Приземно-въздушна среда - среда, състояща се от въздух, което обяснява името му. Обикновено се характеризира, както следва:

• Въздухът не оказва почти никакво съпротивление, така че обвивката на организмите обикновено не е рационализирана.
• Високо съдържание на кислород във въздуха.
• Има климат и сезони.
• По-близо до земята температурата на въздуха е по-висока, така че повечето видове живеят в равнините.
• В атмосферата липсва вода, необходима за живота, така че организмите се заселват по-близо до реки и други водни тела.
• Растенията, които имат корени, използват минералите, открити в почвата и отчасти се намират в почвената среда.
• Минималната температура е регистрирана в Антарктида, която е - 89 ° C, а максималната + 59 ° C.
• Биологичната среда е разпределена от 2 км под морското равнище до 10 км над морското равнище.

В хода на еволюцията тази среда е овладяна по-късно от водата. Неговата особеност се крие във факта, че тя газообразен, поради което се характеризира с ниско:

• влажност
• плътност и налягане
• високо съдържание на кислород.

В хода на еволюцията живите организми са развили необходимите анатомични, морфологични, физиологични, поведенчески и други адаптации. Животните в земно-въздушна среда се движат по почвата или във въздуха (птици, насекоми). В резултат на това животните имат белите дробове и трахеята, тоест органите, чрез които земните жители на планетата абсорбират кислород директно от въздуха. получи силно развитие скелетни органи, осигуряваща автономност на движението по сушата и поддържаща тялото с всичките му органи в условия на ниска плътност на средата, хиляди пъти по-малка от водата.

Фактори на околната средав земно-въздушна среда се различават от другите местообитания:

• висок интензитет на светлината
• значителни колебания в температурата и влажността,
• корелация на всички фактори с географското местоположение,
• смяна на сезоните и времето на деня.

Въздействието им върху организмите е неразривно свързано с движението на въздуха и положението спрямо моретата и океаните и е много различно от въздействието във водната среда.В земно-въздушната среда има достатъчно светлина и въздух. Въпреки това, влажността и температурата са много променливи. Блатните зони имат излишно количество влага, в степите е много по-малко. Забелязват се ежедневни и сезонни колебания в температурата.

Адаптация на организмите към живот в условия на различна температура и влажност.Свързват се повече адаптации на организмите от земно-въздушната среда температура и влажност на въздуха. Степните животни (паяци скорпион, тарантула и каракурт, земни катерици, полски мишки) се крият от жегата в норките. При животните адаптацията от топлината е отделянето на пот.

С настъпването на студеното време птиците отлитат в топли земи, така че през пролетта да се върнат на мястото, където са родени и където ще родят.

Характеристика на земно-въздушната среда в южните райони е недостатъчното количество влага. Пустинните животни трябва да могат да запазват водата си, за да оцелеят дълги периоди, когато храната е оскъдна. Тревопасните обикновено успяват да направят това, като съхраняват цялата налична влага, която е в стъблата и семената, които ядат. Месоядните получават вода от мокрото месо на плячката си. И двата вида животни имат много ефективни бъбреци, които запазват всяка капка влага и рядко се нуждаят от пиене. Освен това пустинните животни трябва да могат да се предпазват от бруталната жега през деня и пронизващия студ през нощта. Малките животни могат да направят това, като се скрият в пукнатини на скалите или се заровят в пясъка. Много животни са развили непроницаема външна обвивка не за защита, а за да намалят загубата на влага от тялото си.

Адаптиране на организмите към движение в земно-въздушна среда. За много животни от земно-въздушната среда е важно да се движат по земната повърхност или във въздуха. За да направят това, те са развили определени адаптации, а крайниците им имат различна структура. Някои са се приспособили към бягане (вълк, кон), вторите - към скачане (кенгуру, джербо, кон), други - към летене (птици, прилепи, насекоми). Змиите, усойниците изобщо нямат крайници, така че се движат, като извиват тялото си.

Много по-малко организми са се приспособили към живот високо в планините, тъй като има малко почва, влага и въздух и има трудности при движение. Въпреки това, някои животни, като планинските кози муфлони, могат да се движат почти вертикално нагоре и надолу, ако има дори лек удар. Следователно те могат да живеят високо в планините.

Адаптиране на животните към фактора на осветеност на земно-въздушната среда на живот структура и размер на очите. Повечето животни от тази среда имат добре развити органи на зрението. И така, ястреб от височината на своя полет вижда мишка, която тича през полето.

НОВ ВИДАдаптации на организмите към живот в земно-въздушна среда. Живите организми в земно-въздушна средазаобиколен от въздух. Въздухът има ниска плътност и в резултат на това ниска повдигаща сила, незначителна опора и ниско съпротивление на движението на организмите. Земните организми живеят в условия на относително ниско и постоянно атмосферно налягане, също поради ниската плътност на въздуха.

Въздухът има нисък топлинен капацитет, така че бързо се нагрява и също толкова бързо се охлажда. Скоростта на този процес е обратно пропорционална на количеството водна пара, която съдържа.

Леките въздушни маси имат по-голяма подвижност, както хоризонтално, така и вертикално. Това помага да се поддържа постоянно ниво на газовия състав на въздуха. Съдържанието на кислород във въздуха е много по-високо, отколкото във водата, така че кислородът на сушата не е ограничаващ фактор.

Светлината в условията на сухоземно обитаване, поради високата прозрачност на атмосферата, не действа като ограничаващ фактор, за разлика от водната среда.

Приземно-въздушната среда има различни режими на влажност: от пълно и постоянно насищане на въздуха с водни пари в някои райони на тропиците до почти пълното им отсъствие в сухия въздух на пустините. Променливостта на влажността на въздуха през деня и сезоните на годината също е голяма.

Влагата на земята действа като ограничаващ фактор.

Поради наличието на гравитация и липсата на плаваемост, земните жители на сушата имат добре развити поддържащи системи, които поддържат тялото им. При растенията това са различни механични тъкани, особено силно развити при дърветата. Животните са развили както външен (членестоноги), така и вътрешен (хордови) скелет по време на еволюционния процес. Някои групи животни имат хидроскелет (кръгли червеи и анелиди). Проблемите в земните организми с поддържането на тялото в космоса и преодоляването на силите на гравитацията са ограничили максималната им маса и размер. Най-големите сухоземни животни са по-ниски по размер и маса от гигантите на водната среда (масата на слон достига 5 тона, а Синият кит- 150 тона).

Ниското въздушно съпротивление допринесе за прогресивната еволюция на системите за движение на сухоземните животни. И така, бозайниците придобиха най-високата скорост на движение на сушата, а птиците овладяха въздушната среда, като развиха способността да летят.

Високата подвижност на въздуха във вертикално и хоризонтално направление се използва от някои земни организми на различни етапи от тяхното развитие за заселване с помощта на въздушни течения (млади паяци, насекоми, спори, семена, растителни плодове, протистни цисти). По аналогия с водните планктонни организми, като приспособления за пасивно реене във въздуха, насекомите са развили подобни приспособления - малки размери на тялото, различни израстъци, които увеличават относителната повърхност на тялото или някои негови части. Семената и плодовете, разпръснати от вятъра, имат различни птеригоидни и парагаятни придатъци, които увеличават способността им да планират.

Разнообразни са и адаптациите на земните организми към запазване на влагата. При насекомите тялото е надеждно защитено от изсушаване чрез многослойна хитинизирана кутикула, чийто външен слой съдържа мазнини и восъкоподобни вещества. Подобни адаптации за пестене на вода се развиват и при влечугите. Способността за вътрешно оплождане, развита в сухоземните животни, ги прави независими от наличието на водна среда.

Почватае сложна система, състояща се от твърди частици, заобиколени от въздух и вода.

В зависимост от вида - глинесто, песъчливо, глинесто-песъчливои други - почвата е повече или по-малко просмукана с кухини, пълни със смес от газове и водни разтвори. В почвата, в сравнение с повърхностния слой на въздуха, температурните колебания се изглаждат, а на дълбочина 1 m сезонните температурни промени също са незабележими.

Най-горният почвен хоризонт съдържа повече или по-малко хумус,от което зависи продуктивността на растенията. Средният слой, разположен под него, съдържа измити от горния слой и преобразувани вещества.Долният слой е майчина порода.

Водата в почвата присъства в кухини, най-малките пространства. Съставът на почвения въздух се променя драстично с дълбочината: съдържанието на кислород намалява, а въглеродният диоксид се увеличава. При заливане на почвата с вода или интензивно разпадане на органични остатъци се появяват аноксични зони. Така условията на съществуване в почвата са различни при различните й хоризонти.

