaju organe vezivanja za podvodne objekte na trbušnoj strani.

Salinitet vode.

Prirodne rezervoare karakteriše određena hemijski sastav. Prevladavaju karbonati, sulfati i hloridi. U slatkovodnim tijelima koncentracija soli nije veća od 0,5 ‰ (a oko 80% su karbonati), u morima - od 12 do 35 ‰ (uglavnom hloridi i sulfati). Kada je salinitet veći od 40 ppm, vodno tijelo se naziva hiperslanom ili preslanom.

1) B svježa voda(hipotonična sredina) procesi osmoregulacije su dobro izraženi. Hidrobionti su prisiljeni stalno uklanjati vodu koja prodire u njih, oni su homojosmotični (cilijati "pumpaju" kroz sebe količinu vode jednaku svojoj težini svake 2-3 minute). U slanoj vodi (izotonična sredina) koncentracija soli u tijelima i tkivima hidrobionta je ista (izotonična) sa koncentracijom soli otopljenih u vodi - one su poikiloosmotske. Zbog toga stanovnici slanih voda nemaju razvijene osmoregulatorne funkcije i nisu bili u mogućnosti da nasele slatkovodna tijela.

2) vodenih biljaka su u stanju da apsorbuju vodu i hranljive materije iz vode – „čorbe“, celom površinom, pa su im listovi jako raščlanjeni, a provodna tkiva i koren su slabo razvijeni. Korijenje služi uglavnom za pričvršćivanje na podvodnu podlogu. Većina slatkovodnih biljaka ima korijenje.

Tipično pomorski i tipično slatkovodne vrste– stenohaline, ne podnose značajne promjene saliniteta vode. Postoji nekoliko eurihalinih vrsta. Česte su u bočatim vodama (slatkovodni smuđ, štuka, deverika, cipal, primorski losos).

Sastav gasova u vodi.

U vodi je kiseonik najvažniji faktor životne sredine. U vodi zasićenoj kiseonikom, njen sadržaj ne prelazi 10 ml po 1 litri, što je 21 puta manje nego u atmosferi. Kada se voda miješa, posebno u tekućim rezervoarima, i kako temperatura pada, sadržaj kisika se povećava. Neke ribe su vrlo osjetljive na nedostatak kisika (pastrmka, gavčica, lipljen) i stoga preferiraju hladne planinske rijeke i potoke. Ostale ribe (karaš, šaran, plotica) su nepretenciozne za sadržaj kisika i mogu živjeti na dnu dubokih rezervoara. Mnogi vodeni insekti, larve komaraca i plućni mekušci također su tolerantni na sadržaj kisika u vodi, jer se s vremena na vrijeme izdižu na površinu i gutaju svježi zrak.

U vodi ima dovoljno ugljičnog dioksida (40-50 cm 3 /l - skoro 150 puta više nego u zraku. Koristi se u fotosintezi biljaka i ide na formiranje krečnjačkih skeletnih formacija životinja (školjke mekušaca, omoti rakova, radiolarije). okviri itd.).

Kiselost. U slatkovodnim vodama kiselost vode, odnosno koncentracija vodikovih jona, varira mnogo više nego u morskim vodama - od pH = 3,7-4,7 (kisela) do pH = 7,8 (alkalna). Kiselost vode je u velikoj mjeri određena sastav vrsta hidrobiont biljke. IN kisele vode U močvarama rastu mahovine sphagnum, a rizomi školjki žive u izobilju, ali nema bezubih mekušaca (Unio), a drugi mekušci se rijetko nalaze. Mnoge vrste ribnjaka i elodeje razvijaju se u alkalnom okruženju. Većina slatkovodne ribežive u pH rasponu od 5 do 9 i masovno umiru izvan ovih vrijednosti. Najproduktivnije vode su sa pH 6,5-8,5.

Kiselost morska voda opada sa dubinom.

Kiselost može poslužiti kao pokazatelj ukupne stope metabolizma u zajednici. Vode sa niskim pH sadrže malo nutrijenata, pa je produktivnost izuzetno niska.

