akvatiske levesteder

HABITAT OG DERES KARAKTERISTIKA

I processen med historisk udvikling har levende organismer mestret fire levesteder. Den første er vand. Livet opstod og udviklede sig i vand i mange millioner år. Den anden - land-luft - på land og i atmosfæren opstod planter og dyr og tilpassede sig hurtigt nye forhold. Gradvist omdannede de det øverste lag af jord - litosfæren, skabte de et tredje habitat - jorden, og selv blev det fjerde habitat.

akvatiske levesteder

Vand dækker 71 % af jordens areal. Størstedelen af ​​vandet er koncentreret i havene og oceanerne - 94-98%, polaris indeholder omkring 1,2% vand og en meget lille andel - mindre end 0,5%, i ferskvand i floder, søer og sumpe.

Omkring 150.000 dyrearter og 10.000 planter lever i vandmiljøet, hvilket kun er henholdsvis 7 og 8 % af det samlede antal arter på Jorden.

I havene, som i bjergene, udtrykkes lodret zonalitet. Pelagialet - hele vandsøjlen - og benthalen - bunden adskiller sig særligt stærkt i økologi. Vandsøjlen er pelagial, lodret opdelt i flere zoner: epipeligial, bathypeligial, abyssopeligial og ultraabyssopeligial(Fig. 2).

Afhængigt af nedstigningens stejlhed og dybden i bunden skelnes der også flere zoner, som de angivne zoner af pelagialet svarer til:

Littoral - kanten af ​​kysten, oversvømmet under højvande.

Supralittoral - en del af kysten over den øvre tidevandslinje, hvor sprøjt af brænding når.

Sublittoral - et gradvist fald i land til 200m.

Batial - et stejlt fald i land (kontinentalskråning),

Abyssal - en jævn sænkning af bunden af ​​havbunden; dybden af ​​begge zoner når tilsammen 3-6 km.

Ultra-abyssal - dybvandssænkninger fra 6 til 10 km.

Økologiske grupper af hydrobioner. De varmeste have og oceaner (40.000 dyrearter) er kendetegnet ved den største mangfoldighed af liv i området omkring ækvator og troperne; mod nord og syd er havenes flora og fauna udtømt hundredvis af gange. Hvad angår fordeling af organismer direkte i havet, er deres bulk koncentreret i overfladelagene (epipelagial) og i den sublitorale zone. Afhængigt af metoden til bevægelse og ophold i visse lag er livet i havet opdelt i tre økologiske grupper: nekton, plankton og benthos.

Nekton (nektos - flydende) - aktivt bevægende store dyr, der kan overvinde lange afstande og stærke strømme: fisk, blæksprutter, pinnipeds, hvaler. I ferskvandsområder omfatter nekton også padder og mange insekter.

Plankton (planktos - vandrer, svævende) - en samling af planter (fytoplankton: kiselalger, grønne og blågrønne (kun ferskvand) alger, planteflagellater, peridin osv.) og små dyreorganismer (zooplankton: små krebsdyr, fra større - pteropoder bløddyr, vandmænd, ctenophores, nogle orme), der lever i forskellige dybder, men ikke er i stand til aktiv bevægelse og modstand mod strømme. Sammensætningen af ​​plankton omfatter også dyrelarver, der danner en særlig gruppe - neuston . Dette er en passivt svævende "midlertidig" population af det øverste vandlag, repræsenteret af forskellige dyr (dekapoder, bjælker og copepoder, pighuder, polychaetes, fisk, bløddyr osv.) i larvestadiet. Larverne, der vokser op, passerer ind i de nederste lag af pelagela. Over neuston er placeret pleiston - det er organismer, hvor den øverste del af kroppen vokser over vandet, og den nederste del vokser i vandet (andemad - Lemma, sifonophorer osv.). Plankton spiller en vigtig rolle i de trofiske forhold i biosfæren, siden er føde for mange akvatiske liv, herunder hovedføden for bardehvaler (Myatcoceti).

Benthos (benthos - dybde) - bundhydrobionter. Repræsenteret hovedsageligt af vedhæftede eller langsomt bevægende dyr (zoobenthos: foraminforer, fisk, svampe, coelenterater, orme, bløddyr, ascidianer osv.), mere talrige på lavt vand. Planter (phytobenthos: kiselalger, grønne, brune, røde alger, bakterier) trænger også ind i benthos på lavt vand. I en dybde, hvor der ikke er lys, er phytobenthos fraværende. De stenede områder af bunden er rigest på phytobenthos.

I søer er zoobenthos mindre udbredt og forskelligartet end i havet. Den er dannet af protozoer (ciliater, dafnier), igler, bløddyr, insektlarver osv. Søernes phytobenthos er dannet af fritsvømmende kiselalger, grønne og blågrønne alger; brune og røde alger er fraværende.

Vandmiljøets høje tæthed bestemmer den særlige sammensætning og karakter af ændringen i livsbærende faktorer. Nogle af dem er de samme som på land - varme, lys, andre er specifikke: vandtryk (med dybdestigninger med 1 atm for hver 10 m), iltindhold, saltsammensætning, surhedsgrad. På grund af mediets høje tæthed ændres varme- og lysværdier meget hurtigere med højdegradienten end på land.

Termisk regime. Vandmiljøet er karakteriseret ved en lavere varmetilførsel, pga en væsentlig del af det reflekteres, og en lige så væsentlig del bruges på fordampning. I overensstemmelse med dynamikken i landtemperaturer har vandtemperaturen færre udsving i daglige og sæsonmæssige temperaturer. Desuden udligner vandområder i væsentlig grad temperaturforløbet i atmosfæren i kystområder. I mangel af en isskal virker havet i den kolde årstid opvarmende på de tilstødende landområder, om sommeren har det en kølende og fugtgivende effekt.