В хода на еволюцията тази среда е овладяна по-късно от водата. Неговата особеност се крие във факта, че е газообразен, поради което се характеризира с ниска влажност, плътност и налягане, високо съдържание на кислород.

В хода на еволюцията живите организми са развили необходимите анатомични, морфологични, физиологични, поведенчески и други адаптации.

Животните в земно-въздушна среда се движат през почвата или през въздуха (птици, насекоми), а растенията се вкореняват в почвата. В тази връзка животните развиват бели дробове и трахеи, докато растенията развиват устичен апарат, т.е.

органи, чрез които земните жители на планетата абсорбират кислород директно от въздуха. Силно развитие са получили скелетните органи, които осигуряват автономност на движението по сушата и поддържат тялото с всичките му органи в условия на ниска плътност на средата, хиляди пъти по-малка от водата.

Факторите на околната среда в земно-въздушната среда се различават от другите местообитания по висока интензивност на светлината, значителни колебания в температурата и влажността на въздуха, съотношението на всички фактори с географското местоположение, смяната на сезоните на годината и времето на деня.

Тяхното въздействие върху организмите е неразривно свързано с движението на въздуха и положението спрямо моретата и океаните и е много различно от въздействието във водната среда (Таблица 1).

Таблица 5

Условия на живот на въздуха и водните организми

(по Д. Ф. Мордухай-Болтовски, 1974 г.)

въздушна среда

водна среда

влажност	Много важно (често в недостиг)	Няма (винаги в повече)
Плътност	Незначителни (с изключение на почвата)	Голямо в сравнение с ролята му за обитателите на въздуха
налягане	Почти няма	Голям (може да достигне 1000 атмосфери)
температура	Значителен (колеба се в много широки граници - от -80 до + 100 ° С и повече)	По-малко от стойността за обитателите на въздуха (колеба се много по-малко, обикновено от -2 до + 40 ° C)
Кислород	Незначителен (предимно в излишък)	От съществено значение (често в недостиг)
суспендирани твърди вещества	маловажен; не се използва за храна (главно минерална)	Важно (източник на храна, особено органична материя)
Разтвори в околната среда	До известна степен (подходящо само за почвени разтвори)	Важно (в определено количество необходимо)

Сухопътните животни и растения са разработили свои собствени, не по-малко оригинални адаптации към неблагоприятните фактори на околната среда: сложната структура на тялото и неговите обвивки, периодичност и ритъм жизнени цикли, механизми на терморегулация и др.

Развива се целенасочена мобилност на животните в търсене на храна, появяват се спори, пренасяни от вятъра, семена и прашец на растения, както и растения и животни, чийто живот е изцяло свързан с въздуха. Създадена е изключително тясна функционална, ресурсна и механична връзка с почвата.

Много от адаптациите, които обсъдихме по-горе като примери при характеризирането на абиотичните фактори на околната среда.

Затова няма смисъл да се повтаря сега, защото ще се върнем към тях в практически упражнения

Почвата като местообитание

Земята е единствената планета, която има почва (едасфера, педосфера) - специална, горна обвивка на земята.

Тази черупка се е образувала в исторически обозримо време - тя е на същата възраст като земния живот на планетата. За първи път на въпроса за произхода на почвата отговори М.В. Ломоносов („За земните слоеве“): „... почвата произлиза от огъването на животински и растителни тела... по дължината на времето...“.

И великият руски учен вие. Ти. Докучаев (1899: 16) е първият, който нарича почвата независимо естествено тяло и доказва, че почвата е „... същото независимо естествено-историческо тяло като всяко растение, всяко животно, всеки минерал... това е резултатът, функция на кумулативната, взаимна активност на климата на дадена местност, нейните растителни и животински организми, релефа и възрастта на страната..., накрая, недрата, т.е.

земни родителски скали. ... Всички тези почвообразуващи агенти по същество са напълно еквивалентни по величина и участват еднакво във формирането на нормална почва...“.

И съвременният добре известен почвовед Н.А.

Качински („Почвата, нейните свойства и живот“, 1975) дава следната дефиниция на почвата: „Под почвата трябва да се разбират всички повърхностни слоеве на скалите, обработени и променени от комбинираното влияние на климата (светлина, топлина, въздух, вода), растителни и животински организми".

Основните структурни елементи на почвата са: минерална основа, органична материя, въздух и вода.

Минерална основа (скелет)(50-60% от цялата почва) е неорганична материя, образуван в резултат на подлежащата планинска (родителска, родителска) скала в резултат на нейното изветряне.

Размери на скелетните частици: от камъни и камъни до най-малките частици пясък и тиня. Физикохимичните свойства на почвите се определят главно от състава на изходните скали.

Пропускливостта и порьозността на почвата, които осигуряват циркулацията на вода и въздух, зависят от съотношението на глината и пясъка в почвата, размера на фрагментите.

При умерен климат е идеално, ако почвата се формира от равни количества глина и пясък, т.е. представлява глинеста почва.

В този случай почвите не са застрашени нито от преовлажняване, нито от изсушаване. И двете са еднакво вредни както за растенията, така и за животните.

органична материя- до 10% от почвата се образува от мъртва биомаса (растителна маса - постеля от листа, клони и корени, мъртви стволове, тревни парцали, организми на мъртви животни), натрошена и преработена в почвен хумус от микроорганизми и определени групи от животни и растения.

| Повече ▼ прости елементи, образувани в резултат на разлагането на органичната материя, отново се усвояват от растенията и се включват в биологичния цикъл.

Въздух(15-25%) в почвата се съдържа в кухини - пори, между органични и минерални частици. При отсъствие (тежки глинести почви) или запълване на порите с вода (при наводнения, размразяване на вечна замръзване) аерацията в почвата се влошава и се развиват анаеробни условия.

При такива условия физиологичните процеси на организмите, които консумират кислород - аероби - се инхибират, разграждането на органичната материя е бавно. Постепенно натрупвайки се, те образуват торф. Големи запаси от торф са характерни за блата, блатисти гори и тундрови съобщества. Торфонатрупването е особено силно изразено в северните райони, където студът и преовлажняването на почвите взаимно се определят и допълват.

Вода(25-30%) в почвата е представена от 4 вида: гравитационна, хигроскопична (свързана), капилярна и парообразна.

Земно притегляне- подвижна вода, заема широки междини между почвените частици, просмуква се надолу под собствената си тежест до нивото подземни води.

Лесно се усвоява от растенията.

хигроскопичен или свързан– адсорбира се около колоидни частици (глина, кварц) на почвата и се задържа под формата на тънък филм поради водородните връзки. Освобождава се от тях при висока температура (102-105°C). Той е недостъпен за растенията, не се изпарява. В глинестите почви такава вода е до 15%, в песъчливите - 5%.

капилярна- се задържа около почвените частици от силата на повърхностното напрежение.

Чрез тесни пори и канали - капиляри, тя се издига от нивото на подпочвените води или се отклонява от кухини с гравитационна вода. По-добре се задържа от глинести почви, лесно се изпарява.

Растенията лесно го усвояват.

Парообразна- заема всички пори без вода. Първо се изпарява.

Налице е постоянен обмен на повърхностни почвени и подземни води, като връзка в общия воден кръговрат в природата, като се променя скоростта и посоката в зависимост от сезона и метеорологичните условия.

Свързана информация:

Търсене в сайта:

Газовият състав на атмосфератасъщо е важен климатичен фактор.

Преди приблизително 3-3,5 милиарда години атмосферата съдържаше азот, амоняк, водород, метан и водна пара и в нея нямаше свободен кислород. Съставът на атмосферата до голяма степен се определя от вулканични газове.

Именно в земната среда, въз основа на високата ефективност на окислителните процеси в организма, възниква животинската хомойотермия. Кислородът, поради постоянно високото си съдържание във въздуха, не е фактор, ограничаващ живота в земната среда. Само на места, при специфични условия, се създава временен дефицит, например в натрупвания на гниещи растителни остатъци, запаси от зърно, брашно и др.

Например, при липса на вятър в центъра на големите градове концентрацията му се увеличава десетократно. Редовни ежедневни промени в съдържанието на въглероден диоксид в повърхностните слоеве, свързани с ритъма на фотосинтезата на растенията, и сезонни, дължащи се на промени в интензивността на дишането на живите организми, главно микроскопичното население на почвите. Повишено насищане на въздуха с въглероден диоксид се наблюдава в зони на вулканична дейност, близо до термални извори и други подземни изходи на този газ.

