Ambiente aquático.

Distribuição de organismos por ambientes vivos

Ao longo de um longo desenvolvimento histórico a matéria viva e a formação de formas cada vez mais perfeitas de seres vivos, organismos, dominando novos habitats, foram distribuídos na Terra de acordo com suas conchas minerais (hidrosfera, litosfera, atmosfera) e adaptados à existência em condições estritamente definidas.

O primeiro meio de vida foi a água. Foi nela que surgiu a vida. Com o desenvolvimento histórico, muitos organismos começaram a povoar o ambiente ar-solo. Como resultado, surgiram plantas e animais terrestres, que evoluíram rapidamente, adaptando-se às novas condições de existência.

No processo de funcionamento da matéria viva na terra, as camadas superficiais da litosfera gradualmente se transformaram em solo, em um peculiar, segundo V. I. Vernadsky, corpo bioinerte do planeta. O solo passou a ser habitado por organismos aquáticos e terrestres, criando um complexo específico de seus habitantes.

Assim, na Terra moderna, quatro ambientes de vida são claramente distinguidos - água, solo e ar, solo e organismos vivos, que diferem significativamente em suas condições. Vamos considerar cada um deles.

Características gerais. O ambiente aquático da vida, a hidrosfera, ocupa até 71% da área do globo. Em termos de volume, as reservas de água na Terra são estimadas em 1370 milhões de metros cúbicos. km, que é 1/800 do volume do globo. A maior parte da água, mais de 98%, está concentrada nos mares e oceanos, 1,24% é representada por gelo nas regiões polares; em águas doces de rios, lagos e pântanos, a quantidade de água não ultrapassa 0,45%.

Cerca de 150.000 espécies de animais (cerca de 7% de seu número total no globo) e 10.000 espécies de plantas (8%) vivem no ambiente aquático. Apesar de representantes da grande maioria dos grupos de plantas e animais permanecerem no ambiente aquático (em seu "berço"), o número de suas espécies é muito menor que o das terrestres. Isso significa que a evolução em terra foi muito mais rápida.

As mais diversas e ricas em plantas e mundo animal mares e oceanos das regiões equatorial e tropical (especialmente os oceanos Pacífico e Atlântico). Ao sul e ao norte desses cinturões, a composição qualitativa dos organismos se esgota gradualmente. Cerca de 40.000 espécies de animais estão distribuídas na área do Arquipélago das Índias Orientais e apenas 400 no Mar de Laptev. Ao mesmo tempo, a maior parte dos organismos do Oceano Mundial está concentrada em uma área relativamente pequena de nas costas marítimas da zona temperada e entre os manguezais dos países tropicais. Em vastas áreas distantes da costa, existem áreas desérticas praticamente desprovidas de vida.

A participação dos rios, lagos e pântanos em comparação com a dos mares e oceanos na biosfera é insignificante. No entanto, eles criam um suprimento de água doce necessário para um grande número de plantas e animais, bem como para os seres humanos.

O ambiente aquático exerce forte influência sobre seus habitantes. Por sua vez, a substância viva da hidrosfera afeta o meio ambiente, processa-o, envolvendo-o na circulação de substâncias. Calcula-se que a água dos mares e oceanos, rios e lagos se decompõe e se repõe no ciclo biótico em 2 milhões de anos, ou seja, toda ela já passou pela matéria viva do planeta mais de mil vezes*. Assim, a hidrosfera moderna é um produto da atividade vital da matéria viva não apenas das épocas geológicas modernas, mas também das passadas.

Uma característica do ambiente aquático é sua mobilidade mesmo em corpos d'água estagnados, sem falar nos rios e riachos de fluxo rápido. Fluxo e refluxo, correntes poderosas, tempestades são observadas nos mares e oceanos; Nos lagos, a água se move sob a influência do vento e da temperatura. O movimento da água garante o suprimento de organismos aquáticos com oxigênio e nutrientes, leva a uma equalização (diminuição) da temperatura em todo o reservatório.

Os habitantes dos corpos d'água desenvolveram adaptações adequadas à mobilidade do ambiente. Por exemplo, em corpos d'água correntes, existem as chamadas plantas "incrustantes" firmemente presas a objetos subaquáticos - algas verdes (Cladophora) com uma pluma de processos, diatomáceas (Diatomeae), musgos aquáticos (Fontinalis), formando uma cobertura densa mesmo em pedras em fendas de rios tempestuosos.

Os animais também se adaptaram à mobilidade do ambiente aquático. Nos peixes que vivem em rios de fluxo rápido, o corpo é quase redondo na seção transversal (truta, peixinho). Eles geralmente se movem em direção à corrente. Invertebrados de corpos d'água corrente geralmente ficam no fundo, seu corpo é achatado na direção dorso-ventral, muitos possuem vários órgãos de fixação no lado ventral, permitindo que se prendam a objetos subaquáticos. Nos mares, os organismos das zonas de maré e surf experimentam a influência mais forte das massas de água em movimento. Cracas (Balanus, Chthamalus), gastrópodes (Patella Haliotis) e algumas espécies de crustáceos escondidos nas fendas da costa são comuns em costões rochosos na zona de arrebentação.

Na vida dos organismos aquáticos em latitudes temperadas, o movimento vertical da água em corpos d'água estagnados desempenha um papel importante. A água neles é claramente dividida em três camadas: o epilímnio superior, cuja temperatura sofre fortes flutuações sazonais; camada de salto de temperatura – metalimnion (termoclina), onde há uma queda acentuada de temperatura; camada profunda inferior, hipolímnio - aqui a temperatura varia ligeiramente ao longo do ano.

No verão, as camadas de água mais quentes estão localizadas na superfície e as mais frias - no fundo. Essa distribuição em camadas de temperaturas em um reservatório é chamada de estratificação direta. No inverno, com a diminuição da temperatura, observa-se a estratificação reversa: as águas frias da superfície com temperatura abaixo de 4 ° C estão localizadas acima das relativamente quentes. Este fenômeno é chamado de dicotomia de temperatura. É especialmente pronunciado na maioria dos nossos lagos no verão e no inverno. Como resultado da dicotomia de temperatura, uma estratificação de densidade da água é formada no reservatório, sua circulação vertical é perturbada e um período de estagnação temporária se instala.

Na primavera, a água da superfície, devido ao aquecimento a 4 ° C, torna-se mais densa e afunda mais, e a água mais quente sobe em seu lugar da profundidade. Como resultado dessa circulação vertical, a homotermia se instala no reservatório, ou seja, por algum tempo, a temperatura de toda a massa de água se iguala. Com um aumento adicional da temperatura, as camadas superiores da água tornam-se menos densas e não afundam mais - a estagnação do verão se instala.

No outono, a camada superficial esfria, torna-se mais densa e afunda mais, deslocando a água mais quente para a superfície. Isso acontece antes do início da homotermia de outono. Quando as águas superficiais são resfriadas abaixo de 4 °C, elas se tornam novamente menos densas e permanecem novamente na superfície. Como resultado, a circulação de água para e a estagnação do inverno se instala.

Organismos em corpos d'água de latitudes temperadas são bem adaptados aos movimentos verticais sazonais das camadas de água, à homotermia na primavera e no outono e à estagnação no verão e no inverno (Fig. 13).

Em lagos de latitudes tropicais, a temperatura da água na superfície nunca cai abaixo de 4 °C, e o gradiente de temperatura neles é claramente expresso nas camadas mais profundas. A mistura de água, via de regra, ocorre aqui de forma irregular na época mais fria do ano.

Condições peculiares para a vida se desenvolvem não apenas na coluna d'água, mas também no fundo do reservatório, uma vez que não há aeração nos solos e os compostos minerais são removidos deles. Portanto, não possuem fertilidade e servem para os organismos aquáticos apenas como um substrato mais ou menos sólido, desempenhando principalmente uma função mecânico-dinâmica. Nesse sentido, o tamanho das partículas do solo, a densidade de seu encaixe e a resistência à lavagem pelas correntes adquirem o maior significado ecológico.

Fatores abióticos do meio aquático. A água como meio vivo tem propriedades físicas e químicas especiais.

O regime de temperatura da hidrosfera é fundamentalmente diferente daquele em outros ambientes. As flutuações de temperatura no Oceano Mundial são relativamente pequenas: a mais baixa é de cerca de -2 ° C e a mais alta é de cerca de 36 ° C. A amplitude de oscilação aqui, portanto, está dentro de 38 °C. A temperatura dos oceanos cai com a profundidade. Mesmo em regiões tropicais a uma profundidade de 1000 m, não excede 4–5°С. Nas profundezas de todos os oceanos existe uma camada de água fria (de -1,87 a +2°C).

Em corpos de água doce interior de latitudes temperadas, a temperatura das camadas de água superficial varia de -0,9 a +25°C, em águas mais profundas é de 4–5°C. As fontes termais são uma exceção, onde a temperatura da camada superficial às vezes atinge 85–93 °С.

Tais características termodinâmicas do ambiente aquático como alta capacidade de calor específico, alta condutividade térmica e expansão durante o congelamento criam condições especialmente favoráveis ​​para a vida. Estas condições são também asseguradas pelo elevado calor latente de fusão da água, pelo que no inverno a temperatura sob o gelo nunca é inferior ao seu ponto de congelação (para a água doce, cerca de 0°C). Como a água tem a densidade mais alta a 4 ° C e se expande quando congela, no inverno o gelo se forma apenas de cima, enquanto a espessura principal não congela.

Como o regime de temperatura dos corpos d'água é caracterizado por grande estabilidade, os organismos que vivem nele se distinguem por uma temperatura corporal relativamente constante e têm uma faixa estreita de adaptabilidade às flutuações da temperatura ambiente. Mesmo pequenos desvios no regime térmico podem levar a mudanças significativas na vida de animais e plantas. Um exemplo é a "explosão biológica" do lótus (Nelumbium caspium) na parte mais ao norte de seu habitat - no delta do Volga. Por muito tempo, essa planta exótica habitou apenas uma pequena baía. Atrás última década a área de matagais de lótus aumentou quase 20 vezes e agora ocupa mais de 1500 hectares de área aquática. Uma expansão tão rápida do lótus é explicada pela queda geral do nível do Mar Cáspio, que foi acompanhada pela formação de muitos pequenos lagos e estuários na foz do Volga. Durante os meses quentes de verão, a água aqui esquentou mais do que antes, e isso contribuiu para o crescimento dos matagais de lótus.

A água também é caracterizada por uma densidade significativa (nesse aspecto, é 800 vezes maior que o ar) e viscosidade. Essas características afetam as plantas, pois elas desenvolvem muito pouco ou nenhum tecido mecânico, de modo que seus caules são muito elásticos e facilmente dobrados. A maioria das plantas aquáticas é inerente à flutuabilidade e à capacidade de ficar suspensa na coluna d'água. Eles então sobem à superfície e caem novamente. Em muitos animais aquáticos, o tegumento é abundantemente lubrificado com muco, o que reduz o atrito durante o movimento, e o corpo adquire uma forma aerodinâmica.