Området for vandtemperaturer i verdenshavet er 38° (fra -2 til +36°C), i ferskvand - 26° (fra -0,9 til +25°C). Vandtemperaturen falder kraftigt med dybden. Op til 50 m observeres daglige temperatursvingninger, op til 400 - sæsonbestemt, dybere bliver det konstant og falder til + 1-3 ° С. Da temperaturregimet i reservoirer er relativt stabilt, er deres indbyggere karakteriseret ved stenotermi.

På grund af de øvre og nedre lags forskellige opvarmningsgrad i løbet af året, ebbe og flod, strøm, storme, sker der en konstant sammenblanding af vandlagene. Rollen af ​​at blande vand for vandlevende liv er usædvanlig stor, fordi. samtidig jævnes fordelingen af ​​ilt og næringsstoffer inde i reservoirerne, hvilket giver metaboliske processer mellem organismer og miljøet.

I stillestående vandområder (søer) af tempererede breddegrader sker lodret blanding forår og efterår, og i disse årstider bliver temperaturen i hele vandmassen ensartet, dvs. kommer homotermi. Om sommeren og vinteren, som et resultat af en kraftig stigning i opvarmning eller afkøling af de øvre lag, stopper blandingen af ​​vand. Dette fænomen kaldes temperatur dikotomi og perioden med midlertidig stagnation - stagnation(sommer eller vinter). Om sommeren forbliver de lettere varme lag på overfladen, idet de er placeret over de tunge kolde (fig. 3). Om vinteren har bundlaget tværtimod varmere vand, da overfladevandstemperaturen direkte under isen er mindre end +4°C, og på grund af vands fysisk-kemiske egenskaber bliver de lettere end vand med en temperatur over + 4°C.

I perioder med stagnation skelnes der tydeligt mellem tre lag: det øverste (epilimnion) med de skarpeste sæsonbestemte udsving i vandtemperaturen, det midterste (metalimnion eller termoklin), hvor der er et skarpt spring i temperaturen, og nær bunden ( hypolimnion), hvor temperaturen varierer lidt i løbet af året. I perioder med stagnation dannes der iltmangel i vandsøjlen - om sommeren i den nederste del og om vinteren i den øvre del, hvorved der ofte opstår fisk, der dør om vinteren.

Lys tilstand. Lysintensiteten i vand er stærkt dæmpet på grund af dets refleksion af overfladen og absorption af vandet selv. Dette påvirker i høj grad udviklingen af ​​fotosyntetiske planter.

Lysabsorptionen er jo stærkere, jo lavere gennemsigtighed af vand er, hvilket afhænger af antallet af partikler suspenderet i det (mineralsuspensioner, plankton). Det aftager med den hurtige udvikling af små organismer om sommeren, og på tempererede og nordlige breddegrader falder det også om vinteren, efter etableringen af ​​et isdække og dækker det med sne fra oven.

Gennemsigtighed er karakteriseret ved den maksimale dybde, hvor en specielt sænket hvid skive med en diameter på ca. 20 cm (Secchi disk) stadig er synlig. De mest gennemsigtige farvande er i Sargassohavet: skiven er synlig i en dybde på 66,5 m. I Stillehavet er Secchi-skiven synlig op til 59 m, i det indiske - op til 50, i lavvandet hav - op til 5-15 m. Gennemsigtigheden af ​​floder er i gennemsnit 1-1,5 m, og i de mest mudrede floder er den kun få centimeter.

I havene, hvor vandet er meget gennemsigtigt, trænger 1 % af lysstrålingen ned til en dybde på 140 m, og i små søer på 2 m dybde trænger kun tiendedele af en procent ind. Stråler fra forskellige dele af spektret absorberes forskelligt i vand, røde stråler absorberes først. Med dybden bliver det mørkere, og farven på vandet bliver først grøn, derefter blå, blå og til sidst blåviolet, og bliver til fuldstændig mørke. Følgelig ændrer hydrobionter også farve og tilpasser sig ikke kun til lysets sammensætning, men også til dets manglende kromatiske tilpasning. I lyse zoner, i lavt vand, dominerer grønne alger (Chlorophyta), hvis klorofyl absorberer røde stråler, med dybde erstattes de af brune (Phaephyta) og derefter røde (Rhodophyta). Phytobenthos er fraværende på store dybder.

Planter har tilpasset sig manglen på lys ved at udvikle store kromatoforer og ved at øge arealet af assimilerende organer (bladoverfladeindeks). For dybhavsalger er stærkt dissekerede blade typiske, bladbladene er tynde, gennemskinnelige. For halvt neddykkede og flydende planter er heterofyli karakteristisk - bladene over vandet er de samme som landplanters, de har en hel plade, stomatalapparatet er udviklet, og i vandet er bladene meget tynde, består bl.a. smalle filiforme lapper.

Dyr, ligesom planter, ændrer naturligt deres farve med dybden. I de øverste lag er de farvestrålende i forskellige farver, i skumringszonen (havaborre, koraller, krebsdyr) er malet i farver med en rød nuance - det er mere bekvemt at gemme sig fra fjender. Dybhavsarter er blottet for pigmenter. I havets mørke dyb bruger organismer det lys, der udsendes af levende væsener, som en kilde til visuel information. bioluminescens.

stor tæthed(1 g/cm3, hvilket er 800 gange luftens tæthed) og vands viskositet ( 55 gange højere end luftens) førte til udviklingen af ​​specielle tilpasninger af hydrobionter :

1) Planter har meget dårligt udviklet eller helt fraværende mekaniske væv - de understøttes af selve vandet. De fleste er karakteriseret ved opdrift, på grund af luftførende intercellulære hulrum. Karakteriseret ved aktiv vegetativ reproduktion, udvikling af hydrochoria - fjernelse af blomsterstængler over vandet og spredning af pollen, frø og sporer ved overfladestrømme.