Hidrostatički pritisak u okeanu je od velike važnosti. Sa uranjanjem u vodu od 10 m, pritisak se povećava za 1 atmosferu. U najdubljem dijelu okeana tlak dostiže 1000 atmosfera. Mnoge životinje mogu tolerirati nagle fluktuacije tlaka, posebno ako nemaju slobodan zrak u svojim tijelima. U suprotnom može doći do razvoja plinske embolije. Visoki pritisci, karakteristični za velike dubine, u pravilu inhibiraju vitalne procese.

Na osnovu količine organske materije dostupne hidrobiontima, vodna tijela se mogu podijeliti na: - oligotrofni (plava i providna) – nije bogata hranom, duboka, hladna; - eutrofičan (zeleno) – bogato hranom, toplo; distrofičan (smeđa) – siromašna hranom, kisela zbog gutanja velika količina huminske kiseline tla.

Eutrofikacija– obogaćivanje vodnih tijela organskim nutrijentima pod uticajem antropogeni faktor(npr. ispuštanje otpadnih voda).

Ekološka plastičnost vodenih organizama. Slatkovodne biljke i životinje su ekološki plastičnije (euritermalne, eurihalne) od morskih stanovnika priobalnih područja (euritermalnih) od dubokomorskih; Postoje vrste koje imaju usku ekološku plastičnost u odnosu na jedan faktor (lotos je stenotermna vrsta, škampi (Artimia solina) je stenotermna) i široku – u odnosu na druge. Organizmi su plastičniji u odnosu na one faktore koji su promjenjiviji. I to su one koje su rasprostranjenije (elodea, rizomi Cyphoderia ampulla). Plastičnost zavisi i od starosti i faze razvoja.

Zvuk putuje brže u vodi nego u vazduhu. Zvučna orijentacija je općenito bolje razvijena kod vodenih organizama od vizualne orijentacije. Brojne vrste čak otkrivaju vibracije vrlo niske frekvencije (infrazvuke) koje se javljaju kada se ritam valova promijeni. Brojni vodeni organizmi traže hranu i navigiraju koristeći eholokaciju - percepciju reflektovanog zvučni talasi(kitovi). Mnogi percipiraju reflektirane električne impulse, proizvodeći pražnjenja različitih frekvencija tijekom plivanja.

Najstariji način orijentacije, svojstven svim vodenim životinjama, je percepcija kemije okoliša. Hemoreceptori mnogih vodenih organizama su izuzetno osjetljivi.

Zemljište-vazdušno stanište

U toku evolucije, ovo okruženje se razvilo kasnije od vodenog. Faktori okoline u prizemno-vazdušnoj sredini razlikuju se od ostalih staništa po velikom intenzitetu svetlosti, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti vazduha i korelaciji svih faktora sa geografska lokacija, mijenjanje godišnjih doba i doba dana. Životna sredina je plinovita, pa je karakterizira niska vlažnost, gustina i pritisak, te visok sadržaj kisika.

Karakteristično abiotički faktori okruženje svetlosti, temperature, vlage - vidi prethodno predavanje.

Gasni sastav atmosfere je takođe važno klimatski faktor. Prije otprilike 3 -3,5 milijardi godina, atmosfera je sadržavala dušik, amonijak, vodonik, metan i vodenu paru, au njoj nije bilo slobodnog kisika. Sastav atmosfere u velikoj mjeri određivali su vulkanski plinovi.

Trenutno se atmosfera sastoji uglavnom od dušika, kisika i relativno manjih količina argona i ugljičnog dioksida. Svi ostali gasovi prisutni u atmosferi sadržani su samo u količinama u tragovima. Od posebnog značaja za biotu je relativni sadržaj kiseonika i ugljen-dioksida.

Visok sadržaj kisik je doprinio povećanju metabolizma u kopnenim organizmima u odnosu na primarne vodene. Upravo u kopnenom okruženju, zasnovanom na visokoj efikasnosti oksidativnih procesa u tijelu, nastala je životinjska homeotermija. Kiseonik, zbog svog stalno visokog sadržaja u vazduhu, nije faktor koji ograničava život u kopnenoj sredini. Samo mjestimično, pod određenim uslovima, stvara se privremeni nedostatak, na primjer u nakupinama raspadajućih biljnih ostataka, rezervi žitarica, brašna itd.

