› › Vattenmiljö.

Vattenmiljö.

Fördelning av organismer efter livsmiljöer

Under loppet av en lång historisk utveckling levande materia och bildandet av fler och mer perfekta former av levande varelser, organismer, som behärskar nya livsmiljöer, fördelades på jorden enligt dess mineralskal (hydrosfär, litosfär, atmosfär) och anpassades till tillvaron under strikt definierade förhållanden.

Livets första medium var vatten. Det var i henne livet uppstod. Med den historiska utvecklingen började många organismer befolka mark-luft-miljön. Som ett resultat dök det upp landlevande växter och djur, som snabbt utvecklades och anpassade sig till nya existensvillkor.

I processen för att fungera av levande materia på land, förvandlades ytskikten av litosfären gradvis till jord, till en speciell, enligt V. I. Vernadsky, bio-inert kropp av planeten. Jorden började bebos av både vattenlevande och landlevande organismer, vilket skapade ett specifikt komplex av dess invånare.

På den moderna jorden är således fyra livsmiljöer tydligt åtskilda - vatten, mark-luft, jord och levande organismer, som skiljer sig avsevärt i sina förhållanden. Låt oss överväga var och en av dem.

Generella egenskaper. Livets vattenmiljö, hydrosfären, upptar upp till 71% av jordens yta. I termer av volym uppskattas vattenreserverna på jorden till 1370 miljoner kubikmeter. km, vilket är 1/800 av jordens volym. Den största mängden vatten, mer än 98%, är koncentrerad till haven och oceanerna, 1,24% representeras av is i polarområdena; i sötvatten i floder, sjöar och träsk överstiger mängden vatten inte 0,45 %.

Cirka 150 000 djurarter (cirka 7 % av deras totala antal på jorden) och 10 000 växtarter (8 %) lever i vattenmiljön. Trots det faktum att representanter för den stora majoriteten av grupper av växter och djur förblev i vattenmiljön (i deras "vagga"), är antalet av deras arter mycket mindre än för landlevande. Det betyder att utvecklingen på land gick mycket snabbare.

De mest mångsidiga och rika på växter och djurvärlden hav och oceaner i de ekvatoriala och tropiska regionerna (särskilt Stilla havet och Atlanten). Söder och norr om dessa bälten utarmas den kvalitativa sammansättningen av organismer gradvis. Cirka 40 000 arter av djur är utspridda i området för Ostindiska skärgården och endast 400 i Laptevhavet. Samtidigt är huvuddelen av organismerna i världshavet koncentrerad till ett relativt litet område av havets kuster i den tempererade zonen och bland mangroveskogarna i tropiska länder. I stora områden långt från kusten finns ökenområden som praktiskt taget saknar liv.



Andelen floder, sjöar och träsk jämfört med havens och oceanernas andel i biosfären är obetydlig. Ändå skapar de en tillgång på färskvatten som är nödvändig för ett stort antal växter och djur, såväl som för människor.

Vattenmiljön har ett starkt inflytande på dess invånare. I sin tur påverkar hydrosfärens levande substans miljön, bearbetar den och involverar den i cirkulationen av ämnen. Det har beräknats att vattnet i haven och oceanerna, floder och sjöar sönderfaller och återställs i den biotiska cykeln på 2 miljoner år, det vill säga allt har passerat genom planetens levande materia mer än tusen gånger *. Sålunda är den moderna hydrosfären en produkt av den vitala aktiviteten av levande materia, inte bara av moderna utan också av tidigare geologiska epoker.

Ett karakteristiskt drag för vattenmiljön är dess rörlighet även i stillastående vattendrag, för att inte tala om strömmande, snabbt strömmande floder och bäckar. Ebb och flod, kraftfulla strömmar, stormar observeras i haven och oceanerna; I sjöar rör sig vattnet under inverkan av vind och temperatur. Rörelsen av vatten säkerställer tillförseln av vattenlevande organismer med syre och näringsämnen, leder till en utjämning (minskning) av temperaturen i hela reservoaren.

Invånarna i vattendrag har utvecklat lämpliga anpassningar till miljöns rörlighet. I strömmande vattendrag finns det till exempel så kallade "fouling" växter som är fast fästa vid undervattensobjekt - grönalger (Cladophora) med en plym av processer, kiselalger (Diatomeae), vattenmossor (Fontinalis), som bildar ett tätt täcke även på stenar i stormiga flodsprickor .

Djur har också anpassat sig till rörligheten i vattenmiljön. Hos fiskar som lever i snabbt strömmande floder är kroppen nästan rund i tvärsnitt (öring, elritsa). De rör sig vanligtvis mot strömmen. Ryggradslösa djur av strömmande vattenkroppar stannar vanligtvis på botten, deras kropp är tillplattad i dorso-ventral riktning, många har olika fixeringsorgan på den ventrala sidan, vilket gör att de kan fästa sig vid undervattensobjekt. I haven upplever organismer i tidvatten- och surfzonerna den starkaste påverkan av rörliga vattenmassor. Havstulpaner (Balanus, Chthamalus), snäckor (Patella Haliotis) och vissa arter av kräftdjur som gömmer sig i strandens springor är vanliga på klippiga stränder i surfzonen.

I livet för vattenlevande organismer på tempererade breddgrader spelar den vertikala rörelsen av vatten i stillastående vattenkroppar en viktig roll. Vattnet i dem är tydligt uppdelat i tre lager: den övre epilimnion, vars temperatur upplever skarpa säsongsfluktuationer; temperaturhoppskikt - metalimnion (termoklin), där det finns ett kraftigt temperaturfall; bottendjupa lager, hypolimnion - här varierar temperaturen något under året.

På sommaren ligger de varmaste vattenlagren vid ytan och de kallaste - längst ner. En sådan skiktad fördelning av temperaturer i en reservoar kallas direkt stratifiering. På vintern, med en minskning av temperaturen, observeras omvänd skiktning: ytkallt vatten med en temperatur under 4 ° C ligger ovanför relativt varma. Detta fenomen kallas temperaturdikotomi. Den är särskilt uttalad i de flesta av våra sjöar sommar och vinter. Som ett resultat av temperaturdikotomien bildas en densitetsskiktning av vatten i reservoaren, dess vertikala cirkulation störs och en period av tillfällig stagnation inträder.

På våren blir ytvattnet, på grund av uppvärmning till 4 °C, tätare och sjunker djupare och varmare vatten stiger på sin plats från djupet. Som ett resultat av sådan vertikal cirkulation inträder homotermi i reservoaren, d.v.s. under en tid utjämnar temperaturen på hela vattenmassan. Med ytterligare temperaturökning blir de övre vattenlagren mindre täta och sjunker inte längre - sommarstagnationen inträder.

På hösten svalnar ytskiktet, blir tätare och sjunker djupare, vilket förskjuter varmare vatten till ytan. Detta händer innan höstens homotermi börjar. När ytvatten kyls under 4 °C blir de återigen mindre täta och stannar återigen kvar på ytan. Som ett resultat stannar vattencirkulationen och vinterstagnation inträder.

Organismer i vattendrag på tempererade breddgrader är väl anpassade till säsongsbetonade vertikala rörelser av vattenskikt, till vår- och hösthomotermi och till sommar- och vinterstagnation (Fig. 13).

I sjöar med tropiska breddgrader sjunker vattentemperaturen på ytan aldrig under 4 °C, och temperaturgradienten i dem uttrycks tydligt till de djupaste lagren. Blandning av vatten sker här i regel oregelbundet under den kallaste tiden på året.

Speciella förhållanden för livet utvecklas inte bara i vattenpelaren utan också i botten av reservoaren, eftersom det inte finns någon luftning i jorden och mineralföreningar tvättas ur dem. Därför har de inte fertilitet och tjänar endast för vattenlevande organismer som ett mer eller mindre fast substrat, som huvudsakligen utför en mekanisk-dynamisk funktion. I detta avseende får storleken på jordpartiklar, tätheten av deras passform till varandra och motstånd mot utspolning av strömmar den största ekologiska betydelsen.

Abiotiska faktorer i vattenmiljön. Vatten som ett levande medium har speciella fysikaliska och kemiska egenskaper.

Temperaturregimen i hydrosfären skiljer sig fundamentalt från den i andra miljöer. Temperaturfluktuationerna i världshavet är relativt små: den lägsta är cirka -2 ° C och den högsta är cirka 36 ° C. Svängningsamplituden här ligger därför inom 38 °C. Temperaturen i haven sjunker med djupet. Även i tropiska regioner på ett djup av 1000 m överstiger det inte 4–5 ° С. På djupet av alla hav finns ett lager av kallt vatten (från -1,87 till +2°C).

I färska inlandsvattenförekomster av tempererade breddgrader varierar temperaturen i ytvattenlagren från -0,9 till +25°C, på djupare vatten är den 4–5°C. Termiska källor är ett undantag, där temperaturen på ytskiktet ibland når 85–93 °С.

Sådana termodynamiska egenskaper hos vattenmiljön som hög specifik värmekapacitet, hög värmeledningsförmåga och expansion under frysning skapar särskilt gynnsamma förhållanden för livet. Dessa förhållanden säkerställs också av den höga latenta fusionsvärmen av vatten, vilket gör att temperaturen under isen på vintern aldrig är under fryspunkten (för sötvatten, ca 0°C). Eftersom vatten har den högsta densiteten vid 4 ° C och expanderar när det fryser, bildas is på vintern endast ovanifrån, medan huvudtjockleken inte fryser igenom.

Eftersom temperaturregimen för vattenförekomster kännetecknas av stor stabilitet, kännetecknas de organismer som lever i den av en relativt konstant kroppstemperatur och har ett snävt intervall av anpassningsförmåga till fluktuationer i omgivningstemperaturen. Även mindre avvikelser i den termiska regimen kan leda till betydande förändringar i livet för djur och växter. Ett exempel är den "biologiska explosionen" av lotusblomman (Nelumbium caspium) i den nordligaste delen av dess livsmiljö - i Volgadeltat. Under lång tid bebodde denna exotiska växt bara en liten vik. Bakom Senaste decenniet arean av lotussnår har ökat nästan 20 gånger och upptar nu över 1500 hektar vattenyta. En sådan snabb spridning av lotusen förklaras av den allmänna nedgången i Kaspiska havets nivå, som åtföljdes av bildandet av många små sjöar och flodmynningar vid Volgas mynning. Under de varma sommarmånaderna värmdes vattnet här upp mer än tidigare, och det bidrog till tillväxten av lotussnår.

Vatten kännetecknas också av en betydande densitet (i detta avseende är den 800 gånger större än luft) och viskositet. Dessa egenskaper påverkar växter genom att de utvecklar mycket lite eller ingen mekanisk vävnad alls, så deras stjälkar är mycket elastiska och lätt böjda. De flesta vattenväxter är inneboende i flytkraft och förmåga att hänga i vattenpelaren. De stiger sedan upp till ytan och faller sedan igen. Hos många vattenlevande djur är integumentet rikligt smord med slem, vilket minskar friktionen under rörelse, och kroppen får en strömlinjeformad form.

Organismer i vattenmiljön är utspridda över hela dess tjocklek (i oceaniska fördjupningar har man hittat djur på mer än 10 000 m djup). Naturligtvis upplever de olika tryck på olika djup. Djupt hav är anpassade till högt tryck (upp till 1000 atm), medan invånarna i ytskikten inte är föremål för det. I genomsnitt, i vattenpelaren, för varje 10 m djup, ökar trycket med 1 atm. Alla hydrobionter är anpassade till denna faktor och är följaktligen uppdelade i djuphavsvatten och lever på grunda djup.

