Caratteristiche generali. L'idrosfera come ambiente di vita acquatico occupa circa il 71% dell'area e 1/800 del volume del globo. La quantità principale di acqua, oltre il 94%, è concentrata nei mari e negli oceani (Fig. 5.2).

Riso. 5.2. Gli oceani del mondo rispetto alla terraferma (secondo N. F. Reimers, 1990)

Nelle acque dolci di fiumi e laghi la quantità di acqua non supera lo 0,016% del volume totale di acqua dolce.

Nell'oceano e nei suoi mari si distinguono principalmente due aree ecologiche: la colonna d'acqua - pelagico e il fondo - benthal. A seconda della profondità, il benthal è diviso in zona sublitorale - area di graduale declino del terreno fino ad una profondità di 200 m, batiale - zona di pendenza ripida e zona abissale - fondale oceanico con una profondità media di 3-6 km. Vengono chiamate le regioni bentoniche più profonde, corrispondenti alle depressioni del fondale oceanico (6-10 km). ultraabissale. Viene chiamato il bordo della riva che viene allagato durante l'alta marea litorale Viene chiamata la parte della costa sopra il livello della marea, inumidita dagli spruzzi della risacca sopralitorale.

Le acque aperte dell'Oceano Mondiale sono inoltre divise in zone verticali corrispondenti alle zone bentoniche: epipelagico, batipelagico, abissopelagico(Fig. 5.3).

Riso. 5.3. Zonazione ecologica verticale dell'oceano

(secondo N.F. Reimers, 1990)

L'ambiente acquatico ospita circa 150.000 specie animali, pari a circa il 7% del totale (Fig. 5.4) e 10.000 specie vegetali (8%).

Va anche notato che i rappresentanti della maggior parte dei gruppi di piante e animali sono rimasti nell'ambiente acquatico (la loro "culla"), ma il numero delle loro specie è molto inferiore a quello di quelle terrestri. Da qui la conclusione: l'evoluzione sulla terra è avvenuta molto più velocemente.

I mari e gli oceani delle regioni equatoriali e tropicali, principalmente il Pacifico e l'Atlantico, si distinguono per la diversità e la ricchezza di flora e fauna. A nord e a sud di queste fasce la composizione qualitativa si impoverisce gradualmente. Ad esempio, nell'area dell'arcipelago dell'India orientale ci sono almeno 40.000 specie di animali, mentre nel mare di Laptev ce ne sono solo 400. La maggior parte degli organismi dell'Oceano Mondiale è concentrata in un'area relativamente piccola coste marine zona temperata e tra le mangrovie dei paesi tropicali.

La quota di fiumi, laghi e paludi, come notato in precedenza, è insignificante rispetto a quella dei mari e degli oceani. Tuttavia, creano la fornitura di acqua dolce necessaria per piante, animali e esseri umani.

Riso. 5.4. Distribuzione delle principali classi di animali per ambiente

habitat (secondo G.V. Voitkevich e V.A. Vronsky, 1989)

Nota gli animali posti sotto la linea ondulata vivono nel mare, sopra di essa - nell'ambiente terra-aria

È noto che non solo l'ambiente acquatico ha una forte influenza sui suoi abitanti, ma anche materia vivente L'idrosfera, influenzando l'habitat, lo elabora e lo coinvolge nel ciclo delle sostanze. È stato accertato che l'acqua degli oceani, dei mari, dei fiumi e dei laghi si decompone e viene ripristinata nel ciclo biotico per oltre 2 milioni di anni, cioè tutta è passata attraverso la materia vivente sulla Terra più di mille volte.

Di conseguenza, l'idrosfera moderna è un prodotto dell'attività vitale della materia vivente non solo delle ere geologiche moderne, ma anche del passato.

Una caratteristica dell'ambiente acquatico è la sua mobilità, soprattutto nei corsi d'acqua e nei fiumi che scorrono veloci. I mari e gli oceani sperimentano flussi e riflussi, correnti potenti e tempeste. Nei laghi l'acqua si muove sotto l'influenza della temperatura e del vento.

Gruppi ecologici di idrobionti. Spessore dell'acqua, o pelagico(pelages - mare), abitato da organismi pelagici che hanno la capacità di nuotare o restare in determinati strati (Fig. 5.5).

Riso. 5.5. Profilo dell'oceano e dei suoi abitanti (secondo N. N. Moiseev, 1983)

A questo proposito, questi organismi sono divisi in due gruppi: Nekton E plancton. Il terzo gruppo ambientalista - benthos - formano gli abitanti del fondo.

Nekton(nektos - galleggiante) è una raccolta di animali pelagici che si muovono attivamente e che non hanno una connessione diretta con il fondo. Si tratta principalmente di animali di grandi dimensioni che sono in grado di superare lunghe distanze e forti correnti d'acqua. Hanno una forma del corpo snella e organi di movimento ben sviluppati. I tipici organismi nectonici includono pesci, calamari, balene e pinnipedi. Oltre ai pesci, il necton nelle acque dolci comprende anfibi e insetti in movimento attivo. Molti pesci marini possono muoversi nell'acqua a velocità enormi: fino a 45-50 km/h per i calamari (Oegophside), 100-150 km/h per i pesci vela (Jstiopharidae) e 130 km/h per i pesci spada (Xiphias glabius).

Plancton(planktos - vagabondo, impennata) è un insieme di organismi pelagici che non hanno la capacità di movimenti attivi rapidi. Di regola, questi sono piccoli animali - zooplancton e piante - fitoplancton, che non sanno resistere alle correnti. Il plancton comprende anche le larve di molti animali che “galleggiano” nella colonna d'acqua. Gli organismi planctonici si trovano sia sulla superficie dell'acqua, in profondità, sia nello strato inferiore.

Gli organismi situati sulla superficie dell'acqua si compongono gruppo speciale - Neuston. La composizione del neutrone dipende anche dallo stadio di sviluppo di un numero di organismi. Passando per lo stadio larvale e crescendo, abbandonano lo strato superficiale che fungeva loro da rifugio e si spostano a vivere sul fondo o negli strati sottostanti e più profondi. Questi includono larve di decapodi, cirripedi, copepodi, gasteropodi e bivalvi, echinodermi, policheti, pesci, ecc.

Gli stessi organismi, di cui una parte del corpo è sopra la superficie dell'acqua e l'altra nell'acqua, sono chiamati plaston. Questi includono la lenticchia d'acqua (Lemma), i sifonofori (Siphonophora), ecc.

Il fitoplancton svolge un ruolo importante nella vita dei corpi idrici, poiché ne è il principale produttore materia organica. Il fitoplancton comprende principalmente diatomee (Diatomeae) e alghe verdi (Chlorophyta), flagellati vegetali (Phytomastigina), peridineae (Peridineae) e coccolitoforidi (Coccolitophoridae). Nelle acque dolci sono diffuse non solo le alghe verdi, ma anche le alghe verdi-azzurre (Cyanophyta).

Zooplancton e batteri si possono trovare a varie profondità. Nelle acque dolci, per lo più scarsamente balneabili, sono comuni crostacei relativamente grandi (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), molti rotiferi (Rotatoria) e protozoi.

Lo zooplancton marino è dominato da piccoli crostacei (Copepoda, Amphipoda, Euphasiaceae) e protozoi (Foraminiferi, Radiolaria, Tintinoidea). Grandi rappresentanti includono molluschi alati (Pteropoda), meduse (Scyphozoa) e ctenophora nuotatori (Ctenophora), salpe (Salpae) e alcuni vermi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Gli organismi planctonici costituiscono un importante componente alimentare per molti animali acquatici, compresi giganti come i misticeti (Mystacoceti), fig. 5.6.

Figura 5.6. Schema delle principali direzioni di scambio di energia e materia nell'oceano

Benthos(benthos - profondità) è un insieme di organismi che vivono sul fondo (sul terreno e nel terreno) dei serbatoi. È diviso in zoobentos E fitobentos. Per lo più rappresentato da animali attaccati, che si muovono lentamente o che scavano tane. In acque poco profonde è costituito da organismi che sintetizzano la materia organica (produttori), la consumano (consumatori) e la distruggono (decompositori). A profondità dove non c'è luce, il fitobenthos (produttore) è assente. Lo zoobenthos marino è dominato da foraminifori, spugne, celenterati, vermi, brachiopodi, molluschi, ascidie, pesci, ecc. Le forme bentoniche sono più numerose in acque poco profonde. La loro biomassa totale qui può raggiungere decine di chilogrammi per 1 m2.

Il fitobenthos dei mari comprende principalmente alghe (diatomee, verdi, brune, rosse) e batteri. Lungo le coste si trovano piante da fiore: Zostera, Ruppia, Phyllospadix. Le zone rocciose e sassose del fondale sono le più ricche di fitobenthos.

Nei laghi, come nei mari, ce ne sono plancton, necton E benthos.

Tuttavia, nei laghi e in altri corpi d'acqua dolce è presente meno zoobenthos che nei mari e negli oceani e la composizione delle specie è uniforme. Si tratta principalmente di protozoi, spugne, vermi ciliati e oligocheti, sanguisughe, molluschi, larve di insetti, ecc.

Il fitobenthos d'acqua dolce è rappresentato da batteri, diatomee e alghe verdi. Le piante costiere si trovano dalla riva verso l'interno in cinture chiaramente definite. Prima cintura - piante semisommerse (canne, tife, carici e canne); seconda cintura - piante sommerse con foglie galleggianti (ninfee, capsule d'uovo, ninfee, lenticchie d'acqua). IN terza cintura predominano le piante: lenticchia d'acqua, elodea, ecc. (Figura 5.7).

Riso. 5.7. Piante con radici inferiori (A):

1 - tifa; 2- giunco; 3 - punta di freccia; 4 - ninfea; 5, 6 - lenticchia d'acqua; 7 - hara. Alghe fluttuanti (B): 8, 9 - verdi filamentose; 10-13 - verde; 14-17 - diatomee; 18-20 - blu-verde

In base al loro stile di vita, le piante acquatiche si dividono in due principali gruppi ecologici: idrofite - piante che sono immerse nell'acqua solo con la parte inferiore e solitamente radicano nel terreno, e idatofiti - piante che sono completamente immerse nell'acqua e talvolta galleggiano in superficie o hanno foglie galleggianti.

Nella vita organismi acquatici un ruolo importante è svolto dal movimento verticale dei regimi di acqua, densità, temperatura, luce, sale, gas (contenuto di ossigeno e anidride carbonica) e dalla concentrazione di ioni idrogeno (pH).

Condizioni di temperatura. Si differenzia nell'acqua, in primo luogo, per un minore afflusso di calore e, in secondo luogo, per una maggiore stabilità rispetto alla terra. Parte dell'energia termica che arriva alla superficie dell'acqua viene riflessa, mentre una parte viene spesa per l'evaporazione. L'evaporazione dell'acqua dalla superficie dei serbatoi, che consuma circa 2263x8 J/g, impedisce il surriscaldamento degli strati inferiori, e la formazione di ghiaccio, che sprigiona calore di fusione (333,48 J/g), ne rallenta il raffreddamento.

I cambiamenti di temperatura nelle acque correnti seguono i cambiamenti nell'aria circostante, differendo in ampiezza minore.