2) Hos dyr, der lever i vandsøjlen og svømmer aktivt, har kroppen en strømlinet form og er smurt med slim, hvilket mindsker friktionen under bevægelse. Tilpasninger er blevet udviklet for at øge opdriften: ophobninger af fedt i væv, svømmeblærer hos fisk, lufthulrum i sifonophorer. Hos passivt svømmende dyr øges kroppens specifikke overflade på grund af udvækster, rygsøjler og vedhæng; kroppen flader, der sker reduktion af skeletorganer. Forskellige bevægelsesformer: bøjning af kroppen ved hjælp af flageller, cilia, jet bevægelsesmåde (blæksprutter).

Hos bunddyr forsvinder skelettet eller er dårligt udviklet, kroppens størrelse øges, synsnedsættelsen er almindelig og udviklingen af ​​føleorganer.

strømme. Et karakteristisk træk ved vandmiljøet er mobilitet. Det er forårsaget af ebbe og flod, havstrømme, storme, forskellige niveauer af højder af flodsenge. Tilpasninger af hydrobionter:

1) I strømmende vand er planter solidt knyttet til faste undervandsgenstande. Bundfladen for dem er primært et substrat. Disse er grønne og kiselalger, vandmoser. Mosser danner endda et tæt dække på hurtigtstrømmende floder. I havenes tidevandszone har mange dyr også anordninger til at fastgøre til bunden (snegle, bjælker), eller de gemmer sig i sprækker.

2) Hos fisk i strømmende vand er kroppen rund i diameter, og hos fisk, der lever nær bunden, som hos bunddyr, er kroppen flad. Mange på den ventrale side har fikseringsorganer til undervandsgenstande.

Saltholdighed af vand.

Naturlige vandområder har en vis kemisk sammensætning. Carbonater, sulfater og chlorider dominerer. I ferskvandsforekomster er saltkoncentrationen ikke mere end 0,5 ‰ (og omkring 80% er karbonater), i havene - fra 12 til 35 ‰ (hovedsageligt klorider og sulfater). Med en saltholdighed på mere end 40 ppm kaldes reservoiret hyperhalin eller oversaltet.

1) I ferskvand (hypotonisk miljø) er osmoreguleringsprocesserne godt udtrykt. Hydrobionter er tvunget til konstant at fjerne vandet, der trænger ind i dem, de er homoiosmotiske (ciliater "pumper" gennem sig selv en mængde vand svarende til dets vægt hvert 2.-3. minut). I saltvand (isotonisk medium) er koncentrationen af ​​salte i hydrobionternes kroppe og væv den samme (isotoniske) med koncentrationen af ​​salte opløst i vand - de er poikiloosmotiske. Derfor er osmoregulatoriske funktioner ikke udviklet blandt indbyggerne i saltvandsforekomster, og de kunne ikke befolke ferskvandsforekomster.

2) Vandplanter er i stand til at absorbere vand og næringsstoffer fra vandet - "bouillon", med hele overfladen, så deres blade er stærkt dissekeret og ledende væv og rødder er dårligt udviklet. Rødderne tjener hovedsageligt til at fæstne sig til undervandssubstratet. De fleste ferskvandsplanter har rødder.

Typisk er marine og typisk ferskvandsarter stenohaline og tolererer ikke væsentlige ændringer i vands saltholdighed. Der er få euryhaline arter. De er almindelige i brakvand (ferskvandssnoer, gedde, brasen, multe, kystlaks).

Og direkte eller indirekte påvirker dets vitale aktivitet, vækst, udvikling, reproduktion.

Hver organisme lever i et bestemt habitat. Elementer eller egenskaber ved miljøet kaldes miljøfaktorer. Der skelnes mellem fire livsmiljøer på vores planet: jord-luft, vand, jord og en anden organisme. Levende organismer er tilpasset til at eksistere under visse livsbetingelser og i et bestemt miljø.

Nogle organismer lever på land, andre i jord og andre i vand. Nogle valgte andre organismers kroppe som deres opholdssted. Der skelnes således mellem fire levende miljøer: jord-luft, vand, jord, en anden organisme (fig. 3). Hvert af livets miljøer er kendetegnet ved visse egenskaber, som de organismer, der lever i det, er tilpasset.

Jord-luft miljø

Jord-luft-miljøet er kendetegnet ved lav lufttæthed, en overflod af lys, en hurtig ændring i temperatur og variabel luftfugtighed. Derfor har organismer, der lever i jord-luftmiljøet, veludviklede støttestrukturer - det ydre eller indre skelet hos dyr, specielle strukturer i planter.

Mange dyr har bevægelsesorganer på jorden - lemmer eller vinger til flugt. Takket være de udviklede synsorganer ser de godt. Landorganismer har tilpasninger, der beskytter dem mod udsving i temperatur og luftfugtighed (for eksempel specielle kropsdæksler, reder, huler). Planter har veludviklede rødder, stængler, blade.

Vandmiljø

Vandmiljøet er kendetegnet ved en højere tæthed sammenlignet med luft, så vand har en opdriftskraft. Mange organismer "svæver" i vandsøjlen - små dyr, bakterier, protister. Andre bevæger sig aktivt. For at gøre dette har de bevægelsesorganer i form af finner eller svømmefødder (fisk, hvaler, sæler). Aktive svømmere har en tendens til at have en strømlinet kropsform.

Mange akvatiske organismer (kystplanter, alger, koralpolypper) fører en knyttet levevis, andre er stillesiddende (nogle bløddyr, søstjerner).

Vand akkumulerer og holder på varmen, så der er ikke så skarpe temperaturudsving i vand som på land. Mængden af ​​lys i vandområder varierer med dybden. Derfor bebor autotrofer kun den del af reservoiret, hvor lyset trænger ind. Heterotrofe organismer har mestret hele vandsøjlen.

jordmiljø

Der er intet lys i jordmiljøet, der er ingen skarp ændring i temperatur, høj tæthed. Bakterier, protister, svampe, nogle dyr (insekter og deres larver, orme, muldvarpe, spidsmus) lever i jorden. Jorddyr har en kompakt krop. Nogle af dem har gravende lemmer, synsorganer er fraværende eller underudviklede (muldvarp).