Vattnets transparens och dess ljusregim har stor inverkan på vattenlevande organismer. Detta påverkar särskilt fördelningen av fotosyntetiska växter. I leriga vattendrag lever de bara i ytskiktet och där det finns stor insyn tränger de ner till avsevärda djup. En viss grumlighet av vatten skapas av en enorm mängd partiklar suspenderade i det, vilket begränsar inträngningen av solljus. Grumlighet i vattnet kan orsakas av partiklar av mineralämnen (lera, silt), små organismer. Vattnets insyn minskar också på sommaren med den snabba tillväxten av vattenvegetation, med massreproduktion av små organismer som är i suspension i ytskikten. Reservoarernas ljusregim beror också på säsongen. I norr, på tempererade breddgrader, när vattenkroppar fryser och isen fortfarande är täckt av snö från ovan, är ljusets penetration i vattenpelaren kraftigt begränsad.

Ljusregimen bestäms också av den regelbundna minskningen av ljus med djupet på grund av det faktum att vatten absorberar solljus. Samtidigt absorberas strålar med olika våglängder olika: röda är snabbast, medan blågröna tränger in på avsevärda djup. Havet blir mörkare med djupet. Miljöns färg ändras samtidigt och går gradvis från grönaktig till grön, sedan till blå, blå, blåviolett, ersatt av konstant mörker. Följaktligen, med djupet, ersätts grönalger (Chlorophyta) av bruna (Phaeophyta) och röda (Rhodophyta), vars pigment är anpassade för att fånga solljus med olika våglängder. Med djupet förändras också djurens färg naturligt. I ytan lever vanligtvis ljusa lager av vatten, ljusa och mångsidigt färgade djur, medan djuphavsarter saknar pigment. I havets skymningszon målas djur i färger med en rödaktig nyans, vilket hjälper dem att gömma sig från fiender, eftersom den röda färgen i de blåvioletta strålarna uppfattas som svart.

Salthalt spelar en viktig roll i livet för vattenlevande organismer. Som ni vet är vatten ett utmärkt lösningsmedel för många mineralföreningar. Som ett resultat har naturliga vattenförekomster en viss kemisk sammansättning. Högsta värde har karbonater, sulfater, klorider. Mängden lösta salter per 1 liter vatten i sötvattenförekomster överstiger inte 0,5 g (vanligtvis mindre), i haven och oceaner når den 35 g (tabell 6).

Tabell 6Fördelning av basiska salter i olika vattenförekomster (enligt R. Dazho, 1975)

Kalcium spelar en viktig roll i sötvattensdjurens liv. Blötdjur, kräftdjur och andra ryggradslösa djur använder det för att bygga sina skal och exoskelett. Men sötvattenförekomster, beroende på ett antal omständigheter (närvaron av vissa lösliga salter i reservoarens jord, i marken och marken på bankerna, i vattnet i de strömmande floderna och bäckarna), skiljer sig mycket åt både i sammansättning och i koncentrationen av salter lösta i dem. De marina vattnen är mer stabila i detta avseende. Nästan alla kända grundämnen har hittats i dem. Men när det gäller betydelse är den första platsen ockuperad av bordssalt, sedan magnesiumklorid och sulfat och kaliumklorid.

Sötvattenväxter och -djur lever i en hypoton miljö, det vill säga i en miljö där koncentrationen av lösta ämnen är lägre än i kroppsvätskor och vävnader. På grund av skillnaden i osmotiskt tryck utanför och inuti kroppen tränger vatten ständigt in i kroppen, och sötvattenshydrobionter tvingas att intensivt ta bort det. I detta avseende har de väldefinierade processer för osmoreglering. Koncentrationen av salter i kroppsvätskor och vävnader hos många marina organismer är isotonisk med koncentrationen av lösta salter i det omgivande vattnet. Därför utvecklas inte deras osmoregulatoriska funktioner i samma utsträckning som i sötvatten. Svårigheter med osmoreglering är en av anledningarna till att många marina växter och speciellt djur misslyckades med att befolka sötvattenförekomster och visade sig, med undantag för enskilda representanter, vara typiska marina invånare (tarm - Coelenterata, tagghudingar - Echinodermata, pogonophores - Pogonophora, svampar - Spongia, manteldjur – Tunicata). Vid den samma Tiden lever insekter praktiskt taget inte i haven och oceanerna, medan sötvattensbassänger är rikligt befolkade av dem. Typiskt marina och typiskt sötvattensarter tolererar inte signifikanta förändringar i vattnets salthalt. Alla av dem är stenohalinorganismer. Det finns relativt få euryhalina djur av sötvatten och marint ursprung. De finns vanligtvis, och i betydande antal, i bräckt vatten. Dessa är sötvattensgös (Stizostedion lucioperca), braxen (Abramis brama), gädda (Esox lucius), och familjen av mulle (Mugilidae) kan kallas från de marina.

I sötvatten är växter vanliga, befästa i botten av reservoaren. Ofta ligger deras fotosyntetiska yta ovanför vattnet. Dessa är starr (Typha), vass (Scirpus), pilspets (Sagittaria), näckrosor (Nymphaea), äggkapslar (Nuphar). I andra är de fotosyntetiska organen nedsänkta i vatten. Dessa inkluderar pondweeds (Potamogeton), urut (Myriophyllum), elodea (Elodea). Vissa högre växter av sötvatten berövas rötter. De är antingen fritt svävande eller växer på undervattensobjekt eller alger fästa vid marken.

Om syre inte spelar någon betydande roll för luftmiljön så är det för vattnet den viktigaste miljöfaktorn. Dess innehåll i vatten är omvänt proportionell mot temperaturen. Med sjunkande temperatur ökar syrgas löslighet, liksom andra gaser. Ansamlingen av syre löst i vatten uppstår som ett resultat av dess inträde från atmosfären, såväl som på grund av gröna växters fotosyntetiska aktivitet. När vatten blandas, vilket är typiskt för strömmande vattenförekomster och speciellt för snabbt strömmande floder och vattendrag, ökar också syrehalten.

Olika djur uppvisar olika syrebehov. Öring (Salmo trutta), öring (Phoxinus phoxinus) är till exempel mycket känsliga för sin brist och lever därför endast i snabbt strömmande kalla och välblandade vatten. Mört (Rutilus rutilus), ruff (Acerina cernua), vanlig karp (Cyprinus carpio), crucian karp (Carassius carassius) är opretentiösa i detta avseende, och chironomida mygglarver (Chironomidae) och oligochaete tubifex-maskar (Tubifex) lever vid stora defex. där det inte finns något syre alls eller mycket lite av det. Vatteninsekter och lungmollusker (Pulmonata) kan också leva i vatten med låg syrehalt. Men de stiger systematiskt till ytan och lagrar frisk luft ett tag.

Koldioxid är cirka 35 gånger mer lösligt i vatten än syre. Det finns nästan 700 gånger mer av det i vatten än i atmosfären där det kommer ifrån. Källan för koldioxid i vatten är dessutom karbonater och bikarbonater av alkali- och jordalkalimetaller. Koldioxid som finns i vatten ger fotosyntes av vattenväxter och deltar i bildandet av kalkhaltiga skelettformationer hos ryggradslösa djur.

Av stor betydelse för vattenlevande organismers liv är koncentrationen av vätejoner (pH). Sötvattenpooler med pH 3,7–4,7 anses vara sura, 6,95–7,3 är neutrala och de med pH högre än 7,8 anses vara alkaliska. I sötvattenförekomster upplever pH till och med dagliga fluktuationer. Havsvatten är mer alkaliskt och dess pH förändras mycket mindre än sötvatten. pH minskar med djupet.

Koncentrationen av vätejoner spelar en viktig roll i distributionen av hydrobionter. Vid ett pH på mindre än 7,5 växer halvgräs (Isoetes), burrweed (Sparganium), vid 7,7–8,8, d.v.s. i en alkalisk miljö, utvecklas många typer av pondweed och elodea. Sphagnummossar (Sphagnum) dominerar i myrarnas sura vatten, men det finns inga lamellgäl-mollusker av släktet Toothless (Unio), andra mollusker är sällsynta, men skal-rhizomer (Testacea) är rikliga. De flesta sötvattensfiskar tål ett pH på 5 till 9. Om pH är lägre än 5 sker en massdöd av fisk, och över 10 dör alla fiskar och andra djur.

Ekologiska grupper av hydrobionter. Vattenpelaren - pelagial (pelagos - hav) är bebodd av pelagiska organismer som aktivt kan simma eller vistas (sväva) i vissa lager. I enlighet med detta delas pelagiska organismer in i två grupper - nekton och plankton. Bottnarnas invånare bildar den tredje ekologiska gruppen av organismer - bentos.

Nekton (nekios–· flytande)– detta är en samling av pelagiska aktivt rörliga djur som inte har en direkt koppling till botten. I grund och botten är det stora djur som kan resa långa sträckor och starka vattenströmmar. De kännetecknas av en strömlinjeformad kroppsform och välutvecklade rörelseorgan. Typiska nektonorganismer är fiskar, bläckfiskar, pinnipeds och valar. I sötvatten inkluderar nekton, förutom fisk, amfibier och aktivt rörliga insekter. Många marina fiskar kan röra sig i vattenpelaren med hög hastighet. Vissa bläckfiskar (Oegopsida) simmar väldigt snabbt, upp till 45–50 km/h, segelbåtar (Istiopharidae) når hastigheter på upp till 100 km/h och svärdfisk (Xiphias glabius) upp till 130 km/h.

Plankton (planktos– svävar, vandrar)– detta är en samling pelagiska organismer som inte har förmågan till snabb aktiv rörelse. Planktoniska organismer kan inte motstå strömmar. Dessa är främst små djur - djurplankton och växter - växtplankton. Planktonets sammansättning inkluderar periodvis larverna från många djur som svävar i vattenpelaren.

Planktoniska organismer finns antingen på vattenytan eller på djupet eller till och med i bottenskiktet. De förra utgör en speciell grupp - neustonen. Organismer, å andra sidan, vars del av kroppen ligger i vattnet och en del är ovanför dess yta, kallas pleuston. Dessa är sifonoforer (Siphonophora), andmat (Lemna), etc.

Växtplankton har stor betydelse i vattenkropparnas liv, eftersom det är den huvudsakliga producenten av organiskt material. Det inkluderar främst kiselalger (Diatomeae) och gröna (Chlorophyta) alger, växtflagellater (Phytomastigina), Peridineae (Peridineae) och coccolitophores (Coccolitophoridae). I de norra vattnen i världshavet dominerar kiselalger, och i de tropiska och subtropiska vattnen de pansarflagellerna. I sötvatten är, förutom kiselalger, gröna och blågröna (Cuanophyta) alger vanliga.

Zooplankton och bakterier finns på alla djup. Marint zooplankton domineras av små kräftdjur (Copepoda, Amphipoda, Euphausiacea), protozoer (Foraminifera, Radiolaria, Tintinnoidea). Mer stora företrädare det är bevingade blötdjur (Pteropoda), maneter (Scyphozoa) och flytande ctenophorer (Ctenophora), salper (Salpae), några maskar (Alciopidae, Tomopteridae). I sötvatten är dåligt simmande relativt stora kräftdjur (Daphnia, Cyclopoidea, Ostracoda, Simocephalus; Fig. 14), många hjuldjur (Rotatoria) och protozoer vanliga.

Planktonet i tropiska vatten når den högsta artmångfalden.

Grupper av planktoniska organismer särskiljs efter storlek. Nannoplankton (nannos - dvärg) är de minsta algerna och bakterierna; mikroplankton (mikro - små) - de flesta alger, protozoer, hjuldjur; mesoplankton (mesos - medium) - copepoder och cladocerans, räkor och ett antal djur och växter, inte mer än 1 cm långa; makroplankton (makros - stora) - maneter, mysider, räkor och andra organismer större än 1 cm; megaloplankton (megalos - enormt) - mycket stort, över 1 m, djur. Till exempel når det flytande kamgelévenusbältet (Cestus veneris) en längd på 1,5 m, och cyanidmaneten (Suapea) har en klocka upp till 2 m i diameter och tentakler 30 m långa.