Nei laghi e negli stagni delle latitudini temperate il regime termico è determinato da un fenomeno fisico ben noto: l'acqua ha una densità massima a 4°C. L'acqua al loro interno è chiaramente divisa in tre strati: superiore - epilimnio, la cui temperatura subisce forti fluttuazioni stagionali; strato transitorio di salto termico, -metalimnio, dove c'è un brusco cambiamento di temperatura; acque profonde (fondo) - ipolimnio raggiungendo il fondo, dove la temperatura è tutto l'anno i cambiamenti insignificante.

In estate gli strati d'acqua più caldi si trovano in superficie, mentre quelli più freddi si trovano sul fondo. Questo tipo di distribuzione della temperatura strato per strato in un serbatoio viene chiamato stratificazione diretta In inverno, quando la temperatura scende, stratificazione inversa. Lo strato superficiale dell'acqua ha una temperatura prossima a 0°C. Sul fondo la temperatura è di circa 4°C, che corrisponde alla sua massima densità. Pertanto, la temperatura aumenta con la profondità. Questo fenomeno si chiama dicotomia della temperatura. Si osserva nella maggior parte dei nostri laghi sia in estate che in inverno. Di conseguenza, la circolazione verticale viene interrotta, si forma una stratificazione della densità dell'acqua e inizia un periodo di stagnazione temporanea - stagnazione(Fig. 5.8).

Con un ulteriore aumento della temperatura, gli strati superiori dell'acqua diventano sempre meno densi e non affondano più: inizia la stagnazione estiva. "

In autunno le acque superficiali si raffreddano nuovamente fino a 4°C e scendono sul fondo, provocando un secondo rimescolamento delle masse nell'anno con equalizzazione della temperatura, cioè l'inizio dell'omotermia autunnale.

Nell'ambiente marino esiste anche una stratificazione termica determinata dalla profondità. Gli oceani hanno i seguenti strati Superficie- le acque sono esposte all'azione del vento, e per analogia con l'atmosfera viene chiamato questo strato troposfera o mare termosfera. Qui si osservano fluttuazioni giornaliere della temperatura dell'acqua fino a una profondità di circa 50 metri e le fluttuazioni stagionali si osservano ancora più in profondità. Lo spessore della termosfera raggiunge i 400 m. Intermedio - rappresenta termoclino costante. La temperatura in diversi mari e oceani scende a 1-3°C. Si estende ad una profondità di circa 1500 m. Mare profondo - caratterizzato da una temperatura uniforme di circa 1-3°C, ad eccezione delle regioni polari, dove la temperatura è prossima a 0°C.

IN In generale, va notato che l'ampiezza delle fluttuazioni annuali della temperatura negli strati superiori dell'oceano non è superiore a 10-15 °C; nelle acque continentali è di 30-35 °C.

Riso. 5.8. Stratificazione e mescolamento dell'acqua in un lago

(dopo E. Gunter et al., 1982)

Gli strati profondi dell'acqua sono caratterizzati da una temperatura costante. Nelle acque equatoriali temperatura media annuale Negli strati superficiali è di 26-27°C, negli strati polari è di circa 0°C e inferiore. Fanno eccezione le sorgenti termali, dove la temperatura dello strato superficiale raggiunge gli 85-93°C.

Nell'acqua come ambiente vivente, da un lato, esiste una varietà abbastanza significativa di condizioni di temperatura e, dall'altro, ci sono caratteristiche termodinamiche dell'ambiente acquatico, come elevata capacità termica specifica, elevata conduttività termica ed espansione durante congelamento (in questo caso il ghiaccio si forma solo sulla parte superiore e la colonna d'acqua principale non si congela), creare condizioni favorevoli per gli organismi viventi.

Pertanto, per lo svernamento delle idrofite perenni nei fiumi e nei laghi, la distribuzione verticale delle temperature sotto il ghiaccio è di grande importanza. L'acqua più densa e meno fredda, con una temperatura di 4°C, si trova nello strato inferiore, dove affondano i germogli svernanti (turioni) di ceratocerchio, vescicola, erba acquatica, ecc. (Fig. 5.9), nonché piante intere a foglia, come la lenticchia d'acqua e l'elodea.

Riso. 5.9. Acquerello (Hydrocharias morsus ranae) in autunno.

Sono visibili i germogli svernanti, che affondano sul fondo

(da T.K. Goryshinoya, 1979)

È stato stabilito che l'immersione è associata all'accumulo di amido e all'appesantimento delle piante. Entro la primavera, l'amido viene convertito in zuccheri e grassi solubili, il che rende i germogli più leggeri e consente loro di galleggiare.

Gli organismi nei corpi idrici delle latitudini temperate sono ben adattati ai movimenti verticali stagionali degli strati d'acqua, all'omotermia primaverile e autunnale e alla stagnazione estiva e invernale. Poiché il regime di temperatura dei corpi idrici è caratterizzato da una grande stabilità, la stenotermia è comune tra gli organismi acquatici in misura maggiore rispetto agli organismi terrestri.

Le specie euriterme si trovano principalmente nei bacini continentali poco profondi e nella zona litoranea dei mari di latitudini alte e temperate, dove le fluttuazioni giornaliere e stagionali sono significative.

Densità dell'acqua. L'acqua differisce dall'aria perché è più densa. Sotto questo aspetto è 800 volte superiore all'aria. La densità dell'acqua distillata alla temperatura di 4°C è 1 g/cm3. Densità acque naturali contenenti sali disciolti può essere maggiore: fino a 1,35 g/cm 3 . In media, nella colonna d'acqua, per ogni 10 m di profondità, la pressione aumenta di 1 atmosfera. L'elevata densità dell'acqua si riflette nella struttura corporea delle idrofite. Pertanto, se nelle piante terrestri i tessuti meccanici sono ben sviluppati, garantendo la robustezza di tronchi e steli, la disposizione dei tessuti meccanici e conduttivi lungo la periferia dello stelo crea una struttura a “tubo” ben resistente a attorcigliamenti e piegature, quindi in idrofite i tessuti meccanici sono molto ridotti, poiché le piante si sostengono da sole. Gli elementi meccanici e i fasci conduttori sono molto spesso concentrati al centro del fusto o del picciolo della foglia, il che gli conferisce la capacità di piegarsi con i movimenti dell'acqua.

Le idrofite sommerse hanno una buona galleggiabilità creata da dispositivi speciali (sacche d'aria, rigonfiamenti). Pertanto, le foglie della rana giacciono sulla superficie dell'acqua e sotto ogni foglia hanno una bolla galleggiante piena d'aria. Come un minuscolo giubbotto di salvataggio, la bolla permette alla foglia di galleggiare sulla superficie dell'acqua. Le camere d'aria nello stelo mantengono la pianta in posizione verticale e forniscono ossigeno alle radici.

La galleggiabilità aumenta anche con l'aumentare della superficie corporea. Ciò è chiaramente visibile nelle microscopiche alghe planctoniche. Varie escrescenze del corpo li aiutano a "galleggiare" liberamente nella colonna d'acqua.

Gli organismi nell'ambiente acquatico sono distribuiti in tutto il suo spessore. Nelle depressioni oceaniche, ad esempio, gli animali si trovano a profondità superiori a 10.000 metri e sopportano pressioni da diverse a centinaia di atmosfere. COSÌ, abitanti d'acqua dolce(coleotteri nuotatori, pantofole, suvoika, ecc.) possono resistere fino a 600 atmosfere negli esperimenti. Gli oloturi del genere Elpidia e i vermi Priapulus caudatus vivono dalla zona costiera alla zona ultraabissale. Allo stesso tempo, va notato che molti abitanti dei mari e degli oceani sono relativamente stenobatici e confinati a determinate profondità. Ciò vale soprattutto per le specie di acque basse e profonde. Solo la zona litoranea è abitata dal verme anellide Arenicola, molluschi - patelle(Patella). A grandi profondità, ad una pressione di almeno 400-500 atmosfere, pesci del gruppo di pescatori, cefalopodi, crostacei, stelle marine, pogonophora e altri.

La densità dell'acqua consente agli organismi animali di fare affidamento su di essa, il che è particolarmente importante per le forme non scheletriche. Il supporto del mezzo serve come condizione per galleggiare nell'acqua. È a questo stile di vita che si sono adattati molti organismi acquatici.

Modalità luce. Gli organismi acquatici sono fortemente influenzati dalle condizioni di luce e dalla trasparenza dell'acqua. L'intensità della luce nell'acqua è notevolmente indebolita (Fig. 5.10), poiché parte della radiazione incidente viene riflessa dalla superficie dell'acqua, mentre l'altra viene assorbita dal suo spessore. L'attenuazione della luce è legata alla trasparenza dell'acqua. Negli oceani, ad esempio, con grande trasparenza, circa l'1% delle radiazioni cade ancora fino alla profondità di 140 m, e nei piccoli laghi con acqua piuttosto chiusa, già fino alla profondità di 2 m, solo i decimi di punto percentuale.

Riso. 5.10. Illuminazione in acqua durante il giorno.

Bacino idrico di Tsimlyansk (secondo A. A. Potapov,

Profondità: 1 - in superficie; 2-0,5 m; 3-1,5 m; 4-2 metri

A causa del fatto che i raggi delle diverse parti dello spettro solare vengono assorbiti in modo diverso dall'acqua, anche la composizione spettrale della luce cambia con la profondità e i raggi rossi si indeboliscono. I raggi blu-verdi penetrano a notevoli profondità. Il crepuscolo nell'oceano, che si addensa con la profondità, è prima verde, poi blu, indaco, blu-viola, per poi lasciare il posto all'oscurità costante. Di conseguenza, gli organismi viventi si sostituiscono a vicenda con la profondità.

Pertanto, le piante che vivono sulla superficie dell'acqua non soffrono la mancanza di luce, mentre le piante sommerse e soprattutto quelle di acque profonde sono classificate come “flora d'ombra”. Devono adattarsi non solo alla mancanza di luce, ma anche ai cambiamenti nella sua composizione producendo pigmenti aggiuntivi. Ciò può essere visto nel modello noto di colorazione delle alghe che vivono a diverse profondità. Nelle zone con acque poco profonde, dove le piante hanno ancora accesso ai raggi rossi, che vengono assorbiti in massima misura dalla clorofilla, tendono a predominare le alghe verdi. Nelle zone più profonde si trovano le alghe brune che, oltre alla clorofilla, contengono pigmenti marroni ficoaffeina, fucoxantina, ecc. Le alghe rosse contenenti il ​​pigmento ficoeritrina vivono ancora più in profondità. La capacità di catturare la luce solare con lunghezze diverse onde. Questo fenomeno si chiama adattamento cromatico.

Le specie di acque profonde hanno una serie di tratti fisici caratteristici delle piante da ombra. Tra questi, vale la pena notare il basso punto di compensazione della fotosintesi (30-100 lux), la “natura d'ombra” della curva di luce della fotosintesi con un plateau di bassa saturazione, ad esempio, le alghe hanno grandi cromatofori; Mentre per le forme superficiali e fluttuanti queste curve sono di tipo “più leggero”.

Per utilizzare la luce debole nel processo di fotosintesi, è necessaria una maggiore area di organi assimilatori. Pertanto, la punta della freccia (Sagittaria sagittifolia) forma foglie di forme diverse quando si sviluppa sulla terra e nell'acqua.