Sadržaj ugljičnog dioksida može varirati u određenim područjima površinskog sloja zraka u prilično značajnim granicama. Na primjer, ako nema vjetra u centru veliki gradovi njegova koncentracija se povećava deset puta. Redovne su dnevne promjene sadržaja ugljičnog dioksida u površinskim slojevima, povezane s ritmom fotosinteze biljaka, te sezonske promjene uzrokovane promjenama u brzini disanja živih organizama, uglavnom mikroskopske populacije tla. Povećana zasićenost zraka ugljičnim dioksidom javlja se u zonama vulkanske aktivnosti, u blizini termalni izvori i drugih podzemnih ispusta ovog gasa. Nizak sadržaj ugljičnog dioksida inhibira proces fotosinteze. U uslovima zatvorenog tla moguće je povećati brzinu fotosinteze povećanjem koncentracije ugljičnog dioksida; Ovo se koristi u praksi uzgoja u staklenicima i staklenicima.

Azot vazduha je inertan gas za većinu stanovnika kopnene sredine, ali brojni mikroorganizmi (kvržice, Azotobacter, klostridije, modrozelene alge itd.) imaju sposobnost da ga vežu i uključe u biološki ciklus.

Lokalni zagađivači koji ulaze u zrak također mogu značajno utjecati na žive organizme. Ovo se posebno odnosi na otrovne gasovite materije - metan, sumporov oksid (IV), ugljen monoksid (II), dušikov oksid (IV), sumporovodik, jedinjenja hlora, kao i čestice prašine, čađi i dr., koje začepljuju vazduh u industrijska područja. Basic savremeni izvor hemijsko i fizičko zagađenje atmosfere antropogeno: rad raznih industrijska preduzeća i transport, erozija tla, itd. Sumporov oksid (SO 2), na primjer, je toksičan za biljke čak iu koncentracijama od jedne pedesethiljaditine do milionitog dijela zraka Neke biljne vrste su posebno osjetljive na S0 2 i služe kao osjetljiv indikator njegovog nakupljanja u zraku (na primjer, lišajevi.

Niska gustina vazduha određuje njegovu nisku silu dizanja i neznatan oslonac. Stanovnici vazdušno okruženje moraju imati svoje sistem podrške, podupirući tijelo: biljke - sa raznim mehaničkim tkivima, životinje - sa čvrstim ili, mnogo rjeđe, hidrostatskim skeletom. Osim toga, svi stanovnici zraka usko su povezani sa površinom zemlje, koja im služi za pričvršćivanje i oslonac. Život u suspendiranom stanju u zraku je nemoguć. Istina, mnogi mikroorganizmi i životinje, spore, sjemenke i pelud biljaka redovno su prisutni u zraku i prenose se zračnim strujama (anemohorija), mnoge životinje su sposobne za aktivan let, ali kod svih ovih vrsta glavna je funkcija njihovog životnog ciklusa. - reprodukcija - vrši se na površini zemlje. Za većinu njih boravak u zraku povezan je samo sa naseljavanjem ili traženjem plijena.

Vjetar ima ograničavajući učinak na aktivnost i ravnomjernu distribuciju organizama. Vjetar se čak može promijeniti izgled biljke, posebno u onim staništima, na primjer u alpskim zonama, gdje drugi faktori imaju ograničavajuće djelovanje. U otvorenim planinskim staništima vjetar ograničava rast biljaka i uzrokuje savijanje biljaka na vjetrovitoj strani. Osim toga, vjetar povećava evapotranspiraciju u uvjetima niske vlažnosti. Velika važnost imati oluje, iako je njihov učinak isključivo lokalni. Uragani, pa čak i obični vjetrovi, mogu prenijeti životinje i biljke na velike udaljenosti i time promijeniti sastav zajednica.