Planktonorganismer är en viktig födokomponent för många vattenlevande djur (inklusive sådana jättar som bardvalar - Mystacoceti), särskilt med tanke på att de, och framför allt växtplankton, kännetecknas av säsongsbetonade utbrott av massreproduktion (vattenblomning).

Benthos (benthos– djup)– en uppsättning organismer som lever på botten (på marken och i marken) av vattenförekomster. Det är uppdelat i fytobentos och zoobentos. Det representeras huvudsakligen av djur som sitter fast eller långsamt rör sig, samt gräver sig ner i marken. Endast på grunt vatten består den av organismer som syntetiserar organiskt material (producenter), konsumerar det (konsumenter) och förstör det (nedbrytare). På stora djup där ljus inte tränger in saknas fytobentos (producenter).

Bentiska organismer skiljer sig åt i deras sätt att leva - rörliga, inaktiva och orörliga; enligt näringsmetoden - fotosyntetisk, köttätande, växtätande, detrivorous; efter storlek - makro-, meso-mikrobentos.

Havets fytobentos inkluderar främst bakterier och alger (kiselalger, grön, brun, röd). Blommande växter finns också längs kusterna: Zostera (Zostera), phyllospodix (Phyllospadix), ruppia (Rup-pia). Fytobentos är rikast på steniga och steniga bottenområden. Längs kusterna bildar kelp (Laminaria) och fucus (Fucus) ibland en biomassa på upp till 30 kg per 1 kvadratkilometer. m. På mjuka jordar, där växter inte kan fästas ordentligt, utvecklas phytobenthos huvudsakligen på platser skyddade från vågor.

Färskvattenfytobenos representeras av bakterier, kiselalger och grönalger. Kustväxter är rikliga, belägna från kusten djupt in i tydligt definierade bälten. Halvt nedsänkta växter (vass, vass, starr och starr) växer i det första bältet. Det andra bältet är upptaget av nedsänkta växter med flytande löv (skidor, näckrosor, andmat, vodokras). I det tredje bältet dominerar nedsänkta växter - pondweed, elodea, etc.

Alla vattenväxter enligt deras livsstil kan delas in i två ekologiska huvudgrupper: hydrofyter - växter nedsänkta i vatten endast med sin nedre del och vanligtvis rotar i marken, och hydatofyter - växter helt nedsänkta i vatten, men ibland flytande på ytan eller ha flytande löv.

Det marina zoobentos domineras av foraminifer, svampar, coelenterates, nemerteans, polychaetes, sipunculider, mossor, brachiopoder, blötdjur, ascidianer och fiskar. De mest talrika är bentiska former i grunda vatten, där deras totala biomassa ofta når tiotals kilogram per 1 kvadratkilometer. m. Med djupet sjunker antalet bentos kraftigt och på stora djup är milligram per 1 kvadratkilometer. m.

Det finns färre zoobentos i sötvattenförekomster än i haven och haven, och artsammansättningen är mer enhetlig. Dessa är främst protozoer, vissa svampar, ciliär- och oligochaete maskar, iglar, mossor, blötdjur och insektslarver.

Ekologisk plasticitet hos vattenlevande organismer. Vattenlevande organismer har mindre ekologisk plasticitet än terrestra, eftersom vatten är en mer stabil miljö och dess abiotiska faktorer genomgår relativt små fluktuationer. Marina växter och djur är minst plast. De är mycket känsliga för förändringar i vattnets salthalt och temperatur. Således klarar steniga koraller inte ens svag vattenavsaltning och lever endast i haven, dessutom på fast mark vid en temperatur på minst 20 °C. Dessa är typiska stenobionter. Det finns dock arter med ökad ekologisk plasticitet. Till exempel är rhizopoden Cyphoderia ampulla en typisk eurybiont. Den lever i hav och sötvatten, i varma dammar och kalla sjöar.

Sötvattensdjur och växter tenderar att vara mycket mer flexibla än marina eftersom sötvatten är en mer varierande miljö. Mest plast är bräckvatteninvånare. De är anpassade till både höga koncentrationer av lösta salter och betydande avsaltning. Det finns dock ett relativt litet antal arter, eftersom miljöfaktorer genomgår betydande förändringar i bräckta vatten.

Bredden av den ekologiska plasticiteten hos hydrobionter bedöms inte bara i förhållande till hela komplexet av faktorer (eury- och stanobiontitet), utan också till någon av dem. Kustväxter och djur, i motsats till invånarna i öppna områden, är huvudsakligen eurytermiska och euryhalina organismer, eftersom temperaturförhållandena och saltregimen är ganska varierande nära kusten (uppvärmning av solen och relativt intensiv kylning, avsaltning genom inflöde av vatten från bäckar och floder, särskilt under regnperioden, etc.). En typisk stenotermisk art är lotus. Den växer bara i väl uppvärmda grunda vattendrag. Av samma skäl visar sig invånarna i ytskikten vara mer eurytermiska och euryhalina i jämförelse med djupvattenformerna.

Ekologisk plasticitet fungerar som en viktig regulator för spridningen av organismer. Som regel är hydrobionter med hög ekologisk plasticitet ganska utbredda. Det gäller till exempel Elodea. Artemia-kräftdjuret (Artemia salina) är dock diametralt motsatt det i denna mening. Den lever i små reservoarer med mycket salt vatten. Detta är en typisk stenohalinrepresentant med smal ekologisk plasticitet. Men i förhållande till andra faktorer är det väldigt plastigt och förekommer därför överallt i saltvattenförekomster.

Ekologisk plasticitet beror på organismens ålder och utvecklingsfas. Så den marina snäckan blötdjur Littorina i sitt vuxna tillstånd dagligen vid lågvatten länge sedan klarar sig utan vatten, och dess larver leder en rent planktonisk livsstil och tolererar inte uttorkning.

Adaptiva egenskaper hos vattenväxter. Vattenväxternas ekologi är, som nämnts, mycket specifik och skiljer sig kraftigt från ekologin för de flesta landlevande växtorganismer. Vattenväxternas förmåga att absorbera fukt och mineralsalter direkt från miljöåterspeglas i deras morfologiska och fysiologiska organisation. För vattenväxter är först och främst den svaga utvecklingen av den ledande vävnaden och rotsystemet karakteristisk. Den senare tjänar huvudsakligen för att fästa vid undervattenssubstratet och, till skillnad från landväxter, utför den inte funktionen av mineralnäring och vattenförsörjning. I detta avseende saknar rötterna hos rotande vattenväxter rothår. De matas av hela kroppens yta. Kraftfullt utvecklade rhizomer i vissa av dem tjänar till vegetativ förökning och lagring av näringsämnen. Sådana är många damweeds, näckrosor, äggkapslar.

Den höga densiteten av vatten gör det möjligt för växter att leva i hela sin tjocklek. För att göra detta har lägre växter som lever i olika lager och leder en flytande livsstil speciella bihang som ökar deras flytkraft och gör att de kan stanna i fjädring. Hos högre hydrofyter utvecklas mekanisk vävnad dåligt. I deras blad, stjälkar, rötter, som nämnts, finns luftbärande intercellulära hålrum. Detta ökar lättheten och flytkraften hos organ som är suspenderade i vatten och flyter på ytan, och främjar också spolning av inre celler med vatten med gaser och salter lösta i det. Hydatofyter kännetecknas generellt av en stor bladyta med en liten total växtvolym. Detta ger dem ett intensivt gasutbyte med brist på syre och andra gaser lösta i vatten. Många damgräs (Potamogeton lusens, P. perfoliatus) har tunna och mycket långa stjälkar och blad, deras täcke är lätt genomsläppliga för syre. Andra växter har kraftigt dissekerade löv (water ranunculus - Ranunculus aquatilis, urt - Myriophyllum spicatum, hornört - Ceratophyllum dernersum).

Ett antal vattenväxter har utvecklat heterofili (mångfald). Till exempel, i Salvinia (Salvinia) utför nedsänkta löv funktionen av mineralnäring och flytande - organiskt. I näckrosor och äggkapslar skiljer sig de flytande och nedsänkta bladen avsevärt från varandra. Den övre ytan av flytande löv är tät och läderartad med ett stort antal stomata. Detta bidrar till bättre gasutbyte med luft. Det finns inga stomata på undersidan av flytande och undervattensblad.

En lika viktig adaptiv egenskap hos växter för att leva i en vattenmiljö är det faktum att bladen nedsänkta i vatten vanligtvis är mycket tunna. Klorofyll i dem finns ofta i cellerna i epidermis. Detta leder till en ökning av intensiteten av fotosyntesen i svagt ljus. Sådana anatomiska och morfologiska särdrag uttrycks tydligast i många damgräs (Potamogeton), Elodea (Helodea canadensis), vattenmossor (Riccia, Fontinalis), Vallisneria (Vallisneria spiralis).

Skydd av vattenväxter från urlakning av mineralsalter från celler (urlakning) är utsöndring av slem av speciella celler och bildandet av endoderm i form av en ring av tjockare väggar.

Den relativt låga temperaturen i vattenmiljön orsakar döden av de vegetativa delarna av växter som är nedsänkta i vatten efter bildandet av vinterknoppar, såväl som ersättning av sommarömma. tunna blad tuffare och kortare vinter. Samtidigt påverkar låg vattentemperatur negativt de generativa organen hos vattenväxter, och dess höga densitet hindrar överföringen av pollen. Därför reproducerar vattenväxter intensivt med vegetativa medel. Den sexuella processen i många av dem är undertryckt. För att anpassa sig till egenskaperna hos vattenmiljön tar de flesta av de växter som är nedsänkta och flyter på ytan ut blommande stjälkar i luften och förökar sig sexuellt (pollen bärs av vind- och ytströmmar). De resulterande frukterna, fröna och andra primordier sprids också av ytströmmar (hydrochoria).

Inte bara vattenlevande, utan också många kustväxter tillhör hydrochoirs. Deras frukter är mycket flytande och kan stanna i vattnet under lång tid utan att förlora sin grobarhet. Frukter och frön av chastukha (Alisma plantago-aquatica), pilspets (Sagittaria sagittifolia), susak (Butomusumbellatus), dammgräs och andra växter bärs av vatten. Frukterna av många karv (Cageh) är inneslutna i säregna säckar med luft och bärs också av vattenströmmar. Man tror att till och med kokospalmer sprider sig över skärgårdarna i Stilla havets tropiska öar på grund av deras frukters flytkraft - kokosnötter. Längs Vakhshfloden spred sig humaiogräset (Sorgnum halepense) genom kanalerna på samma sätt.

Adaptiva egenskaper hos vattenlevande djur. Djurens anpassningar till vattenmiljön är ännu mer olika än växternas. De kan särskilja anatomiska, morfologiska, fysiologiska, beteendemässiga och andra adaptiva egenskaper. Även en enkel uppräkning av dem är svår. Därför kommer vi i allmänna termer bara att nämna de mest karakteristiska av dem.

Djur som lever i vattenpelaren har först och främst anpassningar som ökar deras flytförmåga och tillåter dem att motstå rörelsen av vatten, strömmar. Bottenorganismer utvecklar tvärtom anordningar som hindrar dem från att stiga upp i vattenpelaren, det vill säga de minskar flytkraften och låter dem stanna på botten även i snabbt strömmande vatten.

