Egenskaber ved akvatiske levesteder. Akvatisk habitat

Generelle egenskaber. Hydrosfæren som et akvatisk levende miljø optager omkring 71 % af arealet og 1/800 af klodens volumen. Hovedmængden af vand, mere end 94 %, er koncentreret i havene og oceanerne (fig. 5.2).

Ris. 5.2. Verdenshavene i sammenligning med land (ifølge N. F. Reimers, 1990)

I ferskvand i floder og søer overstiger mængden af vand ikke 0,016 % af det samlede volumen ferskvand.

I havet med dets konstituerende have skelnes der primært to økologiske områder: vandsøjlen - pelagial og bunden - benthal. Afhængig af dybden opdeles benthal i sublitoral zone - område med gradvis tilbagegang af land til en dybde på 200 m, bathyal - stejle skråning område og afgrundszone - havbunden med en gennemsnitlig dybde på 3-6 km. De dybere bundområder, svarende til havbundens fordybninger (6-10 km), kaldes ultraabyssal. Kanten af kysten, der er oversvømmet under højvande kaldes littoral Den del af kysten over tidevandsniveauet, der er fugtet af brændingens sprøjt, kaldes supralittoral.

Det åbne vand i Verdenshavet er også opdelt i lodrette zoner svarende til de bentiske zoner: tipeligial, bati-peligial, abyssopeligal(Fig. 5.3).

Ris. 5.3. Vertikal økologisk zonering af havet

(ifølge N.F. Reimers, 1990)

Vandmiljøet er hjemsted for ca. 150.000 dyrearter, eller ca. 7% af det samlede antal (fig. 5.4) og 10.000 plantearter (8%).

Det skal også bemærkes, at repræsentanter for de fleste grupper af planter og dyr forblev i vandmiljøet (deres "vugge"), men antallet af deres arter er meget mindre end dem for terrestriske. Deraf konklusionen - udviklingen på land foregik meget hurtigere.

Havene og oceanerne i de ækvatoriale og tropiske områder, primært Stillehavet og Atlanterhavet. Nord og syd for disse bælter sammensætning af høj kvalitet udtømmes gradvist. For eksempel er der i området af det østindiske øhav mindst 40.000 dyrearter, mens der i Laptevhavet kun er 400. Hovedparten af verdenshavets organismer er koncentreret i et relativt lille område havkyster tempereret zone og blandt mangroverne i tropiske lande.

Andelen af floder, søer og sumpe er, som tidligere nævnt, ubetydelig sammenlignet med have og oceaner. Men de skaber den forsyning af ferskvand, der er nødvendig for planter, dyr og mennesker.

Ris. 5.4. Fordeling af hovedklasserne af dyr efter miljø

habitat (ifølge G.V. Voitkevich og V.A. Vronsky, 1989)

Bemærk dyr placeret under bølgelinjen lever i havet, over det - i land-luft-miljøet

Det er kendt, at ikke kun vandmiljøet har en stærk indflydelse på dets indbyggere, men også det levende stof i hydrosfæren, som påvirker habitatet, behandler det og inddrager det i stoffernes kredsløb. Det er blevet fastslået, at vandet i oceaner, have, floder og søer nedbrydes og genoprettes i det biotiske kredsløb over 2 millioner år, det vil sige, at det hele har passeret gennem levende stof på Jorden mere end tusind gange.

Følgelig er den moderne hydrosfære et produkt af den vitale aktivitet af levende stof, ikke kun af moderne, men også fra tidligere geologiske epoker.

Karakteristisk træk vandmiljøet er dens mobilitet, især i strømmende, hurtigt strømmende vandløb og floder. Havene og oceanerne oplever ebbe og flod, kraftige strømme og storme. I søer bevæger vandet sig under påvirkning af temperatur og vind.

Økologiske grupper af hydrobioner. Vandtykkelse, el pelagisk(pelager - hav), beboet af pelagiske organismer, der har evnen til at svømme eller opholde sig i bestemte lag (fig. 5.5).

Ris. 5.5. Profil af havet og dets indbyggere (ifølge N. N. Moiseev, 1983)

I denne henseende er disse organismer opdelt i to grupper: nekton Og plankton. Den tredje miljøgruppe - benthos - danner bundens beboere.

Nekton(nektos - flydende) er en samling af pelagiske aktivt bevægende dyr, som ikke har direkte forbindelse med bunden. Det er hovedsageligt store dyr, der er i stand til at overkomme lange afstande og stærke vandstrømme. De har en strømlinet kropsform og veludviklede bevægelsesorganer. Typiske nektoniske organismer omfatter fisk, blæksprutter, hvaler og pinnipeds. Ud over fisk omfatter nekton i ferskvand padder og aktivt bevægende insekter. Mange havfisk kan bevæge sig i vandsøjlen med enorm hastighed: op til 45-50 km/t - blæksprutte (Oegophside), 100-150 km/t - sejlfisk (Jstiopharidae) og 130 km/t - sværdfisk (Xiphias glabius).

Plankton(planktos - vandrer, svævende) er et sæt pelagiske organismer, der ikke har evnen til hurtige aktive bevægelser. Som regel er disse små dyr - zooplankton og planter - planteplankton, som ikke kan modstå strømmene. Plankton omfatter også larverne fra mange dyr, der "flyder" i vandsøjlen. Planktoniske organismer findes både på vandoverfladen, i dybden og i bundlaget.

Organismer placeret på overfladen af vandet udgør speciel gruppe - Neuston. Neustons sammensætning afhænger også af udviklingsstadiet for en række organismer. Når de passerer gennem larvestadiet og vokser op, forlader de det overfladelag, der tjente dem som et tilflugtssted, og flytter til at leve på bunden eller i de underliggende og dybere lag. Disse omfatter larverne af decapods, barnacles, copepoder, gastropoder og toskallede, skind, polychaetes, fisk mv.

De samme organismer, hvor en del af kroppen er over vandoverfladen, og den anden i vandet, kaldes plaiston. Disse omfatter andemad (Lemma), sifonophorer (Siphonophora) osv.

Planteplankton spiller en vigtig rolle i vandområdernes liv, da det er hovedproducenten af organisk stof. Fytoplankton omfatter primært kiselalger (Diatomeae) og grønalger (Chlorophyta), planteflagellater (Phytomastigina), peridineae (Peridineae) og coccolithophorider (Coccolitophoridae). Ikke kun grønalger, men også blågrønalger (Cyanophyta) er udbredt i ferskvand.

Zooplankton og bakterier kan findes i forskellige dybder. I ferskvand, for det meste dårligt svømmende, er relativt store krebsdyr (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), mange hjuldyr (Rotatoria) og protozoer almindelige.

Marine zooplankton er domineret af små krebsdyr (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) og protozoer (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Store repræsentanter omfatter vingede bløddyr (Pteropoda), vandmænd (Scyphozoa) og svømmende ctenophora (Ctenophora), salper (Salpae) og nogle orme (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktoniske organismer tjener som en vigtig fødekomponent for mange vanddyr, herunder giganter som bardehvaler (Mystacoceti), fig. 5.6.

Figur 5.6. Skema over hovedretningerne for energi- og stofudveksling i havet

Benthos(benthos - dybde) er et sæt af organismer, der lever i bunden (på jorden og i jorden) af reservoirer. Det er opdelt i zoobenthos Og phytobenthos. For det meste repræsenteret af vedhæftede eller langsomt bevægende eller gravende dyr. På lavt vand består den af organismer, der syntetiserer organisk stof(producenter), dem, der forbruger det (forbrugere) og dem, der ødelægger det (reducere). På dybder, hvor der ikke er lys, er phytobenthos (producenter) fraværende. Den marine zoobenthos er domineret af foraminiforer, svampe, coelenterater, orme, brachiopoder, bløddyr, ascidianer, fisk osv. Bentiske former er mere talrige i lavt vand. Deres samlede biomasse her kan nå op på ti kilo pr. 1 m2.

Havenes phytobenthos omfatter hovedsageligt alger (kiselalger, grønne, brune, røde) og bakterier. Langs kysterne er der blomstrende planter - Zostera, Ruppia, Phyllospadix. Klippe- og stenede områder af bunden er rigest på phytobenthos.

I søer, som i havene, er der plankton, nekton Og benthos.

Men i søer og andre ferskvandsområder er der mindre zoobenthos end i have og oceaner, og dets artssammensætning er ensartet. Disse er hovedsageligt protozoer, svampe, cilierede og oligochaete orme, igler, bløddyr, insektlarver osv.

Ferskvandsfytobenthos er repræsenteret af bakterier, kiselalger og grønne alger. Kystnære planter er placeret fra kysten inde i landet i klart definerede bælter. Første bælte - halvt neddykkede planter (rør, cattails, kværne og siv); andet bælte - nedsænkede planter med flydende blade (åkander, æggekapsler, åkander, andemad). I tredje bælte planter dominerer - damgræs, elodea osv. (Figur 5.7).

Ris. 5.7. Planter med bundrod (A):

1 - cattail; 2- rushwort; 3 - pilespids; 4 - åkande; 5, 6 - damgræs; 7 - hara. Fritsvævende alger (B): 8, 9 - filamentøs grøn; 10-13 - grøn; 14-17 - kiselalger; 18-20 - blå-grøn

Baseret på deres livsstil er vandplanter opdelt i to hovedplanter: miljøgrupper: hydrofytter - planter, der er nedsænket i vand kun med deres nederste del og normalt rod i jorden, og hydatofytter - planter, der er helt nedsænket i vand og nogle gange flyder på overfladen eller har flydende blade.

I livet akvatiske organismer en stor rolle spilles af vand-, massefylde-, temperatur-, lys-, salt-, gas- (ilt- og kuldioxidindhold) regimer og koncentrationen af hydrogenioner (pH).

Temperaturforhold. Den adskiller sig i vand, for det første ved mindre varmetilstrømning, og for det andet ved større stabilitet end på land. En del af den termiske energi, der kommer til vandoverfladen, reflekteres, mens en del bruges på fordampning. Fordampningen af vand fra overfladen af reservoirer, som forbruger omkring 2263x8 J/g, forhindrer overophedning af de nederste lag, og dannelsen af is, som frigiver fusionsvarmen (333,48 J/g), bremser deres afkøling.

Temperaturændringer i strømmende vand følger ændringerne i den omgivende luft, idet de adskiller sig i mindre amplitude.

I søer og damme på tempererede breddegrader termisk regime er bestemt af det velkendte fysiske fænomen- vand har maksimal massefylde ved 4°C. Vandet i dem er tydeligt opdelt i tre lag: øvre - epilimnion, hvis temperatur oplever skarpe sæsonbestemte udsving; overgangs-, temperaturspringslag, - metalimnion, hvor der er en skarp temperaturændring; dybt hav (bund) - hypolimnion når helt ned til bunden, hvor temperaturen er hele året rundt ændringer ubetydelig.