Pritisak, po svemu sudeći, nije direktan ograničavajući faktor, ali je direktno povezan sa vremenom i klimom, koji imaju direktan ograničavajući efekat. Mala gustina vazduha uzrokuje relativno nizak pritisak na kopno. Normalno je 760 mmHg. Kako se visina povećava, pritisak opada. Na visini od 5800 m to je samo upola normalno. Nizak pritisak može ograničiti distribuciju vrsta u planinama. Za većinu kičmenjaka gornja granicaživotni vijek je oko 6000 m. Smanjenje tlaka dovodi do smanjenja opskrbe kisikom i dehidracije životinja zbog povećanja brzine disanja. Granice napredovanja viših biljaka u planine su približno iste. Nešto otporniji su člankonošci (prolećari, grinje, pauci), koji se mogu naći na glečerima iznad linije vegetacije.

Općenito, svi kopneni organizmi su mnogo više stenobatski nego vodeni.

Živi u ovom okruženju. Uobičajeno ovdje večinaživotinje, biljke, neke gljive, protozoe i bakterije.

Distribucija vrsta

Alge žive napolju (retko u tlu), ali nikada ne žive u zemljino-vazdušnom okruženju. U tom procesu, neke vrste su naučile da prežive ovde. Prilagođavali su se prvenstveno aerobnim uslovima, jer su ih sami organizovali u atmosferi.

U okruženju zemlja-vazduh iznosi nekoliko desetina do stotina po , što je minimalni indikator za sva četiri okruženja. To dokazuje da oni praktično nisu uobičajeni u okruženju zemlja-vazduh.

Karakteristike okoline

Zemlja-vazdušno okruženje je okruženje koje se sastoji od vazduha, što objašnjava njegovo ime. Obično ga karakteriše sledeće:

• Vazduh ne pruža gotovo nikakav otpor, pa školjka organizama obično ne struji.
• Visok sadržaj kiseonika u vazduhu.
• Postoje klime i godišnja doba.
• Bliže tlu temperatura zraka je viša, pa većina vrsta živi u ravnicama.
• U atmosferi nema vode neophodne za život, pa se organizmi naseljavaju bliže rijekama i drugim vodenim tijelima.
• Biljke koje imaju korijenje iskorištavaju minerale koji se nalaze u tlu i, dijelom, nalaze se u zemljištu.
• Minimalna temperatura zabilježena je na Antarktiku, koja je iznosila -89°C, a maksimalna +59°C.
• Biološka sredina je raspoređena od 2 km ispod do 20 km iznad.

Veze sa drugim staništima

Biljke su najvažnije carstvo za druge organizme. Ali njima je potrebna voda koja dolazi iz vodenog okruženja i minerali od kojih dobijaju okruženje tla. Svim organizmima je potrebno i jedno i drugo, tako da se zračno-kopno okruženje može smatrati poboljšanim okruženjem, koje podržavaju druga dva okruženja, što mu daje još veću svestranost.

Predavanje 3 STANIŠTA I NJIHOVE KARAKTERISTIKE (2 sata)

1.Vodeno stanište

2. Zemljište-vazdušno stanište

3. Tlo kao stanište

4. Organizam kao stanište

U procesu istorijskog razvoja, živi organizmi su ovladali četiri staništa. Prvi je voda. Život je nastao i razvijao se u vodi mnogo miliona godina. Drugi - zemlja-vazduh - biljke i životinje nastale su na kopnu iu atmosferi i brzo se prilagodile novim uslovima. Postepeno transformišući gornji sloj zemlje - litosferu, stvorili su treće stanište - tlo, a sami su postali četvrto stanište.

Vodeno stanište - hidrosfera

Ekološke grupe hidrobionata. Topla mora i okeani (40.000 vrsta životinja) na ekvatoru i tropima odlikuju se najvećom raznolikošću života na sjeveru i jugu, flora i fauna mora postaju stotine puta iscrpljene. Što se tiče distribucije organizama direktno u moru, najveći dio njih je koncentriran u površinskim slojevima (epipelagici) iu sublitoralnoj zoni. Ovisno o načinu kretanja i boravka u pojedinim slojevima, morski stanovnici se dijele u tri ekološke skupine: nekton, plankton i bentos.

Nekton(nektos - plutajući) - aktivno se kreću velike životinje koje mogu savladati velike udaljenosti i jake struje: ribe, lignje, peronošci, kitovi. U slatkovodnim tijelima nekton uključuje vodozemce i mnoge insekte.