Helheden af ​​de elementer i miljøet, der er nødvendige for organismen, uden hvilke den ikke kan eksistere, kaldes eksistensbetingelserne eller livsbetingelserne.

På denne side er der materiale om emnerne:

• hvilke planter der lever i jordens habitat

• økologiske forhold for levende organismer som levested

• eksempler på begreberne habitat og levemiljø

• hvorfor er organismer, der lever i luftmiljøet, mere forskelligartede

• indbyggere i kroppen som levested

Spørgsmål til denne artikel:

• Hvad er levested og eksistensbetingelser?

• Hvad kaldes miljøfaktorer?

• Hvilke grupper af miljøfaktorer skelnes der mellem?

• Hvilke egenskaber er karakteristiske for jord-luftmiljøet?

• Hvorfor menes det, at livets jord-luft-miljø er mere komplekst end vand eller jord?

• Hvad er kendetegnene ved organismer, der lever inde i andre organismer?

• Der er flere hovedlivsmiljøer på planeten Jorden:

  vand

  jord-luft

  jord

  levende organisme.

  Vandlevende miljø.

  Organismer, der lever i vand, har tilpasninger bestemt af vands fysiske egenskaber (densitet, termisk ledningsevne, evnen til at opløse salte).

  På grund af vandets opdrift er mange små indbyggere i vandmiljøet i suspension og er ikke i stand til at modstå strømme. Helheden af ​​sådanne små akvatiske indbyggere fik navnet plankton. Plankton omfatter mikroskopiske alger, små krebsdyr, fiskeæg og -larver, vandmænd og mange andre arter.

  Plankton

  Planktoniske organismer bæres af strømmene, ude af stand til at modstå dem. Tilstedeværelsen af ​​plankton i vandet muliggør filtreringstypen af ​​ernæring, dvs. spænding, ved hjælp af forskellige enheder, små organismer og madpartikler suspenderet i vand. Den er udviklet hos både svømmende og stillesiddende bunddyr, såsom søliljer, muslinger, østers og andre. Stillesiddende levetid ville være umulig for akvatiske indbyggere, hvis der ikke var plankton, og det er til gengæld kun muligt i et miljø med tilstrækkelig tæthed.

  Vandtætheden gør det svært at bevæge sig aktivt i det, så hurtige svømmende dyr, såsom fisk, delfiner, blæksprutter, skal have stærke muskler og en strømlinet kropsform.

  

  mako haj

  På grund af vands høje tæthed stiger trykket kraftigt med dybden. Dybhavsbeboere er i stand til at udholde presset, som er tusindvis af gange højere end på landoverfladen.

  Lys trænger kun ned i vandet til en lav dybde, så planteorganismer kan kun eksistere i de øvre horisonter af vandsøjlen. Selv i de reneste have er fotosyntese kun mulig til dybder på 100-200 m. Der er ingen planter på store dybder, og dybvandsdyr lever i fuldstændig mørke.

  Temperaturregimet i vandområder er mildere end på land. På grund af vandets høje varmekapacitet udjævnes temperatursvingninger i det, og vandlevende indbyggere står ikke over for behovet for at tilpasse sig hård frost eller fyrre graders varme. Kun i varme kilder kan vandtemperaturen nærme sig kogepunktet.

  En af vanskelighederne ved akvatiske indbyggeres liv er den begrænsede mængde ilt. Dens opløselighed er ikke særlig høj, og desuden falder den meget, når vandet er forurenet eller opvarmet. Derfor er der nogle gange fryser i reservoirer - indbyggernes massedød på grund af mangel på ilt, hvilket opstår af forskellige årsager.

  

  Fisk dræber

  Miljøets saltsammensætning er også meget vigtig for vandlevende organismer. Marine arter kan ikke leve i ferskvand, og ferskvandsarter kan ikke leve i havene på grund af forstyrrelse af cellerne.

  Livets jord-luft-miljø.

  Dette miljø har et andet sæt funktioner. Det er generelt mere komplekst og forskelligartet end vand. Den har meget ilt, meget lys, skarpere temperaturændringer i tid og rum, meget svagere trykfald, og ofte er der fugtunderskud. Selvom mange arter kan flyve, og små insekter, edderkopper, mikroorganismer, frø og plantesporer bliver båret af luftstrømme, lever og formerer organismer sig på overfladen af ​​jorden eller planter. I et medium med lav densitet som luft har organismer brug for støtte. Derfor udvikles mekaniske væv i landplanter, og hos landdyr er det indre eller ydre skelet mere udtalt end i vandlevende. Den lave lufttæthed gør det lettere at bevæge sig rundt i den. Omkring to tredjedele af landets indbyggere har mestret aktiv og passiv flyvning. De fleste af dem er insekter og fugle.

  

  sort drage

  

  Sommerfugl Kaligo

  Luft er en dårlig varmeleder. Dette letter muligheden for at bevare den varme, der genereres inde i organismerne, og opretholde en konstant temperatur hos varmblodede dyr. Selve udviklingen af ​​varmblodighed blev mulig i det terrestriske miljø. Forfædrene til moderne akvatiske pattedyr - hvaler, delfiner, hvalrosser, sæler - levede engang på land.

  Landboere har meget forskellige tilpasninger forbundet med at forsyne sig med vand, især under tørre forhold. Hos planter er dette et kraftigt rodsystem, et vandtæt lag på overfladen af ​​blade og stængler, evnen til at regulere fordampningen af ​​vand gennem stomata. Hos dyr er disse også forskellige træk ved kroppens og integumentets struktur, men derudover bidrager den tilsvarende adfærd også til at opretholde vandbalancen. De kan for eksempel migrere til vandhuller eller aktivt undgå særligt tørre forhold. Nogle dyr kan leve hele deres liv af tørfoder, som for eksempel jerboaer eller den velkendte tøjmøl. I dette tilfælde opstår det vand, som kroppen har brug for, på grund af oxidationen af ​​de bestanddele af maden.

  kameltornrod

  I terrestriske organismers liv spiller mange andre miljøfaktorer også en vigtig rolle, for eksempel luftens sammensætning, vindene og topografien af ​​jordens overflade. Vejret og klimaet er af særlig betydning. Beboerne i jord-luft-miljøet skal tilpasses klimaet i den del af jorden, hvor de bor, og tåle vejrforholdenes variation.