Om sommeren er de varmeste lag af vand placeret ved overfladen, og de koldeste er placeret i bunden. Denne type Lag-for-lag-fordelingen af temperaturer i et reservoir kaldes direkte lagdeling Om vinteren, når temperaturen falder, omvendt lagdeling. Overfladelaget af vand har en temperatur tæt på 0°C. I bunden er temperaturen omkring 4°C, hvilket svarer til dens maksimale tæthed. Temperaturen stiger således med dybden. Dette fænomen kaldes temperatur dikotomi. Den ses i de fleste af vores søer om sommeren og vinteren. Som et resultat afbrydes lodret cirkulation, tæthedsstratificering af vand dannes, og en periode med midlertidig stagnation begynder - stagnation(Fig. 5.8).

Med en yderligere temperaturstigning bliver de øverste vandlag mindre og mindre tætte og synker ikke længere - sommerstagnationen sætter ind. "

Om efteråret afkøles overfladevandet igen til 4°C og synker til bunden, hvilket forårsager en anden blanding af masser om året med temperaturudligning, dvs. begyndelsen af efterårshomotermi

I havmiljøet er der også termisk lagdeling bestemt af dybden. Havene har følgende lag Overflade- vand udsættes for vindpåvirkning, og analogt med atmosfæren kaldes dette lag troposfæren eller hav termo-mosfærer. Daglige udsving i vandtemperaturen observeres her til cirka 50 meters dybde, og sæsonbestemte udsving observeres endnu dybere. Tykkelsen af termosfæren når 400 m. Mellem - repræsenterer konstant termoklin. Temperaturen i den er forskellige have og havene falder til 1-3°C. Strækker sig til en dybde på cirka 1500 m. Dyb hav - kendetegnet ved en ensartet temperatur på omkring 1-3°C, med undtagelse af polarområderne, hvor temperaturen er tæt på 0°C.

I Generelt skal det bemærkes, at amplituden af årlige temperatursvingninger i de øvre lag af havet ikke er mere end 10-15 °C i kontinentale farvande, den er 30-35 °C.

Ris. 5.8. Lagdeling og blanding af vand i en sø

(efter E. Gunther et al., 1982)

Dybe lag af vand er karakteriseret ved konstant temperatur. I ækvatorialfarvande gennemsnitlig årlig temperatur I overfladelagene er det 26-27°C, i polarlagene er det omkring 0°C og derunder. Undtagelsen er termiske kilder, hvor overfladelagets temperatur når 85-93°C.

I vand som levemiljø er der på den ene side en ret betydelig variation af temperaturforhold, og på den anden side er der termodynamiske træk ved vandmiljøet, som f.eks. specifik varme, høj termisk ledningsevne og ekspansion under frysning (i dette tilfælde dannes is kun på toppen, og hovedvandsøjlen fryser ikke), skaber gunstige betingelser for levende organismer.

Så til overvintring af flerårige hydrofytter i floder og søer stor betydning har en lodret temperaturfordeling under isen. Den tætteste og mindste koldt vand med en temperatur på 4°C er placeret i bundlaget, hvor de overvintrende knopper (turioner) af hornurt, blæreurt, akvarel osv. går ned (fig. 5.9), samt hele bladplanter, såsom andemad og elodea.

Ris. 5.9. Akvarel (Hydrocharias morsus ranae) om efteråret.

Overvintrende knopper er synlige, synker til bunden

(fra T.K. Goryshinoya, 1979)

Det er fastslået, at nedsænkning er forbundet med ophobning af stivelse og vægtning af planter. Til foråret omdannes stivelse til opløselige sukkerarter og fedtstoffer, hvilket gør knopperne lettere og lader dem flyde.

Organismer i vandområder på tempererede breddegrader er godt tilpasset sæsonbestemte lodrette bevægelser af vandlag, forår og efterår homotermi og sommer- og vinterstagnation. Fordi temperatur regime reservoirer er kendetegnet ved stor stabilitet, stenothermi er almindelig blandt vandorganismer i højere grad end blandt landlevende organismer.

Eurytermiske arter findes hovedsageligt i lavvandede kontinentale reservoirer og i kystzonen af have på høje og tempererede breddegrader, hvor daglige og sæsonbestemte udsving er betydelige.

Densitet af vand. Vand adskiller sig fra luft ved at være mere tæt. I denne henseende er den 800 gange bedre luftmiljø. Densiteten af destilleret vand ved en temperatur på 4 °C er 1 g/cm3. Massefylde naturlige farvande indeholdende opløste salte kan være mere: op til 1,35 g/cm3. I gennemsnit, i vandsøjlen, for hver 10 m dybde, stiger trykket med 1 atmosfære. Den høje tæthed af vand afspejles i hydrofytters kropsstruktur. Hvis det mekaniske væv i landplanter er veludviklet, hvilket sikrer styrken af stammer og stilke, skaber arrangementet af mekaniske og ledende væv langs periferien af stilken en "rør"-struktur, der er godt modstandsdygtig over for knæk og bøjninger, hydrofytter det mekaniske væv er stærkt reduceret, da planterne er understøttet af sig selv. Mekaniske elementer og ledende bundter er ret ofte koncentreret i midten af stilken eller bladstilken, hvilket giver den mulighed for at bøje med vandbevægelser.

Neddykkede hydrofytter har god opdrift skabt af specielle anordninger (luftsække, hævelser). Frøbladene ligger således på vandoverfladen og under hvert blad har de en flydende boble fyldt med luft. Som en lille redningsvest tillader boblen bladet at flyde på vandoverfladen. Luftkamre i stilken holder planten oprejst og leverer ilt til rødderne.

Opdriften øges også med stigende kropsoverfladeareal. Dette er tydeligt synligt i mikroskopiske planktonalger. Forskellige udvækster af kroppen hjælper dem med at "svæve" frit i vandsøjlen.

Organismer i vandmiljøet er fordelt i hele dets tykkelse. For eksempel i oceaniske lavninger findes dyr på dybder på over 10.000 m og tåler tryk fra flere til hundredvis af atmosfærer. Ferskvandsindbyggere (dykkerbiller, hjemmesko, suvoikaer osv.) kan således modstå op til 600 atmosfærer i eksperimenter. Holothurianere af slægten Elpidia, orme Priapulus caudatus lever af kystzone til ultra-afgrund. Samtidig skal det bemærkes, at mange indbyggere i havene og oceanerne er relativt stenobatiske og begrænset til visse dybder. Det gælder primært lavvandede og dybhavsarter. Kun kystzonen er beboet af annelidormen Arenicola, bløddyr - limpets(Patella). På store dybder ved et tryk på mindst 400-500 atmosfærer, fisk fra gruppen af lystfiskere, blæksprutter, krebsdyr, havets stjerner, pogonophora og andre.

Tætheden af vand gør det muligt for dyreorganismer at stole på det, hvilket er særligt vigtigt for ikke-skeletformer. Understøttelsen af mediet tjener som en betingelse for at flyde i vand. Det er til denne livsstil, at mange vandlevende organismer er tilpasset.

Lys tilstand. Vandorganismer er i høj grad påvirket af lysforhold og vandgennemsigtighed. Lysintensiteten i vand er stærkt svækket (fig. 5.10), da en del af den indfaldende stråling reflekteres fra vandoverfladen, mens den anden absorberes af dens tykkelse. Lysdæmpningen er relateret til vandets gennemsigtighed. I havene falder for eksempel med stor gennemsigtighed omkring 1 % af strålingen stadig til en dybde på 140 m, og i små søer med noget lukket vand, allerede til en dybde på 2 m, kun tiendedele af en procent.

Ris. 5.10. Belysning i vand i løbet af dagen.

Tsimlyansk Reservoir (ifølge A. A. Potapov,

Dybde: 1 - på overfladen; 2-0,5 m; 3-1,5 m; 4-2m

På grund af det faktum, at strålerne fra forskellige dele af solspektret absorberes forskelligt af vand, spektral sammensætning lys, røde stråler svækkes. Blågrønne stråler trænger ind i betydelige dybder. Tumringen i havet, som bliver tykkere med dybden, er først grøn, derefter blå, indigo, blåviolet, og viger senere hen til konstant mørke. Følgelig erstatter levende organismer hinanden med dybde.

Planter, der lever på vandoverfladen, oplever således ikke mangel på lys, mens nedsænkede og især dybhavsplanter klassificeres som "skyggeflora". De skal ikke kun tilpasse sig manglen på lys, men også til ændringer i dets sammensætning ved at producere yderligere pigmenter. Dette kan ses i det kendte farvemønster i alger, der lever i forskellige dybder. I lavvandszoner, hvor planterne stadig har adgang til røde stråler, som i størst grad optages af klorofyl, har grønalger en tendens til at dominere. I dybere zoner findes brunalger, der udover klorofyl indeholder de brune pigmenter phycaffein, fucoxanthin osv. Rødalger indeholdende pigmentet phyco-erythrin lever endnu dybere. Evnen til at fange sollys med forskellige længder bølger. Dette fænomen kaldes kromatisk tilpasning.

Dybhavsarter har en række fysiske træk, der er karakteristiske for skyggeplanter. Blandt dem er det værd at bemærke det lave punkt for kompensation for fotosyntese (30-100 lux), "skyggenaturen" af lyskurven for fotosyntese med et lavmætningsplateau, har for eksempel store kromatoforer. Hvorimod disse kurver for overflade- og flydende former er af en "lettere" type.

For at bruge svagt lys i processen med fotosyntese kræves et øget område med assimilerende organer. Pilespids (Sagittaria sagittifolia) danner således blade af forskellig form, når den udvikler sig på land og i vand.

Det arvelige program koder for muligheden for udvikling i begge retninger. "Udløsermekanismen" for udvikling af "vand"-former af blade er skygge og ikke vandets direkte virkning.

Ofte er bladene fra vandplanter, nedsænket i vand, stærkt dissekeret i smalle trådlignende lapper, som for eksempel i hornurt, uruti, blæreurt, eller har en tynd gennemskinnelig plade - undervandsblade af ægkapsler, åkander, blade af nedsænket damgræs.

Disse træk er også karakteristiske for alger, såsom trådalger, dissekeret thalli af Characeae, tynd gennemsigtig thalli af mange dybhavsarter. Dette gør det muligt for hydrofytter at øge forholdet mellem kropsareal og volumen og derfor udvikle et større overfladeareal til en relativt lav pris af organisk masse.

I planter, der er delvist nedsænket i vand heterofili, dvs. forskellen i strukturen af overvands- og undervandsblade af samme plante: Dette er tydeligt synligt i den akvatiske ranunkel (Fig. 5.11) De overvandede har træk, der er fælles for bladene fra overjordiske planter (dorsoventrale) struktur, veludviklet integumentært væv og stomatalt apparat), under vandet - meget tynde eller dissekerede blade. Heterofili blev også bemærket i åkander og ægkapsler, pilespidser og andre arter.