Ниска плътност на въздухаопределя ниската му подемна сила и незначителната носимоспособност.

Жителите на въздуха трябва да имат собствена опорна система, която поддържа тялото: растения - различни механични тъкани, животни - твърд или много по-рядко хидростатичен скелет.

Вятър

бури

налягане

Ниската плътност на въздуха причинява сравнително ниско налягане върху сушата. Обикновено тя е равна на 760 mm Hg, чл. С увеличаване на надморската височина налягането намалява. На височина от 5800 м е само наполовина нормално. Ниското налягане може да ограничи разпространението на видовете в планините. За повечето гръбначни животни горната граница на живот е около 6000 м. Намаляването на налягането води до намаляване на снабдяването с кислород и дехидратация на животните поради увеличаване на дихателната честота.

Приблизително същите са границите на напредък към планините на висшите растения. Малко по-издръжливи са членестоноги (пролетни опашки, акари, паяци), които могат да бъдат намерени на ледници над границата на растителността.

Като цяло всички земни организми са много по-стенобатни от водните.

Наземно-въздушно местообитание

В хода на еволюцията тази среда е овладяна по-късно от водата. Факторите на околната среда в земно-въздушната среда се различават от другите местообитания по висока интензивност на светлината, значителни колебания в температурата и влажността на въздуха, съотношението на всички фактори с географското местоположение, смяната на сезоните на годината и времето на деня.

Околната среда е газообразна, поради което се характеризира с ниска влажност, плътност и налягане, високо съдържание на кислород.

Характеристика на абиотичните фактори на околната среда на светлина, температура, влажност - вижте предишната лекция.

Газовият състав на атмосфератасъщо е важен климатичен фактор. Преди приблизително 3-3,5 милиарда години атмосферата съдържаше азот, амоняк, водород, метан и водна пара и в нея нямаше свободен кислород. Съставът на атмосферата до голяма степен се определя от вулканични газове.

Понастоящем атмосферата се състои главно от азот, кислород и относително по-малки количества аргон и въглероден диоксид.

Всички останали газове, присъстващи в атмосферата, се съдържат само в следи. От особено значение за биотата е относителното съдържание на кислород и въглероден диоксид.

Именно в земната среда, въз основа на високата ефективност на окислителните процеси в организма, възниква животинската хомойотермия. Кислородът, поради постоянно високото си съдържание във въздуха, не е фактор, ограничаващ живота в земната среда.

Само на места, при специфични условия, се създава временен дефицит, например в натрупвания на гниещи растителни остатъци, запаси от зърно, брашно и др.

Съдържанието на въглероден диоксид може да варира в определени области на повърхностния слой на въздуха в доста значителен диапазон. Например, при липса на вятър в центъра на големите градове концентрацията му се увеличава десетократно. Редовни ежедневни промени в съдържанието на въглероден диоксид в повърхностните слоеве, свързани с ритъма на фотосинтезата на растенията, и сезонни, дължащи се на промени в интензивността на дишането на живите организми, главно микроскопичното население на почвите.

Повишено насищане на въздуха с въглероден диоксид се наблюдава в зони на вулканична дейност, близо до термални извори и други подземни изходи на този газ. Ниското съдържание на въглероден диоксид инхибира процеса на фотосинтеза.

При условия на закрито скоростта на фотосинтезата може да се увеличи чрез увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид; това се използва в практиката на оранжерийно и оранжерийно земеделие.

Азотът във въздуха за повечето обитатели на земната среда е инертен газ, но редица микроорганизми (нодулни бактерии, азотобактер, клостридии, синьо-зелени водорасли и др.) имат способността да го свързват и да го включват в биологичния цикъл.

Локалните примеси, навлизащи във въздуха, също могат значително да повлияят на живите организми.

Това е особено вярно за токсичните газообразни вещества - метан, серен оксид (IV), въглероден окис (II), азотен оксид (IV), сероводород, хлорни съединения, както и частици прах, сажди и др., замърсяващи въздуха в индустриални зони. Основният съвременен източник на химическо и физическо замърсяване на атмосферата е антропогенен: работата на различни промишлени предприятия и транспорт, ерозия на почвата и др.

н. Серният оксид (SO2), например, е токсичен за растенията дори при концентрации от една петдесет хилядна до една милионна от обема на въздуха.. Някои растителни видове са особено чувствителни към SO2 и служат като чувствителен индикатор за неговото натрупване във въздуха (например лишеи.

Ниска плътност на въздухаопределя ниската му подемна сила и незначителната носимоспособност. Жителите на въздуха трябва да имат собствена опорна система, която поддържа тялото: растения - различни механични тъкани, животни - твърд или много по-рядко хидростатичен скелет.

Освен това всички обитатели на въздушната среда са тясно свързани с повърхността на земята, която им служи за закрепване и опора. Животът във въздуха във въздуха е невъзможен. Вярно е, че много микроорганизми и животни, спори, семена и цветен прашец на растенията редовно присъстват във въздуха и се пренасят от въздушни течения (анемохории), много животни са способни на активен полет, но при всички тези видове основната функция на техния жизнен цикъл е размножаване.- извършва се на повърхността на земята.

За повечето от тях престоят във въздуха е свързан само с преселване или търсене на плячка.

ВятърИма ограничаващ ефект върху дейността и равномерното разпределение на организмите. Вятърът дори може да се промени външен видрастения, особено в тези местообитания, например в алпийските зони, където други фактори имат ограничаващ ефект. В открити планински местообитания вятърът ограничава растежа на растенията, което кара растенията да се огъват от наветрената страна.

Освен това вятърът увеличава евапотранспирацията при условия на ниска влажност. От голямо значение са бури, въпреки че действието им е чисто локално. Ураганите, както и обикновените ветрове, са способни да транспортират животни и растения на дълги разстояния и по този начин да променят състава на общностите.

налягане, очевидно не е ограничаващ фактор на прякото действие, но е пряко свързан с времето и климата, които имат пряко ограничаващо действие.

Ниската плътност на въздуха причинява сравнително ниско налягане върху сушата. Обикновено тя е равна на 760 mm Hg, чл. С увеличаване на надморската височина налягането намалява. На височина от 5800 м е само наполовина нормално.

Ниското налягане може да ограничи разпространението на видовете в планините.

За повечето гръбначни животни горната граница на живот е около 6000 м. Намаляването на налягането води до намаляване на снабдяването с кислород и дехидратация на животните поради увеличаване на дихателната честота. Приблизително същите са границите на напредък към планините на висшите растения. Малко по-издръжливи са членестоноги (пролетни опашки, акари, паяци), които могат да бъдат намерени на ледници над границата на растителността.

Всяко местообитание е сложна система, която се отличава със своя уникален набор от абиотични и биотични фактори, които всъщност формират тази среда. Еволюционно земно-въздушната среда възниква по-късно от водната, което е свързано с химични трансформации на състава на атмосферния въздух. Повечето от организмите с ядро ​​живеят в земната среда, което е свързано с голямо разнообразие природни зони, физически, антропогенни, географски и други определящи фактори.

Характеристики на земно-въздушната среда

Тази среда се състои от горни слоевепочва ( до 2 км дълбочина) и долната атмосфера ( до 10 км). Средата е много разнообразна различни формиживот. Сред безгръбначните може да се отбележи: преобладават насекоми, няколко вида червеи и мекотели, разбира се, гръбначни животни. Високо съдържаниекислород във въздуха, доведе до еволюционна промяна в дихателната система и наличие на по-интензивен метаболизъм.

Атмосферата е с недостатъчна и често променлива влажност, което често ограничава разпространението на живи организми. В райони с високи температури и ниска влажност еукариотите развиват различни идиоадаптации, чиято цел е да поддържат жизненоважното ниво на водата (превръщане на листата на растенията в игли, натрупване на мазнини в камилските гърбици).

С явлението се характеризират сухоземните животни фотопериодизъмпо този начин повечето животни са активни само през деня или само през нощта. Също така, земната среда се характеризира със значителна амплитуда на колебания в температурата, влажността и интензитета на светлината. Промяната в тези фактори е свързана с географското местоположение, смяната на сезоните, времето на деня. Поради ниската плътност и налягане на атмосферата, мускулната и костната тъкан се е развила и усложнила.