Plankton(planktos - lutajući, lebdeći) - zbirka biljaka (fitoplankton: dijatomeje, zelene i plavo-zelene (samo slatkovodna tijela) alge, biljni flagelati, peridinejci, itd.) i malih životinjskih organizama (zooplankton: mali rakovi, veći - pteropodi mekušci, meduze, ctenofori, neki crvi) koji žive na različitim dubinama, ali nisu sposobni za aktivno kretanje i otpor strujama. Plankton također uključuje životinjske larve, čineći posebnu grupu - neuston. Ovo je pasivno plutajuća „privremena“ populacija najgornjeg sloja vode, koju predstavljaju razne životinje (dekapodi, školjkaši i kopepodi, bodljikaši, poliheti, ribe, mekušci, itd.) u fazi larve. Larve, rastući, prelaze u donje slojeve pelagela. Iznad neustona nalazi se pleiston - to su organizmi kod kojih gornji dio tijela raste iznad vode, a donji dio u vodi (patka - lema, sifonofori itd.). Plankton igra važnu ulogu u trofičkim odnosima biosfere, jer je hrana za mnoge vodene stanovnike, uključujući i glavnu hranu za kitove usate (Myatcoceti).

Bentos(bentos – dubina) – hidrobiont dna. Predstavljaju ga uglavnom vezane ili sporo pokretne životinje (zoobentos: foraminefore, ribe, spužve, koelenterati, crvi, brahiopodi, ascidijani itd.), brojniji u plitkim vodama. U plitkoj vodi bentos uključuje i biljke (fitobentos: dijatomeje, zelene, smeđe, crvene alge, bakterije). Na dubinama gdje nema svjetla, fitobentos je odsutan. Duž obala su cvjetnice zoster, rupija. Stjenoviti dijelovi dna su najbogatiji fitobentosom.

U jezerima je zoobentos manje bogat i raznolik nego u moru. Formiraju ga protozoe (cilijate, dafnije), pijavice, mekušci, larve insekata, itd. Fitobentos jezera formiraju slobodno plutajuće dijatomeje, zelene i modrozelene alge; smeđe i crvene alge su odsutne.

Ukorjenjivanje primorskih biljaka u jezerima formiraju jasno definirane pojaseve, čiji sastav i izgled su u skladu sa okolišnim uvjetima u graničnom pojasu kopno-voda. U vodi u blizini obale rastu hidrofiti - biljke polupotopljene u vodu (strijela, bjelica, trska, rogoza, šaš, trihete, trska). Zamjenjuju ih hidatofiti - biljke uronjene u vodu, ali sa plutajućim listovima (lotos, patka, jajne kapsule, čilim, takla) i - dalje - potpuno potopljene (jezerca, elodeja, hara). U hidatofite spadaju i biljke koje plutaju na površini (duckweed).

Velika gustina vodenog okoliša određuje poseban sastav i prirodu promjena faktora koji podržavaju život. Neki od njih su isti kao na kopnu - toplina, svjetlost, drugi su specifični: pritisak vode (povećava se sa dubinom za 1 atm na svakih 10 m), sadržaj kisika, sastav soli, kiselost. Zbog velike gustine okoline, vrijednosti topline i svjetlosti se mijenjaju mnogo brže s visinskim gradijentom nego na kopnu.

Termalni način rada. Vodeni okoliš karakterizira manji toplinski dobitak, jer značajan dio se reflektuje, a isto tako značajan dio se troši na isparavanje. U skladu sa dinamikom kopnenih temperatura, temperature vode pokazuju manja kolebanja dnevnih i sezonskih temperatura. Štaviše, rezervoari značajno izjednačavaju temperaturu u atmosferi priobalnih područja. U nedostatku ledene školjke, mora u hladnoj sezoni djeluju zagrijavajuće na susjedna kopna, a ljeti rashlađuju i vlažu.