Ris. 5.11. Heterofilt i den akvatiske ranunkel

Ranunculus diversifolius (fra T, G. Goryshina, 1979)

Blade: 1 - over vandet; 2 - under vandet

Et illustrativt eksempel er caddisfluen (Simn latifolium), på hvis stilk man kan se flere former for blade, der afspejler alle overgange fra typisk terrestrisk til typisk akvatisk.

Dybden af vandmiljøet påvirker også dyr, deres farve, artssammensætning osv. I et søøkosystem er hovedlivet for eksempel koncentreret i det vandlag, hvori den mængde lys, der er tilstrækkelig til fotosyntese, trænger ind. Den nedre grænse af dette lag kaldes kompensationsniveauet. Over denne dybde frigiver planter mere ilt, end de forbruger, og det overskydende ilt kan bruges af andre organismer. Under denne dybde kan fotosyntese ikke give respiration, derfor er der kun ilt til rådighed for organismer, som kommer med vand fra søens mere overfladelag.

Lyse og forskelligt farvede dyr lever i lyse overfladelag af vand, mens dybhavsarter normalt er blottet for pigmenter. I havets skumringszone lever dyr, der er farvet med en rødlig nuance, som hjælper dem med at skjule sig for fjender, da den røde farve i blåviolette stråler opfattes som sort. Rød farve er karakteristisk for tusmørkedyr som havaborre, røde koraller, forskellige krebsdyr osv.

Optagelsen af lys i vand er stærkere, jo lavere dens gennemsigtighed er, hvilket skyldes tilstedeværelsen af mineralpartikler (ler, silt) i det. Vandgennemsigtigheden falder også med den hurtige vækst af akvatisk vegetation om sommeren eller med massereproduktion af små organismer suspenderet i overfladelagene. Gennemsigtighed er karakteriseret ved ekstrem dybde, hvor en specielt sænket Secchi-skive (en hvid skive med en diameter på 20 cm) stadig er synlig. I Sargassohavet (mest klart vand) Secchi-skiven er synlig i en dybde på 66,5 m, i Stillehavet - op til 59, i Det Indiske Ocean - op til 50, i lavvandede hav - op til 5-15 m. Gennemsigtigheden af floder overstiger ikke 1 -1,5 m, og i de centralasiatiske floder Amu Darya og Syrdarya - et par centimeter. Derfor varierer grænserne for fotosyntesezoner meget i forskellige vandområder. I de fleste rent vand fotosyntesezonen eller den eufotiske zone når en dybde på ikke mere end 200 m, den crepuskulære (disfotiske) zone strækker sig til 1000-1500 m og dybere ind i den afotiske zone, sollys Trænger slet ikke igennem.

Dagslyset i vand er meget kortere (især i dybe lag) end på land. Mængden af lys i de øverste lag af reservoirer varierer med områdets breddegrad og årstiden. Lange polarnætter begrænser således i høj grad den tid, der er egnet til fotosyntese i de arktiske og antarktiske bassiner, og isdække gør det svært for lys at få adgang til alle frosne vandområder om vinteren.

Salt regime. Saltholdigheden af vand eller salt regime spiller en vigtig rolle i livet af akvatiske organismer. Vandets kemiske sammensætning dannes under påvirkning af naturhistoriske og geologiske forhold samt menneskeskabte påvirkninger. Indholdet af kemiske forbindelser (salte) i vand bestemmer dets saltholdighed og udtrykkes i gram pr. liter eller i per mil(°/od). Ifølge den generelle mineralisering kan vand opdeles i ferskvand med et saltindhold på op til 1 g/l, brak (1-25 g/l), havsaltholdighed (26-50 g/l) og saltlage (mere end 50 g/l). g/l). De vigtigste opløste stoffer i vand er carbonater, sulfater og chlorider (tabel 5.1).

Indenfor biosfæren kan vi skelne fire hovedhabitater. Det er vandmiljøet, det terrestriske luftmiljø, jorden og det miljø, der dannes af levende organismer selv.

Vandmiljø

Vand tjener som levested for mange organismer. Fra vand får de alle de stoffer, der er nødvendige for livet: mad, vand, gasser. Uanset hvor forskelligartede vandorganismer er, skal de derfor alle være tilpasset hovedtræk ved livet i vandmiljøet. Disse egenskaber bestemmes af vands fysiske og kemiske egenskaber.

Hydrobionter (indbyggere i vandmiljøet) lever i både fersk- og saltvand og er opdelt i \(3\) grupper efter deres levested:

plankton - organismer, der lever på overfladen af vandområder og bevæger sig passivt på grund af vandets bevægelse;
nekton - bevæger sig aktivt i vandsøjlen;
benthos - organismer, der lever i bunden af reservoirer eller graver sig ned i silt.

Mange små planter og dyr svæver konstant i vandsøjlen og lever i en suspenderet tilstand. Evnen til at svæve er ikke kun givet fysiske egenskaber vand, som har en flydende kraft, men også specielle tilpasninger af organismerne selv, for eksempel talrige udvækster og vedhæng, der markant øger overfladen af deres krop og derfor øger friktionen med den omgivende væske.

Kropsdensiteten af dyr som vandmænd er meget tæt på vands.

Det hjælper dem også med at blive i vandsøjlen karakteristisk form krop, der ligner en faldskærm.

Aktive svømmere (fisk, delfiner, sæler osv.) har en fusiform kropsform, og lemmerne er i form af svømmefødder.

Deres bevægelse i vandmiljøet lettes desuden takket være særlig struktur udvendige dæksler, der udskiller et særligt smøremiddel - slim, som reducerer friktionen med vand.

Vand har en meget høj varmekapacitet, dvs. evne til at akkumulere og holde på varmen. Af denne grund er der ingen skarpe temperaturudsving i vand, som ofte forekommer på land. Meget dybe vand kan være meget kolde, men på grund af den konstante temperatur har dyr kunnet udvikle en række tilpasninger, der sikrer liv selv under disse forhold.

Dyr kan leve for store havets dybder. Planter overlever kun i det øverste vandlag, hvor den strålingsenergi, der er nødvendig for fotosyntesen, kommer ind. Dette lag kaldes fotografisk zone .

Da overfladen af vand reflekterer det meste af lyset, selv i de mest gennemsigtige havets farvande tykkelsen af den fotografiske zone overstiger ikke \(100\) m. Dyr af store dybder lever enten af levende organismer eller af rester af dyr og planter, der konstant falder ned fra det øverste lag.

Ligesom terrestriske organismer trækker vanddyr og planter vejret og kræver ilt. Mængden af ilt opløst i vand falder med stigende temperatur. Desuden opløses ilt mindre godt i havvand end i ferskvand. Af denne grund vand åbent hav Den tropiske zone er fattig på levende organismer. Og omvendt er polarfarvande rigt på plankton - små krebsdyr, som fisk og store hvaler lever af.

Vandets saltsammensætning er meget vigtig for livet. \(Ca2+\)-ionerne er af særlig betydning for organismer. Muslinger og krebsdyr har brug for calcium til at bygge deres skaller eller skaller. Koncentrationen af salte i vand kan variere meget. Vand anses for at være frisk, hvis en liter indeholder mindre end \(0,5\) g opløste salte. Havvand har en konstant saltholdighed og indeholder i gennemsnit \(35\) g salte pr. liter.

Jordluftmiljø

Det terrestriske luftmiljø, der mestres i løbet af evolutionen senere end vandmiljøet, er mere komplekst og mangfoldigt, og det er beboet af mere højt organiserede levende organismer.

Mest vigtig faktor livet for de organismer, der lever her, er omgivelsernes egenskaber og sammensætning luftmasser. Luftens tæthed er meget lavere end tætheden af vand, så terrestriske organismer har højt udviklet støttevæv - det indre og ydre skelet. Bevægelsesformerne er meget forskellige: løbe, hoppe, kravle, flyve osv. Fugle og nogle typer insekter flyver i luften. Luftstrømme bærer plantefrø, sporer og mikroorganismer.

Luftmasser er konstant i bevægelse. Lufttemperaturen kan ændre sig meget hurtigt og over store områder, så organismer, der lever på land, har adskillige tilpasninger til at modstå eller undgå pludselige temperaturændringer.

Den mest bemærkelsesværdige af dem er udviklingen af varmblodighed, som opstod netop i det terrestriske luftmiljø.
Den kemiske sammensætning af luft (\(78%\) nitrogen, \(21%\) oxygen og \(0,03%\) kuldioxid er vigtig for planters og dyrs liv. Kuldioxid er for eksempel det vigtigste råmateriale til fotosyntese. Luftnitrogen er nødvendigt for syntesen af proteiner og nukleinsyrer.

Mængden af vanddamp i luften ( relativ luftfugtighed) bestemmer intensiteten af transpirationsprocesser i planter og fordampning fra huden på nogle dyr. Organismer, der lever under forhold med lav luftfugtighed, har adskillige tilpasninger for at forhindre alvorligt vandtab. For eksempel har ørkenplanter et kraftigt rodsystem, der kan pumpe vand ind i planten fra store dybder. Kaktusser opbevarer vand i deres væv og bruger det sparsomt. I mange planter bliver bladbladene forvandlet til rygsøjler for at reducere fordampningen. Mange ørkendyr går i dvale i den varmeste periode, som kan vare i flere måneder.

Jorden - dette er det øverste lag af jord, omdannet som et resultat af levende væseners vitale aktivitet. Dette er en vigtig og meget kompleks komponent i biosfæren, tæt forbundet med dens andre dele. Jordlivet er usædvanligt rigt. Nogle organismer tilbringer hele deres liv i jorden, andre tilbringer en del af deres liv. Mellem jordpartiklerne er der talrige hulrum, der kan fyldes med vand eller luft. Derfor er jorden beboet af både vandlevende og luftåndende organismer. Jord spiller en stor rolle i plantelivet.

Leveforholdene i jorden er i høj grad bestemt af klimatiske faktorer, hvoraf den vigtigste er temperaturen. Men efterhånden som man går dybere ned i jorden, bliver temperaturudsvingene mindre og mindre mærkbare: Daglige temperaturændringer falmer hurtigt, og efterhånden som dybden øges, forsvinder også sæsonbestemte temperaturændringer.

Selv på lave dybder hersker fuldstændig mørke i jorden. Derudover falder iltindholdet, og kuldioxidindholdet stiger, når du synker ned i jorden. Derfor er det kun anaerobe bakterier, der kan leve i en betydelig dybde, mens der i de øverste lag af jorden udover bakterier, svampe, protozoer bl.a. rundorme, leddyr og endda relativt store dyr, der laver gange og bygger shelter, for eksempel muldvarpe, spidsmus, muldvarperotter.

Miljøet dannet af levende organismer selv

Det er indlysende, at levevilkårene inde i en anden organisme er kendetegnet ved større konstanthed sammenlignet med forholdene i det ydre miljø.

Derfor mister organismer, der finder en plads i kroppen af planter eller dyr, ofte fuldstændigt de organer og systemer, der er nødvendige for fritlevende arter. De har ikke udviklede sanseorganer eller bevægelsesorganer, men de udvikler tilpasninger (ofte meget sofistikerede) til fastholdelse i værtens krop og effektiv reproduktion.