Гръбначните животни са развили сложни крайници, приспособени да поддържат тялото и да се движат по твърд субстрат в условия на ниска атмосферна плътност. Растенията имат прогресивна коренова система, която им позволява да се фиксират в почвата и да транспортират вещества на значителна височина. Също така, сухоземните растения са развили механични, основни тъкани, флоема и ксилема. Повечето растения имат адаптации, които ги предпазват от прекомерна транспирация.

Почвата

Въпреки че почвата е класифицирана като земно-въздушно местообитание, тя е много различна от атмосферата по своите физически свойства:

• Висока плътност и налягане.
• Недостатъчно количество кислород.
• Ниска амплитуда на температурни колебания.
• Ниска интензивност на светлината.

В това отношение подземните обитатели имат свои собствени адаптации, отличаващи се от сухоземните животни.

водно местообитание

Среда, която включва цялата хидросфера, както солени, така и сладководни водни тела. Тази среда се характеризира с по-малко разнообразие на живот и собствени специални условия. Обитава се от дребни безгръбначни, които образуват планктон, хрущял и костни риби, червеи, мекотели, няколко вида бозайници

Концентрацията на кислород е силно зависима от дълбочината. На места, където атмосферата и хидросферата влизат в контакт, има много повече кислород и светлина, отколкото на дълбочина. Високото налягане, което на големи дълбочини е 1000 пъти по-високо от атмосферното, определя формата на тялото на повечето подводни обитатели. Амплитудата на промяната на температурата е малка, тъй като топлопреносът на водата е много по-нисък от този на земната повърхност.

Разлики между водната и земно-въздушната среда

Както вече споменахме, основните отличителни черти на различните местообитания се определят от абиотични фактори. Сухопътно-въздушната среда се характеризира с голямо биологично разнообразие, висока концентрациякислород, променлива температура и влажност, които са основните ограничаващи фактори за разселването на животни и растения. Биологичните ритми зависят от продължителността на дневните часове, сезона и природно-климатичната зона. Във водната среда повечето хранителни органични вещества се намират във водния стълб или на повърхността му, само малка част се намира на дъното; в земно-въздушната среда всички органични вещества са разположени на повърхността.

Земните жители се отличават с най-доброто развитие на сетивните системи и нервната система като цяло, мускулно-скелетната, кръвоносната и дихателната системи също са се променили значително. Различават се значително кожатъй като те са функционално различни. Под водата са често срещани по-ниски растения (водорасли), които в повечето случаи нямат истински органи, например ризоидите служат като органи за прикрепване. Разпространението на водните обитатели често се свързва с топли подводни течения. Наред с разликите между тези местообитания, има животни, които са се приспособили да живеят и в двете. Тези животни включват земноводни.

Слоестата структура на земните черупки и състава на атмосферата; светлинен режим като фактор на земно-въздушната среда; адаптиране на организмите към различни светлинни режими; температурни условия в земно-въздушната среда, температурни адаптации; замърсяване на въздуха

Земно-въздушната среда е най-трудна от гледна точка на екологичните условия на живот. Животът на сушата изисква такива морфологични и биохимични адаптации, които са възможни само с достатъчно високо нивоорганизация както на растенията, така и на животните. На фиг. 2 показва диаграма на обвивките на Земята. Външната част може да се отдаде на земно-въздушната среда литосфераи дъното атмосфера.Атмосферата от своя страна има доста изразена слоеста структура. Долните слоеве на атмосферата са показани на фиг. 2. Тъй като по-голямата част от живите същества живеят в тропосферата, именно този слой от атмосферата е включен в концепцията за земно-въздушната среда. Тропосферата е най-ниската част на атмосферата. Височината му в различни райони е от 7 до 18 км, съдържа основната част от водни пари, които при кондензиране образуват облаци. В тропосферата има мощно движение на въздуха и температурата пада средно с 0,6 ° C с повишаване на всеки 100 m.

Земната атмосфера се състои от механична смес от газове, които не действат химически един върху друг. В него протичат всички метеорологични процеси, чиято съвкупност се нарича климат.Горната граница на атмосферата условно се счита за 2000 km, т.е. височината й е V 3 част от радиуса на Земята. В атмосферата непрекъснато протичат различни физически процеси: температурата, влажността се променя, водните пари се кондензират, появяват се мъгли и облаци, слънчевите лъчи загряват атмосферата, йонизират я и др.

По-голямата част от въздуха е концентрирана в 70-километровия слой. Сухият въздух съдържа (в%): азот - 78,08; кислород - 20,95; аргон - 0,93; въглероден диоксид - 0,03. Има много малко други газове. Това са водород, неон, хелий, криптон, радон, ксенон – повечето инертни газове.

Атмосферният въздух е един от основните жизненоважни елементи околен свят. Той надеждно защитава планетата от вредни космически лъчения. Под влиянието на атмосферата на Земята протичат най-важните геоложки процеси, които в крайна сметка формират ландшафта.

Атмосферният въздух принадлежи към категорията на неизчерпаемите ресурси, но интензивното развитие на индустрията, растежът на градовете, разширяването на изследването на космоса увеличават отрицателното антропогенно въздействие върху атмосферата. Ето защо въпросът за опазването на атмосферния въздух става все по-важен.

Освен въздуха с определен състав, живите организми, обитаващи земно-въздушната среда, се влияят от налягането и влажността на въздуха, както и от слънчевата радиация и температура.

Ориз. 2.

Светлинен режим или слънчева радиация. За осъществяването на жизнените процеси всички живи организми се нуждаят от енергия, идваща отвън. Основният му източник е слънчевата радиация.

Ефектът на различните части от спектъра на слънчевата радиация върху живите организми е различен. Известно е, че в спектъра на излъчваната слънчева светлина ултравиолетови, видимии инфрачервена зона,които от своя страна се състоят от светлинни вълни с различна дължина (фиг. 3).

Между ултравиолетови лъчи(UVR) само дълги вълни (290-300 nm) достигат до земната повърхност, а късите вълни (по-малко от 290 nm), разрушителни за всички живи същества, се поглъщат почти напълно на височина около 20-25 km от озонов екран - тънък слой от атмосферата, съдържащ 0 3 молекули (виж фиг. 2).

Ориз. 3.Биологичният ефект на различни части от спектъра на слънчевата радиация: 1 - белтъчна денатурация; 2 - интензивност на фотосинтезата на пшеницата; 3 - спектрална чувствителност на човешкото око. Зоната на ултравиолетова радиация, която не прониква, е засенчена.

през атмосферата

Дълговълновите ултравиолетови лъчи (300-400 nm), които имат висока фотонна енергия, имат висока химическа и мутагенна активност. Големите дози от тях са вредни за организмите.

В диапазона от 250–300 nm UV лъчението има мощен бактерициден ефект и предизвиква образуването на антирахитен витамин D при животните, т.е. в малки дози UV радиацията е необходима за хората и животните. При дължина от 300-400 nm UV лъчите предизвикват тен при хората, което е защитна реакция на кожата.

Инфрачервените лъчи (IRL) с дължина на вълната над 750 nm имат топлинен ефект, не се възприемат от човешкото око и осигуряват топлинния режим на планетата. Тези лъчи са особено важни за хладнокръвните животни (насекоми, влечуги), които ги използват за повишаване на телесната температура (пеперуди, гущери, змии) или за лов (кърлежи, паяци, змии).

В момента са произведени много устройства, които използват една или друга част от спектъра: ултравиолетови облъчватели, домакински уреди с инфрачервено лъчение за бързо готвене и др.

Видимите лъчи с дължина на вълната 400-750 nm са от голямо значение за всички живи организми.

Светлината като условие за живота на растенията. Светлината е от съществено значение за растенията. Използват се зелени растения слънчева енергияточно тази област от спектъра, улавяйки я в процеса на фотосинтеза:

Поради различната нужда от светлинна енергия растенията развиват различни морфологични и физиологични адаптации към светлинния режим на местообитанието си.

Адаптирането е система за регулиране метаболитни процесии физиологични характеристики, които осигуряват максимална адаптивност на организмите към условията на околната среда.

В съответствие с адаптациите към светлинния режим растенията се разделят на следните екологични групи.

• 1. Светлолюбив- има следните морфологични адаптации: силно разклонени леторасти със скъсени междувъзлия, розетка; листата са дребни или със силно разчленена листна плоча, често с восъчен налеп или опушване, често обърнати с ръбове към светлината (например акация, мимоза, софора, метличина, пера, бор, лале).
• 2. Сенколюбив- постоянно в условия на силно засенчване. Листата им са тъмнозелени на цвят, разположени хоризонтално. Това са растения от долните нива на горите (например зимни растения, двулистна норка, папрати и др.). При липса на светлина живеят дълбоководни растения (червени и кафяви водорасли).
• 3. устойчив на сянка- може да понася засенчване, но също така вирее добре на светлина (например горски треви и храсти, растящи както на сенчести места, така и по краищата, както и дъб, бук, габър, смърч).