Os organismos do ambiente aquático estão distribuídos por toda a sua espessura (em depressões oceânicas, animais foram encontrados em profundidades superiores a 10.000 m). Naturalmente, em diferentes profundidades, eles experimentam diferentes pressões. As águas profundas estão adaptadas à alta pressão (até 1000 atm), enquanto os habitantes das camadas superficiais não estão sujeitos a ela. Em média, na coluna de água, a cada 10 m de profundidade, a pressão aumenta 1 atm. Todos os hidrobiontes são adaptados a esse fator e, portanto, são divididos em mar profundo e vivem em profundidades rasas.

A transparência da água e seu regime de luz exercem grande influência sobre os organismos aquáticos. Isso afeta especialmente a distribuição de plantas fotossintéticas. Em corpos d'água lodosos, vivem apenas na camada superficial e, onde há grande transparência, penetram em profundidades consideráveis. Uma certa turbidez da água é criada por uma enorme quantidade de partículas suspensas nela, o que limita a penetração da luz solar. A turbidez da água pode ser causada por partículas de substâncias minerais (argila, lodo), pequenos organismos. A transparência da água também diminui no verão com o rápido crescimento da vegetação aquática, com a reprodução em massa de pequenos organismos que ficam em suspensão nas camadas superficiais. O regime de luz dos reservatórios também depende da estação. No norte, em latitudes temperadas, quando os corpos d'água congelam e o gelo ainda está coberto de neve por cima, a penetração da luz na coluna d'água é severamente limitada.

O regime de luz também é determinado pela diminuição regular da luz com a profundidade devido ao fato de que a água absorve a luz do sol. Ao mesmo tempo, os raios com diferentes comprimentos de onda são absorvidos de maneira diferente: os vermelhos são os mais rápidos, enquanto os azul-esverdeados penetram em profundidades consideráveis. O oceano fica mais escuro com a profundidade. A cor do ambiente muda ao mesmo tempo, passando gradativamente de esverdeado para verde, depois para azul, azul, azul-violeta, substituído por uma escuridão constante. Assim, com a profundidade, as algas verdes (Chlorophyta) são substituídas por algas marrons (Phaeophyta) e vermelhas (Rhodophyta), cujos pigmentos são adaptados para captar a luz solar com diferentes comprimentos de onda. Com a profundidade, a cor dos animais também muda naturalmente. Na superfície, camadas leves de água, geralmente vivem animais de cores vivas e diversas, enquanto as espécies do fundo do mar são desprovidas de pigmentos. Na zona crepuscular do oceano, os animais são pintados em cores com tonalidade avermelhada, o que os ajuda a se esconder dos inimigos, já que a cor vermelha nos raios azul-violeta é percebida como preta.

A salinidade desempenha um papel importante na vida dos organismos aquáticos. Como você sabe, a água é um excelente solvente para muitos compostos minerais. Como resultado, os corpos d'água naturais têm uma certa composição química. valor mais alto têm carbonatos, sulfatos, cloretos. A quantidade de sais dissolvidos por 1 litro de água em corpos de água doce não ultrapassa 0,5 g (geralmente menos), nos mares e oceanos chega a 35 g (Tabela 6).

Tabela 6Distribuição de sais básicos em vários corpos d'água (segundo R. Dazho, 1975)

O cálcio desempenha um papel essencial na vida dos animais de água doce. Moluscos, crustáceos e outros invertebrados o utilizam para construir suas conchas e exoesqueleto. Mas os corpos de água doce, dependendo de várias circunstâncias (a presença de certos sais solúveis no solo do reservatório, no solo e no solo das margens, na água dos rios e córregos que correm), diferem muito tanto na composição e na concentração de sais neles dissolvidos. As águas marinhas são mais estáveis ​​a este respeito. Quase todos os elementos conhecidos foram encontrados neles. Porém, em termos de importância, o primeiro lugar é ocupado pelo sal de mesa, depois pelo cloreto e sulfato de magnésio e pelo cloreto de potássio.

Plantas e animais de água doce vivem em um ambiente hipotônico, ou seja, em um ambiente no qual a concentração de solutos é menor do que nos fluidos e tecidos corporais. Devido à diferença de pressão osmótica fora e dentro do corpo, a água penetra constantemente no corpo e os hidrobiontes de água doce são forçados a removê-la intensamente. A este respeito, eles têm processos bem definidos de osmorregulação. A concentração de sais nos fluidos corporais e tecidos de muitos organismos marinhos é isotônica com a concentração de sais dissolvidos na água circundante. Portanto, suas funções osmorregulatórias não são desenvolvidas da mesma forma que na água doce. Dificuldades na osmorregulação são uma das razões pelas quais muitas plantas marinhas e especialmente animais não conseguiram povoar corpos de água doce e acabaram, com exceção de representantes individuais, sendo habitantes marinhos típicos (intestinal - Coelenterata, equinodermos - Echinodermata, pogonóforos - Pogonophora, esponjas - Spongia, tunicados – Tunicata). Em que mesmo tempo, os insetos praticamente não vivem nos mares e oceanos, enquanto as bacias de água doce são abundantemente povoadas por eles. Espécies tipicamente marinhas e tipicamente de água doce não toleram mudanças significativas na salinidade da água. Todos eles são organismos estenohalinos. Existem relativamente poucos animais eurialinos de origem marinha e de água doce. Eles são geralmente encontrados, e em números significativos, em águas salobras. Estes são o lúcio-perca de água doce (Stizostedion lucioperca), o sargo (Abramis brama), o lúcio (Esox lucius), e a família da tainha (Mugilidae) pode ser chamada de marinha.

Em águas doces, são comuns as plantas fortificadas no fundo do reservatório. Freqüentemente, sua superfície fotossintética está localizada acima da água. São taboas (Typha), juncos (Scirpus), ponta de flecha (Sagittaria), nenúfares (Nymphaea), cápsulas de ovos (Nuphar). Em outros, os órgãos fotossintéticos estão submersos na água. Estes incluem pondweeds (Potamogeton), urut (Myriophyllum), elodea (Elodea). Algumas plantas superiores de água doce são privadas de raízes. Eles flutuam livremente ou crescem em objetos subaquáticos ou algas presas ao solo.

Se o oxigênio não desempenha um papel significativo para o ambiente aéreo, então para a água é o fator ambiental mais importante. Seu conteúdo em água é inversamente proporcional à temperatura. Com a diminuição da temperatura, a solubilidade do oxigênio, como outros gases, aumenta. O acúmulo de oxigênio dissolvido na água ocorre como resultado de sua entrada da atmosfera, bem como devido à atividade fotossintética das plantas verdes. Quando a água é misturada, o que é típico para corpos de água corrente e especialmente para rios e riachos de fluxo rápido, o teor de oxigênio também aumenta.

Diferentes animais exibem diferentes necessidades de oxigênio. Por exemplo, truta (Salmo trutta), peixinho (Phoxinus phoxinus) são muito sensíveis à sua deficiência e, portanto, vivem apenas em águas frias e bem misturadas. Roach (Rutilus rutilus), ruff (Acerina cernua), carpa comum (Cyprinus carpio), carpa cruciana (Carassius carassius) são despretensiosos a esse respeito, e larvas de mosquito Chironomidae (Chironomidae) e vermes oligochaete tubifex (Tubifex) vivem em grandes profundidades, onde não há oxigênio algum ou muito pouco. Insetos aquáticos e moluscos pulmonares (Pulmonata) também podem viver em águas com baixo teor de oxigênio. No entanto, eles sobem sistematicamente à superfície, armazenando ar fresco por um tempo.

O dióxido de carbono é cerca de 35 vezes mais solúvel em água do que o oxigênio. Há quase 700 vezes mais na água do que na atmosfera de onde vem. A fonte de dióxido de carbono na água, além disso, são carbonatos e bicarbonatos de metais alcalinos e alcalino-terrosos. O dióxido de carbono contido na água fornece fotossíntese de plantas aquáticas e participa da formação de formações esqueléticas calcárias de invertebrados.

De grande importância na vida dos organismos aquáticos é a concentração de íons de hidrogênio (pH). Piscinas de água doce com pH de 3,7 a 4,7 são consideradas ácidas, 6,95 a 7,3 são neutras e aquelas com pH maior que 7,8 são consideradas alcalinas. Em corpos de água doce, o pH ainda sofre flutuações diárias. A água do mar é mais alcalina e seu pH muda muito menos do que a água doce. O pH diminui com a profundidade.

A concentração de íons de hidrogênio desempenha um papel importante na distribuição de hidrobiontes. Em um pH inferior a 7,5, meio-grama (Isoetes), burrweed (Sparganium) cresce, em 7,7-8,8, ou seja, em um ambiente alcalino, muitos tipos de pondweeds e elodea se desenvolvem. Os musgos esfagno (Sphagnum) predominam nas águas ácidas dos pântanos, mas não existem moluscos de lamelas-brânquias do género Toothless (Unio), outros moluscos são raros, mas os rizomas de conchas (Testacea) são abundantes. A maioria dos peixes de água doce pode suportar um pH de 5 a 9. Se o pH for inferior a 5, há uma morte em massa de peixes e, acima de 10, todos os peixes e outros animais morrem.

Grupos ecológicos de hidrobiontes. A coluna de água - pelágica (pelagos - mar) é habitada por organismos pelágicos que podem nadar activamente ou permanecer (voar) em determinadas camadas. De acordo com isso, os organismos pelágicos são divididos em dois grupos - nécton e plâncton. Os habitantes do fundo formam o terceiro grupo ecológico de organismos - bentos.

Nekton (nekios–· flutuando)– trata-se de um conjunto de animais pelágicos que se movimentam ativamente e não têm ligação direta com o fundo. Basicamente, são animais de grande porte que podem percorrer longas distâncias e fortes correntes de água. Eles são caracterizados por uma forma corporal aerodinâmica e órgãos de movimento bem desenvolvidos. Organismos nekton típicos são peixes, lulas, pinípedes e baleias. Em águas doces, além dos peixes, o nekton inclui anfíbios e insetos que se movem ativamente. Muitos peixes marinhos podem se mover na coluna d'água em grande velocidade. Algumas lulas (Oegopsida) nadam muito rapidamente, até 45–50 km/h, veleiros (Istiopharidae) atingem velocidades de até 100 km/h e espadarte (Xiphias glabius) até 130 km/h.

Plâncton (planktos– pairando, vagando)– esta é uma coleção de organismos pelágicos que não têm a capacidade de movimento ativo rápido. Os organismos planctônicos não resistem às correntes. Estes são principalmente pequenos animais - zooplâncton e plantas - fitoplâncton. A composição do plâncton inclui periodicamente as larvas de muitos animais que voam na coluna d'água.

Organismos planctônicos estão localizados na superfície da água, ou em profundidade, ou mesmo na camada inferior. Os primeiros constituem um grupo especial - o neuston. Organismos, por outro lado, parte do corpo que está na água, e parte está acima de sua superfície, são chamados de pleuston. Estes são sifonóforos (Siphonophora), lentilha (Lemna), etc.