Kilder:

Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologi. 9. klasse // Bustard
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biologi. Generel biologi ( et grundlæggende niveau af) 10-11 klasse // Bustard

100 RUR bonus for første ordre

Vælg jobtype Kandidatarbejde Kursusarbejde Abstrakt Kandidatafhandling Rapport om praksis Artikel Rapportgennemgang Prøve Monografi Problemløsning Forretningsplan Svar på spørgsmål Kreativt arbejde Essay Tegning Essays Oversættelse Præsentationer Indtastning Andet Forøgelse af tekstens unikke karakter Kandidatafhandling Laboratoriearbejde Onlinehjælp

Find ud af prisen

Alt jordens vand er ét. De forenes i hydrosfære, der fungerer som et selvstændigt livsmiljø og samtidig gennemsyrer andre sfærer af livsmiljøet.

Vands unikke egenskaber:

1) uudtømmelighed af både et stof og en naturressource;

2) evnen til at være i flydende, fast og gasformig tilstand;

3) ekspansion ved frysning og reduktion i volumen ved overgang til flydende tilstand;

4) høj varmekapacitet og termisk ledningsevne;

5) evnen i jord til at forvandle sig til en bundet og spredt tilstand;

6) er et universelt opløsningsmiddel, så der er ikke noget helt rent vand i naturen.

Betydningen af vand i naturen:

1) Under fotosyntesen nedbrydes vand, og atmosfæren fyldes med ilt.

2) Takket være vand sker der migration kemiske elementer.

3) Livet på planeten opstod i vand. I de første stadier var levende organismer meget svagt adskilt fra vand og så ud til at være i en halvopløst tilstand. På dette øjeblik Uanset hvilken gruppe organismerne tilhører, består deres krop af mere end 50 % vand. Andelen af vand i menneskekroppen er tæt på 60%, men i individuelle organer og væv varierer den fra 1 til 96%.

4) Verdens vandreserver på Jorden er 1.353.985 tusind km. Heraf er kun 2,5 % ferskvand, men det er en kolossal mængde - 35 millioner km.

5) Mennesket trækker sig i øjeblikket tilbage fra forskellige kilder og forbruger kun 0,12 - 0,15 % af ferskvandsreserverne. Men dette er kun et skin af velstand, for 70 % af ferskvandet er koncentreret i gletsjere og evig sne, dvs. repræsenterer (dødt lager). Derfor er det nødvendigt at tage højde for fornyelseshastigheden vandressourcer. Søvandet fornyes efter 17 år, grundvandet efter 1400 år, og dybt underjordisk vand fornyes slet ikke.

6) Grundvandet de mest rene, hvilket betyder, at de hurtigt kan opbruges på trods af deres store reserver (ca. 10 millioner km). De største mængder vand bruges i industrien, landbrug og andre industrier, hvilket betyder, at de er modtagelige for forurening.

7) Alt vand indeholder opløste stoffer. De mest almindelige grundstoffer i vand er Ca, Na, C1, K.

8) Abiotiske faktorer i vandmiljøet er vandets fysiske og kemiske egenskaber som levested for levende organismer.

Fysiske egenskaber:

1. Massefylde.

Tæthed som miljøfaktor bestemmer betingelserne for bevægelse af organismer, og nogle af dem (blæksprutter, krebsdyr osv.), der lever på store dybder, kan modstå tryk på op til 400 - 500 atmosfærer. Vandmassefylden giver også evnen til at stole på det, hvilket er særligt vigtigt for ikke-skeletformer (plankton).

2. Temperatur.

Ændring i t° afhængig af dybde og udsving (dagligt og sæsonbestemt).

Temperaturregimet for vandområder er mere stabilt end på landjorden, hvilket skyldes vandets høje varmekapacitet. For eksempel udsving i t° øverste lag hav -10-15°C, dybere lag 3 -4°C.

3. Lys tilstand.

Spiller en vigtig rolle i distributionen af akvatiske organismer. Alger i havet lever i den oplyste zone, oftest i en dybde på op til 40 m, hvis vandgennemsigtigheden er høj, så op til 200 m. I nærheden af Bahamas blev der fundet alger i en dybde på 265 m 5 * 10-6 solstråling når dertil.

Dyrenes farve ændrer sig også med dybden. Indbyggerne i den lavvandede del af havet er de mest klare og varierede farvede. I dybhavszonen er rød farve her opfattet som sort, hvilket tillader dyr at gemme sig for fjender. I de dybeste områder af Verdenshavet bruger organismer lys udsendt af levende væsener (bioluminescens) som lyskilde.

4. Mobilitet

Konstant bevægelse vandmasser i rummet.

5. Gennemsigtighed.

Afhænger af indholdet af suspenderede partikler. Den reneste er Weddellhavet i Antarktis, sigtbarhed 80 m (gennemsigtighed af destilleret vand).

Kemiske egenskaber:

Saltholdighed af vand - indhold af opløste sulfater, chlorider, carbonater.

Ifølge vandets saltholdighed er der:

1) frisk - op til 1 g/l salte;

2) brak - 1-3 g/l;

3) let saltet - 3-10 g/l;

4) saltet - 10-50 g/l;

5) saltlage (saltlage) - mere end 50 g/l.

Der er 35 g/l salte i havet. Sortehavet - 19 g/l. Ferskvandsarter kan ikke leve i havene, og havdyr kan ikke leve i floder. Men fisk som laks og sild tilbringer hele deres liv i havet og stiger op i floder for at gyde.

2. Mængden af opløst O og CO . O - til vejrtrækning.

3. Surt, neutralt, alkalisk miljø .

Alle indbyggere har tilpasset sig visse syre-base forhold. Deres ændring som følge af forurening kan føre til organismers død.

Akvatisk habitat.

Egenskab

Tilpasning af kroppen til omgivelserne

Den ældste.

Belysningen aftager med
dybde. Ved dykning
for hvert 10 m tryk
stiger med 1 atmosfære.
Iltmangel.

Relativt homogen i rum og stabil i tid.

Strømlinet kropsform
opdrift, slim
dækker, udvikling

lufthulrum, osmoregulering.

Måder at løse problemet med vandmangel.

1) afprøvning af vandbesparende teknologier;

2) overgang til lukkede produktionscyklusser;

3) udelukkelse af drikkevand fra produktionsprocesser;

4) reduktion af vandtab under overførsel til forbrugere;

5) skabe reservoirer, reducere fordampning fra deres overflade;

6) forbedring af vandrensningsmetoder;

7) ozonering af vand, behandling med UV-stråler, placering i underjordiske reservoirer.

På vores planet mestrede levende organismer i løbet af en lang historisk udvikling fire levende miljøer, som var fordelt efter mineralskallene: hydrosfære, lithosfære, atmosfære (fig. 1).

Ris. 1.

habitat akvatisk luft jord organisme liv

Vandmiljøet var det første, hvor liv opstod og spredte sig. Senere, i løbet af den historiske udvikling, begyndte organismer at befolke jord-luftmiljøet. Landplanter og dyr dukkede op, udviklede sig hurtigt og tilpassede sig nye livsbetingelser. Levende stofs funktion på land førte til den gradvise transformation af litosfærens overfladelag til jord, med V.I Vernadskys ord (1978), til en slags bio-inert legeme af planeten. Jorden var befolket af både akvatiske og terrestriske organismer, hvilket skabte et specifikt kompleks af dens indbyggere.

Vandlevende miljø

Ris. 2.

I ferskvand i floder og søer overstiger mængden af vand ikke 0,016 % af den samlede mængde ferskvand.

I havet med dets konstituerende have skelnes der primært to økologiske områder: vandsøjlen - pelagisk og bunden - benthal. Afhængig af dybden opdeles benthal i subtidal zone -- område med gradvis tilbagegang af land til en dybde på 200 m, bathyal -- stejle skråning område og afgrundszone -- havbund med en gennemsnitlig dybde på 3-6 km. De dybere bundområder, svarende til havbundens fordybninger (6-10 km), kaldes ultraabyssal. Kanten af kysten, der er oversvømmet under højvande kaldes littoral Den del af kysten over tidevandsniveauet, der er fugtet af brændingens sprøjt, kaldes supralittoral.

Det åbne vand i Verdenshavet er også opdelt i lodrette zoner svarende til de bentiske zoner: epipelagisk, bathypelagisk, abyssopelagisk(Fig. 3).

Ris. 3.

Vandmiljøet er hjemsted for ca. 150.000 dyrearter, eller ca. 7% af det samlede antal (fig. 4) og 10.000 plantearter (8%).

Havene og oceanerne i de ækvatoriale og tropiske områder, primært Stillehavet og Atlanterhavet, er kendetegnet ved mangfoldigheden og rigdommen af flora og fauna. Nord og syd for disse bælter bliver kvalitetssammensætningen gradvist udtømt. For eksempel er der i området af det østindiske øhav mindst 40.000 dyrearter, mens der i Laptevhavet kun er 400. Hovedparten af verdenshavets organismer er koncentreret i et relativt lille område af havkysterne i den tempererede zone og blandt mangroverne i tropiske lande.

Andelen af floder, søer og sumpe er, som tidligere nævnt, ubetydelig sammenlignet med have og oceaner. Men de skaber den forsyning af ferskvand, der er nødvendig for planter, dyr og mennesker.

Ris. 4.

Bemærk dyr placeret under bølgelinjen lever i havet, over det - i land-luft-miljøet

Følgelig er den moderne hydrosfære et produkt af den vitale aktivitet af levende stof, ikke kun af moderne, men også fra tidligere geologiske epoker.

Et karakteristisk træk ved vandmiljøet er dets mobilitet, især i strømmende, hurtigt strømmende vandløb og floder. Havene og oceanerne oplever ebbe og flod, kraftige strømme og storme. I søer bevæger vandet sig under påvirkning af temperatur og vind.

Økologiske grupper af hydrobioner. Vandtykkelse, el pelagisk(pelager - hav), er beboet af pelagiske organismer, der har evnen til at svømme eller opholde sig i bestemte lag (fig. 5).

Ris.

I denne henseende er disse organismer opdelt i to grupper: nekton Og plankton. Den tredje miljøgruppe -- benthos -- danner bundens beboere.

Nekton(nektos - flydende) er en samling af pelagiske aktivt bevægende dyr, som ikke har direkte forbindelse med bunden. Det er hovedsageligt store dyr, der er i stand til at overkomme lange afstande og stærke vandstrømme. De har en strømlinet kropsform og veludviklede bevægelsesorganer. Typiske nektoniske organismer omfatter fisk, blæksprutter, hvaler og pinnipeds. Ud over fisk omfatter nekton i ferskvand padder og aktivt bevægende insekter. Mange havfisk kan bevæge sig gennem vandet med enorme hastigheder: op til 45-50 km/t for blæksprutter (Oegophside), 100-150 km/t for sejlfisk (Jstiopharidae) og 130 km/t for sværdfisk (Xiphias glabius).