Raspon temperatura vode u Svjetskom okeanu je 38° (od -2 do +36°C), u slatkovodnim tijelima - 26° (od -0,9 do +25°C). Sa dubinom, temperatura vode naglo opada. Do 50 m postoje dnevne temperaturne fluktuacije, do 400 – sezonske, dublje postaje konstantno, pada na +1-3°C (na Arktiku je blizu 0°C). Budući da je temperaturni režim u rezervoarima relativno stabilan, njihove stanovnike karakterizira stenotermizam. Manje temperaturne fluktuacije u jednom ili drugom smjeru praćene su značajnim promjenama u vodenim ekosistemima.

Primjeri: "biološka eksplozija" u delti Volge zbog smanjenja nivoa Kaspijskog mora - proliferacija šikara lotosa (Nelumba kaspium), u južnom Primorju - bujanje bijele muhe u rijekama mrtvica (Komarovka, Ilistaya, itd. .) uz čije je obale posječeno i spaljeno drvenasto rastinje.

Zbog različitog stepena zagrijavanja gornjih i donjih slojeva tijekom cijele godine, oseka i oseka, strujanja i oluja, dolazi do stalnog miješanja slojeva vode. Uloga miješanja vode za vodene stanovnike (akvatične organizme) je izuzetno velika, jer istovremeno se ujednačava distribucija kiseonika i nutrijenata unutar rezervoara, obezbeđujući metaboličke procese između organizama i okoline.

Lagani način rada. Intenzitet svjetlosti u vodi znatno je oslabljen zbog njenog odbijanja od površine i apsorpcije od same vode. To uvelike utječe na razvoj fotosintetskih biljaka. Što je voda manje prozirna, to se više svjetlosti apsorbira. Prozirnost vode je ograničena mineralnim suspenzijama i planktonom. Smanjuje se brzim razvojem malih organizama ljeti, a u umjerenim i sjevernim geografskim širinama čak i zimi, nakon uspostavljanja ledenog pokrivača i prekrivanja snijegom na vrhu.

U okeanima, gdje je voda vrlo prozirna, 1% svjetlosnog zračenja prodire do dubine od 140 m, au malim jezerima na dubini od 2 m prodire samo desetine procenta. Zraci iz različitih delova spektra različito se apsorbuju u vodi; Sa dubinom postaje tamnija, a boja vode prvo postaje zelena, zatim plava, indigo i na kraju plavo-ljubičasta, pretvarajući se u potpuni mrak. Hidrobionti također mijenjaju boju u skladu s tim, prilagođavajući se ne samo sastavu svjetlosti, već i njenom nedostatku - hromatskoj adaptaciji. U svijetlim zonama, u plitkim vodama, preovlađuju zelene alge (Chlorophyta), čiji hlorofil upija crvene zrake, s dubinom se zamjenjuju smeđim (Phaephyta), a zatim crvenim (Rhodophyta). Na velikim dubinama fitobentos je odsutan.

Biljke su se prilagodile nedostatku svjetlosti tako što su razvile velike hromatofore koje osiguravaju niska tačka kompenzacija fotosinteze, kao i povećanje površine organa za asimilaciju (indeks površine lista). Dubokomorske alge karakteriziraju snažno raščlanjeni listovi i tanke, prozirne lisne ploče. Polupotopljene i plutajuće biljke karakterizira heterofilnost - listovi iznad vode su isti kao i kod kopnenih biljaka, imaju čvrstu oštricu, razvijen je stomatalni aparat, au vodi su listovi vrlo tanki, sastoje se od uskih režnjevi nalik na niti.

heterofilija: kapsule od jaja, lokvanja, list strijele, čilim (vodeni kesten).

Životinje, kao i biljke, prirodno mijenjaju svoju boju s dubinom. U gornjim slojevima su jarkih boja u različitim bojama, u zoni sumraka (brancin, koralji, rakovi) obojeni su bojama s crvenom nijansom - prikladnije je sakriti se od neprijatelja. Dubokomorskim vrstama nedostaju pigmenti.

Karakteristična svojstva vodene sredine, različita od kopnene, su visoka gustina, pokretljivost, kiselost i sposobnost rastvaranja gasova i soli. Za sve ove uslove, hidrobionti su istorijski razvili odgovarajuće adaptacije.