O fitoplâncton tem grande importância na vida dos corpos d'água, pois é o principal produtor de matéria orgânica. Inclui principalmente diatomáceas (Diatomeae) e algas verdes (Chlorophyta), flagelados de plantas (Phytomastigina), Peridineae (Peridineae) e cocolitóforos (Coccolitophoridae). Nas águas do norte do Oceano Mundial, predominam as diatomáceas e, nas águas tropicais e subtropicais, os flagelados blindados. Em águas doces, além das diatomáceas, são comuns as algas verdes e azul-esverdeadas (Cuanophyta).

Zooplâncton e bactérias são encontrados em todas as profundidades. O zooplâncton marinho é dominado por pequenos crustáceos (Copepoda, Amphipoda, Euphausiacea), protozoários (Foraminifera, Radiolaria, Tintinnoidea). Mais principais representantes são moluscos alados (Pteropoda), águas-vivas (Scyphozoa) e ctenóforos flutuantes (Ctenophora), salpas (Salpae), alguns vermes (Alciopidae, Tomopteridae). Em águas doces, crustáceos relativamente grandes que nadam mal (Daphnia, Cyclopoidea, Ostracoda, Simocephalus; Fig. 14), muitos rotíferos (Rotatoria) e protozoários são comuns.

O plâncton das águas tropicais atinge a maior diversidade de espécies.

Grupos de organismos planctônicos são diferenciados por tamanho. Nannoplâncton (nannos - anão) são as menores algas e bactérias; microplâncton (micros - pequeno) - a maioria das algas, protozoários, rotíferos; mesoplâncton (mesos - médio) - copépodes e cladóceros, camarões e vários animais e plantas, com comprimento não superior a 1 cm; macroplâncton (macros - grandes) - águas-vivas, mysids, camarões e outros organismos maiores que 1 cm; megaloplâncton (megalos - enormes) - animais muito grandes, acima de 1 m. Por exemplo, o cinturão flutuante de geléia de pente (Cestus veneris) atinge um comprimento de 1,5 m, e a água-viva de cianeto (Suapea) tem um sino de até 2 m de diâmetro e tentáculos de 30 m de comprimento.

Os organismos do plâncton são um importante componente alimentar de muitos animais aquáticos (incluindo gigantes como as baleias de barbatanas - Mystacoceti), especialmente considerando que eles, e acima de tudo o fitoplâncton, são caracterizados por surtos sazonais de reprodução em massa (floração da água).

bentos (bentos– profundidade)– um conjunto de organismos que vivem no fundo (no solo e no solo) de corpos d'água.É subdividido em fitobentos e zoobentos. É representado principalmente por animais presos ou em movimento lento, bem como escavando no solo. Somente em águas rasas é constituído por organismos que sintetizam a matéria orgânica (produtores), a consomem (consumidores) e a destroem (decompositores). Em grandes profundidades onde a luz não penetra, os fitobentos (produtores) estão ausentes.

Os organismos bentônicos diferem em seu modo de vida - móveis, inativos e imóveis; de acordo com o método de nutrição - fotossintética, carnívora, herbívora, detritívora; por tamanho - macro-, meso-microbenthos.

Os fitobentos dos mares incluem principalmente bactérias e algas (diatomáceas, verdes, marrons, vermelhas). Plantas com flores também são encontradas ao longo das costas: Zostera (Zostera), phyllospodix (Phyllospadix), ruppia (Rup-pia). O fitobentos é mais rico em áreas de fundo rochoso e rochoso. Ao longo das costas, algas (Laminaria) e fucus (Fucus) às vezes formam uma biomassa de até 30 kg por 1 quilômetro quadrado. m. Em solos moles, onde as plantas não podem ser firmemente fixadas, o fitobentos se desenvolve principalmente em locais protegidos das ondas.

Os fitobenos de água doce são representados por bactérias, diatomáceas e algas verdes. As plantas costeiras são abundantes, localizadas desde a costa em cinturões claramente definidos. Plantas semi-submersas (caniços, juncos, taboas e juncos) crescem no primeiro cinturão. A segunda faixa é ocupada por plantas submersas com folhas flutuantes (vagens, nenúfares, lentilhas-d'água, vodokras). No terceiro cinturão, predominam as plantas submersas - pondweed, elodea, etc.

Todas as plantas aquáticas de acordo com seu estilo de vida podem ser divididas em dois grupos ecológicos principais: hidrófitas - plantas imersas na água apenas com a parte inferior e geralmente enraizando no solo, e hidatófitas - plantas totalmente imersas na água, mas às vezes flutuando na superfície ou tendo folhas flutuantes.

O zoobenthos marinho é dominado por foraminíferos, esponjas, celenterados, nemerteanos, poliquetas, sipunculídeos, briozoários, braquiópodes, moluscos, ascídias e peixes. As mais numerosas são as formas bentônicas em águas rasas, onde sua biomassa total costuma atingir dezenas de quilos por 1 quilômetro quadrado. m. Com a profundidade, o número de bentos cai drasticamente e em grandes profundidades é de miligramas por 1 km quadrado. m.

Há menos zoobentos em corpos de água doce do que nos mares e oceanos, e a composição das espécies é mais uniforme. Estes são principalmente protozoários, algumas esponjas, vermes ciliares e oligoquetas, sanguessugas, briozoários, moluscos e larvas de insetos.

Plasticidade ecológica de organismos aquáticos. Os organismos aquáticos têm menos plasticidade ecológica do que os terrestres, uma vez que a água é um ambiente mais estável e seus fatores abióticos sofrem flutuações relativamente menores. Plantas e animais marinhos são os menos plásticos. Eles são muito sensíveis a mudanças na salinidade e temperatura da água. Assim, os corais duros não resistem nem mesmo à dessalinização fraca da água e vivem apenas nos mares, além disso, em solo sólido a uma temperatura de pelo menos 20 °C. Estes são estenobiontes típicos. No entanto, existem espécies com maior plasticidade ecológica. Por exemplo, o rizópode Cyphoderia ampulla é um euribionte típico. Vive nos mares e águas doces, em lagoas quentes e lagos frios.

Animais e plantas de água doce tendem a ser muito mais flexíveis do que os marinhos porque a água doce é um ambiente mais variável. Os mais plásticos são os habitantes de água salobra. Eles são adaptados tanto para altas concentrações de sais dissolvidos quanto para dessalinização significativa. No entanto, há um número relativamente pequeno de espécies, uma vez que os fatores ambientais sofrem mudanças significativas em águas salobras.

A amplitude da plasticidade ecológica dos hidrobiontes é avaliada não apenas em relação a todo o complexo de fatores (eury e stanobiontness), mas também a qualquer um deles. As plantas e os animais costeiros, ao contrário dos habitantes das áreas abertas, são principalmente organismos euritérmicos e eurialinos, uma vez que perto da costa as condições de temperatura e regime salino são bastante variáveis ​​(aquecimento pelo sol e arrefecimento relativamente intenso, dessalinização pelo influxo de água de córregos e rios, principalmente na época das chuvas, etc.). Uma espécie estenotérmica típica é o lótus. Cresce apenas em corpos de água rasos bem aquecidos. Pelas mesmas razões, os habitantes das camadas superficiais são mais euritérmicos e eurialinos em comparação com as formas de águas profundas.

A plasticidade ecológica serve como um importante regulador da dispersão dos organismos. Via de regra, os hidrobiontes com alta plasticidade ecológica são bastante difundidos. Isso se aplica, por exemplo, Elodea. No entanto, o crustáceo Artemia (Artemia salina) é diametralmente oposto a ele nesse sentido. Vive em pequenos reservatórios com água muito salgada. Este é um típico representante estenohalino com estreita plasticidade ecológica. Mas em relação a outros fatores, é muito plástico e, portanto, ocorre em todos os corpos de água salgada.

A plasticidade ecológica depende da idade e da fase de desenvolvimento do organismo. Assim, o molusco gastrópode marinho Littorina em seu estado adulto diariamente na maré baixa muito tempo fica sem água e suas larvas levam um estilo de vida puramente planctônico e não toleram a dessecação.

Características adaptativas das plantas aquáticas. A ecologia das plantas aquáticas, conforme observado, é muito específica e difere nitidamente da ecologia da maioria dos organismos vegetais terrestres. A capacidade das plantas aquáticas de absorver umidade e sais minerais diretamente de ambiente refletidos em sua organização morfológica e fisiológica. Para as plantas aquáticas, em primeiro lugar, é característico o fraco desenvolvimento do tecido condutor e do sistema radicular. Este último serve principalmente para fixação ao substrato subaquático e, ao contrário das plantas terrestres, não desempenha a função de nutrição mineral e abastecimento de água. A este respeito, as raízes das plantas aquáticas enraizadas são desprovidas de pêlos radiculares. Eles são alimentados por toda a superfície do corpo. Rizomas fortemente desenvolvidos em alguns deles servem para propagação vegetativa e armazenamento de nutrientes. Tais são muitas ervas daninhas, nenúfares, cápsulas de ovos.

A alta densidade da água permite que as plantas vivam em toda a sua espessura. Para fazer isso, as plantas inferiores que habitam diferentes camadas e levam um estilo de vida flutuante possuem apêndices especiais que aumentam sua flutuabilidade e permitem que permaneçam em suspensão. Em hidrófitas superiores, o tecido mecânico se desenvolve mal. Em suas folhas, caules, raízes, como observado, estão localizadas cavidades intercelulares portadoras de ar. Isso aumenta a leveza e a flutuabilidade dos órgãos suspensos na água e flutuando na superfície, além de promover a lavagem das células internas com água com gases e sais nela dissolvidos. Os hidatófitos são geralmente caracterizados por uma grande superfície foliar com um pequeno volume total da planta. Isso lhes proporciona trocas gasosas intensas com falta de oxigênio e outros gases dissolvidos na água. Muitas ervas daninhas (Potamogeton lusens, P. perfoliatus) têm caules e folhas finas e muito longas, suas coberturas são facilmente permeáveis ​​ao oxigênio. Outras plantas têm folhas fortemente dissecadas (ranúnculo de água - Ranunculus aquatilis, urt - Myriophyllum spicatum, hornwort - Ceratophyllum dernersum).

Várias plantas aquáticas desenvolveram heterofilia (diversidade). Por exemplo, em Salvinia (Salvinia), as folhas imersas desempenham a função de nutrição mineral e flutuante - orgânica. Em nenúfares e cápsulas de ovos, as folhas flutuantes e submersas diferem significativamente umas das outras. A superfície superior das folhas flutuantes é densa e coriácea com um grande número de estômatos. Isso contribui para uma melhor troca gasosa com o ar. Não há estômatos na parte inferior das folhas flutuantes e subaquáticas.

Uma característica adaptativa igualmente importante das plantas para viver em um ambiente aquático é o fato de que as folhas imersas na água geralmente são muito finas. A clorofila neles geralmente está localizada nas células da epiderme. Isso leva a um aumento na intensidade da fotossíntese em condições de pouca luz. Tais características anatômicas e morfológicas são mais claramente expressas em muitas ervas daninhas (Potamogeton), Elodea (Helodea canadensis), musgos aquáticos (Riccia, Fontinalis), Vallisneria (Vallisneria spiralis).