Organismer placeret på overfladen af vand udgør en særlig gruppe - Neuston. Neustons sammensætning afhænger også af udviklingsstadiet for en række organismer. Når de passerer gennem larvestadiet og vokser op, forlader de det overfladelag, der tjente dem som et tilflugtssted, og flytter til at leve på bunden eller i de underliggende og dybere lag. Disse omfatter larverne af decapods, barnacles, copepoder, gastropoder og toskallede, pighuder, polychaetes, fisk osv.

De samme organismer, hvis krop er over vandoverfladen og den anden i vandet, kaldes plaiston. Disse omfatter andemad (Lemma), sifonophorer (Siphonophora) osv.

Marine zooplankton er domineret af små krebsdyr (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) og protozoer (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Store repræsentanter omfatter vingefodede bløddyr (Pteropoda), vandmænd (Scyphozoa) og svømmende ctenophora (Ctenophora), salper (Salpae) og nogle orme (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktoniske organismer tjener som en vigtig fødekomponent for mange vanddyr, herunder giganter som bardehvaler (Mystacoceti), fig. 6.

Fig 6.

Benthos(benthos - dybde) er et sæt af organismer, der lever i bunden (på jorden og i jorden) af reservoirer. Det er opdelt i zoobenthos Og phytobenthos. For det meste repræsenteret af vedhæftede eller langsomt bevægende eller gravende dyr. På lavt vand består det af organismer, der syntetiserer organisk stof (producenter), forbruger det (forbrugere) og ødelægger det (nedbrydere). På dybder, hvor der ikke er lys, er phytobenthos (producenter) fraværende. Den marine zoobenthos er domineret af foraminiforer, svampe, coelenterater, orme, brachiopoder, bløddyr, ascidianer, fisk osv. Bentiske former er mere talrige i lavt vand. Deres samlede biomasse her kan nå op på ti kilo pr. 1 m2.

I søer, som i havene, er der plankton, nekton Og benthos.

Ferskvandsfytobenthos er repræsenteret af bakterier, kiselalger og grønne alger. Kystnære planter er placeret fra kysten inde i landet i klart definerede bælter. Første bælte -- halvt neddykkede planter (rør, cattails, kværne og siv); andet bælte -- nedsænkede planter med flydende blade (åkander, æggekapsler, åkander, andemad). I tredje bælte planter dominerer - dammen, elodea osv. (Fig. 7).

Ris. 7. Planter, der roder i bunden (A): 1 - cattail; 2- rushwort; 3 -- pilespids; 4 - åkande; 5, 6 - damgræs; 7 - hara. Fritsvævende alger (B): 8, 9 -- filamentøs grøn; 10-13 -- grøn; 14-17 -- kiselalger; 18-20 -- blå-grøn

Baseret på deres livsstil er vandplanter opdelt i to økologiske hovedgrupper: hydrofytter -- planter, der er nedsænket i vand kun med deres nederste del og normalt rod i jorden, og hydatofytter -- planter, der er helt nedsænket i vand og nogle gange flyder på overfladen eller har flydende blade.

I livet af akvatiske organismer spilles en vigtig rolle af den lodrette bevægelse af vand, tæthed, temperatur, lys, salt, gas (ilt- og kuldioxidindhold) og koncentrationen af hydrogenioner (pH).

Temperaturændringer i strømmende vand følger ændringerne i den omgivende luft, idet de adskiller sig i mindre amplitude.

I søer og damme på tempererede breddegrader er det termiske regime bestemt af et velkendt fysisk fænomen - vand har en maksimal tæthed ved 4°C. Vandet i dem er tydeligt opdelt i tre lag: det øverste - epilimnion, hvis temperatur oplever skarpe sæsonbestemte udsving; overgangslag af temperaturspring, -- metalimnion, hvor der er en skarp temperaturændring; dybt hav (bund) -- hypolimnion når helt ned til bunden, hvor temperaturen er hele året rundt ændringer ubetydelig.

Om sommeren er de varmeste lag af vand placeret ved overfladen, og de koldeste er placeret i bunden. Denne type lag-for-lag temperaturfordeling i et reservoir kaldes direkte lagdeling Om vinteren, når temperaturen falder, omvendt lagdeling. Overfladelaget af vand har en temperatur tæt på 0°C. I bunden er temperaturen omkring 4°C, hvilket svarer til dens maksimale tæthed. Temperaturen stiger således med dybden. Dette fænomen kaldes temperatur dikotomi. Den ses i de fleste af vores søer om sommeren og vinteren. Som et resultat afbrydes lodret cirkulation, tæthedsstratificering af vand dannes, og en periode med midlertidig stagnation begynder - stagnation(Fig. 8).

Med en yderligere temperaturstigning bliver de øverste vandlag mindre og mindre tætte og synker ikke længere - sommerstagnationen sætter ind.

Om efteråret afkøles overfladevandet igen til 4°C og synker til bunden, hvilket forårsager en anden blanding af masser om året med temperaturudligning, dvs. begyndelsen af efterårshomotermi.

I havmiljøet er der også termisk lagdeling bestemt af dybden. Havene har følgende lag Overflade- vand udsættes for vindpåvirkning, og analogt med atmosfæren kaldes dette lag troposfæren eller hav termosfære. Daglige udsving i vandtemperaturen observeres her til cirka 50 meters dybde, og sæsonbestemte udsving observeres endnu dybere. Tykkelsen af termosfæren når 400 m. Mellem- repræsenterer konstant termoklin. Temperaturen i forskellige have og oceaner falder til 1-3°C. Strækker sig til en dybde på cirka 1500 m. Dyb hav -- kendetegnet ved en ensartet temperatur på omkring 1--3°C, med undtagelse af de polære områder, hvor temperaturen er tæt på 0°C.

I Generelt skal det bemærkes, at amplituden af årlige temperatursvingninger i de øvre lag af havet ikke er mere end 10-15 °C i kontinentale farvande, den er 30--35 °C.

Ris. 8.

Dybe lag af vand er karakteriseret ved konstant temperatur. I ækvatorialfarvande er den gennemsnitlige årlige temperatur af overfladelag 26-27°C, i polære farvande er den omkring 0°C og derunder. Undtagelsen er termiske kilder, hvor overfladelagets temperatur når 85--93°C.

I vand som levende miljø er der på den ene side en ret betydelig variation af temperaturforhold, og på den anden side er der termodynamiske træk ved vandmiljøet, såsom høj specifik varmekapacitet, høj varmeledningsevne og ekspansion under frysning (i dette tilfælde dannes is kun på toppen, og hovedsagen fryser vandsøjlen ikke), hvilket skaber gunstige forhold for levende organismer.

For overvintringen af flerårige hydrofytter i floder og søer er den vertikale fordeling af temperaturer under isen således af stor betydning. Det tætteste og mindst kolde vand med en temperatur på 4°C er placeret i bundlaget, hvor de overvintrende knopper (turioner) af hornurt, blæreurt, vandurt osv. synker (fig. 9) samt hele bladplanter. såsom andemad og elodea.

Ris. 9.

Organismer i vandområder på tempererede breddegrader er godt tilpasset sæsonbestemte lodrette bevægelser af vandlag, forår og efterår homotermi og sommer- og vinterstagnation. Da temperaturregimet i vandområder er kendetegnet ved stor stabilitet, er stenothermi almindelig blandt vandlevende organismer i højere grad end blandt terrestriske organismer.

Eurytermiske arter findes hovedsageligt i lavvandede kontinentale reservoirer og i kystzonen af have på høje og tempererede breddegrader, hvor daglige og sæsonbestemte udsving er betydelige.

Densitet af vand. Vand adskiller sig fra luft ved at være mere tæt. I denne henseende er den 800 gange bedre end luften. Densiteten af destilleret vand ved en temperatur på 4 °C er 1 g/cm3. Tætheden af naturligt vand indeholdende opløste salte kan være større: op til 1,35 g/cm 3 . I gennemsnit, i vandsøjlen, for hver 10 m dybde, stiger trykket med 1 atmosfære. Den høje tæthed af vand afspejles i hydrofytters kropsstruktur. Hvis det mekaniske væv i landplanter er veludviklet, hvilket sikrer styrken af stammer og stilke, skaber arrangementet af mekaniske og ledende væv langs periferien af stilken en "rør"-struktur, der er godt modstandsdygtig over for knæk og bøjninger, hydrofytter det mekaniske væv er stærkt reduceret, da planterne er understøttet af sig selv. Mekaniske elementer og ledende bundter er ret ofte koncentreret i midten af stilken eller bladstilken, hvilket giver den mulighed for at bøje med vandbevægelser.

Opdriften øges også med stigende kropsoverfladeareal. Dette er tydeligt synligt i mikroskopiske planktonalger. Forskellige udvækster af kroppen hjælper dem med at "svæve" frit i vandsøjlen.

Organismer i vandmiljøet er fordelt i hele dets tykkelse. For eksempel i oceaniske lavninger findes dyr på dybder på over 10.000 m og tåler tryk fra flere til hundredvis af atmosfærer. Ferskvandsindbyggere (dykkerbiller, hjemmesko, suvoikaer osv.) kan således modstå op til 600 atmosfærer i eksperimenter. Holothurians af slægten Elpidia og orme Priapulus caudatus lever fra kystzonen til ultra-abyssal zone. Samtidig skal det bemærkes, at mange indbyggere i havene og oceanerne er relativt stenobatiske og begrænset til visse dybder. Det gælder primært lavvandede og dybhavsarter. Kun kystzonen er beboet af annelidormen Arenicola og bløddyr - limpets (Patella). På store dybder ved et tryk på mindst 400-500 atmosfærer findes fisk fra gruppen af lystfiskere, blæksprutter, krebsdyr, søstjerner, pogonophora og andre.

Lys tilstand. Vandorganismer er i høj grad påvirket af lysforhold og vandgennemsigtighed. Lysintensiteten i vand er stærkt svækket (fig. 10), da en del af den indfaldende stråling reflekteres fra vandoverfladen, mens den anden absorberes af dens tykkelse. Lysdæmpningen er relateret til vandets gennemsigtighed. I havene falder for eksempel med stor gennemsigtighed omkring 1 % af strålingen stadig til en dybde på 140 m, og i små søer med noget lukket vand, allerede til en dybde på 2 m, kun tiendedele af en procent.

Ris. 10.

Dybde: 1 -- på overfladen; 2-0,5m; 3-- 1,5m; 4--2m

På grund af det faktum, at strålerne fra forskellige dele af solspektret absorberes forskelligt af vand, ændres lysets spektrale sammensætning også med dybden, og de røde stråler svækkes. Blågrønne stråler trænger ind i betydelige dybder. Tumringen i havet, som bliver tykkere med dybden, er først grøn, derefter blå, indigo, blåviolet, og viger senere hen til konstant mørke. Følgelig erstatter levende organismer hinanden med dybde.