  Jord som levemiljø.

  Jorden er et tyndt lag af jordoverfladen, behandlet af levende væseners aktiviteter. Faste partikler gennemtrænges i jorden med porer og hulrum fyldt dels med vand og dels med luft, så små vandlevende organismer kan også befinde sig i jorden. Volumenet af små hulrum i jorden er en meget vigtig egenskab ved den. I løs jord kan det være op til 70%, og i tæt jord - omkring 20%. I disse porer og hulrum eller på overfladen af ​​faste partikler lever et stort udvalg af mikroskopiske væsner: bakterier, svampe, protozoer, rundorme, leddyr. Større dyr laver deres egne gange i jorden.

  

  Jordboere

  Hele jorden er gennemsyret af planterødder. Jorddybden bestemmes af dybden af ​​rodgennemtrængning og aktiviteten af ​​gravende dyr. Det er ikke mere end 1,5-2 m.

  Luften i jordhulrum er altid mættet med vanddamp, dens sammensætning er beriget med kuldioxid og udtømt med ilt. På den måde ligner livsbetingelserne i jorden et vandmiljø. På den anden side ændrer forholdet mellem vand og luft i jord sig konstant afhængigt af vejrforholdene. Temperatursvingninger er meget skarpe nær overfladen, men udjævnes hurtigt med dybden.

  Hovedtræk ved jordmiljøet er den konstante tilførsel af organisk materiale, hovedsagelig på grund af døende planterødder og faldende blade. Det er en værdifuld energikilde for bakterier, svampe og mange dyr, så jorden er det mest mættede miljø med liv. Hendes skjulte verden er meget rig og mangfoldig.

  Levende organismer som et levende miljø.

  

  bredt bånd

  Densitet af vand er en faktor, der bestemmer betingelserne for bevægelse af vandorganismer og tryk i forskellige dybder. For destilleret vand er densiteten 1 g/cm3 ved 4°C. Tætheden af ​​naturligt vand indeholdende opløste salte kan være højere, op til 1,35 g/cm 3 . Trykket stiger med dybden med ca. 1 10 5 Pa (1 atm) for hver 10 m i gennemsnit.

  På grund af den skarpe trykgradient i vandområder er hydrobionter generelt meget mere eurybatiske end landorganismer. Nogle arter, fordelt i forskellige dybder, tåler tryk fra flere til hundredvis af atmosfærer. For eksempel bor holothurians af slægten Elpidia og orme Priapulus caudatus fra kystzonen til ultraabyssal. Selv ferskvandsbeboere, såsom ciliater-sko, suvoys, svømmebiller osv., tåler op til 6 10 7 Pa (600 atm) i forsøget.

  Imidlertid er mange indbyggere i havene og oceanerne relativt væg-til-væg og begrænset til visse dybder. Stenobatnost oftest karakteristisk for lavvandede og dybhavsarter. Kun strandkanten er beboet af annelidormen Arenicola, bløddyr bløddyr (Patella). Mange fisk, for eksempel fra gruppen af ​​lystfiskere, blæksprutter, krebsdyr, pogonophorer, søstjerner osv., findes kun på store dybder ved et tryk på mindst 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400-500 atm).

  Vandtætheden gør det muligt at læne sig op af det, hvilket er særligt vigtigt for ikke-skeletformer. Mediets massefylde tjener som betingelse for at svæve i vand, og mange hydrobionter er tilpasset netop denne livsstil. Suspenderede organismer, der flyder i vand, kombineres til en særlig økologisk gruppe af hydrobioner - plankton ("planktos" - svævende).

  Ris. 39. En stigning i den relative overflade af kroppen i planktoniske organismer (ifølge S. A. Zernov, 1949):

  A - stavformede former:

  1 - kiselalger Synedra;

  2 - cyanobacterium Aphanizomenon;

  3 - peridinalge Amphisolenia;

  4 - Euglena acus;

  5 - blæksprutte Doratopsis vermicularis;

  6 - copepod Setella;

  7 - larve af Porcellana (Decapoda)

  

  B - dissekerede former:

  1 - bløddyr Glaucus atlanticus;

  2 - Tomopetris euchaeta orm;

  3 - kræftlarve Palinurus;

  4 - fiskelarve af havtaske Lophius;

  5 – copepod Calocalanus pavo

  Plankton omfatter encellede og koloniale alger, protozoer, vandmænd, sifonophorer, ctenophorer, vingede og kølede bløddyr, forskellige små krebsdyr, larver af bunddyr, fiskeæg og yngel og mange andre (fig. 39). Planktoniske organismer har mange lignende tilpasninger, der øger deres opdrift og forhindrer dem i at synke til bunds. Disse tilpasninger omfatter: 1) en generel stigning i den relative overflade af kroppen på grund af et fald i størrelse, udfladning, forlængelse, udvikling af talrige udvækster eller børster, hvilket øger friktionen mod vand; 2) et fald i densiteten på grund af skelettets reduktion, ophobningen i kroppen af ​​fedtstoffer, gasbobler osv. I kiselalger aflejres reservestoffer ikke i form af tung stivelse, men i form af fedtdråber. Natlyset Noctiluca er kendetegnet ved en sådan overflod af gasvakuoler og fedtdråber i cellen, at cytoplasmaet i det ligner tråde, der kun smelter sammen omkring kernen. Hæverter, en række vandmænd, planktonsnegle og andre har også luftkamre.