A proteção das plantas aquáticas contra a lixiviação de sais minerais das células (lixiviação) é a secreção de muco por células especiais e a formação de endoderma na forma de um anel de células de paredes mais espessas.

A temperatura relativamente baixa do ambiente aquático causa a morte das partes vegetativas das plantas imersas na água após a formação dos brotos de inverno, bem como a substituição dos tenros de verão. folhas finas invernos mais duros e curtos. Ao mesmo tempo, a baixa temperatura da água afeta negativamente os órgãos reprodutores das plantas aquáticas e sua alta densidade dificulta a transferência do pólen. Portanto, as plantas aquáticas se reproduzem intensamente por meios vegetativos. O processo sexual em muitos deles é suprimido. Adaptando-se às características do ambiente aquático, a maioria das plantas submersas e flutuantes à superfície lançam hastes floridas para o ar e reproduzem-se sexuadamente (o pólen é transportado pelo vento e pelas correntes de superfície). Os frutos, sementes e outros primórdios resultantes também são espalhados por correntes de superfície (hidrocoria).

Não só plantas aquáticas, mas também muitas plantas costeiras pertencem a hidrocoros. Seus frutos são altamente flutuantes e podem ficar muito tempo na água sem perder a germinação. Frutos e sementes de chastukha (Alisma plantago-aquatica), ponta de flecha (Sagittaria sagittifolia), susak (Butomusumbellatus), pondweeds e outras plantas são transportados pela água. Os frutos de muitos juncos (Cageh) são colocados em sacos peculiares com ar e também são levados por correntes de água. Acredita-se que até os coqueiros se espalharam pelos arquipélagos das ilhas tropicais do Oceano Pacífico devido à flutuabilidade de seus frutos - os cocos. Ao longo do rio Vakhsh, a erva daninha humai (Sorgnum halepense) se espalhou pelos canais da mesma maneira.

Características adaptativas dos animais aquáticos. As adaptações dos animais ao ambiente aquático são ainda mais diversas do que as das plantas. Eles podem distinguir características anatômicas, morfológicas, fisiológicas, comportamentais e outras características adaptativas. Mesmo uma simples enumeração deles é difícil. Portanto, nomearemos em termos gerais apenas os mais característicos deles.

Os animais que vivem na coluna d'água, antes de tudo, possuem adaptações que aumentam sua flutuabilidade e permitem resistir ao movimento da água, das correntes. Os organismos de fundo, ao contrário, desenvolvem dispositivos que os impedem de subir na coluna d'água, ou seja, reduzem a flutuabilidade e permitem que permaneçam no fundo mesmo em águas de fluxo rápido.

Nas pequenas formas que vivem na coluna d'água, observa-se uma redução nas formações esqueléticas. Nos protozoários (Rhizopoda, Radiolaria), as conchas são porosas, as agulhas de sílex do esqueleto são ocas por dentro. A densidade específica de águas-vivas (Scyphozoa) e ctenóforos (Ctenophora) diminui devido à presença de água nos tecidos. O aumento da flutuabilidade também é alcançado pelo acúmulo de gotículas de gordura no corpo (isqueiros - Noctiluca, radiolários - Radiolaria). Acúmulos maiores de gordura também são observados em alguns crustáceos (Cladocera, Copepoda), peixes e cetáceos. A densidade específica do corpo também é reduzida por bolhas de gás no protoplasma das amebas testáceas, câmaras de ar nas conchas dos moluscos. Muitos peixes têm bexigas natatórias cheias de gás. Os sifonóforos de Physalia e Velella desenvolvem poderosas cavidades de ar.

Os animais que nadam passivamente na coluna d'água são caracterizados não apenas pela diminuição do peso, mas também pelo aumento da superfície específica do corpo. O fato é que quanto maior a viscosidade do meio e maior a área de superfície específica do corpo do organismo, mais lentamente ele afunda na água. Como resultado, o corpo achata nos animais, todos os tipos de pontas, protuberâncias e apêndices são formados nele. Isso é característico de muitos radiolários (Chalengeridae, Aulacantha), flagelados (Leptodiscus, Craspedotella) e foraminíferos (Globigerina, Orbulina). Como a viscosidade da água diminui com o aumento da temperatura e aumenta com o aumento da salinidade, as adaptações ao aumento do atrito são mais pronunciadas em altas temperaturas e baixas salinidades. Por exemplo, o flagelar Ceratium do Oceano Índico está armado com apêndices semelhantes a chifres mais longos do que aqueles encontrados nas águas frias do Atlântico Leste.

A natação ativa em animais é realizada com a ajuda de cílios, flagelos, flexão do corpo. É assim que protozoários, vermes ciliares e rotíferos se movem.

Entre os animais aquáticos, é comum nadar a jato devido à energia do jato de água ejetado. Isso é típico de protozoários, águas-vivas, larvas de libélulas e alguns bivalves. O modo de locomoção a jato atinge sua maior perfeição nos cefalópodes. Algumas lulas, ao jogar fora a água, desenvolvem uma velocidade de 40-50 km / h. Em animais maiores, membros especializados são formados (pernas nadadoras em insetos, crustáceos; nadadeiras, nadadeiras). O corpo desses animais é coberto de muco e tem uma forma aerodinâmica.

Um grande grupo de animais, principalmente de água doce, usa o filme superficial da água (tensão superficial) ao se mover. Nele correm livremente, por exemplo, besouros (Gyrinidae), percevejos aquáticos (Gerridae, Veliidae). Pequenos besouros Hydrophilidae se movem ao longo da superfície inferior do filme, caracóis de lagoa (Limnaea) e larvas de mosquito também ficam pendurados nele. Todos eles têm uma série de características na estrutura dos membros e suas capas não são molhadas pela água.

Somente no ambiente aquático os animais imóveis levam um estilo de vida apegado. Eles são caracterizados por uma forma corporal peculiar, leve flutuabilidade (a densidade do corpo é maior que a densidade da água) e dispositivos especiais para fixação ao substrato. Alguns estão presos ao solo, outros rastejam sobre ele ou levam um estilo de vida escavador, alguns se acomodam em objetos subaquáticos, em particular no fundo dos navios.

Dos animais presos ao solo, os mais característicos são as esponjas, muitos celenterados, especialmente hidroides (Hydroidea) e pólipos de coral (Anthozoa), lírios-do-mar (Crinoidea), bivalves (Bivalvia), cracas (Cirripedia), etc.

Entre os animais escavadores, existem muitos vermes, larvas de insetos e também moluscos. Certos peixes passam muito tempo no solo (espigão - Cobitis taenia, peixes chatos - Pleuronectidae, raias - Rajidae), larvas de lampreia (Petromyzones). A abundância destes animais e a sua diversidade de espécies dependem do tipo de solo (pedras, areia, argila, lodo). Em solos pedregosos, eles geralmente são menores do que nos siltosos. Invertebrados que habitam fundos siltosos em massa criam condições ideais para a vida de vários predadores bentônicos maiores.

A maioria dos animais aquáticos são pecilotérmicos e sua temperatura corporal depende da temperatura ambiente. Nos mamíferos homootérmicos (pinípedes, cetáceos) forma-se uma poderosa camada de gordura subcutânea, que desempenha uma função de isolamento térmico.

Para animais aquáticos, a pressão ambiental é importante. A este respeito, distinguem-se os animais stenobate, que não suportam grandes flutuações de pressão, e os animais euribat, que vivem tanto em alta como em baixa pressão. Os holoturianos (Elpidia, Myriotrochus) vivem em profundidades de 100 a 9.000 m, e muitas espécies de lagostins Storthyngura, pogonóforos e lírios marinhos estão localizados em profundidades de 3.000 a 10.000 m. Esses animais do fundo do mar têm características organizacionais específicas: um aumento no corpo tamanho; desaparecimento ou fraco desenvolvimento do esqueleto calcário; frequentemente - redução dos órgãos da visão; aumento do desenvolvimento de receptores táteis; falta de pigmentação do corpo ou, inversamente, coloração escura.

A manutenção de uma certa pressão osmótica e do estado iônico das soluções no corpo dos animais é fornecida por mecanismos complexos do metabolismo do sal e da água. No entanto, a maioria dos organismos aquáticos é poiquilosmótica, ou seja, a pressão osmótica em seu corpo depende da concentração de sais dissolvidos na água circundante. Apenas vertebrados, lagostins superiores, insetos e suas larvas são homoiosmóticos - eles mantêm uma pressão osmótica constante no corpo, independentemente da salinidade da água.

Os invertebrados marinhos basicamente não possuem mecanismos de troca água-sal: anatomicamente são fechados à água, mas osmoticamente abertos. No entanto, seria errado falar sobre a ausência absoluta de mecanismos que controlam o metabolismo do sal de água neles.

Eles são simplesmente imperfeitos, e isso ocorre porque a salinidade da água do mar está próxima da salinidade dos sucos corporais. De fato, nos hidrobiontes de água doce, a salinidade e o estado iônico das substâncias minerais dos sucos corporais são, via de regra, superiores aos da água circundante. Portanto, possuem mecanismos bem definidos de osmorregulação. A maneira mais comum de manter uma pressão osmótica constante é remover regularmente a entrada de água com a ajuda de vacúolos pulsantes e órgãos excretores. Em outros animais, coberturas impenetráveis ​​​​de quitina ou formações de chifres se desenvolvem para esses fins. Alguns produzem muco na superfície do corpo.

A dificuldade de regular a pressão osmótica em organismos de água doce explica a pobreza de suas espécies em comparação com os habitantes do mar.

Vamos seguir o exemplo dos peixes como a osmorregulação dos animais é realizada em águas marinhas e doces. Os peixes de água doce removem o excesso de água pelo aumento do trabalho do sistema excretor e absorvem os sais através dos filamentos branquiais. Os peixes marinhos, pelo contrário, são obrigados a repor as suas reservas de água e por isso bebem a água do mar, sendo que o excesso de sais que a acompanha é eliminado do corpo através dos filamentos branquiais (Fig. 15).

A mudança das condições no ambiente aquático causa certas reações comportamentais dos organismos. As migrações verticais de animais estão associadas a mudanças na iluminação, temperatura, salinidade, regime de gás e outros fatores. Nos mares e oceanos, milhões de toneladas de organismos aquáticos participam dessas migrações (descendo em profundidade, subindo à superfície). Durante as migrações horizontais, os animais aquáticos podem percorrer centenas e milhares de quilômetros. Tais são as migrações de desova, invernada e alimentação de muitos peixes e mamíferos aquáticos.

Biofiltros e seu papel ecológico. Uma das características específicas do ambiente aquático é a presença nele de um grande número de pequenas partículas de matéria orgânica - detritos, formados devido à morte de plantas e animais. Enormes massas dessas partículas se depositam sobre as bactérias e, devido ao gás liberado pelo processo bacteriano, ficam constantemente suspensas na coluna d'água.