Il programma ereditario codifica la possibilità di sviluppo in entrambe le direzioni. Il “meccanismo scatenante” per lo sviluppo delle forme “acquatiche” delle foglie è l’ombreggiatura e non l’azione diretta dell’acqua.

Spesso le foglie delle piante acquatiche, immerse nell'acqua, sono fortemente sezionate in stretti lobi filiformi, come, ad esempio, nel hornwort, nell'uruti, nell'erba vescica, o hanno una sottile lastra traslucida - foglie sottomarine di capsule di uova, ninfee, foglie di lenticchie sommerse.

Queste caratteristiche sono caratteristiche anche delle alghe, come le alghe filamentose, i talli sezionati delle Characeae e i sottili talli trasparenti di molte specie di acque profonde. Ciò consente alle idrofite di aumentare il rapporto tra area corporea e volume e quindi di sviluppare un'area superficiale maggiore a un costo di massa organica relativamente basso.

Nelle piante parzialmente immerse nell'acqua, il eterofilia, cioè la differenza nella struttura delle foglie sopra l'acqua e sottomarine della stessa pianta: Ciò è ben visibile nel ranuncolo acquatico (Fig. 5.11) Quelle sopra l'acqua hanno caratteristiche comuni alle foglie delle piante fuori terra (dorsoventrale struttura, tessuti tegumentari ben sviluppati e apparato stomatico), sott'acqua - lame fogliari molto sottili o sezionate. L'eterofilia è stata notata anche nelle ninfee e nelle capsule di uova, nelle punte di freccia e in altre specie.

Riso. 5.11. Eterofilia nel ranuncolo acquatico

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

Foglie: 1 - sopra l'acqua; 2 - sott'acqua

Un esempio illustrativo è il tricottero (Simn latifolium), sul cui fusto si notano diverse forme di foglie, che riflettono tutte le transizioni da tipicamente terrestre a tipicamente acquatico.

La profondità dell'ambiente acquatico influenza anche gli animali, il loro colore, composizione delle specie ecc. Ad esempio, in un ecosistema lacustre, la vita principale è concentrata nello strato d'acqua, nel quale penetra la quantità di luce sufficiente per la fotosintesi. Il limite inferiore di questo strato è chiamato livello di compensazione. Al di sopra di questa profondità, le piante rilasciano più ossigeno di quello che consumano e l’ossigeno in eccesso può essere utilizzato da altri organismi. Al di sotto di questa profondità la fotosintesi non può garantire la respirazione, quindi per gli organismi è a disposizione solo l'ossigeno, che arriva con l'acqua dagli strati più superficiali del lago.

Gli animali dai colori vivaci e variamente colorati vivono in strati d'acqua superficiali e leggeri, mentre le specie di acque profonde sono generalmente prive di pigmenti. Nella zona crepuscolare dell'oceano vivono animali colorati con una tinta rossastra, che li aiuta a nascondersi dai nemici, poiché il colore rosso nei raggi blu-viola è percepito come nero. La colorazione rossa è caratteristica degli animali della zona crepuscolare come la spigola, il corallo rosso, vari crostacei, ecc.

L'assorbimento della luce nell'acqua è tanto più forte quanto minore è la sua trasparenza, dovuta alla presenza di particelle minerali (argilla, limo) in essa. La trasparenza dell'acqua diminuisce anche con la rapida crescita della vegetazione acquatica nel periodo estivo o con la riproduzione in massa di piccoli organismi sospesi negli strati superficiali. La trasparenza è caratterizzata da un'estrema profondità, dove è ancora visibile un disco di Secchi appositamente ribassato (un disco bianco del diametro di 20 cm). Nel Mar dei Sargassi (il più acque limpide) il disco di Secchi è visibile fino a una profondità di 66,5 m, nell'Oceano Pacifico - fino a 59, nell'Oceano Indiano - fino a 50, in mari poco profondi - fino a 5-15 m. La trasparenza dei fiumi non supera 1 -1,5 m, e nei fiumi dell'Asia centrale Amu Darya e Syrdarya - pochi centimetri. Pertanto, i confini delle zone di fotosintesi variano notevolmente nei diversi corpi idrici. Nella maggior parte dei casi acque pulite la zona della fotosintesi, o zona eufotica, raggiunge una profondità non superiore a 200 m, la zona crepuscolare (disfotica) si estende fino a 1000-1500 m, e più in profondità, nella zona afotica, la luce solare non penetra affatto.

Le ore diurne in acqua sono molto più brevi (soprattutto negli strati profondi) che sulla terraferma. La quantità di luce negli strati superiori dei serbatoi varia con la latitudine dell'area e il periodo dell'anno. Pertanto, le lunghe notti polari limitano notevolmente il tempo adatto alla fotosintesi nei bacini artico e antartico, e la copertura di ghiaccio rende difficile alla luce l'accesso a tutti i corpi idrici ghiacciati in inverno.

Regime del sale. La salinità dell'acqua o il regime salino svolgono un ruolo importante nella vita degli organismi acquatici. La composizione chimica delle acque si forma sotto l'influenza delle condizioni storiche e geologiche naturali, nonché dell'impatto antropogenico. Il contenuto di composti chimici (sali) nell'acqua ne determina la salinità ed è espresso in grammi per litro o in per miglio(°/od). Secondo la mineralizzazione generale, le acque possono essere suddivise in dolci con un contenuto di sale fino a 1 g/l, salmastre (1-25 g/l), con salinità marina (26-50 g/l) e salate (più di 50 g/l). I soluti più importanti nell'acqua sono carbonati, solfati e cloruri (Tabella 5.1).

Tabella 5.1

Composizione dei sali basici in vari serbatoi (secondo R. Dazho, 1975)

Tra le acque dolci ce ne sono molte che sono quasi pure, ma ce ne sono anche molte che contengono fino a 0,5 g di sostanze disciolte per litro. I cationi in base al loro contenuto nell'acqua dolce sono organizzati come segue: calcio - 64%, magnesio - 17%, sodio - 16%, potassio - 3%. Questi sono valori medi e in ogni caso specifico sono possibili fluttuazioni, talvolta significative.

Un elemento importante nell'acqua dolce è il contenuto di calcio. Il calcio può agire come un fattore limitante. Esistono acque “dolci”, povere di calcio (meno di 9 mg per 1 litro), e acque “dure”, che contengono grandi quantità di calcio (più di 25 mg per 1 litro).

Nell'acqua di mare il contenuto medio di sali disciolti è di 35 g/l, nei mari marginali è molto inferiore. Nell'acqua di mare sono stati trovati 13 metalloidi e almeno 40 metalli. In termini di importanza, il primo posto è il sale da cucina, poi il cloruro di bario, il solfato di magnesio e il cloruro di potassio.

La maggior parte della vita acquatica poichilosmotico. La pressione osmotica nel loro corpo dipende dalla salinità dell'ambiente. Gli animali e le piante d'acqua dolce vivono in ambienti in cui la concentrazione delle sostanze disciolte è inferiore rispetto a quella presente nei fluidi e nei tessuti corporei. A causa della differenza di pressione osmotica all'esterno e all'interno del corpo, l'acqua penetra costantemente nel corpo, per cui gli organismi acquatici d'acqua dolce sono costretti a rimuoverla intensamente. Hanno processi di osmoregolazione ben espressi. Nei protozoi ciò si ottiene grazie al lavoro dei vacuoli escretori, negli organismi multicellulari - rimuovendo l'acqua attraverso il sistema escretore. Alcuni ciliati secernono una quantità di acqua pari al volume del loro corpo ogni 2-2,5 minuti.

Con l'aumentare della salinità, il lavoro dei vacuoli rallenta e ad una concentrazione salina del 17,5% smette di funzionare, poiché la differenza di pressione osmotica tra cellule e ambiente esterno scompare.

La concentrazione di sali nei fluidi corporei e nei tessuti di molti organismi marini è isotonica con la concentrazione di sali disciolti nell'acqua circostante. A questo proposito, le loro funzioni osmoregolatrici sono meno sviluppate rispetto agli animali d'acqua dolce. L'osmoregolazione è uno dei motivi per cui molte piante e animali marini non sono riusciti a popolare i corpi di acqua dolce e si sono rivelati tipici abitanti marini: celenterati (Coelenterata), echinodermi (Echinodermata), spugne (Spongia), tunicati (Tunicata), pogonophora (Pogonophora ). D'altra parte, gli insetti praticamente non vivono nei mari e negli oceani, mentre i bacini d'acqua dolce sono abbondantemente popolati da essi. Gli organismi tipicamente marini e tipicamente d'acqua dolce non tollerano cambiamenti significativi nella salinità e lo sono stenoalino. Eurialino organismi, in particolare animali, d'acqua dolce e origine marina Non così tanto. Si trovano, spesso in grandi quantità, nelle acque salmastre. Si tratta dell'orata (Abramis brama), del lucioperca d'acqua dolce (Stizostedion lucioperca), del luccio (Ezox lucios) e della famiglia dei trigli (Mugilidae).

L'habitat delle piante nell'ambiente acquatico, oltre alle caratteristiche sopra elencate, lascia un'impronta su altri aspetti della vita, soprattutto su regime idrico nelle piante letteralmente circondate dall'acqua. Tali piante non hanno traspirazione e quindi non esiste un “motore superiore” che mantenga il flusso d'acqua nella pianta. E allo stesso tempo esiste (anche se molto più debole che nelle piante terrestri) la corrente che trasporta i nutrienti ai tessuti, con una frequenza giornaliera ben definita: più di giorno, assente di notte. Un ruolo attivo nel suo mantenimento spetta alla pressione radicale (nelle specie attaccate) e all'attività di cellule speciali che secernono acqua - stomi o idatodi.

Nelle acque dolci sono comuni le piante fissate sul fondo del serbatoio. Spesso la loro superficie fotosintetica si trova sopra l'acqua. Questi includono canne (Scirpus), ninfee (Nymphaea), capsule di uova (Nyphar), tife (Typha), punte di freccia (Sagittaria). In altri, gli organi fotosintetici sono immersi nell'acqua. Queste sono lenticchie d'acqua (Potamogeton), urut (Myriophyllum), elodea (Elodea). Alcuni tipi di piante d'acqua dolce superiori sono senza radici e galleggiano liberamente o crescono su oggetti sottomarini, le alghe, che sono attaccate al terreno.

Modalità gas. I principali gas presenti nell'ambiente acquatico sono l'ossigeno e l'anidride carbonica. Il resto, come l'idrogeno solforato o il metano, sono di secondaria importanza.

Ossigeno per l'ambiente acquatico - il più importante fattore ambientale. Entra nell'acqua dall'aria e viene rilasciato dalle piante durante la fotosintesi. Il coefficiente di diffusione dell'ossigeno nell'acqua è circa 320mila volte inferiore a quello dell'aria, e il suo contenuto totale negli strati superiori dell'acqua è 6-8 ml/l, ovvero 21 volte inferiore a quello dell'atmosfera. Il contenuto di ossigeno nell'acqua è inversamente proporzionale alla temperatura. All’aumentare della temperatura e della salinità dell’acqua, la concentrazione di ossigeno in essa diminuisce. Negli strati fortemente popolati da animali e batteri, può verificarsi una carenza di ossigeno a causa dell'aumento del consumo di ossigeno. Pertanto, nell'Oceano Mondiale, le profondità ricche di vita da 50 a 1000 m sono caratterizzate da un forte deterioramento dell'aerazione. È 7-10 volte inferiore a quello delle acque superficiali abitate dal fitoplancton. Le condizioni vicino al fondo dei serbatoi possono essere quasi anaerobiche.