Planter, der lever på vandoverfladen, oplever således ikke mangel på lys, mens nedsænkede og især dybhavsplanter klassificeres som "skyggeflora". De skal ikke kun tilpasse sig manglen på lys, men også til ændringer i dets sammensætning ved at producere yderligere pigmenter. Dette kan ses i det kendte farvemønster i alger, der lever i forskellige dybder. I lavvandszoner, hvor planterne stadig har adgang til røde stråler, som i størst grad optages af klorofyl, har grønalger en tendens til at dominere. I dybere zoner findes brunalger, som udover klorofyl indeholder brune pigmenter phycaffein, fucoxanthin osv. Rødalger indeholdende pigmentet phycoerythrin lever endnu dybere. Evnen til at fange solstråler med forskellige bølgelængder er tydeligt synlig her. Dette fænomen kaldes kromatisk tilpasning.

Det arvelige program koder for muligheden for udvikling i begge retninger. "Udløsermekanismen" for udvikling af "vand"-former af blade er skygge og ikke vandets direkte virkning.

Disse træk er også karakteristiske for alger, såsom trådalger, dissekeret thalli fra Characeae og tynd gennemsigtig thalli fra mange dybhavsarter. Dette gør det muligt for hydrofytter at øge forholdet mellem kropsareal og volumen og derfor udvikle et større overfladeareal til en relativt lav pris af organisk masse.

I planter, der er delvist nedsænket i vand heterofili, dvs. forskellen i strukturen af overvands- og undervandsblade af samme plante: Dette er tydeligt synligt i den akvatiske ranunkel (Fig. 11) De overvandede har træk, der er fælles for bladene fra overjordiske planter (dorsoventrale) struktur, veludviklet integumentært væv og stomatalt apparat), under vandet - meget tynde eller dissekerede blade. Heterofili blev også bemærket i åkander og ægkapsler, pilespidser og andre arter.

Ris. elleve.

Blade: 1 - over vandet; 2 - under vandet

Et illustrativt eksempel er caddisfluen (Simn latifolium), på hvis stilk man kan se flere former for blade, der afspejler alle overgange fra typisk terrestrisk til typisk akvatisk.

Vandmiljøets dybde påvirker også dyrene, deres farve, artssammensætning osv. I et søøkosystem er hovedlivet for eksempel koncentreret i det vandlag, hvori den mængde lys, der er tilstrækkelig til fotosyntese, trænger ind. Den nedre grænse af dette lag kaldes kompensationsniveauet. Over denne dybde frigiver planter mere ilt, end de forbruger, og det overskydende ilt kan bruges af andre organismer. Under denne dybde kan fotosyntese ikke give respiration, derfor er der kun ilt til rådighed for organismer, som kommer med vand fra søens mere overfladelag.

Optagelsen af lys i vand er stærkere, jo lavere dens gennemsigtighed er, hvilket skyldes tilstedeværelsen af mineralpartikler (ler, silt) i det. Vandgennemsigtigheden falder også med den hurtige vækst af akvatisk vegetation om sommeren eller med massereproduktion af små organismer suspenderet i overfladelagene. Gennemsigtighed er karakteriseret ved ekstrem dybde, hvor en specielt sænket Secchi-skive (en hvid skive med en diameter på 20 cm) stadig er synlig. I Sargassohavet (det klareste vand) er Secchi-skiven synlig i en dybde på 66,5 m, i Stillehavet - op til 59, i Det Indiske Ocean - op til 50, i lavvandet hav - op til 5-15 m Flodernes gennemsigtighed overstiger ikke 1 - 1,5 m, og i de centralasiatiske floder Amu Darya og Syr Darya - flere centimeter. Derfor varierer grænserne for fotosyntesezoner meget i forskellige vandområder. I de reneste farvande når den fotosyntetiske zone, eller den eufotiske zone, en dybde på højst 200 m, skumringszonen (disfotisk) strækker sig til 1000-1500 m, og dybere ind i den afotiske zone trænger sollys slet ikke igennem.

Salt regime. Saltholdigheden af vand eller salt regime spiller en vigtig rolle i livet af akvatiske organismer. Den kemiske sammensætning af vand dannes under indflydelse af naturlige historiske og geologiske forhold samt menneskeskabte påvirkninger. Indholdet af kemiske forbindelser (salte) i vand bestemmer dets saltholdighed og udtrykkes i gram pr. liter eller i per mil(°/od). Ifølge den generelle mineralisering kan vand opdeles i ferskvand med et saltindhold på op til 1 g/l, brak (1-25 g/l), havsaltholdighed (26-50 g/l) og saltlage (mere end 50 g/l). g/l). De vigtigste opløste stoffer i vand er carbonater, sulfater og chlorider (tabel 1).

tabel 1

Sammensætning af basiske salte i forskellige reservoirer (ifølge R. Dazho, 1975)

Blandt ferskvand er der mange, der er næsten rene, men der er også mange, der indeholder op til 0,5 g opløste stoffer pr. Kationer i henhold til deres indhold i ferskvand er arrangeret som følger: calcium - 64%, magnesium - 17%, natrium - 16%, kalium - 3%. Disse er gennemsnitsværdier, og i hvert enkelt tilfælde er udsving, nogle gange betydelige, mulige.

Et vigtigt element i ferskvand er calciumindholdet. Calcium kan fungere som en begrænsende faktor. Der er "blødt" vand, fattigt på calcium (mindre end 9 mg pr. 1 l), og "hårdt" vand, dets indhold i store mængder(mere end 25 mg pr. 1 l).

I havvand er det gennemsnitlige indhold af opløste salte 35 g/l, i randhave er det meget lavere. Der er fundet 13 metalloider og mindst 40 metaller i havvand. Med hensyn til vigtighed rangerer bordsalt først, derefter bariumchlorid, magnesiumsulfat og kaliumchlorid.

Mest vandlevende liv poikilosmotisk. Osmotisk tryk i deres krop afhænger af saltholdighed miljø. Ferskvandsdyr og -planter lever i miljøer, hvor koncentrationen af opløste stoffer er lavere end i kropsvæsker og væv. På grund af forskellen i osmotisk tryk uden for og inde i kroppen trænger vand konstant ind i kroppen, som et resultat af, at ferskvandsvandorganismer tvinges til intensivt at fjerne det. De har veludtrykte osmoreguleringsprocesser. I protozoer opnås dette ved arbejdet med udskillelsesvakuoler, i flercellede organismer ved at fjerne vand gennem udskillelsessystemet. Nogle ciliater udskiller en mængde vand svarende til deres kropsvolumen hvert 2-2,5 minut.

Med stigende saltholdighed bremses vakuolernes arbejde, og ved en saltkoncentration på 17,5% holder det op med at virke, da forskellen i osmotisk tryk mellem celler og ydre miljø forsvinder.

Koncentrationen af salte i kropsvæsker og væv fra mange marine organismer er isotonisk med koncentrationen af opløste salte i omgivende vand. I denne henseende er deres osmoregulatoriske funktioner mindre udviklede end hos ferskvandsdyr. Osmoregulering er en af grundene til, at mange havplanter og dyrene formåede ikke at befolke ferskvandsområder og viste sig at være typiske marine beboere: coelenterata (Coelenterata), pighuder (Echinodermata), svampe (Spongia), sækdyr (Tunicata), pogonophora (Pogonophora). På den anden side lever insekter praktisk talt ikke i havene og oceanerne, mens ferskvandsbassiner er rigeligt befolket af dem. Typisk marine og typisk ferskvandsorganismer tolererer ikke væsentlige ændringer i saltholdighed og er det stenohalin. Euryhaline Der er ikke så mange organismer, især dyr, af ferskvands- og havoprindelse. De mødes ofte i store mængder, i brakvand. Disse er såsom brasen (Abramis brama), ferskvandsgedde (Stizostedion lucioperca), gedde (Ezox lucios) og fra havet - multefamilien (Mugilidae).

Planternes levested i vandmiljøet sætter ud over de ovenfor nævnte egenskaber et aftryk på andre aspekter af livet, især på vandregimet i planter bogstaveligt talt omgivet af vand. Sådanne planter har ikke transpiration, og derfor er der ingen "øvre motor", der opretholder vandstrømmen i anlægget. Og på samme tid eksisterer strømmen, der leverer næringsstoffer til vævene (dog meget svagere end i landplanter), med en klart defineret daglig frekvens: mere om dagen, fraværende om natten. En aktiv rolle i dets vedligeholdelse hører til rodtryk (i vedhæftede arter) og aktiviteten af specielle celler, der udskiller vand - vandstomata eller hydatoder.

I ferskvand er planter fastgjort på bunden af reservoiret almindelige. Ofte er deres fotosyntetiske overflade placeret over vandet. Disse omfatter siv (Scirpus), åkander (Nymphaea), ægkapsler (Nyphar), cattails (Typha), pilespids (Sagittaria). I andre er de fotosyntetiske organer nedsænket i vand. Disse er damgræs (Potamogeton), urut (Myriophyllum), elodea (Elodea). Visse typer af højere ferskvandsplanter er rodløse og flyder frit eller vokser over undervandsgenstande, alger, som er knyttet til jorden.

Gastilstand. De vigtigste gasser i vandmiljøet er ilt og kuldioxid. Resten, såsom svovlbrinte eller metan, er af sekundær betydning.

Ilt for vandmiljøet er det den vigtigste miljøfaktor. Det kommer ind i vand fra luften og frigives af planter under fotosyntesen. Iltdiffusionskoefficienten i vand er cirka 320 tusind gange lavere end i luft, og dens samlede indhold i de øverste vandlag er 6-8 ml/l eller 21 gange lavere end i atmosfæren. Iltindholdet i vand er omvendt proportional med temperaturen. Når temperaturen og saltindholdet af vand stiger, falder koncentrationen af ilt i det. I lag, der er stærkt befolket af dyr og bakterier, kan der opstå iltmangel på grund af øget iltforbrug. I Verdenshavet er livsrige dybder fra 50 til 1000 m således karakteriseret ved en kraftig forringelse af luftningen. Det er 7-10 gange lavere end i overfladevand beboet af planteplankton. Forhold nær bunden af reservoirer kan være tæt på anaerobe.

Ved stagnation i små vandmasser bliver vandet også kraftigt udtømt for ilt. Dens mangel kan også opstå om vinteren under is. Ved en koncentration under 0,3-3,5 ml/l er levetiden for aerobe i vand umulig. Iltindholdet under reservoirforhold viser sig at være en begrænsende faktor (tabel 2).

tabel 2

Iltbehov vedr forskellige typer ferskvandsfisk

Blandt akvatiske indbyggere er der et betydeligt antal arter, der kan tolerere store udsving i iltindholdet i vand, tæt på dets fravær. Disse er de såkaldte euryoxybionter. Disse omfatter ferskvandsoligochaeter (Tubifex tubifex), gastropoder (Viviparus viviparus). Karper, suder og crucian karper kan modstå meget lav iltmætning af fisk fra fisk. Det er mange arter dog stenoxybiont, det vil sige, at de kun kan eksistere med en tilstrækkelig høj mætning af vand med ilt, f.eks. regnbueørred, fjeldørred, elritse osv. Mange arter af levende organismer er i stand til at falde i en inaktiv tilstand, den s.k. anoxybiose, og dermed opleve en ugunstig periode.