I små former som lever i vattenpelaren observeras en minskning av skelettformationer. Hos protozoer (Rhizopoda, Radiolaria) är skalen porösa, skelettets flintnålar är ihåliga inuti. Den specifika densiteten för maneter (Scyphozoa) och ctenophores (Ctenophora) minskar på grund av närvaron av vatten i vävnaderna. En ökning av flytkraften uppnås också genom ackumulering av fettdroppar i kroppen (natttändare - Noctiluca, radiolarier - Radiolaria). Större ansamlingar av fett observeras också hos vissa kräftdjur (Cladocera, Copepoda), fiskar och valar. Kroppens specifika densitet reduceras också av gasbubblor i protoplasman hos testatamöbor, luftkammare i blötdjursskal. Många fiskar har gasfyllda simblåsor. Sifonoforerna hos Physalia och Velella utvecklar kraftfulla lufthåligheter.

Djur som passivt simmar i vattenpelaren kännetecknas inte bara av en minskning av vikten utan också av en ökning av kroppens specifika yta. Faktum är att ju högre viskositeten hos mediet och ju högre den specifika ytan på organismens kropp är, desto långsammare sjunker den ner i vattnet. Som ett resultat plattar kroppen ut i djur, alla typer av spikar, utväxter och bihang bildas på den. Detta är karakteristiskt för många radiolarier (Chalengeridae, Aulacantha), flagellater (Leptodiscus, Craspedotella) och foraminifer (Globigerina, Orbulina). Eftersom vattnets viskositet minskar med ökande temperatur och ökar med ökande salthalt är anpassningar till ökad friktion mest uttalade vid höga temperaturer och låga salthalter. Till exempel är flagellar Ceratium från Indiska oceanen beväpnade med längre hornliknande bihang än de som finns i det kalla vattnet i östra Atlanten.

Aktiv simning hos djur utförs med hjälp av flimmerhår, flageller, kroppsböjning. Det är så protozoer, ciliärmaskar och hjuldjur rör sig.

Bland vattenlevande djur är simning vanligt på ett jetsätt på grund av energin från den utsprutade vattenstrålen. Detta är typiskt för protozoer, maneter, trollsländelarver och vissa musslor. Jetrörelsens rörelsesätt når sin högsta perfektion hos bläckfiskar. Vissa bläckfiskar utvecklar en hastighet på 40-50 km / h när de kastar ut vatten. Hos större djur bildas specialiserade lemmar (simben hos insekter, kräftdjur; fenor, simfötter). Kroppen hos sådana djur är täckt med slem och har en strömlinjeformad form.

En stor grupp djur, mestadels sötvatten, använder ytfilmen av vatten (ytspänning) när de rör sig. På den springer t.ex. skalbaggar (Gyrinidae), vatten strider buggar (Gerridae, Veliidae). Små Hydrophilidae-baggar rör sig längs filmens nedre yta, dammsniglar (Limnaea) och mygglarver hänger också på den. Alla av dem har ett antal funktioner i lemmarnas struktur, och deras lock vätas inte av vatten.

Endast i vattenmiljön lever orörliga djur en fast livsstil. De kännetecknas av en speciell kroppsform, lätt flytkraft (kroppens densitet är större än vattentätheten) och speciella anordningar för att fästa på substratet. Vissa är fästa vid marken, andra kryper på den eller lever en grävande livsstil, vissa slår sig ner på undervattensobjekt, särskilt bottnar på fartyg.

Av de djur som är fästa vid marken är de mest karakteristiska svamparna, många coelenterater, särskilt hydroider (Hydroidea) och korallpolyper (Anthozoa), sjöliljor (Crinoidea), musslor (Bivalvia), havstulpaner (Cirripedia), etc.

Bland de grävande djuren finns särskilt många maskar, insektslarver och även blötdjur. Vissa fiskar tillbringar avsevärd tid i marken (pigg - Cobitis taenia, plattfisk - Pleuronectidae, stingrockor - Rajidae), larver av öronöga (Petromyzones). Mängden av dessa djur och deras artmångfald beror på typen av jord (stenar, sand, lera, silt). På steniga jordar är de vanligtvis mindre än på siltiga. Ryggradslösa djur som lever i siltig bottnar i massor skapar optimala förutsättningar för livet för ett antal större bentiska rovdjur.

De flesta vattenlevande djur är poikilotermiska och deras kroppstemperatur beror på omgivningstemperaturen. Hos homoiotermiska däggdjur (pinnipeds, valar) bildas ett kraftfullt lager av subkutant fett, som har en värmeisolerande funktion.

För vattenlevande djur är miljötrycket viktigt. I detta avseende urskiljs stenobatdjur, som inte tål stora tryckfluktuationer, och eurybatdjur, som lever vid både hög- och lågtryck. Holothurians (Elpidia, Myriotrochus) lever på djup från 100 till 9000 m, och många arter av Storthyngura kräftor, pogonophores, sjöliljor finns på djup från 3000 till 10 000 m. Sådana djuphavsdjur har specifika organisatoriska egenskaper: en ökning av kroppen storlek; försvinnande eller svag utveckling av kalkskelettet; ofta - minskning av synens organ; ökad utveckling av taktila receptorer; brist på kroppspigmentering eller, omvänt, mörk färg.

Att upprätthålla ett visst osmotiskt tryck och joniskt tillstånd av lösningar i djurkroppen tillhandahålls av komplexa mekanismer för vatten-saltmetabolism. De flesta vattenlevande organismer är dock poikilosmotiska, det vill säga det osmotiska trycket i deras kropp beror på koncentrationen av lösta salter i det omgivande vattnet. Endast ryggradsdjur, högre kräftor, insekter och deras larver är homoiosmotiska - de upprätthåller ett konstant osmotiskt tryck i kroppen, oavsett vattnets salthalt.

Marina ryggradslösa djur har i princip inga mekanismer för vatten-saltutbyte: anatomiskt är de stängda för vatten, men osmotiskt öppna. Det skulle dock vara fel att tala om den absoluta frånvaron av mekanismer som styr vatten-saltmetabolismen i dem.

De är helt enkelt ofullkomliga, och detta beror på att salthalten i havsvatten är nära salthalten i kroppsjuicer. Faktum är att i sötvattenhydrobioner är salthalten och jontillståndet hos mineralämnena i kroppsjuicerna som regel högre än i det omgivande vattnet. Därför har de väldefinierade mekanismer för osmoreglering. Det vanligaste sättet att upprätthålla ett konstant osmotiskt tryck är att regelbundet avlägsna inkommande vatten med hjälp av pulserande vakuoler och utsöndringsorgan. Hos andra djur utvecklas ogenomträngliga höljen av kitin- eller hornformationer för dessa ändamål. Vissa producerar slem på kroppens yta.

Svårigheten att reglera det osmotiska trycket i sötvattensorganismer förklarar deras artfattigdom i jämförelse med havets invånare.

Låt oss följa exemplet med fiskar hur osmoreglering av djur utförs i marina och söta vatten. Sötvattensfiskar tar bort överflödigt vatten genom det ökade arbetet i utsöndringssystemet och absorberar salter genom gälfilamenten. Marin fisk, tvärtom, tvingas fylla på sina vattenreserver och dricker därför havsvatten, och de överskottssalter som följer med det avlägsnas från kroppen genom gälfilamenten (fig. 15).

Förändrade förhållanden i vattenmiljön orsakar vissa beteendereaktioner hos organismer. Vertikala migrationer av djur är förknippade med förändringar i belysning, temperatur, salthalt, gasregim och andra faktorer. I haven och oceanerna deltar miljontals ton vattenlevande organismer i sådana migrationer (sänker på djupet, stiger till ytan). Under horisontella migrationer kan vattenlevande djur resa hundratals och tusentals kilometer. Sådana är lek-, övervintrings- och matvandringar för många fiskar och vattenlevande däggdjur.

Biofilter och deras ekologiska roll. En av de specifika egenskaperna hos vattenmiljön är närvaron i den av ett stort antal små partiklar av organiskt material - detritus, som bildas på grund av döende växter och djur. Enorma massor av dessa partiklar sätter sig på bakterier och, på grund av den gas som frigörs som ett resultat av bakterieprocessen, suspenderas ständigt i vattenpelaren.

För många vattenlevande organismer är detritus ett högkvalitativt livsmedel, så några av dem, de så kallade biofiltermatarna, har anpassat sig för att extrahera det med hjälp av specifika mikroporösa strukturer. Dessa strukturer, så att säga, filtrerar bort vatten och håller kvar partiklar suspenderade i det. Detta sätt att äta kallas filtrering. En annan grupp av djur avsätter detritus på ytan antingen av sina egna kroppar eller på speciella fångstanordningar. Denna metod kallas sedimentering. Ofta föder samma organism genom både filtrering och sedimentering.

Biofiltrerande djur (lamellagillmollusker, fastsittande tagghudingar och polychaetes, mossor, ascidianer, planktoniska kräftdjur och många andra) spelar en viktig roll i den biologiska reningen av vattendrag. Till exempel, en koloni av musslor (Mytilus) per 1 kvm. m passerar genom mantelhålan upp till 250 kubikmeter. m vatten per dag, filtrera det och sedimentera suspenderade partiklar. En nästan mikroskopisk kräftdjur calanus (Calanoida) renar upp till 1,5 liter vatten per dag. Om vi ​​tar hänsyn till det enorma antalet av dessa kräftdjur, så verkar arbetet de gör i den biologiska reningen av vattendrag verkligen grandiöst.

I sötvatten är korn (Unioninae), tandlösa (Anodontinae), zebramusslor (Dreissena), Daphnia (Daphnia) och andra ryggradslösa djur aktiva biofiltermatare. Deras betydelse som ett slags biologiskt "reningssystem" av reservoarer är så stor att det nästan är omöjligt att överskatta den.

Zonindelning av vattenmiljön. Livets vattenmiljö kännetecknas av en tydligt definierad horisontell och särskilt vertikal zonalitet. Alla hydrobionter är strikt begränsade till att leva i vissa zoner, som skiljer sig åt i olika livsvillkor.

I världshavet kallas vattenpelaren pelagial och bottnen kallas benthal. Följaktligen särskiljs också de ekologiska grupperna av organismer som lever i vattenpelaren (pelagisk) och på botten (botten).

Botten, beroende på djupet av dess förekomst från vattenytan, är uppdelad i sublitoral (ytan med jämn minskning till ett djup av 200 m), bathyal (brant sluttning), abyssal (havsbotten med ett genomsnitt djup av 3-6 km), ultra-abyssal (botten av oceaniska fördjupningar som ligger på ett djup av 6 till 10 km). Stranden är också utmärkt - kanten av kusten, periodvis översvämmad under högvatten (Fig. 16).

Det öppna vattnet i världshavet (pelagialt) är också uppdelat i vertikala zoner enligt bentala zoner: epipelagial, bathypelagial, abyssopelagial.

De kust- och sublitorala zonerna är mest rika på växter och djur. Det finns mycket solljus, lågt tryck, betydande temperaturfluktuationer. Invånarna i de avgrundsdjup och ultradjupa djupen lever vid konstant temperatur, i mörker, och upplever enorma tryck och når flera hundra atmosfärer i oceaniska depressioner.

En liknande, men mindre tydligt definierad zonalitet är också karakteristisk för sötvattenförekomster i inlandet.

Parameternamn Menande
Artikelns ämne: Vattenmiljö.
Rubrik (tematisk kategori) Ekologi

Vatten är livets första medium: liv uppstod i det och de flesta grupper av organismer bildades. Alla invånare i vattenmiljön kallas hydrobionter. Ett karakteristiskt drag för vattenmiljöer är vattnets rörelse, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ manifesterar sig i formen strömmar(överföring av vatten i en riktning) och oro(undandragande av vattenpartiklar från den ursprungliga positionen med efterföljande återgång till den). Golfströmmen transporterar 2,5 miljoner m^3 vatten per år, vilket är 25 gånger mer än jordens alla floder tillsammans. Dessutom inträffar tidvattensvängningar i havsnivån under påverkan av månens och solens attraktion.