Con il ristagno in piccoli specchi d'acqua, anche l'acqua viene bruscamente impoverita di ossigeno. La sua carenza può verificarsi anche in inverno sotto il ghiaccio. Ad una concentrazione inferiore a 0,3-3,5 ml/l la vita degli aerobi nell'acqua è impossibile. Il contenuto di ossigeno in condizioni di giacimento risulta essere un fattore limitante (Tabella 5.2).

Tabella 5.2

Fabbisogno di ossigeno nelle diverse specie pesce d'acqua dolce

Tra gli abitanti acquatici esiste un numero significativo di specie che possono tollerare ampie fluttuazioni del contenuto di ossigeno nell'acqua, prossime alla sua assenza. Questi sono i cosiddetti euriossibionti. Questi includono oligocheti d'acqua dolce (Tubifex tubifex), gasteropodi (Viviparus viviparus). La carpa, la tinca e il carassio possono sopportare una saturazione di ossigeno molto bassa dei pesci. Tuttavia, molte specie lo sono stenoxibionte, cioè, possono esistere solo con una saturazione di acqua con ossigeno sufficientemente elevata, ad esempio trota iridea, trota fario, pesciolini, ecc. Molte specie di organismi viventi sono in grado di cadere in uno stato inattivo, il cosiddetto anossibiosi, e vivere così un periodo sfavorevole.

La respirazione degli organismi acquatici avviene sia attraverso la superficie del corpo che attraverso organi specializzati: branchie, polmoni, trachea. Spesso il tegumento del corpo può fungere da organo respiratorio aggiuntivo. In alcune specie esiste una combinazione di respirazione dell'acqua e dell'aria, ad esempio i dipnoi, i sifonofori, i discofanti, molti molluschi polmonari, crostacei Yammarus lacustris, ecc. Gli animali acquatici secondari mantengono solitamente il tipo di respirazione atmosferica come energeticamente più favorevole, e quindi richiedono il contatto con l'ambiente aereo. Questi includono pinnipedi, cetacei, coleotteri acquatici, larve di zanzara, ecc.

Diossido di carbonio. Nell'ambiente acquatico, gli organismi viventi, oltre alla mancanza di luce e ossigeno, possono mancare di CO 2 disponibile, ad esempio le piante per la fotosintesi. L'anidride carbonica entra nell'acqua a seguito della dissoluzione della CO 2 contenuta nell'aria, della respirazione degli organismi acquatici, della decomposizione dei residui organici e del rilascio di carbonati. Il contenuto di anidride carbonica nell'acqua varia da 0,2 a 0,5 ml/l, ovvero 700 volte superiore a quello dell'atmosfera. La CO2 si dissolve in acqua 35 volte meglio dell'ossigeno. L'acqua di mare è il principale serbatoio di anidride carbonica, poiché contiene da 40 a 50 cm 3 di gas per litro, in forma libera o legata, ovvero 150 volte superiore alla sua concentrazione nell'atmosfera.

L'anidride carbonica contenuta nell'acqua partecipa alla formazione delle formazioni scheletriche calcaree degli animali invertebrati e garantisce la fotosintesi delle piante acquatiche. Con l'intensa fotosintesi delle piante si verifica un aumento del consumo di anidride carbonica (0,2-0,3 ml/l all'ora), che porta alla sua carenza. Le idrofite rispondono ad un aumento del contenuto di CO 2 nell'acqua aumentando la fotosintesi.

Un'ulteriore fonte di CO per la fotosintesi delle piante acquatiche è anche l'anidride carbonica, che viene rilasciata durante la decomposizione dei sali di bicarbonato e la loro trasformazione in anidride carbonica:

Ca(HCO3)2 -> CaCO3 + CO, + H2O

I carbonati poco solubili che si formano in questo caso si depositano sulla superficie delle foglie sotto forma di calcare o crosta, cosa ben visibile quando molte piante acquatiche seccano.

Concentrazione di ioni idrogeno(pH) spesso influenza la distribuzione degli organismi acquatici. Le piscine d'acqua dolce con un pH di 3,7-4,7 sono considerate acide, 6,95-7,3 neutre e con un pH superiore a 7,8 - alcaline. Nei corpi d'acqua dolce, il pH subisce fluttuazioni significative, spesso durante il giorno. L'acqua di mare è più alcalina e il suo pH cambia meno dell'acqua dolce. Il pH diminuisce con la profondità.

Dalle piante con un pH inferiore a 7,5 crescono la cavalletta (Jsoetes) e il panace (Sparganium). In ambiente alcalino (pH 7,7-8,8), sono comuni molte specie di lenticchia d'acqua ed elodea, a pH 8,4-9, Typha angustifolia raggiunge un forte sviluppo; Le acque acide delle torbiere favoriscono lo sviluppo dei muschi di sfagno.

La maggior parte dei pesci d'acqua dolce può tollerare un pH compreso tra 5 e 9. Se il pH è inferiore a 5, si verifica una massiccia morte di pesci, mentre sopra 10 muoiono tutti i pesci e gli altri animali.

Nei laghi con un ambiente acido si trovano spesso larve di ditteri del genere Chaoborus, e nelle acque acide delle paludi sono comuni i rizomi di conchiglia (Testaceae), sono assenti i molluschi elasmobranchi del genere Unio e raramente si trovano altri molluschi.

Plasticità ecologica degli organismi nell'ambiente acquatico. L'acqua è un ambiente più stabile e i fattori abiotici subiscono fluttuazioni relativamente minori, e quindi gli organismi acquatici hanno una plasticità ecologica inferiore rispetto a quelli terrestri. Le piante e gli animali d’acqua dolce sono più plastici di quelli marini, poiché l’acqua dolce come ambiente di vita è più variabile. L'ampiezza della plasticità ecologica degli organismi acquatici è valutata non solo nel suo insieme rispetto a un complesso di fattori (eury- e stenobionticità), ma anche individualmente.

Pertanto, è stato stabilito che le piante e gli animali costieri, a differenza degli abitanti delle zone aperte, sono principalmente organismi euritermici ed eurialini, poiché le condizioni di temperatura e il regime salino vicino alla riva sono piuttosto variabili: riscaldamento dovuto al sole e raffreddamento relativamente intenso, desalinizzazione mediante l'afflusso di acqua da ruscelli e fiumi, in particolare durante la stagione delle piogge, ecc. Un esempio è il loto, che è una tipica specie stenotermica e cresce solo in bacini poco profondi e ben riscaldati. Gli abitanti degli strati superficiali, rispetto alle forme profonde, per i motivi sopra esposti risultano essere più euritermici ed eurialini.

La plasticità ecologica è un importante regolatore della dispersione degli organismi. È stato dimostrato che sono molto diffusi organismi acquatici con elevata plasticità ecologica, ad esempio Elodea. L'esempio opposto è l'artemia salina (Artemia solina), che vive in piccoli bacini con acqua molto salata ed è un tipico rappresentante stenoalino con ridotta plasticità ecologica. In relazione ad altri fattori, ha una plasticità significativa e si trova abbastanza spesso nei corpi idrici salati.

La plasticità ecologica dipende dall'età e dalla fase di sviluppo dell'organismo. Ad esempio, il mare gasteropode Littorina da adulta durante la bassa marea quotidiana a lungo fa a meno dell'acqua, ma le sue larve conducono uno stile di vita planctonico e non tollerano l'essiccamento.

Caratteristiche di adattamento delle piante all'ambiente acquatico. Paradiso acquatico| Le Sthenie presentano differenze significative rispetto agli organismi vegetali terrestri. Pertanto, la capacità delle piante acquatiche di assorbire umidità e sali minerali direttamente dall'ambiente circostante si riflette nella loro organizzazione morfologica e fisiologica. Caratteristica delle piante acquatiche è lo scarso sviluppo del tessuto conduttivo e dell'apparato radicale. L'apparato radicale serve principalmente per l'attaccamento al substrato sottomarino e non svolge le funzioni di nutrizione minerale e approvvigionamento idrico, come nelle piante terrestri. Le piante acquatiche si nutrono di tutta la superficie del loro corpo.

La notevole densità dell'acqua consente alle piante di abitare il suo intero spessore. Le piante inferiori che popolano vari strati e conducono uno stile di vita fluttuante sono dotate a questo scopo di appendici speciali che aumentano la loro galleggiabilità e permettono loro di rimanere sospese. Le idrofite superiori hanno un tessuto meccanico poco sviluppato. Come sì Come notato sopra, nelle foglie, negli steli e nelle radici ci sono cavità intercellulari contenenti aria che aumentano la leggerezza e la galleggiabilità degli organi sospesi nell'acqua e galleggianti sulla superficie, il che contribuisce anche al dilavamento delle cellule interne da parte dell'acqua con sali e gas in esso disciolti. Si distinguono le idrofite| Hanno una grande superficie fogliare con un volume totale ridotto della pianta, che fornisce loro un intenso scambio di gas in mancanza di ossigeno e altri gas disciolti nell'acqua.

Un certo numero di organismi acquatici hanno sviluppato diversità di foglie, o eterofilia. Pertanto, nella Salvinia, le foglie sommerse forniscono nutrimento minerale, mentre le foglie galleggianti forniscono nutrimento organico.

Una caratteristica importante dell'adattamento delle piante alla vita in acqua | Questo ambiente è dovuto anche al fatto che le foglie immerse nell'acqua sono solitamente molto sottili. Spesso la clorofilla in essi contenuta si trova nelle cellule epidermiche, il che aiuta ad aumentare l'intensità della fotosintesi in condizioni di scarsa illuminazione. Tali caratteristiche anatomiche e morfologiche sono espresse più chiaramente nei muschi acquatici (Riccia, Fontinalis), nella Vallisneria spiralis e nelle lenticchie (Potamageton).

La protezione contro la lisciviazione o la lisciviazione dei sali minerali dalle cellule delle piante acquatiche è la secrezione di muco da parte di cellule speciali e la formazione dell'endoderma da cellule con pareti più spesse sotto forma di anello.

Relativamente bassa temperatura nell'ambiente acquatico provoca la morte delle parti vegetative delle piante immerse nell'acqua dopo la formazione dei germogli invernali e la sostituzione delle foglie estive, sottili e tenere, con foglie invernali più dure e corte. La bassa temperatura dell'acqua influisce negativamente sugli organi generativi delle piante acquatiche e la sua alta densità rende difficile il trasferimento del polline. A questo proposito, le piante acquatiche si riproducono intensamente per via vegetativa. La maggior parte delle piante galleggianti e sommerse trasportano nell'aria gli steli fioriti e si riproducono sessualmente. Il polline viene trasportato dal vento e dalle correnti superficiali. I frutti e i semi che vengono prodotti vengono distribuiti anche dalle correnti superficiali. Questo fenomeno si chiama idrocoria. Le piante idrocore comprendono non solo piante acquatiche, ma anche molte piante costiere. I loro frutti sono molto galleggianti, rimangono a lungo nell'acqua e non perdono la germinazione. Ad esempio, l'acqua trasporta i frutti e i semi della punta di freccia (Sagittaria sagittofolia), dell'erba comune (Butomus umbellatus) e del chastukha (Alisma plantago-aguatica). I frutti di molti carici (Carex) sono racchiusi in particolari sacche d'aria e vengono trasportati dalle correnti d'acqua. Allo stesso modo, l'erbaccia humai (Sorgnum halepense) si è diffusa lungo il fiume Vakht lungo i canali.