Respiration af akvatiske organismer sker både gennem overfladen af kroppen og gennem specialiserede organer - gæller, lunger, luftrør. Ofte kan kroppens integument tjene som et ekstra åndedrætsorgan. Hos nogle arter er der en kombination af vand- og luftånding, f.eks. lungefisk, sifonophorer, diskofanter, mange lunge bløddyr, krebsdyr Yammarus lacustris osv. Sekundære vanddyr beholder normalt atmosfærisk type vejrtrækning som energimæssigt mere gunstig, og kræver derfor kontakt med luften. Disse omfatter pinnipeds, hvaler, vandbiller, myggelarver osv.

Carbondioxid. I vandmiljøet kan levende organismer, udover mangel på lys og ilt, mangle tilgængelig CO 2, for eksempel planter til fotosyntese. Kuldioxid kommer ind i vandet som følge af opløsning af CO 2 i luften, respiration af vandorganismer, nedbrydning af organiske rester og frigivelse fra karbonater. Kuldioxidindholdet i vand varierer fra 0,2-0,5 ml/l, eller 700 gange mere end i atmosfæren. CO 2 opløses i vand 35 gange bedre end ilt. Havvand er hovedreservoiret for kuldioxid, da det indeholder fra 40 til 50 cm 3 gas pr. liter i fri eller bundet form, hvilket er 150 gange højere end dets koncentration i atmosfæren.

Kuldioxid indeholdt i vand deltager i dannelsen af kalkholdige skeletformationer hos hvirvelløse dyr og sikrer fotosyntese af vandplanter. Ved intensiv fotosyntese af planter er der et øget forbrug af kuldioxid (0,2-0,3 ml/l i timen), hvilket fører til dens mangel. Hydrofytter reagerer på en stigning i CO 2 -indholdet i vand ved at øge fotosyntesen.

En yderligere kilde til CO til fotosyntese af vandplanter er også kuldioxid, som frigives under nedbrydningen af bicarbonatsalte og deres omdannelse til kuldioxid:

Ca(HCO 3) 2 CaCO 3 + CO, + H 2 O

De dårligt opløselige karbonater, der dannes i dette tilfælde, sætter sig på overfladen af bladene i form af en kalk eller skorpe, som er tydeligt synlig, når mange vandplanter tørrer ud.

Hydrogenionkoncentration(pH) påvirker ofte fordelingen af akvatiske organismer. Ferskvandsbassiner med en pH-værdi på 3,7-4,7 betragtes som sure, 6,95-7,3 neutrale og med en pH-værdi på mere end 7,8 alkaliske. I ferskvandsområder oplever pH betydelige udsving, ofte i løbet af dagen. Havvand er mere basisk, og dets pH ændres mindre end ferskvand. pH falder med dybden.

Fra planter med en pH mindre end 7,5 vokser græshoppe (Jsoetes) og bjørneklo (Sparganium). I et alkalisk miljø (pH 7,7-8,8) er mange arter af tjern og elodea almindelige ved pH 8,4-9, Typha angustifolia når kraftig udvikling. Tørvemosernes sure vand fremmer udviklingen af spagnummoser.

De fleste ferskvandsfisk kan modstå en pH-værdi på 5 til 9. Hvis pH-værdien er mindre end 5, er der en massiv død af fisk, og over 10 dør alle fisk og andre dyr.

I søer med et surt miljø findes ofte larver af dipteraer af slægten Chaoborus, og i sumpenes sure vand er skaljordstængler (Testaceae) almindelige, elastiske bløddyr af slægten Unio er fraværende, og andre bløddyr findes sjældent.

Økologisk plasticitet af organismer i vandmiljøet. Vand er et mere stabilt miljø, og abiotiske faktorer undergår relativt små udsving, og derfor har vandorganismer mindre økologisk plasticitet sammenlignet med terrestriske. Ferskvandsplanter og -dyr er mere plastiske end marine, da ferskvand som levemiljø er mere varierende. Bredden af økologisk plasticitet af akvatiske organismer vurderes ikke kun som helhed til et kompleks af faktorer (eury- og stenobionticitet), men også individuelt.

Det er således blevet fastslået, at kystnære planter og dyr, i modsætning til indbyggerne i åbne zoner, hovedsageligt er eurytermiske og euryhaline organismer, på grund af det faktum, at temperaturforholdene og saltregimet nær kysten er ret varierende - opvarmning af solen og relativt intens afkøling, afsaltning ved tilstrømning af vand fra vandløb og floder, især i regntiden osv. Et eksempel er lotus, som er en typisk stenotermisk art og kun vokser i lavvandede, godt opvarmede reservoirer. Indbyggere i overfladelagene i forhold til dybhavsformer af ovenstående grunde viser de sig at være mere eurytermiske og euryhalin.

Økologisk plasticitet er en vigtig regulator for spredning af organismer. Det er bevist, at akvatiske organismer med høj økologisk plasticitet er udbredt, for eksempel Elodea. Det modsatte eksempel er artemia solina, som lever i små reservoirer med meget saltvand og er en typisk stenohalin-repræsentant med snæver økologisk plasticitet. I forhold til andre faktorer har den betydelig plasticitet og findes ret ofte i saltvandsområder.

Økologisk plasticitet afhænger af organismens alder og udviklingsfase. For eksempel havet gastropod Littorina som voksen ved lavvande dagligt lang tid gør uden vand, men dens larver fører en planktonisk livsstil og kan ikke tåle udtørring.

Funktioner af plantetilpasning til vandmiljøet. Vandparadis| Sthenia har betydelige forskelle fra landlevende planteorganismer. Vandplanters evne til at absorbere fugt og mineralsalte direkte fra miljøet afspejles således i deres morfologiske og fysiologiske organisation. Karakteristisk for vandplanter er den dårlige udvikling af ledende væv og rodsystemet. Rodsystemet tjener hovedsageligt til fastgørelse til undervandssubstratet og udfører ikke funktionerne som mineralernæring og vandforsyning, som i landplanter. Vandplanter lever af hele overfladen af deres krop.

Den betydelige tæthed af vand gør det muligt for planter at bebo hele dens tykkelse. Lavere planter, der bor i forskellige lag og fører en flydende livsstil, har specielle vedhæng til dette formål, der øger deres opdrift og tillader dem at forblive suspenderet. Højere hydrofytter har dårligt udviklet mekanisk væv. Hvordan yni Som nævnt ovenfor er der i deres blade, stængler og rødder luftbærende intercellulære hulrum, der øger letheden og opdriften af organer, der er suspenderet i vand og flyder på overfladen, hvilket også bidrager til bortvaskning af de indre celler med vand med salte og gasser opløst i det. Hydrofytter skelnes | De har en stor bladoverflade med et lille samlet volumen af planten, hvilket giver dem intens gasudveksling med mangel på ilt og andre gasser opløst i vand.

En række vandlevende organismer har udviklet mangfoldighed af blade, eller heterofili. I Salvinia giver neddykkede blade således mineralnæring, mens flydende blade giver organisk næring.

Et vigtigt træk ved planters tilpasning til at leve i vand | Dette miljø skyldes også, at blade nedsænket i vand normalt er meget tynde. Ofte er klorofylet i dem placeret i epidermale celler, hvilket hjælper med at øge intensiteten af fotosyntese i svagt lys. Sådanne anatomiske og morfologiske træk kommer tydeligst til udtryk i vandmoser (Riccia, Fontinalis), Vallisneria spiralis og damgræs (Potamageton).

Beskyttelsen mod udvaskning eller udvaskning af mineralsalte fra vandplanters celler er udskillelsen af slim fra specielle celler og dannelsen af endoderm fra tykkere væggede celler i form af en ring.

Den relativt lave temperatur i vandmiljøet forårsager døden af vegetative dele af planter nedsænket i vand efter dannelsen af vinterknopper og udskiftning af tynde, ømme sommerblade med sejere og kortere vinterblade. Lav temperatur vand påvirker de generative organer i vandplanter negativt, og dets høje tæthed gør det vanskeligt at overføre pollen. I denne henseende reproducerer vandplanter sig intensivt ved vegetative midler. De fleste flydende og nedsænkede planter bærer blomstrende stængler op i luften og formerer sig seksuelt. Pollen bæres af vind- og overfladestrømme. De frugter og frø, der produceres, fordeles også af overfladestrømme. Dette fænomen kaldes hydrochoria. Vandholdige planter omfatter ikke kun vandplanter, men også mange kystplanter. Deres frugter er meget flydende, forbliver i vandet i lang tid og mister ikke deres spiring. For eksempel transporterer vand frugterne og frøene af pilespids (Sagittaria sagittofolia), almue (Butomus umbellatus) og chastukha (Alisma plantago-aguatica). Frugterne af mange kværne (Carex) er indesluttet i ejendommelige luftsække og bæres af vandstrømme. På samme måde spredte humai-ukrudtet (Sorgnum halepense) sig langs Vakht-floden langs kanalerne.

Egenskaber ved dyrs tilpasning til vandmiljøet. Hos dyr, der lever i et vandmiljø, sammenlignet med planter, er adaptive funktioner mere forskellige, disse omfatter f.eks anatomisk-morfologisk, adfærdsmæssig og osv.

Dyr, der lever i vandsøjlen, har primært tilpasninger, der øger deres opdrift og giver dem mulighed for at modstå bevægelse af vand og strømme. Disse organismer udvikler tilpasninger, der forhindrer dem i at stige op i vandsøjlen eller reducerer deres opdrift, hvilket giver dem mulighed for at blive på bunden, inklusive hurtigtstrømmende vand.

I små former, der lever i vandsøjlen, bemærkes en reduktion i skeletformationer. I protozoer (Radiolaria, Rhizopoda) er skallerne således porøse, og skelettets flintrygge er hule indeni. Den specifikke tæthed af ctenophora og vandmænd (Scyphozoa) falder på grund af tilstedeværelsen af vand i vævene. Ophobningen af fedtdråber i kroppen (natlys - Noctiluca, radiolarier - Radiolaria) hjælper med at øge opdriften. Store ophobninger af fedt er observeret i nogle krebsdyr (Cladocera, Copepoda), fisk og hvaler. Specifik vægtfylde kroppe reduceres og øger derved opdriften af gasfyldte svømmeblærer, som mange fisk har. Sifonophorer (Physalia, Velella) har kraftige lufthulrum.

Dyr, der passivt svømmer i vandsøjlen, er ikke kun kendetegnet ved et fald i massen, men også af en stigning i kroppens specifikke overfladeareal. Dette skyldes det faktum, at jo større viskositeten af mediet og jo højere det specifikke overfladeareal af organismens krop er, jo langsommere synker det ned i vandet. Hos dyr er kroppen flad, rygsøjle, udvækster og vedhæng dannes på den, for eksempel i flagellater (Leptodiscus, Craspeditella), radiolarier (Aulacantha, Chalengeridae) osv.