Para muitos organismos aquáticos, o detrito é um alimento de alta qualidade, então alguns deles, os chamados biofiltros, se adaptaram para extraí-lo usando estruturas microporosas específicas. Essas estruturas, por assim dizer, filtram a água, retendo as partículas suspensas nela. Essa maneira de comer é chamada de filtragem. Outro grupo de animais deposita detritos na superfície de seus próprios corpos ou em dispositivos especiais de captura. Este método é chamado de sedimentação. Freqüentemente, o mesmo organismo se alimenta tanto por filtração quanto por sedimentação.

Animais biofiltrantes (moluscos lamelagill, equinodermos e poliquetas sésseis, briozoários, ascídias, crustáceos planctônicos e muitos outros) desempenham um papel importante na purificação biológica dos corpos d'água. Por exemplo, uma colônia de mexilhões (Mytilus) por 1 sq. m passa pela cavidade do manto até 250 metros cúbicos. m de água por dia, filtrando-a e decantando as partículas em suspensão. Um quase microscópico crustáceo calanus (Calanoida) limpa até 1,5 litros de água por dia. Se levarmos em conta o grande número desses crustáceos, o trabalho que realizam na purificação biológica dos corpos d'água parece verdadeiramente grandioso.

Em águas doces, a cevada (Unioninae), banguela (Anodontinae), mexilhões-zebra (Dreissena), dáfnias (Daphnia) e outros invertebrados são alimentadores ativos de biofiltros. Seu significado como uma espécie de "sistema de limpeza" biológico de reservatórios é tão grande que é quase impossível superestimá-lo.

Zoneamento do meio aquático. O ambiente aquático da vida é caracterizado por uma zonalidade horizontal e especialmente vertical claramente definida. Todos os hidrobiontes estão estritamente confinados a viver em certas zonas, que diferem em diferentes condições de vida.

No Oceano Mundial, a coluna de água é chamada de pelágica e o fundo é chamado de benthal. Assim, também se distinguem os grupos ecológicos de organismos que vivem na coluna de água (pelágicos) e no fundo (bentónicos).

O fundo, dependendo da profundidade de sua ocorrência a partir da superfície da água, é dividido em sublitoral (área de decréscimo suave até a profundidade de 200 m), batial (encosta acentuada), abissal (leito oceânico com média profundidade de 3-6 km), ultra-abissais (o fundo das depressões oceânicas localizadas a uma profundidade de 6 a 10 km). O litoral também se distingue - a orla da costa, periodicamente inundada durante as marés altas (Fig. 16).

As águas abertas do Oceano Mundial (pelagiais) também são divididas em zonas verticais de acordo com as zonas bentárias: epipelagial, batipelagial, abyssopelagial.

As zonas litoral e sublitoral são mais ricas em plantas e animais. Há muita luz solar, baixa pressão, flutuações significativas de temperatura. Os habitantes das profundezas abissais e ultra-abissais vivem a uma temperatura constante, na escuridão, e sofrem uma enorme pressão, atingindo várias centenas de atmosferas em depressões oceânicas.

Uma zonalidade semelhante, mas menos claramente definida, também é característica dos corpos de água doce do interior.

Nome do parâmetro	Significado
Assunto do artigo:	Ambiente aquático.
Rubrica (categoria temática)	Ecologia

A água é o primeiro meio de vida: a vida surgiu nela e a maioria dos grupos de organismos foi formada. Todos os habitantes do ambiente aquático são chamados hidrobiontes. Uma característica dos ambientes aquáticos é o movimento da água, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ se manifesta na forma correntes(transferência de água em uma direção) e agitação(evasão de partículas de água da posição inicial com posterior retorno a ela). A Corrente do Golfo transporta 2,5 milhões de m^3 de água por ano, o que é 25 vezes mais do que todos os rios da Terra juntos. Além disso, as flutuações das marés no nível do mar ocorrem sob a influência da atração da Lua e do Sol.

Além do movimento da água em direção ao número propriedades importantes O ambiente aquático inclui densidade e viscosidade, fantasmas, oxigênio dissolvido e conteúdo mineral.

Densidade e viscosidade determinar, em primeiro lugar, as condições para o movimento dos hidrobiontes. Quanto maior a densidade da água, mais suporte ela se torna, mais fácil é permanecer nela. Outro valor de densidade é sua pressão sobre o corpo. Com uma profundidade de 10,3 m em água doce e 9,986 m em água do mar, a pressão aumenta em 1 atm. Com o aumento da viscosidade, a resistência ao movimento ativo dos organismos aumenta. A densidade dos tecidos vivos é maior que a densidade da água doce e do mar, em conexão com isso, no processo de evolução, os organismos aquáticos desenvolveram várias estruturas que aumentam sua flutuabilidade - um aumento geral na superfície relativa do corpo devido a uma diminuição no tamanho; achatamento; desenvolvimento de várias protuberâncias (cerdas); diminuição da densidade corporal devido à redução do esqueleto; acúmulo de gordura e presença de bexiga natatória. A água, ao contrário do ar, tem uma força de flutuação maior e, portanto, o tamanho máximo dos organismos aquáticos é menos limitado.

Propriedades térmicaságua diferem significativamente das propriedades térmicas do ar. O alto calor específico da água (500 vezes maior) e a condutividade térmica (30 vezes maior) determinam uma distribuição de temperatura constante e relativamente uniforme no ambiente aquático. As flutuações de temperatura na água não são tão acentuadas quanto no ar. A temperatura afeta a taxa de vários processos.

Luz e modo de luz. O sol ilumina a superfície da terra e do oceano com a mesma intensidade, mas a capacidade de absorção e dispersão da água é bastante grande, o que limita a profundidade de penetração da luz no oceano. Além disso, os raios com diferentes comprimentos de onda são absorvidos de forma diferente: o vermelho é espalhado quase imediatamente, enquanto o azul e o verde são mais profundos. A zona na qual a intensidade da fotossíntese excede a intensidade da respiração é chamada eufótico zona. O limite inferior no qual a fotossíntese é equilibrada pela respiração é comumente chamado de ponto de compensação.

Transparência a água depende do conteúdo de partículas suspensas nela. A transparência é caracterizada pela profundidade máxima na qual um disco branco especialmente rebaixado com um diâmetro de 30 cm ainda é visível. águas claras no Mar dos Sargaços (o disco é visível a 66 m de profundidade), no Oceano Pacífico (60 m), oceano Índico(50 metros). Em mares rasos, a transparência é de 2 a 15 m, em rios de 1 a 1,5 m.

Oxigênio- Necessário para respirar. Na água, a distribuição do oxigênio dissolvido está sujeita a flutuações bruscas. À noite, o teor de oxigênio na água é menor. A respiração dos hidrobiontes é realizada através da superfície do corpo ou através de órgãos especiais (pulmões, brânquias, traqueia).

Substâncias minerais. A água do mar contém principalmente íons de sódio, magnésio, cloreto e sulfato. Íons de cálcio frescos e íon carbonato.

classificação ecológica Organismos aquáticos. Mais de 150 mil espécies animais e cerca de 10 mil espécies vegetais vivem na água. Os principais biótopos de hidrobiontes são: a coluna de água ( pelágico) e o fundo dos reservatórios ( bentália). É feita uma distinção entre organismos pelágicos e bentônicos. Pelagial é dividido em grupos: plâncton(um conjunto de organismos que não são capazes de movimento ativo e se movem com fluxos de água) e nekton(animais de grande porte, cuja atividade motora é suficiente para vencer as correntes de água). bentos- um conjunto de organismos que habitam o fundo.

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Você já conhece conceitos como "habitat" e "ambiente de vida". Você precisa aprender a distinguir entre eles. O que é um "ambiente vivo"?

O ambiente vivo é uma parte da natureza com um conjunto especial de fatores, para a existência em que diferentes grupos sistemáticos de organismos formaram adaptações semelhantes.

Na Terra, quatro ambientes principais de vida podem ser distinguidos: água, terra-ar, solo, organismo vivo.

ambiente aquático

O ambiente aquático da vida é caracterizado por regimes de alta densidade, temperatura especial, luz, gás e sal. Os organismos que vivem no ambiente aquático são chamados hidrobiontes(do grego. hidro- água, BIOS- vida).

Regime de temperatura do ambiente aquático

Na água, a temperatura varia menos do que em terra, devido ao alto calor específico e à condutividade térmica da água. Um aumento de 10°C na temperatura do ar causa um aumento de 1°C na temperatura da água. A temperatura diminui gradualmente com a profundidade. A grandes profundidades, o regime de temperatura é relativamente constante (não superior a +4 °C). Nas camadas superiores ocorrem flutuações diárias e sazonais (de 0 a +36 °C). Como a temperatura no ambiente aquático varia dentro de uma faixa estreita, a maioria dos hidrobiontes requer uma temperatura estável. Para eles, mesmo pequenos desvios de temperatura são prejudiciais, causados, por exemplo, pela descarga de calor Águas residuais. Os hidrobiontes que podem existir em grandes flutuações de temperatura são encontrados apenas em corpos de água rasos. Devido ao pequeno volume de água nesses reservatórios, observam-se flutuações significativas de temperatura diárias e sazonais.

Regime de luz do ambiente aquático

Há menos luz na água do que no ar. Parte dos raios solares é refletida de sua superfície e parte é absorvida pela coluna d'água.

O dia debaixo d'água é mais curto do que em terra. No verão, a 30 m de profundidade, são 5 horas e, a 40 m de profundidade, 15 minutos. A rápida diminuição da luz com a profundidade é devida à sua absorção pela água.

O limite da zona de fotossíntese nos mares está a cerca de 200 m de profundidade, nos rios varia de 1,0 a 1,5 m e depende da transparência da água. A transparência da água em rios e lagos é muito reduzida devido à poluição com partículas em suspensão. A uma profundidade de mais de 1500 m, praticamente não há luz.

Regime gasoso do ambiente aquático

No ambiente aquático, o teor de oxigênio é 20-30 vezes menor do que no ar, por isso é um fator limitante. O oxigênio entra na água devido à fotossíntese das plantas aquáticas e à capacidade do oxigênio atmosférico de se dissolver na água. Quando a água é agitada, o teor de oxigênio aumenta. As camadas superiores de água são mais ricas em oxigênio do que as inferiores. Com a deficiência de oxigênio, são observadas mortes (morte em massa de organismos aquáticos). Os congelamentos de inverno ocorrem quando os corpos d'água estão cobertos de gelo. Verão - quando, devido à alta temperatura da água, a solubilidade do oxigênio diminui. O motivo também pode ser um aumento na concentração de gases tóxicos (metano, sulfeto de hidrogênio), formados durante a decomposição de organismos mortos sem acesso ao oxigênio. Devido à variabilidade da concentração de oxigênio, a maioria dos organismos aquáticos em relação a ela são euribiontes. Mas também existem estenobiontes (trutas, planárias, larvas de efeméridas e moscas caddis) que não toleram a falta de oxigênio. Eles são indicadores da pureza da água. O dióxido de carbono se dissolve na água 35 vezes melhor que o oxigênio e sua concentração é 700 vezes maior que no ar. Na água, o CO2 se acumula devido à respiração dos organismos aquáticos, à decomposição de resíduos orgânicos. O dióxido de carbono fornece fotossíntese e é usado na formação de esqueletos calcários de invertebrados.