По отношение на светлината растенията в гората са подредени на нива. Освен това, дори в едно и също дърво, листата улавят светлината по различен начин в зависимост от нивото. По правило те съставляват листова мозайка,т. е. подредени по такъв начин, че да увеличават листната повърхност за по-добро улавяне на светлината.

Светлинният режим варира в зависимост от географската ширина, времето на деня и сезона. Във връзка с въртенето на Земята светлинният режим има ясно изразен дневен и сезонен ритъм. Реакцията на тялото към промяна в режима на осветление се нарича фотопериодизъм.Във връзка с фотопериодизма в организма се променят процесите на метаболизъм, растеж и развитие.

Феноменът, свързан с фотопериодизма в растенията фототропизъм- движението на отделните растителни органи към светлината. Например движението на слънчогледова кошница през деня след слънцето, отваряне на съцветия на глухарче и връх сутрин и затварянето им вечер, и обратното - отваряне на цветя на нощна теменужка и ароматен тютюн вечер и затварянето им сутрин (дневен фотопериодизъм).

Сезонен фотопериодизъм се наблюдава в географските ширини със смяната на сезоните (умерени и северни ширини). С настъпването на дълъг ден (през пролетта) в растенията се наблюдава активен сокоотток, пъпките набъбват и се отварят. С настъпването на кратък есенен ден растенията хвърлят листата си и се подготвят за зимен покой. Необходимо е да се разграничат растенията на „късия ден“ – те са разпространени в субтропиците (хризантеми, перила, ориз, соя, кокалче, коноп); и растения от "дългия ден" (рудбекия, зърнени култури, кръстоцветни, копър) - те са разпространени предимно в умерените и субполярните ширини. Растенията с "дълъг ден" не могат да растат на юг (те не произвеждат семена), а същото се отнася и за растенията с "къс ден", ако се отглеждат на север.

Светлината като условие за живот на животните. За животните светлината не е фактор от първостепенно значение, както за зелените растения, тъй като те съществуват благодарение на енергията на слънцето, акумулирана от тези растения. Въпреки това животните се нуждаят от светлина с определен спектрален състав. По принцип те се нуждаят от светлина за визуална ориентация в пространството. Вярно е, че не всички животни имат очи. При примитивите това са просто фоточувствителни клетки или дори място в клетката (например стигмата в едноклетъчните организми или „светлочувствителното око“).

Образното зрение е възможно само при достатъчно сложна структура на окото. Например, паяците могат да различават контурите на движещи се обекти само на разстояние 1-2 см. Очите на гръбначните животни възприемат формата и размера на предметите, техния цвят и определят разстоянието до тях.

Видимата светлина е конвенционален термин за различни видовеживотни. За човек това са лъчи от лилаво до тъмночервено (припомнете си цветовете на дъгата). Гръмкащите змии, например, възприемат инфрачервената част от спектъра. Пчелите, от друга страна, различават многоцветните ултравиолетови лъчи, но не възприемат червените. Спектърът на видимата светлина за тях се измества към ултравиолетовата област.

Развитието на органите на зрението до голяма степен зависи от екологичната ситуация и условията на околната среда на организмите. И така, сред постоянните обитатели на пещерите, където не прониква слънчева светлина, очите могат да бъдат напълно или частично намалени: при слепи бръмбари, прилепи, някои земноводни и риби.

Способността за цветно зрение зависи и от това дали организмите са дневни или нощни. Кучета, котки, хамстери (които се хранят чрез лов привечер) всички виждат черно и бяло. Същата визия е и при нощните птици – сови, кошари. Дневните птици имат добре развито цветно зрение.

Животните и птиците също имат адаптации за дневен и нощен начин на живот. Например повечето копитни животни, мечки, вълци, орли, чучулиги са активни през деня, докато тигрите, мишките, таралежите, совите са най-активни през нощта. Продължителността на светлата част на деня влияе върху началото на брачния сезон, миграциите и полетите при птиците, хибернацията при бозайниците и др.

Животните се ориентират с помощта на зрителните си органи по време на полети на дълги разстояния и миграции. Птиците, например, избират посоката на полета с удивителна точност, преодолявайки хиляди километри от гнездене до места за зимуване. Доказано е, че по време на такива полети на дълги разстояния птиците са поне частично ориентирани от Слънцето и звездите, тоест астрономически източници на светлина. Те са способни да навигират, да променят ориентацията, за да стигнат до желаната точка на Земята. Ако птиците се транспортират в клетки, тогава те правилно избират посоката за зимуване от всяка точка на света. Птиците не летят в непрекъсната мъгла, тъй като често се заблуждават по време на полета.

Сред насекомите способността за този вид ориентация е развита при пчелите. Те използват позицията (височината) на Слънцето като ориентир.

Температурен режим в земно-въздушна среда. Температурни адаптации. Известно е, че животът е начин на съществуване на протеинови тела, следователно границите на съществуването на живот са температурите, при които е възможна нормалната структура и функциониране на протеините, средно от 0°C до +50°C. Въпреки това, някои организми имат специализирани ензимни системи и са пригодени за активно съществуване при температури извън тези граници.

Видове, които предпочитат студа (те се наричат криофили), може да поддържа клетъчна активност до -8°... -10°C. Бактерии, гъбички, лишеи, мъхове и членестоноги могат да издържат на хипотермия. Нашите дървета също не загиват при ниски температури. Важно е само през периода на подготовка за зимата водата в растителните клетки да преминава в специално състояние и да не се превръща в лед - тогава клетките умират. Растенията преодоляват хипотермията, като натрупват в клетките и тъканите си вещества – осмотични протектори: различни захари, аминокиселини, алкохоли, които „изпомпват” излишната вода, предотвратявайки превръщането й в лед.

Има група от видове организми, чийто оптимален живот са високите температури, те се наричат термофили.Това са различни червеи, насекоми, акари, които живеят в пустини и горещи полупустини, това са бактерии от горещи извори. Има извори с температура +70°C, съдържащи живи обитатели - синьо-зелени водорасли (цианобактерии), някои видове мекотели.

Ако все пак вземем предвид латентна(дългосрочно спящи) форми на организми, като спори на някои бактерии, цисти, спори и семена на растения, те могат да издържат на силно анормални температури. Бактериалните спори могат да издържат на температури до 180°C. Много семена, растителен прашец, цисти, едноклетъчни водорасли издържат на замръзване в течен азот (при -195,8°C) и след това дългосрочно съхранение при -70°C. След размразяване и поставяне в благоприятни условия и достатъчно хранителна среда, тези клетки могат отново да станат активни и да започнат да се размножават.

Нарича се временно спиране на всички жизнени процеси на тялото спряна анимация.Анабиозата може да възникне при животни както с понижаване на температурата на околната среда, така и с нейното повишаване. Например, при змии и гущери, когато температурата на въздуха се повиши над 45 ° C, възниква термично вцепенение. При земноводни при температури на водата под 4 ° C жизнената активност практически липсва. От състоянието на анабиоза живите същества могат да се върнат към нормалния живот само ако структурата на макромолекулите в техните клетки (предимно ДНК и протеини) не е нарушена.

Устойчивостта на температурни колебания при земните жители е различна.

Температурни адаптации в растенията. Растенията, като неподвижни организми, са принудени да се адаптират към онези температурни колебания, които съществуват в техните местообитания. Те имат специфични системи, които предпазват от хипотермия или прегряване. транспирация- това е система за изпаряване на водата от растенията през устичния апарат, което ги предпазва от прегряване. Някои растения дори са придобили устойчивост на пожари - те се наричат пирофити.Пожари често се случват в саваните, храсталаците. Дърветата на саваната имат дебела кора, импрегнирана с огнеупорни вещества. Техните плодове и семена имат дебели, вдървесени кори, които се напукват при запалване, което помага на семената да паднат в земята.

Температурни адаптации на животните. Животните, в сравнение с растенията, имат по-голяма способност да се адаптират към промените в температурата, тъй като са в състояние да се движат, имат мускули и произвеждат собствена вътрешна топлина. В зависимост от механизмите за поддържане на постоянна телесна температура има пойкилотермичен(хладнокръвен) и хомойотермичен(топлокръвни) животни.