Förutom rörelsen av vatten mot numret viktiga egenskaper Vattenmiljön inkluderar densitet och viskositet, spökbilder, löst syre och mineralinnehåll.

Densitet och viskositet bestämma först och främst villkoren för hydrobionternas rörelse. Ju högre densitet vattnet är, desto mer stödjande blir det, desto lättare är det att stanna i det. Ett annat värde på densitet är dess tryck på kroppen. Med en fördjupning på 10,3 m i sötvatten och 9,986 m i havsvatten ökar trycket med 1 atm. Med en ökning av viskositeten ökar motståndet mot den aktiva rörelsen av organismer. Tätheten av levande vävnader är högre än tätheten av söt- och havsvatten, i samband med detta har vattenlevande organismer i evolutionsprocessen utvecklat olika strukturer som ökar deras flytkraft - en generell ökning av kroppens relativa yta p.g.a. en minskning i storlek; tillplattning; utveckling av olika utväxter (setae); minskning av kroppstätheten på grund av minskningen av skelettet; ansamling av fett och närvaron av en simblåsa. Vatten, till skillnad från luft, har en större flytkraft, och därför är den maximala storleken på vattenlevande organismer mindre begränsad.

Termiska egenskaper vatten skiljer sig väsentligt från luftens termiska egenskaper. Vattens höga specifika värmekapacitet (500 gånger högre) och värmeledningsförmåga (30 gånger högre) bestämmer en konstant och relativt jämn temperaturfördelning i vattenmiljön. Temperaturfluktuationer i vatten är inte lika skarpa som i luft. Temperaturen påverkar hastigheten för olika processer.

Ljus och ljusläge. Solen lyser upp markytan och havet med samma intensitet, men vattnets förmåga att absorbera och spridas är ganska stor, vilket begränsar ljusets penetrationsdjup i havet. Dessutom absorberas strålar med olika våglängder olika: rött sprids nästan omedelbart, medan blått och grönt går djupare. Den zon där fotosyntesens intensitet överstiger andningsintensiteten kallas eufotiska zon. Den nedre gränsen vid vilken fotosyntes balanseras av andning kallas vanligtvis ersättningspunkt.

Genomskinlighet vatten beror på innehållet av suspenderade partiklar i det. Transparens kännetecknas av det maximala djup där en speciellt nedsänkt vit skiva med en diameter på 30 cm fortfarande är synlig. klart vatten i Sargassohavet (skivan är synlig på ett djup av 66 m), i Stilla havet (60 m), indiska oceanen(50 m). I grunda hav är genomskinligheten 2-15 m, i floder 1-1,5 m.

Syre- Behövs för att andas. I vatten är fördelningen av löst syre föremål för kraftiga fluktuationer. På natten är syrehalten i vattnet mindre. Andning av hydrobionter utförs antingen genom kroppens yta eller genom speciella organ (lungor, gälar, luftstrupe).

Mineralämnen. Havsvatten innehåller huvudsakligen natrium-, magnesium-, klorid- och sulfatjoner. Färska kalciumjoner och karbonatjoner.

Ekologisk klassificering vattenlevande organismer. Mer än 150 tusen djurarter och cirka 10 tusen växtarter lever i vattnet. De huvudsakliga biotoperna för hydrobionter är: vattenpelaren ( pelagial) och botten av reservoarer ( benthal). Man skiljer på pelagiska och bentiska organismer. Pelagial är indelad i grupper: plankton(en uppsättning organismer som inte är kapabla till aktiv rörelse och rör sig med vattenflöden) och nekton(stora djur, vars motoriska aktivitet är tillräcklig för att övervinna vattenströmmar). Benthos- en uppsättning organismer som bebor botten.

Vattenmiljö. - koncept och typer. Klassificering och funktioner i kategorin "Vattenmiljö." 2017, 2018.

  • - Vattenmiljö

    Habitat, förhållanden och levnadssätt Praktisk tillämpning av paleontologi i geologi § I stratigrafi (baserat på evolutionslagens oåterkallelighet). § I paleogeografi, trofisk eller mat är kopplingar (grekiska trofe - mat, näring) de viktigaste i ....


  • - Trådlös miljö

    Trådlöst betyder inte fullständig frånvaro av kablar i nätverket. Vanligtvis interagerar trådlösa komponenter med ett nätverk som använder kabel som överföringsmedium. Sådana nätverk kallas hybridnätverk. Det finns följande typer av trådlösa nätverk: LAN,...


    • -

    Ett ekologiskt system (ekosystem) är en rumsligt definierad mängd som består av en gemenskap av levande organismer (biocenos), deras livsmiljö (biotop), ett system av kopplingar som utbyter materia och energi mellan dem. Skilja mellan vatten och markbunden natur....


    Du känner redan till begrepp som "habitat" och "livsmiljö". Du måste lära dig att skilja mellan dem. Vad är en "levnadsmiljö"?

    Livsmiljön är en del av naturen med en speciell uppsättning faktorer, för den existens där olika systematiska grupper av organismer har bildat liknande anpassningar.

    På jorden kan fyra huvudsakliga livsmiljöer särskiljas: vatten, land-luft, jord, levande organism.

    Vattenmiljö

    Livets vattenmiljö kännetecknas av hög densitet, speciella temperaturer, ljus-, gas- och saltregimer. Organismer som lever i vattenmiljön kallas hydrobionter(från grekiska. hydro- vatten, bios- livet).

    Temperaturregim för vattenmiljön

    I vatten förändras temperaturen i mindre utsträckning än på land, på grund av vattnets höga specifika värmekapacitet och värmeledningsförmåga. En ökning av lufttemperaturen med 10 °C orsakar en ökning av vattentemperaturen med 1 °C. Temperaturen minskar gradvis med djupet. På stora djup är temperaturregimen relativt konstant (inte högre än +4 °C). I de övre lagren finns dagliga och säsongsmässiga fluktuationer (från 0 till +36 °C). Eftersom temperaturen i vattenmiljön varierar inom ett snävt intervall kräver de flesta hydrobionter en stabil temperatur. För dem är även små temperaturavvikelser skadliga, orsakade till exempel av utsläpp av varmt Avloppsvatten. Hydrobionter som kan existera vid stora temperaturfluktuationer finns bara i grunda vattendrag. På grund av den lilla volymen vatten i dessa reservoarer observeras betydande dagliga och säsongsbetonade temperaturfluktuationer.

    Ljusregim av vattenmiljön

    Det finns mindre ljus i vatten än i luft. En del av solens strålar reflekteras från dess yta, och en del absorberas av vattenpelaren.

    Dagen under vattnet är kortare än på land. På sommaren, på ett djup av 30 m, är det 5 timmar, och på ett djup av 40 m, är det 15 minuter. Den snabba minskningen av ljus med djupet beror på dess absorption av vatten.

    Gränsen för fotosynteszonen i haven är på ett djup av cirka 200 m. I floder sträcker den sig från 1,0 till 1,5 m och beror på vattnets genomskinlighet. Genomskinligheten av vatten i floder och sjöar minskar kraftigt på grund av föroreningar med suspenderade partiklar. På ett djup av mer än 1500 m finns det praktiskt taget inget ljus.

    Gasregim i vattenmiljön

    I vattenmiljön är syrehalten 20-30 gånger mindre än i luften, så det är en begränsande faktor. Syre kommer in i vattnet på grund av vattenväxternas fotosyntes och atmosfärens syres förmåga att lösas upp i vatten. När vatten rörs om ökar syrehalten i det. De övre lagren av vatten är rikare på syre än de nedre. Med syrebrist observeras dödsfall (massdöd av vattenlevande organismer). Vinter fryser uppstår när vattendrag är täckta med is. Sommar - då, på grund av vattnets höga temperatur, minskar lösligheten av syre. Orsaken kan också vara en ökning av koncentrationen av giftiga gaser (metan, vätesulfid), som bildas vid nedbrytning av döda organismer utan tillgång till syre. På grund av variationen i syrekoncentrationen är de flesta vattenlevande organismer i förhållande till den eurybionts. Men det finns även stenobionter (öring, planaria, larver av majflugor och caddisflugor) som inte tål syrebrist. De är indikatorer på vattenrenhet. Koldioxid löser sig i vatten 35 gånger bättre än syre, och dess koncentration i det är 700 gånger högre än i luft. I vatten ackumuleras CO2 på grund av andning av vattenlevande organismer, nedbrytning av organiska rester. Koldioxid ger fotosyntes och används vid bildandet av kalkhaltiga skelett hos ryggradslösa djur.

    Saltregimen i vattenmiljön

    Vattnets salthalt spelar en viktig roll i hydrobionternas liv. Beroende på salthalten delas naturliga vatten in i grupper som presenteras i tabellen:

    I världshavet är salthalten i genomsnitt 35 g/l. Saltsjöar har den högsta salthalten (upp till 370 g/l). Typiska invånare i söt- och saltvatten är stenobionter. De tolererar inte fluktuationer i vattnets salthalt. Det finns relativt få eurybionts (braxen, gös, gädda, ål, klibba, lax etc.). De kan leva i både söt- och saltvatten.

    Växtanpassningar till livet i vatten

    Alla växter i vattenmiljön kallas hydrofyter(från grekiska. hydro- vatten, phyton- växt). Bara alger lever i salta vatten. Deras kropp är inte uppdelad i vävnader och organ. Alger anpassade sig till förändringen i solspektrumets sammansättning beroende på djupet genom att ändra sammansättningen av deras pigment. När man flyttar från de övre vattenlagren till de djupa ändras algernas färg i sekvensen: grön - brun - röd (de djupaste algerna).

    Grönalger innehåller gröna, orange och gula pigment. De kan fotosyntes med en tillräckligt hög intensitet av solljus. Därför lever grönalger i små sötvattenförekomster eller i grunt havsvatten. Dessa inkluderar: spirogyra, ulotrix, ulva, etc. Brunalger innehåller förutom gröna bruna och gula pigment. De kan fånga mindre intensiv solstrålning på ett djup av 40-100 m. Representanter för brunalger är fucus och kelp, som bara lever i haven. Röda alger (porphyra, phyllophora) kan leva på ett djup av mer än 200 m. Förutom grönt har de röda och blå pigment som kan fånga även lite ljus på stora djup.

    I sötvattenkroppar har stjälkarna av högre växter dåligt utvecklad mekanisk vävnad. Om du till exempel tar upp en vit näckros eller en gul näckros ur vattnet, sjunker deras stjälkar och kan inte stödja blommorna i upprätt läge. Vatten fungerar som ett stöd för dem på grund av dess höga densitet. En anpassning till syrebrist i vatten är förekomsten av aerenkym (luftbärande vävnad) i växtorganen. Mineraler finns i vattnet, så de ledande och rotsystemen är dåligt utvecklade. Rötter kan vara helt frånvarande (andmat, elodea, damgräs) eller tjäna till att fixera i substratet (cattail, pilspets, chastukha). Det finns inga rothår på rötterna. Bladen är ofta tunna och långa eller kraftigt dissekerade. Mesofyllet är inte differentierat. Stomata av flytande löv finns på ovansidan, medan de som är nedsänkta i vatten saknas. Vissa växter kännetecknas av förekomsten av löv av olika former (heterofili) beroende på var de är belägna. Hos näckros och pilspets är formen på löven i vattnet och i luften olika.

    Pollen, frukter och frön från vattenväxter är anpassade för att spridas med vatten. De har kork utväxter eller starka skal som hindrar vatten från att komma in och ruttna.