  Tang (fytoplankton) svæver passivt i vandet, mens de fleste planktondyr er i stand til at svømme aktivt, men i begrænset omfang. Planktoniske organismer kan ikke overvinde strømme og transporteres af dem over lange afstande. mange slags zooplankton dog er de i stand til lodrette migrationer i vandsøjlen i ti og hundreder af meter, både på grund af aktiv bevægelse og ved at regulere deres krops opdrift. En særlig slags plankton er den økologiske gruppe neuston ("nein" - at svømme) - indbyggerne i overfladefilmen af ​​vand på grænsen til luften.

  Vandets tæthed og viskositet påvirker i høj grad muligheden for aktiv svømning. Dyr, der er i stand til hurtigt at svømme og overvinde strømmens kraft, kombineres i en økologisk gruppe. nekton ("nektos" - flydende). Repræsentanter for nekton er fisk, blæksprutter, delfiner. Hurtig bevægelse i vandsøjlen er kun mulig i nærværelse af en strømlinet kropsform og højt udviklede muskler. Den torpedoformede form udvikles af alle gode svømmere, uanset deres systematiske tilhørsforhold og bevægelsesmetoden i vandet: reaktiv, ved at bøje kroppen, ved hjælp af lemmerne.

  Ilttilstand. I iltmættet vand overstiger dets indhold ikke 10 ml pr. 1 liter, hvilket er 21 gange lavere end i atmosfæren. Derfor er betingelserne for respiration af hydrobionter meget mere komplicerede. Ilt kommer hovedsageligt ind i vandet på grund af algernes fotosyntetiske aktivitet og diffusion fra luften. Derfor er de øverste lag af vandsøjlen som regel rigere på denne gas end de nederste. Med en stigning i temperatur og saltholdighed af vand falder koncentrationen af ​​ilt i det. I lag, der er stærkt befolket af dyr og bakterier, kan der skabes en kraftig mangel på O 2 på grund af dets øgede forbrug. For eksempel i Verdenshavet er dybder rigt på liv fra 50 til 1000 m kendetegnet ved en kraftig forringelse af luftningen - den er 7-10 gange lavere end i overfladevand beboet af fytoplankton. Nær bunden af ​​vandområder kan forholdene være tæt på anaerobe.

  Blandt de akvatiske beboere er der mange arter, der kan tåle store udsving i iltindholdet i vandet, op til dets næsten fuldstændige fravær. (euryoxybionts - "oxy" - oxygen, "biont" - indbygger). Disse omfatter for eksempel ferskvandsoligochaetes Tubifex tubifex, gastropoder Viviparus viviparus. Blandt fisk kan karper, suder, karper modstå meget lav mætning af vand med ilt. Dog en række typer stenoxybiont - de kan kun eksistere ved en tilstrækkelig høj mætning af vand med ilt (regnbueørred, havørred, elritse, ciliærorm Planaria alpina, larver af majfluer, stenfluer osv.). Mange arter er i stand til at falde i en inaktiv tilstand med mangel på ilt - anoxybiose - og dermed opleve en ugunstig periode.

  Respiration af hydrobionter udføres enten gennem overfladen af ​​kroppen eller gennem specialiserede organer - gæller, lunger, luftrør. I dette tilfælde kan dækslerne tjene som et ekstra åndedrætsorgan. For eksempel forbruger loach fisk i gennemsnit op til 63% ilt gennem huden. Hvis der sker gasudveksling gennem kroppens integument, så er de meget tynde. Vejrtrækningen lettes også ved at øge overfladen. Dette opnås i løbet af arternes udvikling ved dannelse af forskellige udvækster, udfladning, forlængelse og et generelt fald i kropsstørrelse. Nogle arter med mangel på ilt ændrer aktivt størrelsen af ​​luftvejsoverfladen. Tubifex tubifex orme forlænger kroppen stærkt; hydraer og søanemoner - tentakler; pighuder - ambulacrale ben. Mange stillesiddende og inaktive dyr fornyer vandet omkring dem, enten ved at skabe dets rettede strøm eller ved at oscillerende bevægelser bidrager til dets blanding. Til dette formål bruger toskallede bløddyr cilia, der forer væggene i kappehulen; krebsdyr - arbejdet i mave- eller thoraxbenene. Igler, larver af ringende myg (blodorm), mange oligochaeter svajer kroppen og læner sig op af jorden.

  Nogle arter har en kombination af vand- og luftåndedræt. Sådanne er lungefisk, diskofante sifonophorer, mange lungebløddyr, krebsdyr Gammarus lacustris m.fl. Sekundære vanddyr bevarer normalt den atmosfæriske type respiration som mere energimæssigt gunstige og har derfor brug for kontakt med luften, for eksempel pinnipeds, hvaler, vandbiller, myggelarver mv.

  Manglen på ilt i vand fører nogle gange til katastrofale fænomener - zamoram, ledsaget af mange hydrobionters død. vinteren fryser ofte forårsaget af dannelsen af ​​is på overfladen af ​​vandområder og ophør af kontakt med luft; sommer- en stigning i vandtemperaturen og et fald i opløseligheden af ​​ilt som følge heraf.

  Den hyppige død af fisk og mange hvirvelløse dyr om vinteren er typisk for f.eks. den nederste del af Ob-flodbassinet, hvis vand, der strømmer fra de sumpede rum i det vestsibiriske lavland, er ekstremt fattigt på opløst ilt. Nogle gange forekommer zamora i havene.

  Ud over iltmangel kan dødsfald forårsages af en stigning i koncentrationen af ​​giftige gasser i vand - metan, svovlbrinte, CO 2 osv., dannet som følge af nedbrydning af organisk materiale i bunden af ​​reservoirer .