Пойкилотермиченса насекоми, риби, земноводни, влечуги. Телесната им температура се променя с температурата на околната среда.

Хомеотермичен- животни с постоянна телесна температура, способни да я поддържат дори при силни колебания на външната температура (това са бозайници и птици).

Основните начини за адаптиране на температурата:

• 1) химическа терморегулация- увеличаване на производството на топлина в отговор на понижаване на температурата на околната среда;
• 2) физическа терморегулация- способност за задържане на топлина поради косми и пера, разпределение на мастните запаси, възможност за изпарителен топлопренос и др.;

3) поведенческа терморегулация- способност за придвижване от места с екстремни температури към места с оптимални температури. Това е основният начин на терморегулация при пойкилотермните животни. Когато температурата се повиши или спадне, те са склонни да променят позата си или да се скрият на сянка, в дупка. Пчелите, мравките, термитите изграждат гнезда с добре регулирана температура вътре в тях.

При топлокръвните животни системата за терморегулация се е подобрила значително (въпреки че е слаба при младите и пилетата).

За да илюстрираме съвършенството на терморегулацията при висшите животни и хората, можем да дадем следния пример. Преди около 200 години д-р С. Блегдън в Англия поставя следния експеримент: заедно с приятелите си и куче той прекарва 45 минути в суха камера при +126°C без последствия за здравето. Феновете на финландската баня знаят, че е възможно да прекарате известно време в сауна с температура над + 100 ° C (за всеки - своя собствена), а това е полезно за здравето. Но също така знаем, че ако едно парче месо се държи при тази температура, то ще се сготви.

Под действието на студа при топлокръвните животни се засилват окислителните процеси, особено в мускулите. Химическата терморегулация влиза в действие. Наблюдават се мускулни тремори, водещи до отделяне на допълнителна топлина. Липидният метаболизъм е особено засилен, тъй като мазнините съдържат значителен запас от химическа енергия. Следователно натрупването на мастни запаси осигурява по-добра терморегулация.

Увеличеното производство на топлоенергия е съпроводено с консумация на голямо количество храна. Така че птиците, които остават за зимата, се нуждаят от много храна, те не се страхуват от слана, а от глад. В добра реколтасмърчове и борови кръстосани клюви, например, дори при зимни породи пилета. Хората - жители на сурови сибирски или северни региони - от поколение на поколение разработваха висококалорично меню - традиционни кнедли и други висококалорични храни. Ето защо, преди да следвате модните западни диети и да отхвърлите храната на предците, трябва да си спомните за целесъобразността, съществуваща в природата, която стои в основата на дългогодишните традиции на хората.

Ефективен механизъм за регулиране на топлопреминаването при животните, както и при растенията, е изпаряването на водата чрез изпотяване или през лигавиците на устата и горните дихателни пътища. Това е пример за физическа терморегулация. Човек в екстремни горещини може да отдели до 12 литра пот на ден, като същевременно разсейва топлината 10 пъти повече от нормалното. Част от отделената вода трябва да се върне чрез пиене.

Топлокръвните животни, подобно на студенокръвните, се характеризират с поведенческа терморегулация. В дупките на животни, живеещи под земята, температурните колебания са толкова по-малки, колкото по-дълбока е дупката. Умело изградените пчелни гнезда поддържат равномерен, благоприятен микроклимат. Особен интерес представлява груповото поведение на животните. Например, пингвините при силна слана и снежна буря образуват "костенурка" - плътна купчина. Оказалите се на ръба постепенно си проправят път вътре, където температурата се поддържа около +37°C. На същото място, вътре, се поставят малки.

По този начин, за да живеят и се размножават в определени условия на земно-въздушната среда, животните и растенията в процеса на еволюция са развили голямо разнообразие от адаптации и системи, които да съответстват на това местообитание.

Замърсяване на въздуха. Напоследък все по-значим външен фактор, който променя земно-въздушното местообитание се превърна в антропогенен фактор.

Атмосферата, подобно на биосферата, има свойството да се самопречиства или да поддържа баланс. Обемът и скоростта на съвременното замърсяване на атмосферата обаче надвишават естествените възможности за тяхното неутрализиране.

Първо, това е естествено замърсяване - различен прах: минерален (продукти на изветряне и разрушаване на скалите), органичен (аеропланктон - бактерии, вируси, растителен прашец) и космически (частици, влизащи в атмосферата от космоса).

Второ, това са изкуствени (антропогенни) замърсявания - промишлени, транспортни и битови емисии в атмосферата (прах от циментови заводи, сажди, различни газове, радиоактивно замърсяване, пестициди).

Според груби оценки, 1,5 милиона тона арсен са били изпуснати в атмосферата през последните 100 години; 1 милион тона никел; 1,35 милиона тона силиций, 900 хиляди тона кобалт, 600 хиляди тона цинк, същото количество мед и други метали.

Химическите заводи изхвърлете въглероден двуокис, железен оксид, азотни оксиди, хлор. От пестицидите особено токсични са фосфорорганичните съединения, от които в атмосферата се получават още по-токсични.

В резултат на емисиите в градовете, където ултравиолетовата радиация е намалена и има голяма тълпа от хора, въздушният басейн се влошава, едно от проявите на което е смогът.

Смог се случва "класически"(смес от токсични мъгли, които се появяват при лека облачност) и " фотохимичен» (смес от каустични газове и аерозоли, която се образува без мъгла в резултат на фотохимични реакции). Най-опасен е смогът в Лондон и Лос Анджелис. Поглъща до 25% от слънчевата радиация и 80% от ултравиолетовите лъчи, градското население страда от това.

Приземно-въздушната среда е най-трудна за живота на организмите. Физическите фактори, които го изграждат, са много разнообразни: светлина, температура. Но организмите са се адаптирали в хода на еволюцията към тези променящи се фактори и са разработили системи за адаптация, за да осигурят изключителна адаптивност към условията на околната среда. Въпреки неизчерпаемостта на въздуха като екологичен ресурс, качеството му бързо се влошава. Замърсяването на въздуха е най-опасната форма на замърсяване на околната среда.

Въпроси и задачи за самоконтрол

• 1. Обяснете защо земно-въздушната среда е най-трудна за живота на организмите.
• 2. Дайте примери за адаптации на растения и животни към високи и ниски температури.
• 3. Защо температурата оказва силно влияние върху жизнената дейност на всеки организъм?
• 4. Анализирайте как светлината влияе върху живота на растенията и животните.
• 5. Опишете какво е фотопериодизъм.
• 6. Докажете, че различните вълни от светлинния спектър имат различно въздействие върху живите организми, дайте примери. Избройте групите, на които се разделят живите организми според начина, по който използват енергията, дайте примери.
• 7. Коментирайте с какво са свързани сезонните явления в природата и как растенията и животните реагират на тях.
• 8. Обяснете защо замърсяването на въздуха представлява най-голяма опасност за живите организми.

ОСНОВНА СРЕДА НА ЖИВОТА

ВОДНА СРЕДА

Водната среда на живот (хидросфера) заема 71% от площта Глобусът. Повече от 98% от водата е съсредоточена в моретата и океаните, 1,24% - ледовете на полярните райони, 0,45% - прясна вода на реки, езера, блата.

В океаните има два екологични региона:

воден стълб - пелагиален, а отдолу - бентал.

Във водната среда живеят приблизително 150 000 вида животни, или около 7% от общия им брой, и 10 000 вида растения - 8%. Има следните екологични групи хидробионти.Пелагиален - обитаван от организми, подразделени на нектон и планктон.

Nekton (nektos - плаващ) -това е колекция от пелагични активно движещи се животни, които нямат пряка връзка с дъното. Те са предимно големи животни, които могат да пътуват на дълги разстояния и силни водни течения. Те се характеризират с опростена форма на тялото и добре развити органи на движение (риби, калмари, перконоги, китове).В сладките води нектонът, освен рибите, включва земноводни и активно движещи се насекоми.

Планктон (скитащ, извисяващ се) -това е колекция от пелагични организми, които нямат способността за бързо активно движение. Те се разделят на фито- и зоопланктон (дребни ракообразни, протозои - фораминифери, радиолярии; медузи, птероподи). Фитопланктонът са диатомеи и зелени водорасли.

Нюстън- набор от организми, които обитават повърхностния филм на водата на границата с въздуха. Това са ларви на десятиподи, раковини, копеподи, коремоноги и двучерупчести, бодлокожи и риби. Преминавайки през стадия на ларвите, те напускат повърхностния слой, който им е служил за убежище, се преместват да живеят на дъното или пелагиала.