    Djurens anpassningar till livet i vattnet

    I vattenmiljön är djurvärlden rikare än växtvärlden. Tack vare deras oberoende från solljus bebodde djur hela vattenpelaren. Beroende på typen av morfologiska och beteendemässiga anpassningar är de indelade i följande ekologiska grupper: plankton, nekton, bentos.

    Plankton(från grekiska. planktos- svävande, vandrande) - organismer som lever i vattenpelaren och rör sig under påverkan av dess ström. Dessa är små kräftdjur, coelenterates, larver av vissa ryggradslösa djur. Alla deras anpassningar syftar till att öka kroppens flytkraft:

    1. en ökning av kroppens yta på grund av tillplattning och förlängning av formen, utvecklingen av utväxter och setae;
    2. en minskning av kroppstätheten på grund av minskningen av skelettet, närvaron av fettdroppar, luftbubblor och slemhinnor.

    Nekton(från grekiska. nektos- flytande) - organismer som lever i vattenpelaren och leder en aktiv livsstil. Representanter för nekton är fiskar, valar, pinnipeds, bläckfiskar. För att stå emot strömmen får de hjälp av anpassningar till aktiv simning och en minskning av kroppsfriktion. Aktiv simning uppnås tack vare välutvecklade muskler. I detta fall kan energin från den utstötta vattenstrålen, böjning av kroppen, fenor, simfötter etc. användas.
    hudfjäll och slem.

    Benthos(från grekiska. bentos- djup) - organismer som lever på botten av en reservoar eller i tjockleken av bottenjorden.

    Anpassningar av bentiska organismer syftar till att minska flytkraften:

    1. viktning av kroppen på grund av skal (mollusker), kitinösa täcken (kräftor, krabbor, hummer, taggiga hummer);
    2. fixering i botten med hjälp av fixeringsorgan (sug i blodiglar, krokar i caddislarver) eller en tillplattad kropp (stingrockor, flundra). Vissa representanter gräver ner sig i marken (polychaete maskar).

    I sjöar och dammar urskiljs en annan ekologisk grupp av organismer - neuston. Neuston- organismer som är associerade med vattenytans ytfilm och som lever permanent eller tillfälligt på denna film eller upp till 5 cm djupt från dess yta. Deras kropp vätas inte eftersom dess densitet är mindre än vatten. Speciellt arrangerade lemmar gör att du kan röra dig på vattenytan utan att sjunka (vattenstrider buggar, virvelvindsbaggar). En säregen grupp av vattenlevande organismer är också perifyton— organismer som bildar en påväxtfilm på undervattensföremål. Representanter för perifytonen är: alger, bakterier, protister, kräftdjur, musslor, oligochaeter, bryozoer, svampar.

    På planeten jorden finns det fyra huvudsakliga livsmiljöer: vatten, land-luft, jord och levande organismer. I vattenmiljön är syre den begränsande faktorn. Beroende på arten av anpassningar är vattenlevande invånare indelade i ekologiska grupper: plankton, nekton, bentos.

    Densitet av vattenär en faktor som bestämmer förutsättningarna för förflyttning av vattenlevande organismer och tryck på olika djup. För destillerat vatten är densiteten 1 g/cm3 vid 4°C. Densiteten av naturligt vatten som innehåller lösta salter kan vara högre, upp till 1,35 g/cm 3 . Trycket ökar med djupet med cirka 1 10 5 Pa (1 atm) för varje 10:e m i genomsnitt.

    På grund av den skarpa tryckgradienten i vattendrag är hydrobionter i allmänhet mycket mer eurybatiska än landorganismer. Vissa arter, fördelade på olika djup, tål tryck från flera till hundratals atmosfärer. Till exempel bor holothurianer av släktet Elpidia och maskar Priapulus caudatus från kustzonen till ultraabyssal. Även sötvatteninvånare, såsom ciliates-skor, suvoys, simbaggar, etc., tål upp till 6 10 7 Pa (600 atm) i experimentet.

    Men många invånare i haven och oceanerna är relativt vägg-till-vägg och begränsade till vissa djup. Stenobatnost är oftast karakteristisk för grunda och djuphavsarter. Endast strandkanten bebos av annelidmasken Arenicola, blötdjur (Patella). Många fiskar, till exempel från gruppen sportfiskare, bläckfiskar, kräftdjur, pogonoforer, sjöstjärnor etc., finns endast på stora djup vid ett tryck på minst 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400-500 atm).

    Vattendensiteten gör det möjligt att luta sig mot det, vilket är särskilt viktigt för icke-skelettformer. Mediets densitet fungerar som ett villkor för att sväva i vatten, och många hydrobionter är anpassade just till detta sätt att leva. Suspenderade organismer som flyter i vatten kombineras till en speciell ekologisk grupp av hydrobionter - plankton ("planktos" - skyhöga).

    Ris. 39. En ökning av kroppens relativa yta hos planktoniska organismer (enligt S. A. Zernov, 1949):

    A - stavformade former:

    1 - kiselalger Synedra;

    2 - cyanobacterium Aphanizomenon;

    3 - peridinalgen Amphisolenia;

    4 - Euglena acus;

    5 - bläckfisk Doratopsis vermicularis;

    6 - copepod Setella;

    7 - larv av Porcellana (Decapoda)

    B - dissekerade former:

    1 - blötdjur Glaucus atlanticus;

    2 - Tomopetris euchaeta mask;

    3 - cancerlarven Palinurus;

    4 - fisklarv av marulk Lophius;

    5 – copepod Calocalanus pavo

    Plankton inkluderar encelliga och koloniala alger, protozoer, maneter, sifonoforer, ctenoforer, bevingade och kölade blötdjur, olika små kräftdjur, larver av bottendjur, fiskägg och yngel och många andra (fig. 39). Planktoniska organismer har många liknande anpassningar som ökar deras flytförmåga och hindrar dem från att sjunka till botten. Dessa anpassningar inkluderar: 1) en allmän ökning av den relativa ytan av kroppen på grund av en minskning i storlek, tillplattadhet, förlängning, utveckling av många utväxter eller borst, vilket ökar friktionen mot vatten; 2) en minskning av densiteten på grund av minskningen av skelettet, ackumuleringen i kroppen av fetter, gasbubblor etc. I kiselalger deponeras reservämnen inte i form av tung stärkelse, utan i form av fettdroppar. Nattljuset Noctiluca kännetecknas av ett sådant överflöd av gasvakuoler och fettdroppar i cellen att cytoplasman i den ser ut som strängar som bara smälter samman runt kärnan. Sifonoforer, ett antal maneter, planktoniska gastropoder och andra har också luftkammare.

    Tång (växtplankton) svävar passivt i vattnet, medan de flesta planktondjur är kapabla att simma aktivt, men i begränsad utsträckning. Planktoniska organismer kan inte övervinna strömmar och transporteras av dem över långa avstånd. många olika djurplankton de är dock kapabla till vertikala migrationer i vattenpelaren i tiotals och hundratals meter, både på grund av aktiv rörelse och genom att reglera kroppens flytförmåga. En speciell sorts plankton är den ekologiska gruppen neuston ("nein" - att simma) - invånarna i ytfilmen av vatten på gränsen till luften.

    Vattnets densitet och viskositet påverkar i hög grad möjligheten till aktiv simning. Djur som snabbt kan simma och övervinna kraften från strömmar kombineras till en ekologisk grupp. nekton ("nektos" - flytande). Representanter för nekton är fisk, bläckfisk, delfiner. Snabb rörelse i vattenpelaren är endast möjlig i närvaro av en strömlinjeformad kroppsform och högt utvecklade muskler. Den torpedformade formen utvecklas av alla bra simmare, oavsett deras systematiska tillhörighet och rörelsemetoden i vattnet: reaktiv, genom att böja kroppen, med hjälp av lemmarna.

    Syreläge. I syremättat vatten överstiger dess innehåll inte 10 ml per 1 liter, vilket är 21 gånger lägre än i atmosfären. Därför är villkoren för andning av hydrobionter mycket mer komplicerade. Syre kommer in i vattnet främst på grund av algers fotosyntetiska aktivitet och diffusion från luften. Därför är vattenkolonnens övre skikt som regel rikare på denna gas än de nedre. Med en ökning av temperaturen och salthalten i vattnet minskar koncentrationen av syre i det. I lager som är hårt befolkade av djur och bakterier kan en kraftig brist på O 2 skapas på grund av dess ökade konsumtion. Till exempel i världshavet kännetecknas djup rika på liv från 50 till 1000 m av en kraftig försämring av luftningen - det är 7-10 gånger lägre än i ytvatten bebott av växtplankton. Nära botten av vattendrag kan förhållandena vara nära anaeroba.

    Bland de vattenlevande invånarna finns det många arter som kan tolerera stora fluktuationer i syrehalten i vattnet, upp till dess nästan fullständiga frånvaro. (euryoxybionts - "oxy" - syre, "biont" - invånare). Dessa inkluderar till exempel sötvattenoligochaetes Tubifex tubifex, gastropoder Viviparus viviparus. Bland fiskar kan karp, sutare, crucian karp tåla mycket låg mättnad av vatten med syre. Dock ett antal typer stenoxibiont - de kan existera endast vid en tillräckligt hög mättnad av vatten med syre (regnbåge, öring, öring, ciliärmask Planaria alpina, larver av majflugor, stenflugor, etc.). Många arter kan hamna i ett inaktivt tillstånd med brist på syre - anoxibios - och därmed uppleva en ogynnsam period.

    Andning av hydrobionter utförs antingen genom kroppens yta eller genom specialiserade organ - gälar, lungor, luftstrupe. I det här fallet kan höljena fungera som ett extra andningsorgan. Till exempel förbrukar loach fisk i genomsnitt upp till 63 % syre genom huden. Om gasutbyte sker genom kroppens integument är de mycket tunna. Andningen underlättas också genom att öka ytan. Detta uppnås under arternas utveckling genom bildandet av olika utväxter, tillplattadhet, förlängning och en allmän minskning av kroppsstorleken. Vissa arter med syrebrist ändrar aktivt storleken på andningsytan. Tubifex tubifex maskar förlänger kroppen kraftigt; hydras och havsanemoner - tentakler; tagghudingar - ambulakrala ben. Många stillasittande och inaktiva djur förnyar vattnet runt dem, antingen genom att skapa dess riktade ström eller genom oscillerande rörelser som bidrar till dess blandning. För detta ändamål använder musslor blötdjur flimmerhår som fodrar väggarna i mantelhålan; kräftdjur - arbetet med buk- eller bröstbenen. Iglar, larver av ringande myggor (blodmask), många oligochaeter svajar kroppen och lutar sig upp ur marken.

    Vissa arter har en kombination av vatten- och luftandning. Sådana är lungfiskar, diskofanta sifonoforer, många lungblötdjur, kräftdjur Gammarus lacustris m.fl. Sekundära vattenlevande djur behåller vanligtvis den atmosfäriska typen av andning som mer energimässigt gynnsam och behöver därför kontakt med luften, till exempel älsfotingar, valar, vattenbaggar, mygglarver osv.

    Bristen på syre i vattnet leder ibland till katastrofala fenomen - zamoram, åtföljd av många hydrobionters död. vintern fryser orsakas ofta av bildandet av is på ytan av vattenförekomster och upphörande av kontakt med luft; sommar- en ökning av vattentemperaturen och en minskning av syrelösligheten som ett resultat.

    Den frekventa döden av fiskar och många ryggradslösa djur på vintern är typiskt till exempel för den nedre delen av flodbassängen Ob, vars vatten, som rinner från de sumpiga områdena i det västsibiriska låglandet, är extremt fattigt på löst syre. Ibland förekommer zamora i haven.