  Salt tilstand. Opretholdelse af vandbalancen i hydrobionter har sine egne specifikationer. Hvis det for landdyr og planter er vigtigst at forsyne kroppen med vand under forhold med dens mangel, så er det for hydrobionter ikke mindre vigtigt at opretholde en vis mængde vand i kroppen, når det er i overskud i miljøet. En for stor mængde vand i cellerne fører til en ændring i deres osmotiske tryk og en krænkelse af de vigtigste vitale funktioner.

  Mest vandlevende liv poikilosmotisk: det osmotiske tryk i deres krop afhænger af saltindholdet i det omgivende vand. For vandorganismer er den vigtigste måde at opretholde deres saltbalance på at undgå levesteder med uegnet saltholdighed. Ferskvandsformer kan ikke eksistere i havene, marine former kan ikke tolerere afsaltning. Hvis vandets saltholdighed kan ændre sig, bevæger dyrene sig på jagt efter et gunstigt miljø. For eksempel, under afsaltning af havets overfladelag efter kraftig regn, falder radiolarier, marine krebsdyr Calanus og andre ned til en dybde på 100 m. Hvirveldyr, højere krebs, insekter og deres larver, der lever i vand, tilhører bl.a. homoiosmotisk arter, der opretholder et konstant osmotisk tryk i kroppen, uanset koncentrationen af ​​salte i vandet.

  Hos ferskvandsarter er kropsjuicerne hypertoniske i forhold til det omgivende vand. De er i fare for at blive overvandede, medmindre deres indtag forhindres, eller det overskydende vand fjernes fra kroppen. I protozoer opnås dette ved arbejdet med udskillelsesvakuoler, i flercellede organismer, ved fjernelse af vand gennem udskillelsessystemet. Nogle ciliater afgiver hvert 2.-2.5 minut en mængde vand svarende til kroppens volumen. Cellen bruger meget energi på at "pumpe" overskydende vand ud. Med en stigning i saltindholdet bremses vakuolernes arbejde. Så i Paramecium-sko, ved en vandsaltholdighed på 2,5 % o, pulserer vakuolen med et interval på 9 s, ved 5 % o - 18 s, ved 7,5 % o - 25 s. Ved en saltkoncentration på 17,5 % o holder vakuolen op med at virke, da forskellen i osmotisk tryk mellem cellen og det ydre miljø forsvinder.

  Hvis vandet er hypertonisk i forhold til hydrobionternes kropsvæsker, er de truet af dehydrering som følge af osmotiske tab. Beskyttelse mod dehydrering opnås ved at øge koncentrationen af ​​salte også i kroppen af ​​hydrobionter. Dehydrering forhindres af vanduigennemtrængelige dæk af homoiosmotiske organismer - pattedyr, fisk, højere krebs, akvatiske insekter og deres larver.

  Mange poikilosmotiske arter går i en inaktiv tilstand - anabiose som følge af vandmangel i kroppen med stigende saltholdighed. Dette er karakteristisk for arter, der lever i puljer af havvand og i kystzonen: hjuldyr, flagellater, ciliater, nogle krebsdyr, sortehavet polychaetes Nereis divesicolor osv. Salt dvale- et middel til at overleve ugunstige perioder under forhold med varierende saltholdighed i vand.

  Virkelig euryhalin Der er ikke så mange arter, der kan leve i aktiv tilstand i både fersk- og saltvand blandt vandlevende indbyggere. Disse er hovedsageligt arter, der bor i flodmundinger, flodmundinger og andre brakvandsforekomster.

  Temperatur regime vandområder er mere stabile end på land. Dette skyldes vandets fysiske egenskaber, primært den høje specifikke varmekapacitet, som skyldes, at modtagelse eller frigivelse af en betydelig mængde varme ikke forårsager for skarpe temperaturændringer. Fordampning af vand fra overfladen af ​​vandområder, som forbruger omkring 2263,8 J/g, forhindrer overophedning af de nederste lag, og dannelsen af ​​is, som frigiver fusionsvarmen (333,48 J/g), bremser deres afkøling.

  Amplituden af ​​årlige temperatursvingninger i de øvre lag af havet er ikke mere end 10-15 °C, i kontinentale farvande - 30-35 °C. Dybe lag af vand er karakteriseret ved konstant temperatur. I ækvatorialfarvande er overfladelagenes gennemsnitlige årlige temperatur + (26-27) ° С, i polære farvande - omkring 0 ° C og lavere. I varme grundkilder kan vandtemperaturen nærme sig +100 °C, og i undervandsgejsere ved højtryk på havbunden er der registreret en temperatur på +380 °C.

  Således er der i reservoirer en ret betydelig variation af temperaturforhold. Mellem de øvre lag af vand med sæsonbestemte temperaturudsving udtrykt i dem og de nedre, hvor det termiske regime er konstant, er der en zone med temperaturspring eller termoklin. Termoklinen er mere udtalt i varmt hav, hvor temperaturforskellen mellem det ydre og dybe vand er større.

  På grund af vandets mere stabile temperaturregime blandt hydrobionter er stenothermi i langt højere grad end blandt befolkningen i landet almindelig. Eurytermiske arter findes hovedsageligt i lavvandede kontinentale vandområder og i kysterne af havene på høje og tempererede breddegrader, hvor daglige og sæsonbestemte temperaturudsving er betydelige.

  Lys tilstand. Der er meget mindre lys i vand end i luft. En del af de stråler, der falder ind på overfladen af ​​reservoiret, reflekteres i luften. Refleksionen er stærkere jo lavere Solens position er, så dagen under vand er kortere end på land. For eksempel en sommerdag nær øen Madeira i en dybde på 30 m - 5 timer, og i en dybde på 40 m - kun 15 minutter. Det hurtige fald i mængden af ​​lys med dybden skyldes dets absorption af vand. Stråler med forskellige bølgelængder absorberes forskelligt: ​​røde forsvinder tæt på overfladen, mens blågrønne trænger meget dybere ind. Dybere tusmørke i havet er først grønt, derefter blåt, blåt og blåviolet, og til sidst giver det plads til permanent mørke. Derfor erstatter grønne, brune og røde alger hinanden med dybde, der er specialiseret i at fange lys med forskellige bølgelængder.