Caratteristiche dell'adattamento degli animali all'ambiente acquatico. Negli animali che vivono in un ambiente acquatico, rispetto alle piante, le caratteristiche adattative sono più diverse, tra cui ad esempio anatomo-morfologico, comportamentale e così via.

Gli animali che vivono nella colonna d'acqua hanno principalmente adattamenti che aumentano la loro galleggiabilità e consentono loro di resistere al movimento dell'acqua e delle correnti. Questi organismi sviluppano adattamenti che impediscono loro di risalire nella colonna d'acqua o riducono la loro galleggiabilità, il che consente loro di rimanere sul fondo, comprese le acque che scorrono veloci.

Nelle piccole forme che vivono nella colonna d'acqua si nota una riduzione delle formazioni scheletriche. Pertanto, nei protozoi (Radiolaria, Rhizopoda), i gusci sono porosi e le spine di selce dello scheletro sono cave all'interno. La densità specifica degli ctenofori e delle meduse (Scyphozoa) diminuisce a causa della presenza di acqua nei tessuti. L'accumulo di goccioline di grasso nel corpo (luci notturne - Noctiluca, radiolari - Radiolaria) aiuta ad aumentare la galleggiabilità. Grandi accumuli di grasso si osservano in alcuni crostacei (Cladocera, Copepoda), pesci e cetacei. La densità specifica del corpo viene ridotta e quindi aumenta la galleggiabilità grazie alle vesciche natatorie piene di gas, di cui sono dotati molti pesci. I sifonofori (Physalia, Velella) hanno potenti cavità d'aria.

Gli animali che nuotano passivamente nella colonna d'acqua sono caratterizzati non solo da una diminuzione della massa, ma anche da un aumento della superficie specifica corporea. Ciò è dovuto al fatto che maggiore è la viscosità del mezzo e maggiore è la superficie specifica del corpo dell'organismo, più lentamente affonda nell'acqua. Negli animali, il corpo è appiattito, su di esso si formano spine, escrescenze e appendici, ad esempio nei flagellati (Leptodiscus, Craspeditella), radiolari (Aulacantha, Chalengeridae), ecc.

Un folto gruppo di animali che vivono in acqua dolce utilizzano la tensione superficiale dell'acqua (pellicola superficiale) quando si muovono. Gli insetti acquatici (Gyronidae, Veliidae), gli scarafaggi rotanti (Gerridae), ecc. corrono liberamente sulla superficie dell'acqua. Gli artropodi che toccano l'acqua con le estremità delle loro appendici ricoperte di peli idrorepellenti provocano la deformazione della sua superficie con la formazione. di un menisco concavo. Quando la forza di sollevamento (F) diretta verso l'alto è maggiore della massa dell'animale, quest'ultimo verrà trattenuto sull'acqua a causa della tensione superficiale.

Pertanto, la vita sulla superficie dell'acqua è possibile per animali relativamente piccoli, poiché la massa aumenta in proporzione alla dimensione del cubo e la tensione superficiale aumenta come valore lineare.

Il nuoto attivo negli animali viene effettuato con l'aiuto di ciglia, flagelli, flessione del corpo e in modo reattivo grazie all'energia del flusso d'acqua espulso. Raggiungerò la massima perfezione nella modalità di trasporto a reazione. cefalopodi. Pertanto, alcuni calamari sviluppano velocità fino a 40-50 km/h quando lanciano l'acqua (Fig. 5.12).

Riso. 5.12. Calamaro

Gli animali di grandi dimensioni hanno spesso arti specializzati (pinne, pinne), il loro corpo è snello e ricoperto di muco.

Solo nell'ambiente acquatico si trovano animali immobili che conducono uno stile di vita attaccato. Si tratta di idroidi (Hydroidea) e polipi di corallo (Anthozoo), gigli di mare (Crinoidea), bivalvi (Br/aMa), ecc. Sono caratterizzati da una forma particolare del corpo, leggera galleggiabilità (la densità corporea è maggiore della densità dell'acqua). e dispositivi speciali per il fissaggio al substrato.

Gli animali acquatici sono per lo più poichilotermi. Nei mammiferi omootermi (cetacei, pinnipedi), ad esempio, si forma un notevole strato di grasso sottocutaneo, che svolge una funzione di isolamento termico.

Gli animali di acque profonde si distinguono per caratteristiche organizzative specifiche: scomparsa o debole sviluppo dello scheletro calcareo, aumento delle dimensioni corporee, spesso riduzione degli organi visivi, aumento dello sviluppo dei recettori tattili, ecc.

La pressione osmotica e lo stato ionico delle soluzioni nel corpo degli animali sono assicurati da complessi meccanismi del metabolismo del sale marino. Il modo più comune per mantenere una pressione osmotica costante è rimuovere regolarmente l'acqua che entra nel corpo utilizzando vacuoli pulsanti e organi escretori. Quindi, i pesci d'acqua dolce rimuovono l'acqua in eccesso lavorando duro apparato escretore e i sali vengono assorbiti attraverso i filamenti branchiali. I pesci marini sono costretti a ricostituire le loro riserve idriche e quindi a bere acqua di mare, e i sali in eccesso forniti con l'acqua vengono rimossi dal corpo attraverso i filamenti branchiali (Fig. 5.13).

Riso. 5.13. Escrezione e osmoregolazione nei teleostei d'acqua dolce

pesci (A), elasmobranchi (B) e pesci ossei marini (C)

Le sigle ipo-, iso- e iper- indicano la tonicità dell'ambiente interno rispetto a quello esterno (da N. Green et al., 1993)

Numerosi idrobionti hanno uno schema di alimentazione speciale: si tratta del filtraggio o della sedimentazione di particelle di origine organica sospese nell'acqua, numerosi piccoli organismi. Questo metodo di alimentazione non richiede grandi dispendi di energie nella ricerca della preda ed è tipico dei molluschi elasmobranchi, echinodermi sessili, ascidie, crostacei planctonici, ecc. Gli animali filtratori svolgono un ruolo importante nella trattamento biologico serbatoi.

La dafnia d'acqua dolce, i ciclopi e il crostaceo più abbondante nell'oceano, Calanus finmarchicus, filtrano fino a 1,5 litri di acqua per individuo al giorno. Le cozze che vivono su un'area di 1 m 2 possono spingere 150-280 m 3 di acqua al giorno attraverso la cavità del mantello, facendo precipitare le particelle sospese.

A causa della rapida attenuazione dei raggi luminosi nell'acqua, la vita costantemente al crepuscolo o al buio limita notevolmente le capacità di orientamento visivo degli organismi acquatici. Il suono viaggia più velocemente nell’acqua che nell’aria e gli organismi acquatici hanno un orientamento visivo al suono più sviluppato. Alcune specie rilevano addirittura gli infrasuoni. La segnalazione sonora serve soprattutto per le relazioni intraspecifiche: orientamento in uno stormo, attrazione di individui del sesso opposto, ecc. I cetacei, ad esempio, cercano cibo e si orientano utilizzando l'ecolocalizzazione, la percezione delle onde sonore riflesse. Il principio del localizzatore di delfini è quello di emettere onde sonore che viaggiano davanti all'animale che nuota. Quando si incontra un ostacolo, ad esempio un pesce, le onde sonore vengono riflesse e restituite al delfino, che sente l'eco risultante e rileva così l'oggetto che causa la riflessione del suono.

Si conoscono circa 300 specie di pesci in grado di generare elettricità e di utilizzarla per l'orientamento e la segnalazione. Un certo numero di pesci (razza elettrica, anguilla elettrica, ecc.) utilizzano i campi elettrici per difendersi e attaccare.

Caratteristiche degli organismi acquatici modo antico orientamento - percezione della chimica dell'ambiente. I chemocettori di molti idrobionti (salmone, anguilla, ecc.) sono estremamente sensibili. Nelle migrazioni di migliaia di chilometri, trovano i luoghi di deposizione delle uova e di alimentazione con sorprendente precisione.

Il cambiamento delle condizioni nell'ambiente acquatico provoca anche alcune reazioni comportamentali degli organismi. I cambiamenti nell'illuminazione, nella temperatura, nella salinità, nel regime del gas e in altri fattori sono associati alle migrazioni verticali (discesa in profondità, risalita in superficie) e orizzontali (deposizione delle uova, svernamento e alimentazione) degli animali. Nei mari e negli oceani, milioni di tonnellate di organismi acquatici prendono parte alle migrazioni verticali e durante le migrazioni orizzontali gli animali acquatici possono percorrere centinaia e migliaia di chilometri.

Ci sono molti corpi d'acqua temporanei e poco profondi sulla Terra che compaiono dopo le inondazioni dei fiumi, forti piogge, scioglimento della neve, ecc. Caratteristiche generali abitanti dei bacini artificiali in prosciugamento è la capacità di dare alla luce numerosi figli in breve tempo e di sopportare lunghi periodi senza acqua, passando in uno stato di ridotta attività vitale - ipobiosi.

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Distribuzione degli organismi per ambiente di vita

Nel processo del lungo sviluppo storico della materia vivente e della formazione di forme sempre più avanzate di esseri viventi, gli organismi, padroneggiando nuovi habitat, furono distribuiti sulla Terra secondo i suoi gusci minerali (idrosfera, litosfera, atmosfera) e adattati all'esistenza in condizioni rigorosamente definite.

Il primo mezzo di vita era l'acqua. Fu in esso che nacque la vita. Con il progredire dello sviluppo storico, molti organismi iniziarono a popolare l'ambiente terra-aria. Di conseguenza, apparvero piante e animali terrestri che si evolsero rapidamente, adattandosi alle nuove condizioni di vita.

Nel processo di funzionamento della materia vivente sulla terra, gli strati superficiali della litosfera furono gradualmente trasformati in suolo, in una sorta di corpo bioinerte del pianeta, come disse V.I. Il suolo cominciò ad essere popolato sia da specie acquatiche che organismi terrestri, creando un complesso specifico dei suoi abitanti.

Quindi, su Terra moderna Si distinguono chiaramente quattro ambienti viventi - acquatico, suolo-aria, suolo e organismi viventi - che differiscono significativamente nelle loro condizioni. Diamo un'occhiata a ciascuno di essi.

Caratteristiche generali. L'ambiente acquatico della vita, l'idrosfera, occupa fino al 71% dell'area del globo. In termini di volume, le riserve d'acqua sulla Terra sono stimate in 1.370 milioni di metri cubi. km, che è 1/800 del volume del globo. La maggior parte dell'acqua, oltre il 98%, è concentrata nei mari e negli oceani, l'1,24% è rappresentata dai ghiacci delle regioni polari; nelle acque dolci di fiumi, laghi e paludi la quantità di acqua non supera lo 0,45%.