    Förutom brist på syre kan dödsfall orsakas av en ökning av koncentrationen av giftiga gaser i vatten - metan, svavelväte, CO 2 etc., som bildas till följd av nedbrytning av organiskt material i botten av reservoarer .

    Saltläge. Att upprätthålla vattenbalansen för hydrobionter har sina egna detaljer. Om det för landlevande djur och växter är viktigast att förse kroppen med vatten under förhållanden med dess brist, så är det för hydrobionter inte mindre viktigt att bibehålla en viss mängd vatten i kroppen när det är i överskott i miljön. En överdriven mängd vatten i cellerna leder till en förändring av deras osmotiska tryck och en kränkning av de viktigaste vitala funktionerna.

    Mest vattenlevande liv poikilosmotisk: det osmotiska trycket i kroppen beror på salthalten i det omgivande vattnet. Därför, för vattenlevande organismer, är det främsta sättet att bibehålla sin saltbalans att undvika livsmiljöer med olämplig salthalt. Sötvattenformer kan inte existera i haven, marina former tål inte avsaltning. Om vattnets salthalt förändras, flyttar djuren på jakt efter en gynnsam miljö. Till exempel, under avsaltning av havets ytskikt efter kraftiga regn, sjunker radiolarier, marina kräftdjur Calanus och andra till ett djup av 100 m. Ryggradsdjur, högre kräftor, insekter och deras larver som lever i vatten tillhör bl.a. homoiosmotisk arter, upprätthåller ett konstant osmotiskt tryck i kroppen, oavsett koncentrationen av salter i vattnet.

    Hos sötvattensarter är kroppsjuicerna hypertona i förhållande till det omgivande vattnet. De riskerar att bli övervattnade om inte deras intag förhindras eller överflödigt vatten avlägsnas från kroppen. I protozoer uppnås detta genom arbetet med utsöndringsvakuoler, i flercelliga organismer, genom att vatten avlägsnas genom utsöndringssystemet. Vissa ciliater släpper ut en mängd vatten som motsvarar kroppens volym var 2-2,5 minut. Cellen lägger mycket energi på att "pumpa ut" överflödigt vatten. Med en ökning av salthalten saktar vakuolernas arbete ner. Så, i Paramecium-skor, vid en vattensalthalt på 2,5 % o, pulserar vakuolen med ett intervall på 9 s, vid 5 % o - 18 s, vid 7,5 % o - 25 s. Vid en saltkoncentration på 17,5 % o slutar vakuolen att fungera, eftersom skillnaden i osmotiskt tryck mellan cellen och den yttre miljön försvinner.

    Om vattnet är hypertont i förhållande till hydrobionternas kroppsvätskor, hotas de av uttorkning till följd av osmotiska förluster. Skydd mot uttorkning uppnås genom att öka koncentrationen av salter även i kroppen av hydrobionter. Uttorkning förhindras av vattenogenomträngliga höljen av homoiosmotiska organismer - däggdjur, fiskar, högre kräftor, vatteninsekter och deras larver.

    Många poikilosmotiska arter går in i ett inaktivt tillstånd - anabios som ett resultat av vattenbrist i kroppen med ökande salthalt. Detta är karakteristiskt för arter som lever i pooler av havsvatten och i kustzonen: hjuldjur, flagellater, ciliater, vissa kräftdjur, Svarta havets polychaetes Nereis divesicolor, etc. Saltdvala- ett sätt att överleva ogynnsamma perioder under förhållanden med varierande salthalt i vattnet.

    Verkligt euryhalin Det finns inte så många arter som kan leva i aktivt tillstånd i både söt- och saltvatten bland vattenlevande invånare. Dessa är främst arter som lever i flodmynningar, flodmynningar och andra bräckvattenförekomster.

    Temperaturregim vattenförekomster är stabilare än på land. Det är kopplat till fysikaliska egenskaper vatten, särskilt hög specifik värmekapacitet, på grund av vilket mottagande eller frigöring av en betydande mängd värme inte orsakar för skarpa temperaturförändringar. Avdunstning av vatten från ytan av vattenförekomster, som förbrukar cirka 2263,8 J/g, förhindrar överhettning av de nedre skikten, och isbildningen, som frigör fusionsvärmen (333,48 J/g), saktar ner deras kylning.

    Amplituden av årliga temperaturfluktuationer i de övre lagren av havet är inte mer än 10-15 °C, i kontinentala vatten - 30-35 °C. Djupa vattenlager kännetecknas av konstant temperatur. I ekvatorialvatten årlig medeltemperatur ytskikt + (26-27) ° С, i polär - ca 0 ° C och lägre. I varma markkällor kan vattentemperaturen närma sig +100 °C, och i undervattensgejsrar vid högt tryck på havsbotten har en temperatur på +380 °C registrerats.

    Således finns det i reservoarer en ganska betydande variation av temperaturförhållanden. Mellan de övre lagren av vatten med säsongsbetonade temperaturfluktuationer uttryckta i dem och de nedre, där den termiska regimen är konstant, finns en zon med temperaturhopp eller termoklin. Termoklinen är mer uttalad i varma hav, där temperaturskillnaden mellan det yttre och djupa vattnet är större.

    På grund av den mer stabila temperaturregimen för vatten bland hydrobionter, i mycket större utsträckning än bland befolkningen i landet, är stenotermi vanligt. Eurytermiska arter finns främst i grunda kontinentala vattendrag och i kusten av havet på höga och tempererade breddgrader, där dagliga och säsongsbetonade temperaturfluktuationer är betydande.

    Ljusläge. Det finns mycket mindre ljus i vatten än i luft. En del av strålarna som faller på ytan av reservoaren reflekteras i luften. Reflexionen är starkare ju lägre solen är, så dagen under vatten är kortare än på land. Till exempel en sommardag nära ön Madeira på ett djup av 30 m - 5 timmar, och på ett djup av 40 m - bara 15 minuter. Den snabba minskningen av mängden ljus med djupet beror på dess absorption av vatten. Strålar med olika våglängder absorberas olika: röda försvinner nära ytan, medan blågröna tränger in mycket djupare. Fördjupande skymning i havet är först grönt, sedan blått, blått och blåviolett, och slutligen ger vika för permanent mörker. Följaktligen ersätter gröna, bruna och röda alger varandra med djup, specialiserade på att fånga ljus med olika våglängder.

    Djurens färg förändras med djupet på samma sätt. Invånarna i kust- och sublitoralzonerna är mest ljusa och mångsidigt färgade. Många djupt liggande organismer, som grottor, har inga pigment. I skymningszonen är röd färg utbredd, vilket är ett komplement till det blåvioletta ljuset på dessa djup. Ytterligare färgstrålar absorberas mest av kroppen. Detta gör att djuren kan gömma sig för fiender, eftersom deras röda färg i blåvioletta strålar visuellt uppfattas som svart. Röd färg är typisk för sådana djur. skymningszon som havsabborre, röd korall, olika kräftdjur, etc.

    Hos vissa arter som lever nära ytan av vattenförekomster är ögonen uppdelade i två delar med olika förmåga till brytning av strålar. Ena halvan av ögat ser i luften, den andra halvan i vattnet. Denna "fyrögda" är karakteristisk för de virvlande skalbaggarna, den amerikanska fisken Anableps tetraphthalmus, en av de tropiska arterna av blennies Dialommus fuscus. Denna fisk sitter i fördjupningar vid lågvatten och exponerar en del av huvudet från vattnet (se fig. 26).

    Ljusabsorptionen är desto starkare, desto lägre är vattengenomskinlighet, vilket beror på antalet partiklar som är suspenderade i det.

    Transparens kännetecknas av det maximala djup där en speciellt nedsänkt vit skiva med en diameter på cirka 20 cm (Secchi-skiva) fortfarande är synlig. De mest genomskinliga vattnen finns i Sargassohavet: skivan är synlig till ett djup av 66,5 m. I Stilla havet är Secchi-skivan synlig upp till 59 m, i Indiska oceanen - upp till 50, i grunda hav - uppåt till 5-15 m. Insynen hos floder är i genomsnitt 1-1 ,5 m, och i de mest leriga floderna, till exempel i de centralasiatiska Amu Darya och Syr Darya, bara några centimeter. Gränsen för fotosynteszonen varierar därför mycket i olika vattenförekomster. I det klaraste vattnet eufotiska zon, eller zon för fotosyntes, sträcker sig till djup på högst 200 m, skymning eller dysfotiska, zonen upptar djup upp till 1000-1500 m, och djupare, i afotisk zon tränger inte solljus in alls.

    Mängden ljus i de övre lagren av vattenförekomster varierar mycket beroende på områdets latitud och tid på året. Långa polarnätter begränsar i hög grad den tid som finns tillgänglig för fotosyntes i de arktiska och antarktiska bassängerna, och istäcket gör det svårt för ljus att nå alla iskalla vattenförekomster på vintern.

    I havets mörka djup använder organismer ljuset som sänds ut av levande varelser som en källa till visuell information. En levande organisms glöd kallas bioluminescens. Lysande arter finns i nästan alla klasser av vattenlevande djur från protozoer till fiskar, såväl som bland bakterier, lägre växter och svampar. Bioluminescens verkar ha förekommit upprepade gånger i olika grupper på olika stadier Evolution.

    Bioluminescens kemi är nu ganska väl förstått. Reaktionerna som används för att generera ljus varierar. Men i alla fall är det oxidation av komplex organiska föreningar (luciferiner) använda proteinkatalysatorer (luciferas). Luciferiner och luciferaser har olika strukturer i olika organismer. Under reaktionen frigörs överskottsenergin från den exciterade luciferinmolekylen i form av ljuskvanta. Levande organismer avger ljus i impulser, vanligtvis som svar på stimuli som kommer från den yttre miljön.

    Glöd kanske inte spelar någon speciell ekologisk roll i artens liv, men kan vara en biprodukt av cellers vitala aktivitet, som till exempel i bakterier eller lägre växter. Det får ekologisk betydelse endast hos djur med ett tillräckligt utvecklat nervsystem och synorgan. Hos många arter får de lysande organen en mycket komplex struktur med ett system av reflektorer och linser som förstärker strålningen (fig. 40). Ett antal fiskar och bläckfiskar, som inte kan generera ljus, använder symbiotiska bakterier som förökar sig i speciella organ hos dessa djur.

    Ris. 40. Lysande organ från vattenlevande djur (enligt S. A. Zernov, 1949):

    1 - djuphavsfiskare med en ficklampa över den tandade munnen;

    2 - fördelning av lysande organ i fiskar av denna familj. Mystophidae;

    3 - fiskens lysande organ Argyropelecus affinis:

    a - pigment, b - reflektor, c - lysande kropp, d - lins

    Bioluminescens har främst ett signalvärde i djurens liv. Ljussignaler kan användas för orientering i flocken, locka individer av det motsatta könet, locka offer, för maskering eller distraktion. Ljusblixten kan vara ett försvar mot ett rovdjur, blända eller desorientera det. Till exempel släpper djuphavsbläckfisk, som flyr från en fiende, ett moln av lysande sekret, medan arter som lever i upplysta vatten använder en mörk vätska för detta ändamål. Hos vissa bottenmaskar - polychaetes - utvecklas de lysande organen under mognadsperioden för reproduktionsprodukterna, och honorna lyser ljusare och ögonen är bättre utvecklade hos män. Hos rovfiskar från marulkorden förskjuts den första strålen av ryggfenan till överkäken och förvandlas till ett flexibelt "spö" som i slutet bär ett maskliknande "bete" - en körtel fylld med slem med lysande bakterier. Genom att reglera blodflödet till körteln och därför tillförseln av syre till bakterien kan fisken godtyckligt få "betet" att glöda, imitera maskens rörelser och locka bytet.

    Fråga 1. Vilka är huvuddragen i organismers liv i vattenmiljön, i luft-markmiljön, i marken.