2. Zemljište-vazdušno stanište

U toku evolucije, ovo okruženje se razvilo kasnije od vodenog. Njegova posebnost je u tome što je plinovit, pa ga karakterizira niska vlažnost, gustina i pritisak te visok sadržaj kisika. U toku evolucije, živi organizmi su razvili neophodne anatomske, morfološke, fiziološke, bihevioralne i druge adaptacije.

Životinje u zemljino-vazdušnoj sredini kreću se po tlu ili kroz vazduh (ptice, insekti), a biljke se ukorijenjuju u tlu. S tim u vezi, životinje su razvile pluća i dušnik, a biljke su razvile stomatalni aparat, tj. organi sa kojima kopneni stanovnici planete apsorbuju kiseonik direktno iz vazduha. Skeletni organi su se snažno razvili, osiguravajući autonomiju kretanja na kopnu i podržavajući tijelo svim svojim organima u uslovima niske gustine okoline, hiljadama puta manje od vode. Ekološki faktori prizemno-vazdušne sredine razlikuju se od ostalih staništa po visokom intenzitetu svetlosti, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti vazduha, korelaciji svih faktora sa geografskim položajem, promenom godišnjih doba i doba dana. Njihovo djelovanje na organizme neraskidivo je povezano s kretanjem zraka i položajem u odnosu na mora i okeane i veoma se razlikuje od djelovanja u vodenoj sredini (Tabela 1).

Uslovi staništa za vazdušne i vodene organizme

(prema D.F. Mordukhai-Boltovsky, 1974)

Kopnene životinje i biljke razvile su vlastite, ništa manje originalne prilagodbe na nepovoljne faktore okoline: složenu strukturu tijela i njegovog integumenta, periodičnost i ritam životnih ciklusa, mehanizme termoregulacije itd. Ciljana mobilnost životinja u potrazi za hranom ima razvijene spore, sjemenke i polen koje se prenose vjetrom, kao i biljke i životinje čiji je život u potpunosti povezan sa zrakom. Formiran je izuzetno blizak funkcionalni, resursni i mehanički odnos sa tlom.

O mnogim adaptacijama se gore govorilo kao o primjerima karakterizacije abiotskih faktora okoline. Stoga, nema smisla da se sada ponavljamo, jer ćemo im se vratiti na praktičnoj nastavi.

Najvažniji biološki medij staništa živih organizama - zemlja-vazduh i voda. Koja je njihova specifičnost?

Šta je okruženje zemlja-vazduh?

Ovo okruženje se nalazi direktno na površini naše planete, kao iu nižim slojevima njene atmosfere. Dom je za većinu živih organizama, koji uključuju:

1. kralježnjacima;
2. na insekte i pauke.

Unutar zemno-vazdušno okruženje Neki mekušci i crvi također žive.

Ako govorimo o vegetaciji, većina viših biljaka (onih koje imaju korijenje i stabljike) također živi u prizemno-vazdušnom okruženju. Isto se može reći i za više pečurke.

Koncentracija bakterija u okolini zemlja-vazduh je relativno niska. Alge (kao niže biljke) su također rijetke u dotičnom staništu.

Kopneno-vazdušno okruženje karakteriše prisustvo velikog procenta kiseonika i značajne razlike u klimi između regiona koji se nalaze na znatnoj udaljenosti jedan od drugog. Najudobniji uslovi za život živih organizama u okolišu koji se razmatra su područja koja se nalaze na malim nadmorskim visinama ili direktno na tlu. Vazduh postaje sve rjeđi i hladniji kako se udaljava od zemlje.

Okruženje kopno-vazduh usko je povezano sa vodenim okruženjem. Proučimo njegove karakteristike.

Šta je vodena sredina?

Vodeno okruženje, ili hidrosfera, je ukupnost okeana planete, njenih mora, kontinentalnih voda i glečera. Ponekad i istraživači uključuju Podzemne vode, kao i ledeni i snježni masivi na Arktiku i Antarktiku. Najveći dio vode na planeti dolazi iz mora i okeana.

Vodeni okoliš čini oko 71% Zemljine površine. U njemu se nalazi većina živih organizama, uključujući:

1. na ribu;
2. za rakove;
3. na školjke;
4. na alge (kao niže biljke).