Nell’ambiente acquatico vivono circa 150.000 specie di animali (circa il 7% del loro numero totale in globo) e 10.000 specie di piante (8%). Nonostante il fatto che i rappresentanti della stragrande maggioranza dei gruppi di piante e animali siano rimasti nell'ambiente acquatico (nella loro "culla"), il numero delle loro specie è significativamente inferiore a quello di quelle terrestri. Ciò significa che l’evoluzione sulla terra è avvenuta molto più velocemente.

La flora e la fauna più diversificata e ricca dei mari e degli oceani delle regioni equatoriali e tropicali (in particolare degli oceani Pacifico e Atlantico). A sud e a nord di queste cinture, la composizione qualitativa degli organismi si esaurisce gradualmente. Nell'area dell'arcipelago dell'India orientale ci sono circa 40.000 specie di animali e nel mare di Laptev ce ne sono solo 400. Inoltre, la maggior parte degli organismi dell'Oceano Mondiale è concentrata in un'area relativamente piccola di le coste marine della zona temperata e tra le mangrovie dei paesi tropicali. In vaste zone d'acqua lontane dalla costa si trovano zone desertiche, praticamente prive di vita.

La quota di fiumi, laghi e paludi nella biosfera è insignificante rispetto a quella dei mari e degli oceani. Tuttavia, creano la fornitura di acqua dolce necessaria per un numero enorme di piante e animali, nonché per l'uomo.

L'ambiente acquatico ha una forte influenza sui suoi abitanti. A sua volta, la materia vivente dell'idrosfera influenza l'habitat, lo elabora, coinvolgendolo nel ciclo delle sostanze. Si stima che l’acqua dei mari e degli oceani, dei fiumi e dei laghi si decompone e venga ripristinata nel ciclo biotico entro 2 milioni di anni, cioè tutta è passata attraverso la materia vivente del pianeta più di mille volte*. Pertanto, l'idrosfera moderna è un prodotto dell'attività vitale della materia vivente non solo delle ere geologiche moderne, ma anche passate.

Una caratteristica dell'ambiente acquatico è la sua mobilità anche in corpi idrici stagnanti, per non parlare di fiumi e torrenti che scorrono e scorrono veloci. I mari e gli oceani sperimentano flussi e riflussi, correnti potenti e tempeste; Nei laghi, l'acqua si muove sotto l'influenza del vento e della temperatura. Il movimento dell'acqua garantisce l'apporto di ossigeno e sostanze nutritive agli organismi acquatici e porta ad un livellamento (diminuzione) della temperatura in tutto il serbatoio.

Gli abitanti dei bacini artificiali hanno sviluppato adattamenti adeguati alla mobilità dell'ambiente. Ad esempio, nei corpi idrici correnti ci sono le cosiddette piante "fouling" saldamente attaccate agli oggetti sottomarini: alghe verdi (Cladophora) con una scia di germogli, diatomee (Diatomeae), muschi acquatici (Fontinalis), che formano una fitta copertura anche su pietre in rapide increspature del fiume.

Animali adattati anche alla mobilità dell'ambiente acquatico. Nei pesci che vivono in fiumi a corrente veloce, il corpo ha una sezione trasversale quasi rotonda (trota, pesciolino). Di solito si muovono verso la corrente. Gli invertebrati dei corpi idrici correnti di solito stanno sul fondo, il loro corpo è appiattito nella direzione dorso-ventrale, molti hanno vari organi di fissazione sul lato ventrale, che permettono loro di attaccarsi agli oggetti sottomarini. Nei mari, l'influenza più forte delle masse d'acqua in movimento è sperimentata dagli organismi nelle zone di marea e di risacca. Sulle coste rocciose tra le onde sono comuni i cirripedi (Balanus, Chthamalus), i gasteropodi (Patella Haliotis) e alcune specie di crostacei che si nascondono negli anfratti della riva.

Nella vita degli organismi acquatici alle latitudini temperate, il movimento verticale dell'acqua nei bacini permanenti gioca un ruolo importante. L'acqua al loro interno è chiaramente divisa in tre strati: l'epilimnio superiore, la cui temperatura subisce forti fluttuazioni stagionali; strato di salto di temperatura – metallimnio (termoclino), dove si osserva una forte differenza di temperatura; strato inferiore profondo, ipolimnio, dove la temperatura cambia leggermente durante l'anno.

In estate gli strati d'acqua più caldi si trovano in superficie, mentre quelli più freddi si trovano sul fondo. Questa distribuzione strato per strato delle temperature in un serbatoio è chiamata stratificazione diretta. In inverno, con la diminuzione della temperatura, si osserva una stratificazione inversa: le acque superficiali fredde con temperature inferiori a 4 °C si trovano al di sopra di quelle relativamente calde. Questo fenomeno è chiamato dicotomia della temperatura. È particolarmente pronunciato nella maggior parte dei nostri laghi in estate e in inverno. Come risultato della dicotomia della temperatura, nel serbatoio si forma una stratificazione della densità dell'acqua, la sua circolazione verticale viene interrotta e inizia un periodo di stagnazione temporanea.

In primavera, l'acqua superficiale, a causa del riscaldamento fino a 4°C, diventa più densa e sprofonda più in profondità, e l'acqua più calda risale dalle profondità per prendere il suo posto. Come risultato di tale circolazione verticale nel serbatoio, si verifica l'omotermia, cioè per qualche tempo la temperatura dell'intero massa d'acqua livellato. Con un ulteriore aumento della temperatura, gli strati superiori dell'acqua diventano sempre meno densi e non affondano più: inizia la stagnazione estiva.

In autunno lo strato superficiale si raffredda, diventa più denso e sprofonda più in profondità, spostando in superficie l’acqua più calda. Ciò si verifica prima dell'inizio dell'omotermia autunnale. Quando le acque superficiali si raffreddano sotto i 4°C, diventano nuovamente meno dense e rimangono nuovamente in superficie. Di conseguenza, la circolazione dell'acqua si interrompe e si verifica la stagnazione invernale.

Gli organismi nei corpi idrici delle latitudini temperate sono ben adattati ai movimenti verticali stagionali degli strati d'acqua, all'omotermia primaverile e autunnale e alla stagnazione estiva e invernale (Fig. 13).

Nei laghi a latitudini tropicali la temperatura superficiale dell'acqua non scende mai sotto i 4 °C e il gradiente termico al loro interno è chiaramente espresso fino agli strati più profondi. La miscelazione dell'acqua, di regola, avviene qui in modo irregolare durante il periodo più freddo dell'anno.

Condizioni peculiari per la vita si sviluppano non solo nella colonna d'acqua, ma anche sul fondo del serbatoio, poiché non c'è aerazione nel terreno e i composti minerali vengono lavati via. Non hanno quindi fertilità e servono solo come substrato più o meno solido per gli organismi acquatici, svolgendo prevalentemente una funzione meccanico-dinamica. A questo proposito, la dimensione delle particelle di terreno, la densità del loro contatto reciproco e la resistenza al dilavamento da parte delle correnti acquisiscono il massimo significato ambientale.

Fattori abiotici dell'ambiente acquatico. L'acqua come ambiente vivente ha proprietà fisiche e chimiche speciali.

Il regime di temperatura dell'idrosfera è fondamentalmente diverso da quello di altri ambienti. Le fluttuazioni della temperatura negli oceani sono relativamente piccole: la minima è di circa –2 °C e la massima è di circa 36 °C. L'ampiezza delle oscillazioni qui rientra quindi entro i 38 °C. Con la profondità, la temperatura dell’acqua negli oceani diminuisce. Anche nelle zone tropicali a 1000 m di profondità non si superano i 4–5°C. Nelle profondità di tutti gli oceani si trova uno strato di acqua fredda (da -1,87 a +2°C).

Nelle acque interne dolci delle latitudini temperate, la temperatura degli strati superficiali dell'acqua varia da – 0,9 a +25 ° C, nelle acque più profonde è di 4–5 ° C. L'eccezione sono le sorgenti termali, dove la temperatura dello strato superficiale talvolta raggiunge gli 85–93 °C.

Le caratteristiche termodinamiche dell'ambiente acquatico, come l'elevata capacità termica specifica, l'elevata conduttività termica e l'espansione al congelamento, creano condizioni particolarmente favorevoli per la vita. Queste condizioni sono assicurate anche dall'elevato calore latente di fusione dell'acqua, per cui in inverno la temperatura sotto il ghiaccio non scende mai al di sotto del punto di congelamento (per l'acqua dolce circa 0°C). Poiché l'acqua ha la densità maggiore a 4° C e quando gela si espande, in inverno il ghiaccio si forma solo sulla parte superiore, ma lo spessore principale non gela.

Poiché il regime di temperatura dei corpi idrici è caratterizzato da una grande stabilità, gli organismi che vivono in essi sono caratterizzati da una relativa costanza della temperatura corporea e hanno uno stretto intervallo di adattabilità alle fluttuazioni della temperatura ambientale. Anche piccole deviazioni in modalità termica Tutto può portare a cambiamenti significativi nella vita di animali e piante. Un esempio è l '"esplosione biologica" del loto (Nelumbium caspium) nella parte più settentrionale del suo habitat, nel delta del Volga. Per molto tempo questo pianta esotica abitava solo una piccola baia. Nell'ultimo decennio, l'area dei boschetti di loto è aumentata di quasi 20 volte e ora occupa oltre 1.500 ettari di superficie acquatica. Questa rapida diffusione del loto è spiegata dal generale abbassamento del livello del Mar Caspio, accompagnato dalla formazione di numerosi piccoli laghi ed estuari alla foce del Volga. Nelle giornate calde mesi estivi L'acqua qui si è riscaldata più di prima, il che ha contribuito alla crescita dei boschetti di loto.

L'acqua è anche caratterizzata da una densità significativa (a questo proposito è 800 volte maggiore dell'aria) e da una viscosità. Queste caratteristiche influenzano le piante nel fatto che il loro tessuto meccanico si sviluppa molto debolmente o per niente, quindi i loro steli sono molto elastici e si piegano facilmente. La maggior parte delle piante acquatiche sono caratterizzate dalla galleggiabilità e dalla capacità di restare sospese nella colonna d'acqua. Salgono in superficie e poi ricadono. In molti animali acquatici, il tegumento è abbondantemente lubrificato con muco, che riduce l'attrito durante il movimento e il corpo assume una forma snella.

Gli organismi dell'ambiente acquatico sono distribuiti in tutto il suo spessore (nelle depressioni oceaniche sono stati rinvenuti animali a profondità superiori a 10.000 m). Naturalmente a diverse profondità subiscono pressioni diverse. Le creature del mare profondo sono adattate a ipertensione(fino a 1000 atm), gli abitanti degli strati superficiali non ne sono sensibili. In media, nella colonna d'acqua, per ogni 10 m di profondità, la pressione aumenta di 1 atm. Tutti gli idrobionti sono adattati a questo fattore e di conseguenza si dividono in quelli di acque profonde e quelli che vivono a profondità basse.