Regime salino do ambiente aquático

A salinidade da água desempenha um papel importante na vida dos hidrobiontes. De acordo com o teor de sal, as águas naturais são divididas em grupos apresentados na tabela:

No Oceano Mundial, a salinidade é em média de 35 g/l. Os lagos salgados têm o maior teor de sal (até 370 g/l). Habitantes típicos de águas doces e salgadas são estenobiontes. Eles não toleram flutuações na salinidade da água. Existem relativamente poucos euribiontes (sargo, lúcio, lúcio, enguia, esgana-gata, salmão, etc.). Eles podem viver em água doce e salgada.

Adaptações das plantas à vida na água

Todas as plantas do ambiente aquático são chamadas hidrófitas(do grego. hidro- água, fiton- planta). Apenas algas vivem em águas salgadas. Seu corpo não é dividido em tecidos e órgãos. As algas adaptaram-se à mudança na composição do espectro solar em função da profundidade, alterando a composição dos seus pigmentos. Ao passar das camadas superiores da água para as profundas, a cor das algas muda na sequência: verde - marrom - vermelho (as algas mais profundas).

As algas verdes contêm pigmentos verdes, laranjas e amarelos. Eles são capazes de fotossíntese com uma intensidade suficientemente alta de luz solar. Portanto, as algas verdes vivem em pequenos corpos de água doce ou em águas rasas do mar. Estes incluem: spirogyra, ulotrix, ulva, etc. Algas marrons, além de verdes, contêm pigmentos marrons e amarelos. Eles são capazes de capturar radiação solar menos intensa a uma profundidade de 40 a 100 M. Os representantes das algas marrons são fucus e algas, que vivem apenas nos mares. As algas vermelhas (porphyra, phyllophora) podem viver a mais de 200 m de profundidade e, além do verde, possuem pigmentos vermelhos e azuis que podem capturar até mesmo uma leve luz em grandes profundidades.

Em corpos de água doce, os caules de plantas superiores têm tecido mecânico pouco desenvolvido. Por exemplo, se você tirar um nenúfar branco ou um nenúfar amarelo da água, seus caules murcham e não conseguem sustentar as flores na posição vertical. A água serve de suporte para eles devido à sua alta densidade. Uma adaptação à falta de oxigênio na água é a presença de aerênquima (tecido portador de ar) nos órgãos vegetais. Os minerais estão na água, portanto os sistemas condutivo e radicular são pouco desenvolvidos. As raízes podem estar completamente ausentes (lentilha-d'água, elódea, erva-d'água) ou servir para fixar no substrato (taboa, ponta de flecha, chastukha). Não há pêlos radiculares nas raízes. As folhas são geralmente finas e longas ou fortemente dissecadas. O mesofilo não é diferenciado. Os estômatos das folhas flutuantes estão na face superior, enquanto os imersos na água estão ausentes. Algumas plantas são caracterizadas pela presença de folhas de formas diferentes (heterofilia) dependendo de onde estão localizadas. No nenúfar e na ponta de flecha, a forma das folhas na água e no ar é diferente.

Pólen, frutos e sementes de plantas aquáticas são adaptados para serem dispersos pela água. Eles têm protuberâncias de cortiça ou conchas fortes que impedem que a água entre e apodreça.

Adaptações dos animais à vida na água

No ambiente aquático, o mundo animal é mais rico que o mundo vegetal. Graças à sua independência da luz solar, os animais habitavam toda a coluna de água. De acordo com o tipo de adaptações morfológicas e comportamentais, eles são divididos nos seguintes grupos ecológicos: plâncton, nekton, bentos.

Plâncton(do grego. plancto- subindo, vagando) - organismos que vivem na coluna d'água e se movem sob a influência de sua corrente. São pequenos crustáceos, celenterados, larvas de alguns invertebrados. Todas as suas adaptações visam aumentar a flutuabilidade do corpo:

1. aumento da superfície do corpo devido ao achatamento e alongamento da forma, desenvolvimento de protuberâncias e cerdas;
2. diminuição da densidade corporal devido à redução do esqueleto, presença de gotas de gordura, bolhas de ar e membranas mucosas.

Nekton(do grego. nektos- flutuante) - organismos que vivem na coluna de água e levam um estilo de vida ativo. Representantes do nekton são peixes, cetáceos, pinípedes, cefalópodes. Para resistir à corrente, eles são ajudados por adaptações ao nado ativo e pela diminuição do atrito corporal. A natação ativa é alcançada devido a músculos bem desenvolvidos. Neste caso, pode-se aproveitar a energia do jato d'água ejetado, flexão do corpo, nadadeiras, nadadeiras, etc.
escamas de pele e muco.

bentos(do grego. bentos- profundidade) - organismos que vivem no fundo de um reservatório ou na espessura do solo do fundo.

Adaptações de organismos bentônicos visam reduzir a flutuabilidade:

1. ponderação do corpo devido a conchas (moluscos), coberturas quitinosas (lagostim, caranguejos, lagostas, lagostas espinhosas);
2. fixação no fundo com a ajuda de órgãos de fixação (ventosas em sanguessugas, ganchos em larvas de caddis) ou corpo achatado (arraias, solha). Alguns representantes se enterram no solo (vermes poliquetas).

Em lagos e lagoas, outro grupo ecológico de organismos se destaca - neuston. Neuston- organismos associados ao filme superficial de água e vivendo permanente ou temporariamente sobre esse filme ou até 5 cm de profundidade de sua superfície. Seu corpo não é molhado porque sua densidade é menor que a da água. Membros especialmente arranjados permitem que você se mova na superfície da água sem afundar (insetos aquáticos, besouros redemoinhos). Um grupo peculiar de organismos aquáticos também é perifíton— organismos que formam uma película de incrustação em objetos subaquáticos. Os representantes do perifíton são: algas, bactérias, protistas, crustáceos, bivalves, oligoquetas, briozoários, esponjas.

No planeta Terra, existem quatro ambientes principais de vida: água, terra-ar, solo e organismo vivo. No ambiente aquático, o oxigênio é o fator limitante. De acordo com a natureza das adaptações, os habitantes aquáticos são divididos em grupos ecológicos: plâncton, nekton, bentos.

Densidade da águaé um fator que determina as condições para o movimento de organismos aquáticos e pressão em diferentes profundidades. Para água destilada, a densidade é de 1 g/cm3 a 4°C. A densidade de águas naturais contendo sais dissolvidos pode ser maior, até 1,35 g/cm 3 . A pressão aumenta com a profundidade em aproximadamente 1 10 5 Pa (1 atm) para cada 10 m em média.

Devido ao acentuado gradiente de pressão nos corpos d'água, os hidrobiontes são geralmente muito mais euribáticos do que os organismos terrestres. Algumas espécies, distribuídas em diferentes profundidades, suportam pressões de várias a centenas de atmosferas. Por exemplo, holotúrias do gênero Elpidia e vermes Priapulus caudatus habitam desde a zona costeira até o ultraabissal. Mesmo os habitantes de água doce, como ciliados-sapatos, suvoys, besouros nadadores, etc., suportam até 6 10 7 Pa (600 atm) no experimento.

No entanto, muitos habitantes dos mares e oceanos são relativamente compactos e confinados a certas profundidades. Stenobatnost é mais frequentemente característico de espécies de águas rasas e profundas. Apenas o litoral é habitado pelo verme anelídeo Arenicola, molusco molusco (Patela). Muitos peixes, por exemplo, do grupo dos pescadores, cefalópodes, crustáceos, pogonóforos, estrelas do mar, etc., são encontrados apenas em grandes profundidades a uma pressão de pelo menos 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400-500 atm).

A densidade da água permite apoiar-se nela, o que é especialmente importante para formas não esqueléticas. A densidade do meio serve como condição para flutuar na água, e muitos hidrobiontes se adaptam precisamente a esse modo de vida. Organismos suspensos flutuando na água são combinados em um grupo ecológico especial de hidrobiontes - plâncton ("planktos" - subindo).

Arroz. 39. Um aumento na superfície relativa do corpo em organismos planctônicos (de acordo com S. A. Zernov, 1949):

A - formas em forma de bastão:

1 - Diatomácea Synedra;

2 - cianobactéria Aphanizomenon;

3 - alga peridina Amphisolenia;

4 - Euglena acus;

5 - cefalópode Doratopsis vermicularis;

6 - copépode Setella;

7 - larva de Porcellana (Decapoda)

B - formas dissecadas:

1 - molusco Glaucus atlanticus;

2 - Verme Tomopetris euchaeta;

3 - larva de câncer Palinurus;

4 - larva de peixe tamboril Lophius;

5 – copépode Calocanus pavo

O plâncton inclui algas unicelulares e coloniais, protozoários, águas-vivas, sifonóforos, ctenóforos, moluscos alados e com quilha, vários pequenos crustáceos, larvas de animais de fundo, ovas e alevinos de peixes e muitos outros (Fig. 39). Os organismos planctônicos têm muitas adaptações semelhantes que aumentam sua flutuabilidade e os impedem de afundar. Essas adaptações incluem: 1) um aumento geral na superfície relativa do corpo devido à diminuição do tamanho, achatamento, alongamento, desenvolvimento de numerosas protuberâncias ou cerdas, o que aumenta o atrito contra a água; 2) diminuição da densidade devido à redução do esqueleto, acúmulo no corpo de gorduras, bolhas de gás, etc. Nas diatomáceas, as substâncias de reserva são depositadas não na forma de amido pesado, mas na forma de gotas de gordura. A luz noturna Noctiluca se distingue por uma abundância tão grande de vacúolos de gás e gotículas de gordura na célula que o citoplasma parece fios que se fundem apenas ao redor do núcleo. Sifonóforos, várias águas-vivas, gastrópodes planctônicos e outros também possuem câmaras de ar.

Algas marinhas (fitoplâncton) pairar passivamente na água, enquanto a maioria dos animais planctônicos são capazes de nadar ativamente, mas de forma limitada. Os organismos planctônicos não conseguem superar as correntes e são transportados por elas por longas distâncias. muitos tipos zooplâncton no entanto, são capazes de realizar migrações verticais na coluna d'água por dezenas e centenas de metros, tanto pelo movimento ativo quanto pela regulação da flutuabilidade de seu corpo. Um tipo especial de plâncton é o grupo ecológico neuston ("nein" - nadar) - os habitantes do filme superficial da água na fronteira com o ar.

A densidade e a viscosidade da água afetam muito a possibilidade de natação ativa. Animais capazes de nadar rapidamente e superar a força das correntes são combinados em um grupo ecológico. nekton ("nektos" - flutuante). Representantes do nekton são peixes, lulas, golfinhos. O movimento rápido na coluna d'água só é possível na presença de um corpo aerodinâmico e músculos altamente desenvolvidos. A forma de torpedo é desenvolvida por todos os bons nadadores, independentemente da sua filiação sistemática e do método de movimento na água: reativo, por flexão do corpo, com o auxílio dos membros.