Playston -това е съвкупност от организми, част от тялото на които е над повърхността на водата, а другата във водата - пачица, сифонофори.

Бентос (дълбочина) -група организми, които живеят на дъното на водните тела. Подразделя се на фитобентос и зообентос. Фитобентос - водорасли - диатомеи, зелени, кафяви, червени и бактерии; цъфтящи растения в близост до бреговете - зостера, рупия. Зообентос - фораминифери, гъби, кишечни червеи, червеи, мекотели, риби.

В живота на водните организми вертикалното движение на водата, плътността, температурата, светлината, солта, газа (съдържание на кислород и въглероден диоксид) и концентрацията на водородни йони (pH) играят важна роля.

Температурен режим: Различава се във водата, първо, с по-малък приток на топлина и второ, с по-голяма стабилност, отколкото на сушата. Част от топлинната енергия, постъпваща във водната повърхност, се отразява, част се изразходва за изпаряване. Изпаряването на водата от повърхността на водните тела, което изразходва около 2263,8 J/g, предотвратява прегряването на долните слоеве, а образуването на лед, който отделя топлината на сливане (333,48 J/g), забавя охлаждането им. Промяната на температурата в течащите води следва нейните промени в околния въздух, като се различават с по-малка амплитуда.

В езерата и езерата на умерените ширини термичният режим се определя от добре познат физически феномен - водата има максимална плътност при 4 ° C. Водата в тях е ясно разделена на три слоя:

1. епилимнион- горният слой, чиято температура изпитва резки сезонни колебания;

2. металимнион- преходен, температурен скок слой, има рязък температурен спад;

3. хиполимнион- дълбоководен слой, достигащ до самото дъно, където температурата варира леко през цялата година.

През лятото най-топлите слоеве вода са разположени на повърхността, а най-студените - на дъното. Този тип пластово разпределение на температурата в резервоар се нарича директна стратификация.През зимата, когато температурата спадне, обратна стратификация: повърхностният слой има температура близка до 0 C, в долната част температурата е около 4 C, което съответства на максималната му плътност. Така температурата се повишава с дълбочина. Това явление се нарича температурна дихотомия,наблюдава се в повечето езера от умерения пояс през лятото и зимата. В резултат на температурната дихотомия се нарушава вертикалната циркулация - настъпва период на временна стагнация - стагнация.

През пролетта повърхностните води, поради нагряване до 4C, стават по-плътни и потъват по-дълбоко, а на тяхно място от дълбочината се издига по-топла вода. В резултат на такава вертикална циркулация в резервоара възниква хомотермия, т.е. за известно време температурата на цялата водна маса се изравнява. С по-нататъшно повишаване на температурата горните слоеве стават по-малко плътни и вече не падат - лятна стагнация. През есента повърхностният слой се охлажда, става по-плътен и потъва по-дълбоко, измествайки по-топлата вода на повърхността. Това се случва преди началото на есенната хомотермия. Когато повърхностните води се охладят под 4C, те стават по-малко плътни и отново остават на повърхността. В резултат на това циркулацията на водата спира и настъпва зимна стагнация.

Водата има значително плътност(800 пъти) превъзхожда въздуха) и вискозитет. ATСредно във водния стълб на всеки 10 m дълбочина налягането се увеличава с 1 атм. Тези характеристики засягат растенията, тъй като те развиват много малко или изобщо не развиват механична тъкан, така че стъблата им са много еластични и лесно се огъват. Повечето водни растенияплаваемостта и способността за окачване във водния стълб са присъщи, при много водни животни обвивките са смазани със слуз, което намалява триенето по време на движение и тялото придобива опростена форма. Много жители са относително стенобатни и ограничени до определени дълбочини.

Режим на прозрачност и светлина.Това се отразява особено на разпространението на растенията: в кални водни тела те живеят само в повърхностния слой. Светлинният режим се определя и от редовното намаляване на светлината с дълбочина поради факта, че водата поглъща слънчевата светлина. В същото време лъчите с различни дължини на вълната се абсорбират по различен начин: червените са най-бързи, докато синьо-зелените проникват на значителна дълбочина. Цветът на околната среда в същото време се променя, като постепенно преминава от зеленикав към зелен, син, син, синьо-виолетов, заменен от постоянен мрак. Съответно с дълбочина зелените водорасли се заменят с кафяви и червени, чиито пигменти са пригодени да улавят слънчева светлина с различни дължини на вълната. Цветът на животните също естествено се променя с дълбочината. Повърхностните слоеве на водата са обитавани от ярко и разнообразно оцветени животни, докато дълбоководните видове са лишени от пигменти. Здрачът е обитаван от животни, боядисани в цветове с червеникав оттенък, което им помага да се скрият от врагове, тъй като червеното в синьо-виолетовите лъчи се възприема като черно.

Поглъщането на светлина във водата е толкова по-силно, колкото по-ниска е нейната прозрачност. Прозрачността се характеризира с изключителна дълбочина, където все още се вижда специално спуснат диск Secchi (бял диск с диаметър 20 см). Следователно границите на зоните на фотосинтеза варират значително в различните водни тела. В най-чистите води зоната на фотосинтеза достига дълбочина до 200 m.

Соленост на водата.Водата е отличен разтворител за много минерални съединения. В резултат на това естествените водни тела се характеризират с определена химичен състав. Най-висока стойностима сулфати, карбонати, хлориди. Количеството разтворени соли на 1 литър вода в прясна вода не надвишава 0,5 г, в моретата и океаните - 35 г. Сладководни растения и животни живеят в хипотонична среда, т.е. среда, в която концентрацията на разтворените вещества е по-ниска, отколкото в телесните течности и тъкани. Поради разликата в осмотичното налягане извън и вътре в тялото, водата непрекъснато прониква в тялото и хидробионтите на прясна вода са принудени интензивно да я отстраняват. В тази връзка те имат добре дефинирани процеси на осморегулация. При протозоите това се постига чрез работата на отделителните вакуоли, при многоклетъчните организми чрез отстраняване на водата през отделителната система. Типично морските и типично сладководни видове не понасят значителни промени в солеността на водата - стенохалинни организми. Eurygalline - сладководен костур, платика, щука, от морето - семейство кефал.

Газов режимОсновните газове във водната среда са кислород и въглероден диоксид.

Кислороде най-важният фактор на околната среда. Той навлиза във водата от въздуха и се освобождава от растенията по време на фотосинтеза. Съдържанието му във водата е обратно пропорционално на температурата; с понижаване на температурата, разтворимостта на кислорода във водата (както и на други газове) се увеличава. В слоеве, силно населени с животни и бактерии, може да се създаде кислороден дефицит поради повишената му консумация. Така в световния океан дълбините, богати на живот от 50 до 1000 m, се характеризират с рязко влошаване на аерацията. Той е 7-10 пъти по-нисък, отколкото в повърхностните води, обитавани от фитопланктон. Близо до дъното на водните тела условията могат да бъдат близки до анаеробни.

Въглероден двуокис -разтваря се във вода около 35 пъти по-добре от кислорода и концентрацията му във водата е 700 пъти по-голяма от тази в атмосферата. Осигурява фотосинтеза на водните растения и участва в образуването на варовикови скелетни образувания на безгръбначните.

Концентрация на водородни йони (рН)- сладководни басейни с pH = 3,7-4,7 се считат за кисели, 6,95-7,3 - за неутрални, с pH 7,8 - за алкални. В сладководни водоеми рН дори изпитва ежедневни колебания. Морска водапо-алкален и рН се променя много по-малко, отколкото в прясна вода. pH намалява с дълбочината. Концентрацията на водородните йони играе важна роля в разпределението на хидробионтите.

Наземно-въздушно местообитание

Характеристика на земно-въздушната среда на живот е, че живите тук организми са заобиколени от газообразна среда, характеризираща се с ниска влажност, плътност и налягане, високо съдържание на кислород. По правило животните в тази среда се движат по почвата (твърд субстрат) и растенията се вкореняват в нея.

В земно-въздушната среда факторите на работната среда имат редица характерни особености: по-висок интензитет на светлината в сравнение с други среди, значителни температурни колебания, промени във влажността в зависимост от географското местоположение, сезона и времето на деня. Въздействието на изброените по-горе фактори е неразривно свързано с движението въздушни маси- вятър.

В процеса на еволюция живите организми от земно-въздушната среда са развили характерни анатомични, морфологични и физиологични адаптации.

Нека разгледаме особеностите на въздействието на основните фактори на околната среда върху растенията и животните в земно-въздушната среда.