La trasparenza dell'acqua e il suo regime luminoso hanno una grande influenza sugli organismi acquatici. Ciò influisce soprattutto sulla distribuzione delle piante fotosintetiche. Nei bacini fangosi vivono solo nello strato superficiale e dove c'è maggiore trasparenza penetrano a profondità significative. Una certa torbidità dell'acqua è creata da un numero enorme di particelle sospese in essa, che limita la penetrazione della luce solare. La torbidità nell'acqua può essere causata da particelle di sostanze minerali (argilla, limo) e piccoli organismi. Anche la trasparenza dell'acqua diminuisce in estate con la rapida crescita della vegetazione acquatica e la riproduzione in massa di piccoli organismi sospesi negli strati superficiali. Il regime di luce dei serbatoi dipende anche dalla stagione. Nel nord dentro latitudini temperate Quando i serbatoi ghiacciano e il ghiaccio in superficie è ancora coperto di neve, la penetrazione della luce nella colonna d'acqua è notevolmente limitata.

Il regime luminoso è determinato anche dalla naturale diminuzione della luce con la profondità dovuta al fatto che l'acqua assorbe la luce solare. In questo caso, i raggi con lunghezze d'onda diverse vengono assorbiti in modo diverso: quelli rossi vengono assorbiti più rapidamente, mentre quelli blu-verdi penetrano a profondità significative. L'oceano diventa più scuro con la profondità. Il colore dell'ambiente cambia, passando gradualmente dal verdastro al verde, poi al blu, al blu, al blu-viola, seguito dall'oscurità costante. Di conseguenza, con la profondità, le alghe verdi (Chlorophyta) vengono sostituite da quelle marroni (Phaeophyta) e rosse (Rhodophyta), i cui pigmenti sono adatti a catturare la luce solare con diverse lunghezze d'onda. Anche il colore degli animali cambia naturalmente con la profondità. In superficie vivono solitamente strati leggeri d'acqua, animali dai colori vivaci e variamente colorati, mentre le specie di acque profonde sono prive di pigmenti. Nella zona crepuscolare dell'oceano vivono animali colorati con una tinta rossastra, che li aiuta a nascondersi dai nemici, poiché il colore rosso nei raggi blu-viola è percepito come nero.

La salinità dell'acqua gioca un ruolo importante nella vita degli organismi acquatici. Come sapete, l'acqua è un ottimo solvente per molti composti minerali. Di conseguenza, i serbatoi naturali sono caratterizzati da un certo Composizione chimica. Valore più alto hanno carbonati, solfati, cloruri. La quantità di sali disciolti per 1 litro d'acqua nei corpi d'acqua dolce non supera 0,5 g (di solito inferiore nei mari e negli oceani raggiunge i 35 g (Tabella 6);

Tabella 6.Distribuzione dei sali basici in vari serbatoi (secondo R. Dazho, 1975)

Il calcio svolge un ruolo essenziale nella vita degli animali d'acqua dolce. Molluschi, crostacei e altri invertebrati lo utilizzano per costruire le conchiglie e l'esoscheletro. Ma i corpi d'acqua dolce, a seconda di una serie di circostanze (la presenza di alcuni sali solubili nel terreno del bacino, nel suolo e nel suolo delle sponde, nell'acqua dei fiumi e torrenti affluenti) variano notevolmente sia nella composizione che nella la concentrazione dei sali in essi disciolti. Le acque del mare sono più stabili a questo riguardo. In essi sono stati ritrovati quasi tutti gli elementi conosciuti. Tuttavia, in termini di importanza, il primo posto è occupato dal sale da cucina, poi dal cloruro e solfato di magnesio e dal cloruro di potassio.

Le piante e gli animali d'acqua dolce vivono in un ambiente ipotonico, cioè un ambiente in cui la concentrazione di soluti è inferiore a quella dei fluidi e dei tessuti corporei. A causa della differenza di pressione osmotica all'esterno e all'interno del corpo, l'acqua penetra costantemente nel corpo e gli idrobionti d'acqua dolce sono costretti a rimuoverla intensamente. A questo proposito, i loro processi di osmoregolazione sono ben espressi. La concentrazione di sali nei fluidi corporei e nei tessuti di molti organismi marini è isotonica con la concentrazione di sali disciolti nell'acqua circostante. Pertanto, le loro funzioni osmoregolatrici non sono sviluppate nella stessa misura degli animali d'acqua dolce. Le difficoltà di osmoregolazione sono uno dei motivi per cui molte piante marine e soprattutto animali non sono riusciti a popolare i corpi d'acqua dolce e si sono rivelati, ad eccezione di alcuni rappresentanti, tipici abitanti marini (celenterati - Coelenterata, echinodermi - Echinodermata, pogonophora - Pogonophora , spugne - Spongia, tunicati – Tunicata). A quel Stesso Gli insetti praticamente non vivono nei mari e negli oceani, mentre i bacini d'acqua dolce ne sono abbondantemente popolati. Le specie tipicamente marine e tipicamente d'acqua dolce non tollerano cambiamenti significativi nella salinità dell'acqua. Sono tutti organismi stenoalini. Gli animali eurialini di origine marina e d'acqua dolce sono relativamente pochi. Si trovano solitamente, ed in quantità significative, in acque salmastre. Si tratta del lucioperca d'acqua dolce (Stizostedion lucioperca), dell'orata (Abramis brama), del luccio (Esox lucius) e della famiglia delle triglie di mare (Mugilidae).

Nelle acque dolci sono comuni le piante fissate sul fondo del serbatoio. Spesso la loro superficie fotosintetica si trova sopra l'acqua. Si tratta di tife (Typha), canne (Scirpus), punte di freccia (Sagittaria), ninfee (Nymphaea), capsule di uova (Nuphar). In altri, gli organi fotosintetici sono immersi nell'acqua. Questi includono la lenticchia d'acqua (Potamogeton), l'urut (Myriophyllum) e l'elodea (Elodea). Alcuni piante superiori le acque dolci sono prive di radici. Galleggiano liberamente o crescono su oggetti sottomarini o alghe attaccate al terreno.

Sebbene l’ossigeno non svolga un ruolo significativo nell’ambiente aereo, è il fattore ambientale più importante nell’ambiente acquatico. Il suo contenuto in acqua è inversamente proporzionale alla temperatura. Con la diminuzione della temperatura aumenta la solubilità dell'ossigeno, come di altri gas. L'accumulo di ossigeno disciolto nell'acqua avviene a seguito del suo ingresso dall'atmosfera, nonché a causa dell'attività fotosintetica delle piante verdi. Quando l'acqua viene miscelata, cosa tipica dei bacini artificiali con flusso e soprattutto dei fiumi e ruscelli che scorrono veloci, aumenta anche il contenuto di ossigeno.

Animali diversi hanno esigenze diverse di ossigeno. Ad esempio, la trota (Salmo trutta) e il pesciolino (Phoxinus phoxinus) sono molto sensibili alla sua carenza e vivono quindi solo in acque correnti, fredde e ben miscelate. Lo scarafaggio (Rutilus rutilus), la ruffa (Acerina cernua), la carpa (Cyprinus carpio), il carassio (Carassius carassius) non hanno pretese in questo senso e le larve delle zanzare chironomidi (Chironomidae) e dei vermi tubifex (Tubifex) vivono a grandi profondità, dove non c'è ossigeno affatto o molto poco. Gli insetti acquatici e i molluschi (Pulmonata) possono vivere anche in corpi idrici con bassi livelli di ossigeno. Tuttavia, salgono sistematicamente in superficie, immagazzinando aria fresca per qualche tempo.

L’anidride carbonica è circa 35 volte più solubile in acqua rispetto all’ossigeno. Ce n'è quasi 700 volte di più nell'acqua che nell'atmosfera da cui proviene. Inoltre, carbonati e bicarbonati di metalli alcalini e alcalino terrosi sono una fonte di anidride carbonica nell'acqua. L'anidride carbonica contenuta nell'acqua garantisce la fotosintesi delle piante acquatiche e partecipa alla formazione delle strutture scheletriche calcaree degli animali invertebrati.

La concentrazione di ioni idrogeno (pH) è di grande importanza nella vita degli organismi acquatici. Le piscine di acqua dolce con un pH compreso tra 3,7 e 4,7 sono considerate acide, tra 6,95 e 7,3 sono considerate neutre e quelle con un pH superiore a 7,8 sono alcaline. Nei corpi d'acqua dolce, il pH subisce anche fluttuazioni giornaliere. L'acqua di mare è più alcalina e il suo pH cambia molto meno dell'acqua dolce. Il pH diminuisce con la profondità.

La concentrazione di ioni idrogeno gioca un ruolo importante nella distribuzione degli organismi acquatici. A un pH inferiore a 7,5 crescono la cavalletta (Isoetes) e il burberry (Sparganium); a 7,7–8,8, cioè in un ambiente alcalino, si sviluppano molti tipi di lenticchia d'acqua ed elodea. Nelle acque acide delle paludi predominano i muschi di sfagno (Sphagnum), ma sono assenti i molluschi elasmobranchi del genere Unio, altri molluschi sono rari, ma abbondano i rizomi di conchiglia (Testacea); La maggior parte dei pesci d'acqua dolce può sopportare un pH compreso tra 5 e 9. Se il pH è inferiore a 5, si verifica una massiccia morte di pesci, mentre sopra 10 muoiono tutti i pesci e gli altri animali.

Gruppi ecologici di idrobionti. La colonna d'acqua - pelagica (pelagos - mare) è abitata da organismi pelagici che possono nuotare attivamente o rimanere (galleggiare) in determinati strati. In base a ciò, gli organismi pelagici sono divisi in due gruppi: necton e plancton. Gli abitanti del fondo formano il terzo gruppo ecologico di organismi: il benthos.

Nekton (nekios–· galleggiante)– Questa è una raccolta di animali pelagici che si muovono attivamente e che non hanno una connessione diretta con il fondo. Si tratta principalmente di animali di grandi dimensioni che possono superare lunghe distanze e forti correnti d'acqua. Sono caratterizzati da una forma del corpo snella e da organi di movimento ben sviluppati. Tipici organismi nectonici sono pesci, calamari, pinnipedi e balene. Nelle acque dolci, oltre ai pesci, il necton comprende anfibi e insetti in movimento attivo. Molti pesci marini possono muoversi nell'acqua a grande velocità. Alcuni calamari (Oegopsida) nuotano molto velocemente, fino a 45–50 km/h, i pesci vela (Istiopharidae) raggiungono velocità fino a 100–10 km/h e il pesce spada (Xiphias glabius) raggiunge velocità fino a 130 km/h.

Plancton– librarsi, vagare)– Questo è un insieme di organismi pelagici che non hanno la capacità di movimenti attivi rapidi. Gli organismi planctonici non possono resistere alle correnti. Si tratta principalmente di piccoli animali - zooplancton e piante - fitoplancton. Il plancton comprende periodicamente le larve di molti animali che galleggiano nella colonna d'acqua.

Gli organismi planctonici si trovano sulla superficie dell'acqua, o in profondità, o anche nello strato inferiore. I primi formano un gruppo speciale: i Neuston. Gli organismi la cui parte del corpo si trova nell'acqua e la parte sopra la sua superficie sono chiamati pleuston. Questi sono sifonofori (Siphonophora), lenticchia d'acqua (Lemna), ecc.