    Särdragen hos organismernas liv i vattenmiljön, mark-luftmiljön och i marken bestäms av dessa livsmiljöers fysiska och kemiska egenskaper. Dessa egenskaper har en betydande inverkan på verkan av andra faktorer av livlös natur - de stabiliserar säsongsbetonade temperaturfluktuationer (vatten och jord), ändrar gradvis belysningen (vatten) eller helt utesluter den (jord), etc.

    Vatten är ett tätt medium jämfört med luft, som har en flytkraft och är ett bra lösningsmedel. Därför kännetecknas många organismer som lever i vatten av en svag utveckling av stödjande vävnader (vattenväxter, protozoer, coelenterater, etc.), speciella metoder för förflyttning (flytande, jetframdrivning), andningsmönster och anpassningar för att upprätthålla en konstant osmotisk trycket i cellerna som bildar deras kroppar.

    Luftens densitet är mycket lägre än vattentätheten, därför har marklevande organismer högt utvecklade stödjande vävnader - det inre och yttre skelettet.

    Jord är det översta lagret av mark, omvandlat som ett resultat av levande varelsers vitala aktivitet. Mellan jordpartiklarna finns det många hålrum som kan fyllas med vatten eller luft. Därför är marken bebodd av både vattenlevande och luftandande organismer.

    Fråga 2. Vilka anpassningar har utvecklats hos organismer för att leva i vattenmiljön?

    Vattenmiljön är tätare än luftmiljön, vilket avgör anpassningarna för rörelse i den.

    För aktiv rörelse i vattnet är en strömlinjeformad kroppsform och välutvecklade muskler (fiskar, bläckfiskar - bläckfiskar, däggdjur - delfiner, sälar) nödvändiga.

    Planktoniska organismer (svävar i vatten) har anpassningar som ökar deras flytförmåga, såsom en ökning av den relativa ytan av kroppen på grund av många utväxter och setae; minskning i densitet på grund av ackumulering i kroppen av fetter, gasbubblor (encelliga alger, protozoer, maneter, små kräftdjur).

    Organismer som lever i vattenmiljön kännetecknas också av anpassningar för att upprätthålla vatten-saltbalansen. Sötvattensarter har anpassningar för att avlägsna överflödigt vatten från kroppen. Detta är till exempel utsöndringsvakuolerna i protozoer. I saltvatten är det tvärtom nödvändigt att skydda kroppen från uttorkning, vilket uppnås genom att öka koncentrationen av salter i kroppen.

    Ett annat sätt att upprätthålla din vatten-saltbalans är att flytta till platser med gynnsamma salthalter.

    Och slutligen tillhandahålls beständigheten i kroppens vatten-saltmiljö av skydd som är ogenomträngliga för vatten (däggdjur, högre kräftor, vatteninsekter och deras larver).

    För livet behöver växter solens ljusenergi, så vattenväxter lever bara på de djup där ljus kan tränga in (vanligtvis inte mer än 100 m). Med en ökning av djupet av boende i växtceller förändras sammansättningen av pigment som är involverade i fotosyntesprocessen, vilket gör det möjligt att fånga de delar av solspektrumet som tränger in i djupet.

    Fråga 3. Hur undviker organismer de negativa effekterna av låga temperaturer?

    Vid låga temperaturer finns det risk för att metabolismen stoppas, så organismer har utvecklat speciella anpassningsmekanismer för att stabilisera den.

    Växter är minst anpassade till kraftiga temperaturfluktuationer. Med en kraftig temperatursänkning under 0 ° C kan vattnet i vävnaderna förvandlas till is, vilket kan skada dem. Men växter kan motstå låga negativa temperaturer genom att binda fria vattenmolekyler till komplex som inte kan bilda iskristaller (till exempel genom att ackumulera upp till 20-30 % av sockerarter eller feta oljor i celler).

    Med en gradvis minskning av temperaturen under processen med säsongsbetonade klimatförändringar, börjar en vilande period i många växters liv, åtföljd av antingen partiell eller fullständig död av marklevande organ (örtartade former), eller ett tillfälligt upphörande eller avmattning av de viktigaste fysiologiska processer - fotosyntes och transport av ämnen.

    Hos djur är det mest tillförlitliga skyddet mot låga omgivningstemperaturer varmblodighet, men inte alla har det. Följande sätt att anpassa djuren till låga temperaturer kan särskiljas: kemisk, fysikalisk och beteendemässig termoreglering.

    Kemisk termoreglering är förknippad med en ökning av värmeproduktionen med en minskning av temperaturen genom intensifiering av redoxprocesser. Denna väg kräver en stor mängd energi, så djur i svåra klimatförhållanden behöver mer mat. Denna typ av termoreglering utförs reflexmässigt.

    Många kallblodiga djur är kapabla att underhålla optimal temperatur kroppen genom muskelarbete. Till exempel, humlor i kallt väder värmer upp sin kropp med en rysning till 32-33 ° C, vilket ger dem möjlighet att ta av och mata.

    Fysisk termoreglering är förknippad med närvaron hos djur av speciella kroppsskydd - fjäder eller hår, som på grund av sin struktur bildar ett luftgap mellan kroppen och miljön, eftersom luft är känt för att vara en utmärkt värmeisolator. Dessutom ackumulerar många djur som lever under svåra klimatförhållanden subkutant fett, som också har värmeisolerande egenskaper.

    Beteendevärmereglering är förknippat med att röra sig i rymden för att undvika ogynnsamma temperaturer för livet, skapa skyddsrum, trängas i grupper, ändra aktivitet vid olika tider på dygnet eller året.

    Fråga 4. Vilka är huvuddragen hos organismer som använder andra organismers kroppar som livsmiljö?

    Livsförhållandena inuti en annan organism kännetecknas av större beständighet jämfört med förhållandena i den yttre miljön; därför förlorar organismer som finner en plats för sig själva i kroppen av växter eller djur ofta helt de organ och system som är nödvändiga för frilevande arter (sinneorgan, rörelseorgan, matsmältning, etc.) ), men samtidigt har de anordningar för att hålla i värdens kropp (krokar, socker, etc.) och effektiv reproduktion.

    Hur laddar man ner en gratis uppsats? . Och en länk till denna uppsats; Biosfär. Levande miljöer redan i dina bokmärken.
    Ytterligare uppsatser om ämnet

      Abiotiska miljöfaktorer och deras inverkan på levande organismer Syfte: att avslöja egenskaperna hos abiotiska miljöfaktorer och överväga deras inverkan på levande organismer. Uppgifter: att bekanta eleverna med miljöfaktorer i miljön; avslöja egenskaperna hos abiotiska faktorer, överväga effekten av temperatur, ljus och fukt på levande organismer; identifiera olika grupper av levande organismer beroende på inverkan av olika abiotiska faktorer på dem; utföra en praktisk uppgift för att bestämma grupper av organismer, beroende på den abiotiska faktorn. Utrustning: datorpresentation, inlämningsuppgifter för
      Fråga 1. Vilka typer av organismer spelar en viktig roll för att upprätthålla cykeln av biogena element? Biogena element är makrotrofa och mikrotrofa element som finns i ekosystemet och är nödvändiga för dess liv. De är ständigt bundna och är en del av ekosystemets biomassa, vilket minskar deras mängd kvar i ekosystemets miljö. Om organismerna inte sönderdelade på grund av nedbrytarnas (heterotrofa organismer) aktivitet, då skulle tillgången på näringsämnen vara uttömd och ekosystemets liv skulle upphöra. Därför kan man hävda att det är nedbrytarna som spelar
      Fråga 1. Vilka anpassningar till förändringar i miljötemperatur finns hos växter och djur? Vilande stadier av organismer - cystor, insektspuppor, växtfrön - tål extrema temperaturer bra. Sporer av vissa bakterier kan tolerera temperaturfluktuationer från -273 till +140 °C. Varmblodiga djur - fåglar och däggdjur - håller en konstant kroppstemperatur med hjälp av hög nivåämnesomsättning, perfekt värmereglering och bra värmeisolering. Till exempel, vissa valar och pinnipeds, på grund av närvaron av ett tjockt lager
      Fråga 1. Vilken era är jordens historia indelad i? I jordens historia urskiljs följande epoker, vars namn är av grekiskt ursprung: Katarchean (lägre än den äldsta), Archean (äldsta), Proterozoic (primärt liv), Paleozoic (antikt liv), Mesozoikum (medelliv), kenozoikum (nytt liv). Fråga 2. Hur påverkade aktiviteten hos levande organismer förändringen i sammansättningen av planetens atmosfär? Sammansättningen av den antika atmosfären inkluderade metan, ammoniak, koldioxid, väte, vattenånga och andra oorganiska föreningar. Som ett resultat av den vitala aktiviteten hos de första organismerna i atmosfären,
      1. Vad är det speciella med spridningen av liv i havet? Livet i haven är allestädes närvarande, men artsammansättningen och tätheten av växter och djur i havsvattnen är extremt varierande och ojämn. Levande organismer anpassar sig till livet under vissa förhållanden som bildas av en kombination av olika egenskaper hos vattenmassor. 2. Vad bestämmer fördelningen av organismer i vattenytskiktet? Fördelningen av organismer i ytskiktet beror på närvaron av syre i vattnet, på mängden näringsämnen, salthalt, temperatur och densitet.
      Khodchenkova Galina Mikhailovna Biologilärare, MOU "Zharkovskaya gymnasieskola nr 1" Tver-regionen Biologilektion i årskurs 5 "Organismisk habitat" Syftet med lektionen: Att generalisera och fördjupa kunskapen om levande organismers livsmiljöer; att bilda sig en uppfattning om ​​organismens livsmiljö, dess förutsättningar. Lektionsmål: Utbildning: att fördjupa och utöka kunskapen om levande organismers livsmiljöer, att avslöja egenskaperna hos organismens livsmiljö och egenskaperna hos organismers anpassningsförmåga till livsvillkor i andra organismer
      Fråga 1. Vilken påverkan har levande organismer på miljön? Som ett resultat av levande organismers inverkan på miljön, dess fysiska och Kemiska egenskaper(luftens och vattnets gassammansättning, markens struktur och egenskaper och till och med områdets klimat). Fråga 2. Vilka typer av påverkan av levande organismer på miljön känner du till? Typer av påverkan av levande organismer på miljön: 1) mekanisk (förändring i jordens mekaniska sammansättning, filtrering av vatten och luft, förflyttning av ämnen); 2) fysisk och kemisk (förändring i den kemiska sammansättningen av vatten, luft,
    Populär i kategorin:
    Nötkött förlorar global konkurrens till fjäderfä Köttkonsumtionsstatistik i världen
    Nötkött förlorar global konkurrens till fjäderfäkött Statistik...
    läsa
    Hur man stoppar kroppens åldrandeprocess Stoppa kroppens åldrande
    Hur man stoppar kroppens åldrandeprocess Att stoppa åldrandet ...
    läsa
    Effekter av utomhusluftföroreningar på djur
    Effekter av utomhusluftföroreningar på djur
    läsa
    Vad betyder klistermärken på frukt och grönsaker Banana 4011 vad betyder det
    Vad betyder klistermärken på frukt och grönsaker Banana 4011 vad betyder det
    läsa
    
    Senaste artiklarna
    Scenariot för semestern "eco-fashion" - en demonstration ...
    läsa
    Organisk och oorganisk människokropp
    läsa
    Mulchning mot ogräs
    läsa
    Hur ser ett alträd ut?
    läsa
    Boken av stjärnornas språk Zapryagaev
    läsa
    Vad kallas höga klackar?
    läsa
    Intervju: Elena Sotnikova, chefredaktör...
    läsa
    Finansministerns dotter Polina Kudrina...
    läsa
    Topp