Въздух.Въздухът като фактор на околната среда се характеризира с постоянен състав - кислородът в него обикновено е около 21%, въглероден диоксид 0,03%.

Ниска плътност на въздухаопределя ниската му подемна сила и незначителната носимоспособност. Всички обитатели на въздушната среда са тясно свързани с повърхността на земята, която им служи за закрепване и опора. Плътността на въздушната среда не осигурява висока устойчивост на организмите, когато се движат по повърхността на земята, но затруднява вертикалното движение. За повечето организми престоят във въздуха е свързан само с разпръскване или търсене на плячка.

Малката повдигаща сила на въздуха определя ограничаващата маса и размер на земните организми. Най-големите животни, живеещи на повърхността на земята, са по-малки от гигантите на водната среда. Големите бозайници (с размерите и теглото на съвременен кит) не биха могли да живеят на сушата, тъй като биха били смачкани от собственото си тегло.

Ниската плътност на въздуха създава леко съпротивление при движение. Екологичните ползи от това свойство на въздушната среда са били използвани от много сухоземни животни в хода на еволюцията, придобивайки способността да летят. 75% от видовете на всички сухоземни животни са способни на активен полет, главно насекоми и птици, но летци се срещат и сред бозайници и влечуги.

Поради подвижността на въздуха, вертикалните и хоризонталните движения на въздушните маси, съществуващи в долните слоеве на атмосферата, е възможен пасивен полет на редица организми. Много видове са развили анемохорията - преселване с помощта на въздушни течения. Анемохорията е характерна за спори, семена и плодове на растения, протозойни цисти, дребни насекоми, паяци и др. Организмите, пасивно транспортирани от въздушните течения, се наричат ​​общо аеропланктон по аналогия с планктонните обитатели на водната среда.

Основната екологична роля на хоризонталните въздушни движения (ветрове) е непряка за засилване и отслабване на въздействието върху земните организми на такива важни фактори на околната среда като температура и влажност. Ветровете увеличават връщането на влага и топлина към животните и растенията.

Газов състав на въздухав повърхностния слой въздухът е доста хомогенен (кислород - 20,9%, азот - 78,1%, инертни газове - 1%, въглероден диоксид - 0,03% обемни) поради високата си дифузионна способност и постоянно смесване чрез конвекция и вятърни потоци. Въпреки това, различни примеси на газообразни, капково-течни и твърди (прахови) частици, навлизащи в атмосферата от местни източници, могат да бъдат от значително екологично значение.

Високото съдържание на кислород допринесе за повишаване на метаболизма на земните организми и въз основа на високата ефективност на окислителните процеси възниква хомойотермията на животните. Кислородът, поради постоянно високото си съдържание във въздуха, не е фактор, ограничаващ живота в земната среда. Само на места, при специфични условия, се създава временен дефицит, например в натрупвания на гниещи растителни остатъци, запаси от зърно, брашно и др.

едафични фактори.Свойствата на почвата и теренът също влияят върху условията на живот на земните организми, предимно на растенията. Свойствата на земната повърхност, които оказват екологично въздействие върху нейните обитатели, се наричат ​​едафични фактори на околната среда.

Естеството на кореновата система на растенията зависи от хидротермалния режим, аерацията, състава, състава и структурата на почвата. Например, коренови системидървесни видове (бреза, лиственица) в райони с вечна замръзване са разположени на малка дълбочина и са разпространени в ширина. Там, където няма вечна замръзване, кореновите системи на същите тези растения са по-малко разпръснати и проникват по-дълбоко. При много степни растения корените могат да получават вода от голяма дълбочина, като в същото време имат много повърхностни корени в хумусния почвен хоризонт, откъдето растенията усвояват минерални хранителни вещества.

Релефът и естеството на почвата влияят върху спецификата на движението на животните. Например, копитните животни, щраусите, дроплата, живеещи на открито, се нуждаят от твърда почва, за да засилят отблъскването при бързо бягане. При гущерите, живеещи на насипни пясъци, пръстите са оградени с ресни от рогови люспи, което увеличава повърхността на опората. За земните жители, които копаят дупки, гъстите почви са неблагоприятни. Естеството на почвата в някои случаи влияе върху разпространението на сухоземни животни, които копаят дупки, ровят се в земята, за да избягат от топлина или хищници, или снасят яйца в почвата и т.н.

Времето и климатични особености.Условията на живот в земно-въздушната среда се усложняват освен това от промените на времето. Времето е непрекъснато променящото се състояние на атмосферата близо до земната повърхност, до височина от около 20 km (границата на тропосферата). Променливостта на времето се проявява в постоянното изменение на комбинацията от фактори на околната среда като температура и влажност на въздуха, облачност, валежи, сила и посока на вятъра и др. Наред с редовното им редуване в годишния цикъл, промените на времето се характеризират с непериодични колебания, което значително усложнява условията за съществуване на земните организми. Времето оказва влияние върху живота на водните обитатели в много по-малка степен и само върху населението на повърхностните слоеве.

Климатът на района.Дългосрочният метеорологичен режим характеризира климата на района. Понятието климат включва не само средните стойности на метеорологичните явления, но и техния годишен и дневен ход, отклонения от него и тяхната честота. Климатът се определя от географските условия на района.

Зоналното разнообразие на климата се усложнява от действието на мусонните ветрове, разпространението на циклоните и антициклоните, влиянието на планинските вериги върху движението на въздушните маси, степента на отдалеченост от океана и много други местни фактори.

За повечето земни организми, особено дребните, не е важен толкова климатът на региона, а условията на тяхното непосредствено местообитание. Много често местните елементи на околната среда (релеф, растителност и др.) променят режима на температура, влажност, светлина, движение на въздуха в определен район по такъв начин, че той значително се различава от климатичните условия на района. Такива местни климатични промени, които се оформят в повърхностния слой на въздуха, се наричат ​​микроклимати. Във всяка зона микроклиматът е много разнообразен. Възможно е да се отделят микроклимати на произволно малки площи. Например, в венчетата от цветя се създава специален режим, който се използва от жителите, живеещи там. Специален стабилен микроклимат възниква в дупки, гнезда, хралупи, пещери и други затворени места.

Валежи.Освен че осигуряват вода и създават резерви от влага, те могат да играят и друга екологична роля. По този начин силните дъждове или градушката понякога имат механичен ефект върху растенията или животните.

Екологичната роля на снежната покривка е особено разнообразна. Ежедневните температурни колебания проникват в дебелината на снега само до 25 см; по-дълбоко температурата почти не се променя. При слани от -20-30 C под слой сняг от 30-40 см температурата е малко под нулата. Дълбоката снежна покривка предпазва пъпките от обновяване, предпазва зелените части на растенията от замръзване; много видове минават под снега, без да хвърлят зеленина, например космат киселец, Veronica officinalis и др.

Малките сухоземни животни също водят активен начин на живот през зимата, полагайки цели галерии от проходи под снега и в неговата дебелина. За редица видове, които се хранят със снежна растителност, е характерно дори зимното размножаване, което се отбелязва например при леминги, дървесни и жълтогърли мишки, редица полевки, водни плъхове и др. тетерев, тундрови яребици - заровете се в снега за през нощта.

Зимната снежна покривка пречи на едрите животни да се хранят. Много копитни животни (елени, диви свине, мускусни волове) се хранят изключително със снежна растителност през зимата, а дълбоката снежна покривка и особено твърдата кора на повърхността й, която се среща в лед, ги обричат ​​на глад. Дълбочината на снежната покривка може да ограничи географското разпространение на видовете. Например истинските елени не проникват на север в онези райони, където дебелината на снега през зимата е повече от 40-50 см.

Светлинен режим.Количеството радиация, достигащо до земната повърхност се определя от географска ширинатерена, продължителността на деня, прозрачността на атмосферата и ъгъла на падане на слънчевите лъчи. С различни метеорологични условия 42-70% от слънчевата константа достига земната повърхност. Осветеността на земната повърхност варира в широки граници. Всичко зависи от височината на Слънцето над хоризонта или ъгъла на падане на слънчевите лъчи, продължителността на деня и метеорологичните условия и прозрачността на атмосферата. Интензитетът на светлината също варира в зависимост от времето на годината и времето на деня. В някои области на Земята качеството на светлината също е неравномерно, например съотношението на дългите (червени) и късовълнови (сини и ултравиолетови) лъчи. Както е известно, късовълновите лъчи се поглъщат и разсейват повече от атмосферата, отколкото дълговълновите.