En stor gruppe dyr, der lever i ferskvand, bruger vandets overfladespænding (overfladefilm), når de bevæger sig. Vand strider bugs (Gyronidae, Veliidae), hvirvlende biller (Gerridae) osv. løber frit hen over vandoverfladen Leddyr rører ved vandet med enderne af deres vedhæng dækket af vandafvisende hår, forårsager deformation af overfladen med dannelsen. af en konkav menisk. Når løftekraften (F) rettet opad er større end dyrets masse, vil sidstnævnte blive holdt på vandet på grund af overfladespænding.

Således er liv på vandoverfladen muligt for relativt små dyr, da massen stiger i forhold til størrelsens terning, og overfladespændingen stiger som en lineær værdi.

Aktiv svømning hos dyr udføres ved hjælp af cilia, flageller, bøjning af kroppen og på en reaktiv måde på grund af energien fra den udstødte vandstrøm. Den største perfektion af den reaktive bevægelsesmetode opnås af blæksprutter. Nogle blæksprutter udvikler således hastigheder på op til 40-50 km/t, når de kaster vand ud (fig. 12).

Ris. 12.

Store dyr har ofte specialiserede lemmer (finner, svømmefødder), deres krop er strømlinet og dækket af slim.

Kun i vandmiljøet findes ubevægelige dyr, der fører en tilknyttet livsstil. Disse er hydroider (Hydroidea) og koralpolypper (Anthozoo), søliljer (Crinoidea), muslinger (Br/aMa) osv. De er karakteriseret ved en ejendommelig kropsform, let opdrift (kropsdensiteten er større end densiteten af vand) og specielle anordninger til fastgørelse til underlag.

Vanddyr er for det meste poikilotermiske. Hos homotermiske pattedyr (hvaler, pinnipeds) dannes for eksempel et betydeligt lag af subkutant fedt, som udfører en varmeisolerende funktion.

Dybhavsdyr udmærker sig ved specifikke organisatoriske træk: forsvinden eller svag udvikling af det kalkholdige skelet, en stigning i kropsstørrelse, ofte en reduktion i synsorganerne, øget udvikling af taktile receptorer osv.

Osmotisk tryk og ionisk tilstand opløsninger i dyrenes krop er tilvejebragt af komplekse mekanismer for vand-saltmetabolisme. Den mest almindelige måde at opretholde konstant osmotisk tryk på er regelmæssigt at fjerne vand, der kommer ind i kroppen ved hjælp af pulserende vakuoler og udskillelsesorganer. Så, ferskvandsfisk overskydende vand fjernes hårdt arbejde udskillelsessystem, og salte absorberes gennem gællefilamenterne. Havfisk er tvunget til at genopbygge deres vandforsyninger og drikker derfor havvand, og overskydende salte tilført vand fjernes fra kroppen gennem gællefilamenterne (fig. 13).

Ris. 13.

Forkortelserne hypo-, iso- og hyper- indikerer tonicitet indre miljø i forhold til det ydre (fra N. Green et al., 1993)

En række hydrobionter har et særligt fodringsmønster - dette er filtrering eller sedimentering af partikler af organisk oprindelse suspenderet i vand, adskillige små organismer. Denne fodringsmetode kræver ikke store mængder energi for at søge efter bytte og er typisk for elastiske bløddyr, fastsiddende pighuder, ascidier, planktoniske krebsdyr osv. Filter-fodrende dyr spiller en vigtig rolle i den biologiske rensning af vandområder.

Ferskvandsdafnier, cyclops såvel som det mest rigelige krebsdyr i havet, Calanus finmarchicus, filtrerer op til 1,5 liter vand pr. individ pr. dag. Muslinger, der lever på et areal på 1 m 2, kan drive 150-280 m 3 vand om dagen gennem kappehulen og udfælde suspenderede partikler.

På grund af den hurtige dæmpning af lysstråler i vand begrænser liv i konstant tusmørke eller mørke i høj grad vandorganismers visuelle orienteringsevne. Lyd bevæger sig hurtigere i vand end i luft, og akvatiske organismer har en bedre udviklet visuel orientering til lyd. Nogle arter opdager endda infralyde. Lydsignalering tjener mest af alt til intraspecifikke forhold: orientering i en flok, tiltrækning af individer af det modsatte køn osv. Hvaler leder for eksempel efter føde og orienterer sig ved hjælp af ekkolokalisering - opfattelsen af reflekterede lydbølger. Princippet med delfinlokalisatoren er at udsende lydbølger, der bevæger sig foran det svømmende dyr. Når man støder på en forhindring, såsom en fisk, reflekteres lydbølgerne og returneres til delfinen, som hører det resulterende ekko og dermed registrerer det objekt, der forårsager lydrefleksionen.

Der kendes omkring 300 fiskearter, som er i stand til at generere elektricitet og bruge den til orientering og signalering. En række fisk (elektrisk rokke, elektrisk ål osv.) bruger elektriske felter til forsvar og angreb.

Vandorganismer er kendetegnet ved en gammel metode til orientering - opfattelsen af miljøets kemi. Kemoreceptorerne i mange hydrobionter (laks, ål osv.) er ekstremt følsomme. I træk på tusindvis af kilometer finder de gyde- og fødepladser med forbløffende nøjagtighed.

Ændrede forhold i vandmiljøet forårsager også visse adfærdsmæssige reaktioner hos organismer. Ændringer i belysning, temperatur, saltholdighed, gasregime og andre faktorer er forbundet med lodrette (faldende ned i dybet, stigende til overfladen) og horisontale (gydende, overvintrende og fodring) migrationer af dyr. I havene og oceanerne deltager millioner af tons vandorganismer i vertikale vandringer, og under vandrette vandringer kan vanddyr rejse hundreder og tusinder af kilometer.

Der er mange midlertidige, lavvandede vandområder på Jorden, der dukker op efter floder, kraftig regn, snesmeltning osv. Generelle egenskaber indbyggere i tørre reservoirer er evnen til at give for kort tid talrige afkom og udholder lange perioder uden vand og går over i en tilstand af reduceret vital aktivitet - hypobiose.

Vand har længe været ikke kun en nødvendig betingelse liv, men også levested for mange organismer. Hun har et nummer unikke egenskaber, som vi vil tale om i vores artikel.

Akvatisk habitat: karakteristika

I hvert habitat manifesteres virkningen af en række miljøfaktorer - de forhold, hvor populationer af forskellige arter lever. Sammenlignet med land-luft-miljøet er det akvatiske habitat (5. klasse studerer dette emne i et geografikursus) præget af høj tæthed og mærkbare trykforskelle. Dets karakteristiske træk er dets lave iltindhold. Vanddyr, kaldet hydrobionter, har tilpasset sig livet under sådanne forhold på forskellige måder.

Økologiske grupper af akvatiske organismer

De fleste levende organismer er koncentreret i tykkelsen. De er opdelt i to grupper: planktoniske og nektoniske. Den første omfatter bakterier, blågrønne alger, vandmænd, små krebsdyr osv. På trods af at mange af dem kan svømme selvstændigt, er de ikke i stand til at modstå stærke strømme. Derfor bevæger planktoniske organismer sig med vandstrømmen. Deres tilpasning til vandmiljøet manifesteres i deres små størrelser, små specifik vægt og tilstedeværelsen af karakteristiske udvækster.

Nektoniske organismer omfatter fisk og vandpattedyr. De afhænger ikke af strømmens styrke og retning og bevæger sig uafhængigt i vandet. Dette lettes af den strømlinede form af deres krop og veludviklede finner.

En anden gruppe af hydrobionter er repræsenteret ved perifeton. Det omfatter akvatiske indbyggere, der er knyttet til substratet. Disse er svampe, nogle alger lever på grænsen mellem vand- og land-luftmiljøet. Det er hovedsageligt insekter, der er forbundet med vandfilmen.

Egenskaber ved akvatiske levesteder

Belysning af reservoirer

En til hovedfunktion akvatiske habitat er, at med dybden falder mængden af solenergi. Derfor kan organismer, hvis liv afhænger af denne indikator, ikke leve i betydelige dybder. Først og fremmest drejer det sig om alger. Under 1500 m trænger lyset slet ikke igennem. Nogle krebsdyr, coelenterater, fisk og bløddyr har egenskaben bioluminescens. Disse dybhavsdyr producerer deres eget lys ved at oxidere lipider. Ved hjælp af sådanne signaler kommunikerer de med hinanden.

Vandtryk

Stigningen i vandtrykket er især mærkbar, når du dykker. Ved 10 m stiger dette tal med atmosfæren. Derfor er de fleste dyr kun tilpasset en vis dybde og tryk. F.eks, annelider De lever kun i tidevandszonen, og coelacanths går ned til 1000 m.

Bevægelse af vandmasser

Vandbevægelse kan have anderledes karakter og årsager. Ændringen i vores planets position i forhold til Solen og Månen bestemmer således tilstedeværelsen af ebbe og flod i havene og oceanerne. Tyngdekraften og vindens indflydelse forårsager strømme i floder. Konstant bevægelse vand spiller en vigtig rolle i naturen. Det forårsager vandrende bevægelser af forskellige grupper af vandlevende organismer, kilder til føde og ilt, hvilket er særligt vigtigt. Faktum er, at indholdet af denne vitale gas i vand er 20 gange lavere end i jord-luft-miljøet.

Hvor kommer ilt fra i vand? Dette sker på grund af diffusion og aktiviteten af alger, som udfører fotosyntese. Da deres antal falder med dybden, falder iltkoncentrationen også. I de nederste lag er denne indikator minimal og skaber næsten anaerobe forhold. Hovedtræk ved det akvatiske habitat er, at iltkoncentrationen falder med stigende saltholdighed og temperatur.

Vands saltholdighedsindikator

Alle ved, at vandmasser kan være friske eller salte. Den sidste gruppe omfatter have og oceaner. Salinitetsindikatoren måles i ppm. Dette er mængden af faste stoffer, der findes i 1 g vand. Den gennemsnitlige saltholdighed i verdenshavet er 35 ppm. Havene i nærheden af vores planets poler har de laveste rater. Dette skyldes den periodiske smeltning af isbjerge - enorme frosne blokke af ferskvand. Det salteste hav på planeten er Det Døde Hav. Der er ikke en enkelt type levende organisme i den. Dens saltholdighed nærmer sig 350 ppm. De overvejende kemiske grundstoffer i vand er klor, natrium og magnesium.

Så hovedtræk ved det akvatiske habitat er dets høje tæthed, viskositet og lave temperaturforskel. Levetiden for organismer med stigende dybde er begrænset af mængden af solenergi og ilt. Vandbeboere, kaldet hydrobionter, kan flyttes af vandstrømme eller bevæge sig uafhængigt. For at leve i dette miljø har de en række tilpasninger: tilstedeværelsen af gælleånding, finner, en strømlinet kropsform, en lille relativ kropsvægt og tilstedeværelsen af karakteristiske udvækster.