Modo de oxigênio. Na água saturada de oxigênio, seu conteúdo não ultrapassa 10 ml por 1 litro, o que é 21 vezes menor que na atmosfera. Portanto, as condições para a respiração dos hidrobiontes são muito mais complicadas. O oxigênio entra na água principalmente devido à atividade fotossintética das algas e à difusão do ar. Portanto, as camadas superiores da coluna d'água, via de regra, são mais ricas nesse gás do que as inferiores. Com o aumento da temperatura e da salinidade da água, a concentração de oxigênio nela diminui. Em camadas densamente habitadas por animais e bactérias, uma deficiência acentuada de O 2 pode ser criada devido ao seu consumo aumentado. Por exemplo, no Oceano Mundial, profundidades ricas em vida de 50 a 1000 m são caracterizadas por uma forte deterioração na aeração - é 7 a 10 vezes menor do que nas águas superficiais habitadas por fitoplâncton. Perto do fundo dos corpos d'água, as condições podem ser quase anaeróbicas.

Entre os habitantes aquáticos, existem muitas espécies que podem tolerar grandes flutuações no teor de oxigênio na água, até sua quase total ausência. (eurioxibiontes - "oxy" - oxigênio, "biont" - habitante). Estes incluem, por exemplo, oligoquetas de água doce Tubifex tubifex, gastrópodes Viviparus viviparus. Entre os peixes, a carpa, a tenca e a carpa cruciana podem suportar uma saturação muito baixa de água com oxigênio. No entanto, uma série de tipos estenoxibionte - eles podem existir apenas com uma saturação suficientemente alta de água com oxigênio (truta arco-íris, truta marrom, peixinho, verme ciliar Planaria alpina, larvas de mayflies, stoneflies, etc.). Muitas espécies são capazes de cair em um estado inativo com falta de oxigênio - anoxibiose - e assim vivenciar um período desfavorável.

A respiração dos hidrobiontes é realizada através da superfície do corpo ou através de órgãos especializados - brânquias, pulmões, traqueia. Nesse caso, as tampas podem servir como um órgão respiratório adicional. Por exemplo, o peixe loach consome em média até 63% de oxigênio através da pele. Se a troca gasosa ocorre através do tegumento do corpo, eles são muito finos. A respiração também é facilitada pelo aumento da superfície. Isso é alcançado no curso da evolução das espécies pela formação de várias conseqüências, achatamento, alongamento e uma diminuição geral no tamanho do corpo. Algumas espécies com falta de oxigênio alteram ativamente o tamanho da superfície respiratória. Os vermes Tubifex tubifex alongam fortemente o corpo; hidras e anêmonas do mar - tentáculos; equinodermos - pernas ambulacrais. Muitos animais sedentários e inativos renovam a água ao seu redor, seja criando sua corrente direcionada, seja por movimentos oscilatórios que contribuem para sua mistura. Para tanto, os moluscos bivalves utilizam cílios que revestem as paredes da cavidade do manto; crustáceos - o trabalho das pernas abdominais ou torácicas. Sanguessugas, larvas de mosquitos (sanguessugas), muitos oligoquetas balançam o corpo, inclinando-se para fora do solo.

Algumas espécies têm uma combinação de respiração de água e ar. Assim são os peixes pulmonados, sifonóforos discofantes, muitos moluscos pulmonares, crustáceos Gammarus lacustris e outros. Animais aquáticos secundários geralmente retêm o tipo de respiração atmosférica como mais favorável energeticamente e, portanto, precisam de contato com o ar, por exemplo, pinípedes, cetáceos, besouros aquáticos, larvas de mosquitos, etc.

A falta de oxigênio na água às vezes leva a fenômenos catastróficos - zamoram, acompanhada pela morte de muitos hidrobiontes. inverno congela frequentemente causada pela formação de gelo na superfície dos corpos d'água e pelo término do contato com o ar; verão- um aumento na temperatura da água e uma diminuição na solubilidade do oxigênio como resultado.

A morte frequente de peixes e muitos invertebrados no inverno é típica, por exemplo, da parte inferior da bacia do rio Ob, cujas águas, que fluem das áreas pantanosas da planície siberiana ocidental, são extremamente pobres em oxigênio dissolvido. Às vezes, o zamora ocorre nos mares.

Além da falta de oxigênio, as mortes podem ser causadas pelo aumento da concentração de gases tóxicos na água - metano, sulfeto de hidrogênio, CO 2 etc., formados pela decomposição de materiais orgânicos no fundo dos reservatórios .

Modo de sal. A manutenção do equilíbrio hídrico dos hidrobiontes tem suas especificidades. Se para os animais e plantas terrestres é mais importante fornecer água ao corpo em condições de deficiência, para os hidrobiontes não é menos importante manter uma certa quantidade de água no corpo quando está em excesso no ambiente. Uma quantidade excessiva de água nas células leva a uma mudança em sua pressão osmótica e a uma violação das funções vitais mais importantes.

A maior parte da vida aquática poiquilosmótico: a pressão osmótica em seu corpo depende da salinidade da água circundante. Portanto, para os organismos aquáticos, a principal forma de manter seu equilíbrio de sal é evitar habitats com salinidade inadequada. As formas de água doce não podem existir nos mares, as formas marinhas não toleram a dessalinização. Se a salinidade da água estiver sujeita a alterações, os animais se deslocam em busca de um ambiente favorável. Por exemplo, durante a dessalinização das camadas superficiais do mar após fortes chuvas, radiolários, crustáceos marinhos Calanus e outros descem a uma profundidade de 100 m. Vertebrados, lagostins superiores, insetos e suas larvas que vivem na água pertencem a homoiosmótico espécie, mantendo uma pressão osmótica constante no corpo, independentemente da concentração de sais na água.

Nas espécies de água doce, os sucos corporais são hipertônicos em relação à água circundante. Eles correm o risco de ficarem com excesso de água, a menos que sua ingestão seja evitada ou o excesso de água seja removido do corpo. Nos protozoários, isso é conseguido pelo trabalho dos vacúolos excretores, nos organismos multicelulares, pela remoção de água pelo sistema excretor. Alguns ciliados liberam uma quantidade de água igual ao volume do corpo a cada 2-2,5 minutos. A célula gasta muita energia para “bombear” o excesso de água. Com o aumento da salinidade, o trabalho dos vacúolos diminui. Assim, nos sapatos Paramecium, a uma salinidade da água de 2,5% o, o vacúolo pulsa com um intervalo de 9 s, a 5% o - 18 s, a 7,5% o - 25 s. A uma concentração de sal de 17,5% o, o vacúolo para de funcionar, pois desaparece a diferença de pressão osmótica entre a célula e o ambiente externo.

Se a água for hipertônica em relação aos fluidos corporais dos hidrobiontes, eles correm o risco de desidratação devido às perdas osmóticas. A proteção contra a desidratação é alcançada aumentando a concentração de sais também no corpo dos hidrobiontes. A desidratação é evitada por coberturas impermeáveis ​​à água de organismos homoiosmóticos - mamíferos, peixes, lagostins superiores, insetos aquáticos e suas larvas.

Muitas espécies poiquilosmóticas entram em estado inativo - anabiose como resultado da deficiência de água no corpo com o aumento da salinidade. Isto é característico de espécies que vivem em poças de água do mar e na zona litoral: rotíferos, flagelados, ciliados, alguns crustáceos, os poliquetas do Mar Negro Nereis divesicolor, etc. Hibernação de sal- um meio para sobreviver a períodos desfavoráveis ​​em condições de salinidade variável da água.

Verdadeiramente eurialino Não existem tantas espécies que possam viver em estado ativo tanto na água doce quanto na salgada entre os habitantes aquáticos. Estas são principalmente espécies que habitam estuários de rios, estuários e outros corpos de água salobra.

regime de temperatura corpos de água são mais estáveis ​​do que em terra. está conectado com propriedades físicaságua, especialmente alta capacidade específica de calor, devido à qual o recebimento ou liberação de uma quantidade significativa de calor não causa mudanças de temperatura muito acentuadas. A evaporação da água da superfície dos corpos d'água, que consome cerca de 2263,8 J/g, evita o superaquecimento das camadas inferiores, e a formação de gelo, que libera o calor de fusão (333,48 J/g), retarda seu resfriamento.

A amplitude das flutuações anuais de temperatura nas camadas superiores do oceano não é superior a 10-15 °C, nas águas continentais - 30-35 °C. Camadas profundas de água são caracterizadas por temperatura constante. Em águas equatoriais temperatura média anual camadas superficiais + (26-27) ° С, em polar - cerca de 0 ° C e abaixo. Em fontes termais, a temperatura da água pode chegar a +100 °C, e em gêiseres subaquáticos de alta pressão no fundo do oceano, uma temperatura de +380 °C foi registrada.

Assim, nos reservatórios existe uma variedade bastante significativa de condições de temperatura. Entre as camadas superiores de água com flutuações sazonais de temperatura nelas expressas e as inferiores, onde o regime térmico é constante, existe uma zona de salto de temperatura, ou termoclina. A termoclina é mais pronunciada em mares quentes, onde a diferença de temperatura entre as águas externas e profundas é maior.

Devido ao regime de temperatura mais estável da água entre os hidrobiontes, em uma extensão muito maior do que entre a população da terra, a estenotermia é comum. Espécies euritérmicas são encontradas principalmente em corpos d'água continentais rasos e no litoral dos mares de latitudes altas e temperadas, onde as flutuações diárias e sazonais de temperatura são significativas.

Modo de luz. Há muito menos luz na água do que no ar. Parte dos raios incidentes na superfície do reservatório é refletida no ar. A reflexão é mais forte quanto mais baixa a posição do Sol, então o dia debaixo d'água é mais curto do que em terra. Por exemplo, um dia de verão perto da ilha da Madeira a 30 m de profundidade - 5 horas e a 40 m de profundidade - apenas 15 minutos. A rápida diminuição da quantidade de luz com a profundidade se deve à sua absorção pela água. Raios com diferentes comprimentos de onda são absorvidos de forma diferente: os vermelhos desaparecem perto da superfície, enquanto os verdes-azulados penetram muito mais fundo. O crepúsculo que se aprofunda no oceano é primeiro verde, depois azul, azul e azul-violeta, finalmente dando lugar à escuridão permanente. Assim, algas verdes, marrons e vermelhas se substituem com profundidade, especializadas em capturar luz com diferentes comprimentos de onda.

A cor dos animais muda com a profundidade da mesma maneira. Os habitantes das zonas litorâneas e sublitorais são as cores mais vivas e diversificadas. Muitos organismos profundos, como os das cavernas, não possuem pigmentos. Na zona crepuscular, é comum a coloração vermelha, que é complementar à luz azul-violeta nessas profundidades. Os raios coloridos adicionais são mais totalmente absorvidos pelo corpo. Isso permite que os animais se escondam dos inimigos, já que sua cor vermelha nos raios azul-violeta é visualmente percebida como preta. A coloração vermelha é típica desses animais. zona crepuscular como robalo, coral vermelho, vários crustáceos, etc.