  Dyrenes farve ændrer sig med dybden på samme måde. Indbyggerne i de littorale og sublitorale zoner er mest lysende og forskelligartede farvede. Mange dybtliggende organismer, som grotter, har ikke pigmenter. I skumringszonen er rød farve udbredt, hvilket er komplementært til det blåviolette lys på disse dybder. Yderligere farvestråler absorberes mest fuldt ud af kroppen. Dette giver dyrene mulighed for at gemme sig for fjender, da deres røde farve i blåviolette stråler visuelt opfattes som sort. Rød farve er typisk for sådanne dyr i tusmørkezonen som havaborre, røde koraller, forskellige krebsdyr osv.

  Hos nogle arter, der lever nær overfladen af ​​vandområder, er øjnene opdelt i to dele med forskellig evne til at bryde stråler. Den ene halvdel af øjet ser i luften, den anden halvdel i vandet. En sådan "firøjethed" er karakteristisk for de hvirvlende biller, den amerikanske fisk Anableps tetraphthalmus, en af ​​de tropiske arter af blenny Dialommus fuscus. Denne fisk sidder i fordybninger ved lavvande og blotlægger en del af hovedet fra vandet (se fig. 26).

  Lysabsorptionen er jo stærkere, jo lavere gennemsigtighed af vand er, hvilket afhænger af antallet af partikler, der er suspenderet i det.

  Gennemsigtighed er karakteriseret ved den maksimale dybde, hvor en specielt sænket hvid skive med en diameter på ca. 20 cm (Secchi disk) stadig er synlig. De mest gennemsigtige farvande er i Sargassohavet: skiven er synlig i en dybde på 66,5 m. I Stillehavet er Secchi-skiven synlig op til 59 m, i Det Indiske Ocean - op til 50, i lavvandet hav - op til 5-15 m. Flodernes gennemsigtighed er i gennemsnit 1-1,5 m, og i de mest mudrede floder, for eksempel i de centralasiatiske Amu Darya og Syr Darya, kun få centimeter. Grænsen for fotosyntesezonen varierer derfor meget i forskellige vandområder. I det klareste vand eufotiske zone, eller zone af fotosyntese, strækker sig til dybder på ikke mere end 200 m, tusmørke eller dysfotisk, zonen indtager dybder op til 1000-1500 m og dybere, i afotisk zone trænger sollys slet ikke igennem.

  Mængden af ​​lys i de øverste lag af vandområder varierer meget afhængigt af områdets breddegrad og årstiden. Lange polarnætter begrænser i høj grad den tid, der er til rådighed for fotosyntese i de arktiske og antarktiske bassiner, og isdækket gør det svært for lyset at nå alle frysende vandområder om vinteren.

  I havets mørke dyb bruger organismer det lys, der udsendes af levende væsener, som en kilde til visuel information. En levende organismes glød kaldes bioluminescens. Lysende arter findes i næsten alle klasser af vanddyr fra protozoer til fisk, såvel som blandt bakterier, lavere planter og svampe. Bioluminescens ser ud til at være dukket op igen i forskellige grupper på forskellige stadier af evolutionen.

  Bioluminescens kemi er nu ret godt forstået. De reaktioner, der bruges til at generere lys, er varierede. Men i alle tilfælde er dette oxidation af komplekse organiske forbindelser (luciferiner) ved brug af proteinkatalysatorer (luciferase). Luciferiner og luciferaser har forskellige strukturer i forskellige organismer. Under reaktionen frigives den overskydende energi af det exciterede luciferinmolekyle i form af lyskvanter. Levende organismer udsender lys i impulser, normalt som reaktion på stimuli, der kommer fra det ydre miljø.

  Glød spiller muligvis ikke en særlig økologisk rolle i artens liv, men kan være et biprodukt af cellers vitale aktivitet, som for eksempel i bakterier eller lavere planter. Det får kun økologisk betydning hos dyr med et tilstrækkeligt udviklet nervesystem og synsorganer. Hos mange arter får de lysende organer en meget kompleks struktur med et system af reflektorer og linser, der forstærker strålingen (fig. 40). En række fisk og blæksprutter, der ikke er i stand til at generere lys, bruger symbiotiske bakterier, der formerer sig i særlige organer hos disse dyr.

  

  Ris. 40. Lysende organer fra vanddyr (ifølge S. A. Zernov, 1949):

  1 - dybhavsfisker med lommelygte over den tandede mund;

  2 - fordeling af lysende organer i fisk af denne familie. Mystophidae;

  3 - fiskens lysende organ Argyropelecus affinis:

  a - pigment, b - reflektor, c - lysende krop, d - linse

  Bioluminescens har hovedsageligt en signalværdi i dyrenes liv. Lyssignaler kan bruges til orientering i flokken, tiltrække individer af det modsatte køn, lokke ofre til, til maskering eller distraktion. Lysglimt kan være et forsvar mod et rovdyr, blænde eller desorientere det. For eksempel frigiver dybhavsblæksprutter, der flygter fra en fjende, en sky af lysende sekretion, mens arter, der lever i oplyste vand, bruger en mørk væske til dette formål. Hos nogle bundorme - polychaetes - udvikler de lysende organer sig i løbet af modningen af ​​reproduktive produkter, og hunnerne lyser lysere, og øjnene er bedre udviklet hos mænd. Hos rovdyr dybhavsfisk fra havtaskeordenen forskydes den første stråle af rygfinnen til overkæben og omdannes til en fleksibel "stang", der for enden bærer en ormelignende "lokkemad" - en kirtel fyldt med slim med lysende bakterier. Ved at regulere blodtilførslen til kirtlen og dermed tilførslen af ​​ilt til bakterien, kan fisken vilkårligt få "lokkemaden" til at gløde, efterligne ormens bevægelser og lokke byttet til.