Mnoge ptice i značajan dio sisara imaju veliku ovisnost o vodenoj sredini. Neke od njih predstavljaju poznate životinje - delfini, kitovi, kojima je voda glavno stanište. Postoje i mnoge više biljke koje rastu u vodi ili na njenoj površini.

Procenat kiseonika u vazduhu otopljenom u vodi manji je nego u atmosferi, ali je dovoljan da podrži život organizama koji imaju škrge.

Poređenje

Naravno, postoji više od jedne razlike između kopneno-vazdušne i vodene sredine. One se međusobno razlikuju, posebno:

1. po stanju agregacije, što je očigledno;
2. po sastavu flore i faune;
3. prema stepenu pristupačnosti područja udaljenih od onih koje karakteriše najveća učestalost pojavljivanja bioloških vrsta.

Obje vrste zraka koje se razmatraju, kao što smo već napomenuli, usko su povezane. U prirodi, oni gotovo uvijek stupaju u interakciju jedni s drugima, a u mnogim slučajevima njihova podjela je uslovna. Životna aktivnost mnogih organizama u kopno-vazdušnoj sredini moguća je samo zbog njihove interakcije sa vodenom sredinom i obrnuto.

Utvrdivši koja je razlika između zemlja-vazduh i vodena sredina U osnovi, zaključke ćemo prikazati u maloj tabeli.

Table

Taksonomija mekušaca
Klasa Gastropodi
Ovo je najbrojnija klasa mekušaca - uključuje preko 90 hiljada vrsta. Većina su morski bentoski oblici, ali se nalaze i slatkovodni i kopneni. Kod puževa su dobro izražena sva tri dijela tijela: glava, noga i trup. Ljuska je cijela, ali postoje vrste sa smanjenom ljuskom (puževi). Probavni sustav sastoji se od usta, ždrijela, jednjaka, usjeva, želuca, srednjeg i stražnjeg crijeva i anusa. U ždrijelu se nalazi jezik, na kojem se nalazi poseban organ - rende (radula) za mljevenje hrane. Postoje probavne žlijezde: pljuvačka i jetra. Krv plava nijansa, jer Respiratorni pigment hemocijanin sadrži ione bakra. Ekskretorni sistem je predstavljen jednim bubregom. Nervni sistem sastoji se od 5 pari nervnih ganglija. Čulni organi uključuju vid, dodir i miris.
Reproduktivni sistem: postoje dvodomni i hermafroditni oblici. Oplodnja je unutrašnja, obično unakrsna. Razvoj je direktan ili sa larvom. Predstavnici: puževi, puževi, barski puževi.

Klasa Cephalopods
Najmanja klasa mekušaca - samo oko 700 moderne vrste. To su isključivo morski oblici, sposobni za aktivno i brzo kretanje ( reaktivni princip pokret). Glavonošci imaju trup i glavu, a noga se pretvara u pipke i poseban motorni lijevak. Pipaka može biti 8 (hobotnica, pipci iste dužine i strukture) ili 10 (lignje, sipa, 2 lovačka pipaka i 8 kraćih pravilnih). Pipak ima gumene čašice za hvatanje plijena. Oklop glavonožaca, osim nautilusa, je smanjen. Koža sadrži posebne pigmentne ćelije koje omogućavaju glavonošcima da promijene boju.
Probavni sistem se sastoji od usne šupljine, ždrijela (postoji jezik sa rende), jednjaka, želuca, srednjeg i stražnjeg crijeva. Čeljusti su rožnate, vrlo tvrde, služe za mljevenje plijena. Kanal mastilaste žlezde uliva se u zadnje crevo, čiji sekret ima zaštitni značaj. Dišni organi - uparene škrge. Nervni sistem je najsloženiji od svih mekušaca: nervni ganglije formiraju klaster koji se nalazi u blizini ždrijela. Čulni organi su dobro razvijeni. Oči dostižu posebno složen razvoj: njihova struktura podsjeća na oči sisara.
Svi glavonošci su dvodomne životinje s direktnim razvojem. Nakon parenja ženka polaže jaja iz kojih se izlegu mladi.
Predstavnici: lignje, hobotnica, sipa, nautilus.