Em algumas espécies que vivem perto da superfície dos corpos d'água, os olhos são divididos em duas partes com habilidade diferenteà refração dos raios. Uma metade do olho vê no ar, a outra metade na água. Esse “quatro olhos” é característico dos besouros rodopiantes, o peixe americano Anableps tetraphthalmus, uma das espécies tropicais de blennies Dialommus fuscus. Este peixe fica em recessos nas marés baixas, expondo parte da cabeça da água (ver Fig. 26).

A absorção da luz é tanto mais forte quanto menor a transparência da água, que depende do número de partículas nela suspensas.

A transparência é caracterizada pela profundidade máxima na qual um disco branco especialmente rebaixado com um diâmetro de cerca de 20 cm (disco de Secchi) ainda é visível. As águas mais transparentes estão no Mar dos Sargaços: o disco é visível até 66,5 m de profundidade. No Oceano Pacífico, o disco Secchi é visível até 59 m, no Oceano Índico - até 50, em mares rasos - até a 5-15 M. A transparência dos rios é em média 1-1,5 m, e nos rios mais lamacentos, por exemplo, na Ásia Central Amu Darya e Syr Darya, apenas alguns centímetros. O limite da zona de fotossíntese, portanto, varia muito em diferentes corpos d'água. Nas águas mais claras eufótico zona, ou zona de fotossíntese, estende-se a profundidades não superiores a 200 m, crepúsculo ou disfótico, a zona ocupa profundidades até 1000-1500 m, e mais fundo, em afótico zona, a luz solar não penetra em tudo.

A quantidade de luz nas camadas superiores dos corpos d'água varia muito, dependendo da latitude da área e da época do ano. As longas noites polares limitam muito o tempo disponível para a fotossíntese nas bacias do Ártico e da Antártida, e a cobertura de gelo dificulta que a luz alcance todos os corpos de água gelados no inverno.

Nas profundezas escuras do oceano, os organismos utilizam a luz emitida pelos seres vivos como fonte de informação visual. O brilho de um organismo vivo é chamado bioluminescência. Espécies luminosas são encontradas em quase todas as classes de animais aquáticos, de protozoários a peixes, bem como entre bactérias, plantas inferiores e fungos. A bioluminescência parece ter ocorrido repetidamente em diferentes grupos em estágios diferentes evolução.

A química da bioluminescência é agora bastante bem compreendida. As reações usadas para gerar luz são variadas. Mas em todos os casos é a oxidação do complexo compostos orgânicos (luciferinas) usando catalisadores de proteínas (luciferase). As luciferinas e luciferases têm estruturas diferentes em organismos diferentes. Durante a reação, o excesso de energia da molécula de luciferina excitada é liberado na forma de quanta de luz. Os organismos vivos emitem luz por impulsos, geralmente em resposta a estímulos vindos do ambiente externo.

O brilho pode não desempenhar um papel ecológico especial na vida das espécies, mas pode ser um subproduto da atividade vital das células, como, por exemplo, em bactérias ou plantas inferiores. Recebe significado ecológico apenas em animais com sistema nervoso e órgãos de visão suficientemente desenvolvidos. Em muitas espécies, os órgãos luminosos adquirem uma estrutura muito complexa com um sistema de refletores e lentes que amplificam a radiação (Fig. 40). Vários peixes e cefalópodes, incapazes de gerar luz, utilizam bactérias simbióticas que se multiplicam em órgãos especiais desses animais.

Arroz. 40. Órgãos luminosos de animais aquáticos (segundo S. A. Zernov, 1949):

1 - pescador de águas profundas com uma lanterna sobre a boca dentada;

2 - distribuição dos órgãos luminosos nos peixes desta família. Mystophidae;

3 - o órgão luminoso do peixe Argyropelecus affinis:

a - pigmento, b - refletor, c - corpo luminoso, d - lente

A bioluminescência tem principalmente um valor de sinal na vida dos animais. Sinais de luz podem ser usados ​​para orientação no rebanho, atraindo indivíduos do sexo oposto, atraindo vítimas, para mascarar ou distraí-los. O flash de luz pode ser uma defesa contra um predador, cegando-o ou desorientando-o. Por exemplo, os chocos do fundo do mar, fugindo de um inimigo, liberam uma nuvem de secreção luminosa, enquanto as espécies que vivem em águas iluminadas utilizam para esse fim um líquido escuro. Em alguns vermes de fundo - poliquetas - os órgãos luminosos se desenvolvem no período de maturação dos produtos reprodutivos, e as fêmeas brilham mais e os olhos são mais desenvolvidos nos machos. Em peixes predadores de profundidade da ordem do tamboril, o primeiro raio da barbatana dorsal é deslocado para a mandíbula superior e se transforma em uma "vara" flexível que carrega na ponta uma "isca" semelhante a um verme - uma glândula cheia de muco com bactérias luminosas. Ao regular o fluxo sanguíneo para a glândula e, portanto, o fornecimento de oxigênio à bactéria, o peixe pode arbitrariamente fazer com que a "isca" brilhe, imitando os movimentos do verme e atraindo a presa.

Questão 1. Quais são as principais características da vida dos organismos no ambiente aquático, no ambiente ar-terrestre, no solo.

As características da vida dos organismos no ambiente aquático, no ambiente terrestre e no solo são determinadas pelas propriedades físicas e químicas desses ambientes vivos. Essas propriedades têm um impacto significativo na ação de outros fatores de natureza inanimada - estabilizam as flutuações sazonais de temperatura (água e solo), mudam gradualmente a iluminação (água) ou a excluem completamente (solo), etc.

A água é um meio denso em comparação com o ar, que tem uma força de empuxo e é um bom solvente. Portanto, muitos organismos que vivem na água são caracterizados por um fraco desenvolvimento de tecidos de suporte (plantas aquáticas, protozoários, celenterados, etc.), métodos especiais de locomoção (flutuação, propulsão a jato), padrões respiratórios e adaptações para manter uma constante osmótica pressão nas células que formam seus corpos.

A densidade do ar é muito menor que a densidade da água, portanto, os organismos terrestres têm tecidos de suporte altamente desenvolvidos - o esqueleto interno e externo.

O solo é a camada superficial da terra, transformada como resultado da atividade vital dos seres vivos. Entre as partículas do solo existem inúmeras cavidades que podem ser preenchidas com água ou ar. Portanto, o solo é habitado por organismos aquáticos e de respiração aérea.

Questão 2. Que adaptações desenvolveram nos organismos para viver no ambiente aquático?

O ambiente aquático é mais denso que o ambiente aéreo, o que determina as adaptações para movimentação nele.

Para o movimento ativo na água, é necessário um corpo aerodinâmico e músculos bem desenvolvidos (peixes, cefalópodes - lulas, mamíferos - golfinhos, focas).

Organismos planctônicos (pairando na água) têm adaptações que aumentam sua flutuabilidade, como um aumento na superfície relativa do corpo devido a numerosas protuberâncias e cerdas; diminuição da densidade devido ao acúmulo no corpo de gorduras, bolhas de gás (algas unicelulares, protozoários, águas-vivas, pequenos crustáceos).

Os organismos que vivem no ambiente aquático também são caracterizados por adaptações para manter o equilíbrio água-sal. Espécies de água doce têm adaptações para remover o excesso de água do corpo. Isso, por exemplo, são os vacúolos excretores em protozoários. Na água salgada, pelo contrário, é necessário proteger o corpo da desidratação, que se consegue aumentando a concentração de sais no corpo.

Outra forma de manter o equilíbrio de água e sal é se mudar para locais com níveis de salinidade favoráveis.

E, finalmente, a constância do ambiente salino-água do corpo é fornecida por coberturas impermeáveis ​​à água (mamíferos, lagostins superiores, insetos aquáticos e suas larvas).

Para a vida, as plantas precisam da energia luminosa do Sol, então as plantas aquáticas vivem apenas nas profundezas onde a luz pode penetrar (geralmente não mais que 100 m). Com o aumento da profundidade de habitação nas células vegetais, a composição dos pigmentos envolvidos no processo de fotossíntese muda, o que permite capturar as partes do espectro solar que penetram nas profundezas.

Questão 3. Como os organismos evitam os efeitos negativos das baixas temperaturas?

Em baixas temperaturas, existe o perigo de parar o metabolismo, então os organismos desenvolveram mecanismos especiais de adaptação para estabilizá-lo.

As plantas são menos adaptadas a flutuações bruscas de temperatura. Com uma queda acentuada da temperatura abaixo de 0 ° C, a água dos tecidos pode se transformar em gelo, o que pode danificá-los. Mas as plantas são capazes de resistir a baixas temperaturas negativas ligando moléculas de água livres em complexos incapazes de formar cristais de gelo (por exemplo, acumulando até 20-30% de açúcares ou óleos graxos nas células).

Com uma diminuição gradual da temperatura no processo de mudanças climáticas sazonais, um período de dormência começa na vida de muitas plantas, acompanhado pela morte parcial ou completa dos órgãos vegetativos terrestres (formas herbáceas), ou uma cessação temporária ou desaceleração dos principais processos fisiológicos - fotossíntese e transporte de substâncias.

Nos animais, a proteção mais confiável contra baixas temperaturas ambientais é o sangue quente, mas nem todos o possuem. Podem distinguir-se as seguintes formas de adaptação dos animais às baixas temperaturas: termorregulação química, física e comportamental.

A termorregulação química está associada a um aumento na produção de calor com uma diminuição na temperatura através da intensificação dos processos redox. Este caminho requer uma grande quantidade de energia, por isso os animais em condições climáticas adversas precisam de mais comida. Este tipo de termorregulação é realizado reflexivamente.

Muitos animais de sangue frio são capazes de manter temperatura ideal corpo através do trabalho muscular. Por exemplo, os zangões em clima frio aquecem o corpo com um arrepio a 32-33 ° C, o que lhes dá a oportunidade de decolar e se alimentar.

A termorregulação física está associada à presença nos animais de coberturas corporais especiais - penas ou pelos, que, por sua estrutura, formam um espaço de ar entre o corpo e o ambiente, pois o ar é conhecido por ser um excelente isolante térmico. Além disso, muitos animais que vivem em condições climáticas adversas acumulam gordura subcutânea, que também possui propriedades de isolamento térmico.

A termorregulação comportamental está associada à movimentação no espaço para evitar temperaturas desfavoráveis ​​à vida, criando abrigos, aglomerando-se em grupos, mudando de atividade em diferentes momentos do dia ou do ano.

Questão 4. Quais são as principais características dos organismos que usam os corpos de outros organismos como habitat?

As condições de vida dentro de outro organismo são caracterizadas por maior constância em comparação com as condições do ambiente externo; portanto, organismos que encontram um lugar para si no corpo de plantas ou animais geralmente perdem completamente os órgãos e sistemas necessários para espécies de vida livre (órgãos dos sentidos, órgãos de locomoção, digestão, etc.). ), mas ao mesmo tempo eles têm dispositivos para segurar no corpo do hospedeiro (ganchos, ventosas, etc.) e reprodução efetiva.

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