Il fitoplancton è di grande importanza nella vita dei corpi idrici, poiché è il principale produttore di sostanza organica. Comprende principalmente diatomee (Diatomeae) e alghe verdi (Chlorophyta), flagellati vegetali (Phytomastigina), peridineae (Peridineae) e coccolitoforidi (Coccolitophoridae). IN acque settentrionali Gli oceani del mondo sono dominati dalle diatomee e, nelle regioni tropicali e subtropicali, da flagellati corazzati. Nelle acque dolci, oltre alle diatomee, sono comuni le alghe verdi e azzurre (Suanophyta).

Zooplancton e batteri si trovano a tutte le profondità. Lo zooplancton marino è dominato da piccoli crostacei (Copepoda, Amphipoda, Euphausiacea) e protozoi (Foraminiferi, Radiolaria, Tintinnoidea). I suoi rappresentanti più grandi sono gli pteropodi (Pteropoda), le meduse (Scyphozoa) e gli ctenophora galleggianti (Ctenophora), le salpe (Salpae) e alcuni vermi (Alciopidae, Tomopteridae). Nelle acque dolci, scarsamente balneabili, sono comuni crostacei relativamente grandi (Daphnia, Cyclopoidea, Ostracoda, Simocephalus; Fig. 14), molti rotiferi (Rotatoria) e protozoi.

La più grande diversità di specie è raggiunta dal plancton nelle acque tropicali.

I gruppi di organismi planctonici si differenziano per dimensione. Il nannoplancton (nannos - nano) sono le alghe e i batteri più piccoli; microplancton (micro – piccolo) – la maggior parte delle alghe, protozoi, rotiferi; mesoplancton (mesos - medio) - copepodi e cladoceri, gamberetti e un numero di animali e piante, non più lunghi di 1 cm; macroplancton (macro - grande) - meduse, mysidi, gamberetti e altri organismi più grandi di 1 cm; Il megaloplancton (megalos – enorme) sono animali molto grandi, oltre 1 m. Ad esempio, il ctenoforo nuotatore (Cestus veneris) raggiunge una lunghezza di 1,5 me la medusa cyanea (Suapea) ha una campana con un diametro fino a 2 me tentacoli lunghi 30 m.

Gli organismi planctonici sono un'importante componente alimentare di molti animali acquatici (compresi giganti come i misticeti - Mystacoceti), soprattutto considerando che essi, e in particolare il fitoplancton, sono caratterizzati da focolai stagionali di riproduzione di massa (fioriture d'acqua).

Benthos– profondità)– un insieme di organismi che vivono sul fondo (sul suolo e nel sottosuolo) dei corpi idrici. Si divide in fitobenthos e zoobenthos. Rappresentato principalmente da animali attaccati o che si muovono lentamente, nonché da animali scavatori. Solo in acque poco profonde è costituito da organismi che sintetizzano la materia organica (produttori), la consumano (consumatori) e la distruggono (decompositori). A grandi profondità, dove la luce non penetra, il fitobenthos (produttore) è assente.

Gli organismi bentonici differiscono nel loro stile di vita: mobile, sedentario e immobile; per metodo di alimentazione: fotosintetico, carnivoro, erbivoro, detritivoro; per dimensione – macro-, meso-microbenthos.

Il fitobenthos dei mari comprende principalmente batteri e alghe (diatomee, verdi, brune, rosse). Lungo le coste sono presenti anche piante da fiore: Zostera, Phyllospadix, Rup-pia. Il fitobenthos più ricco si trova nelle zone rocciose e sassose del fondale. Lungo le coste, le alghe (Laminaria) e il fucus (Fucus) talvolta formano una biomassa fino a 30 kg per 1 mq. m. Su terreni morbidi, dove le piante non riescono ad attaccarsi saldamente, il fitobenthos si sviluppa principalmente in luoghi protetti dalle onde.

I fitobenzo d'acqua dolce sono rappresentati da batteri, diatomee e alghe verdi. Le piante costiere sono abbondanti, situate nell'entroterra della riva in cinture chiaramente definite. Nella prima zona crescono piante semisommerse (canne, canne, tife e carici). La seconda zona è occupata da piante sommerse con foglie galleggianti (ninfee, lenticchie d'acqua, ninfee). La terza zona è dominata dalle piante sommerse: lenticchia d'acqua, elodea, ecc.

A seconda del loro stile di vita, tutte le piante acquatiche possono essere divise in due principali gruppi ecologici: idrofite - piante che sono immerse nell'acqua solo con la parte inferiore e di solito radicano nel terreno, e idatofite - piante che sono completamente immerse nell'acqua, ma a volte galleggiano sulla superficie o hanno foglie galleggianti.

Lo zoobenthos marino è dominato da foraminiferi, spugne, celenterati, nemertei, vermi policheti, sipunculidi, briozoi, brachiopodi, molluschi, ascidie e pesci. Le forme bentoniche sono più numerose nelle acque poco profonde, dove la loro biomassa totale raggiunge spesso le decine di chilogrammi per metro quadrato. m Con la profondità, il numero di benthos diminuisce drasticamente e a grandi profondità ammonta a milligrammi per 1 mq. M.

Nei corpi d'acqua dolce c'è meno zoobenthos che nei mari e negli oceani e la composizione delle specie è più uniforme. Si tratta principalmente di protozoi, alcune spugne, vermi ciliati e oligocheti, sanguisughe, briozoi, molluschi e larve di insetti.

Plasticità ecologica degli organismi acquatici. Gli organismi acquatici hanno una plasticità ecologica inferiore rispetto a quelli terrestri, poiché l'acqua è un ambiente più stabile e i suoi fattori abiotici subiscono fluttuazioni relativamente minori. Le piante e gli animali marini sono quelli meno plastici. Sono molto sensibili ai cambiamenti della salinità e della temperatura dell'acqua. Pertanto, i coralli madreporici non sopportano nemmeno una debole desalinizzazione dell'acqua e vivono solo nei mari, inoltre, su terreno solido ad una temperatura non inferiore a 20 ° C. Questi sono tipici stenobionti. Tuttavia, ci sono specie con maggiore plasticità ecologica. Ad esempio, il rizoma Cyphoderia ampulla è un tipico euribionte. Vive nei mari e nelle acque dolci, negli stagni caldi e nei laghi freddi.

Gli animali e le piante d'acqua dolce, di regola, sono molto più plastici di quelli marini, poiché l'acqua dolce come ambiente di vita è più variabile. I più flessibili sono gli abitanti delle acque salmastre. Sono adatti sia ad alte concentrazioni di sali disciolti che ad una significativa desalinizzazione. Tuttavia, il numero di specie è relativamente piccolo, poiché i fattori ambientali subiscono cambiamenti significativi nelle acque salmastre.

L'ampiezza della plasticità ecologica degli organismi acquatici viene valutata in relazione non solo all'intero complesso di fattori (eury- e stanobionticità), ma anche a ciascuno di essi. Le piante e gli animali costieri, a differenza degli abitanti delle zone aperte, sono organismi prevalentemente euritermici ed eurialini, poiché vicino alla riva le condizioni di temperatura e il regime salino sono piuttosto variabili (riscaldamento dovuto al sole e raffreddamento relativamente intenso, desalinizzazione dovuta all'afflusso di acqua da ruscelli e fiumi, soprattutto durante la stagione delle piogge, ecc.). Una tipica specie stenotermica è il loto. Cresce solo in bacini poco profondi ben riscaldati. Per gli stessi motivi gli abitanti degli strati superficiali risultano più euritermici ed eurialini rispetto alle forme marine profonde.

La plasticità ecologica funge da importante regolatore della dispersione degli organismi. Di norma, gli organismi acquatici con elevata plasticità ecologica sono abbastanza diffusi. Questo vale, ad esempio, per elodea. Tuttavia, in questo senso, il crostaceo artemia salina (Artemia salina) è diametralmente opposto ad esso. Vive in piccoli specchi d'acqua con acqua molto salata. Questo è un tipico rappresentante stenoalino con stretta plasticità ecologica. Ma in relazione ad altri fattori, è molto plastico e quindi si trova ovunque nei corpi idrici salati.

La plasticità ecologica dipende dall'età e dalla fase di sviluppo dell'organismo. Così il gasteropode marino Littorina, da adulto, resta a lungo senza acqua ogni giorno durante la bassa marea, e le sue larve conducono uno stile di vita puramente planctonico e non tollerano l'essiccamento.

Caratteristiche adattative delle piante acquatiche. L'ecologia delle piante acquatiche, come notato, è molto specifica e differisce nettamente dall'ecologia della maggior parte degli organismi vegetali terrestri. La capacità delle piante acquatiche di assorbire umidità e sali minerali direttamente dall'ambiente si riflette nella loro organizzazione morfologica e fisiologica. Le piante acquatiche sono caratterizzate principalmente da uno scarso sviluppo del tessuto conduttivo e dei sistemi radicali. Quest'ultimo serve principalmente per l'attaccamento al substrato sottomarino e, a differenza delle piante terrestri, non svolge la funzione di nutrizione minerale e approvvigionamento idrico. A questo proposito, le radici delle piante acquatiche radicate sono prive di peli radicali. Si nutrono di tutta la superficie del corpo. I rizomi fortemente sviluppati di alcuni di essi servono per la propagazione e la conservazione vegetativa. nutrienti. Queste sono molte lenticchie, ninfee e capsule di uova.

L'elevata densità dell'acqua consente alle piante di abitare il suo intero spessore. A questo scopo, le piante inferiori che popolano vari strati e conducono uno stile di vita fluttuante sono dotate di speciali appendici che ne aumentano la galleggiabilità e consentono loro di rimanere sospese. Il tessuto meccanico è poco sviluppato nelle idrofite superiori. Nelle foglie, negli steli e nelle radici, come notato, ci sono cavità intercellulari contenenti aria. Ciò aumenta la leggerezza e la galleggiabilità degli organi sospesi nell'acqua e galleggianti sulla superficie, e aiuta anche a lavare via le cellule interne con acqua con gas e sali disciolti in essa. Le idatofite sono generalmente caratterizzate da un'ampia superficie fogliare con un volume totale della pianta ridotto. Ciò fornisce loro un intenso scambio di gas quando manca ossigeno e altri gas disciolti nell'acqua. Molte lenticchie d'acqua (Potamogeton lusens, P. perfoliatus) hanno fusti e foglie sottili e molto lunghi, le loro coperture sono facilmente permeabili all'ossigeno. Altre piante hanno foglie fortemente sezionate (ranuncolo acquatico – Ranunculus aquatilis, urut – Myriophyllum spicatum, hornwort – Ceratophyllum dernersum).

Numerose piante acquatiche hanno sviluppato eterofilia (varie foglie). Ad esempio, nella Salvinia, le foglie sommerse servono come nutrimento minerale, mentre le foglie galleggianti servono come nutrimento organico. Nelle ninfee e nelle capsule delle uova, le foglie galleggianti e sommerse sono significativamente diverse l'una dall'altra. La superficie superiore delle foglie galleggianti è densa e coriacea con un gran numero di stomi. Ciò favorisce un migliore scambio di gas con l'aria. Non ci sono stomi sulla pagina inferiore delle foglie galleggianti o sommerse.

Una caratteristica adattativa altrettanto importante delle piante per vivere in un ambiente acquatico è che le foglie immerse nell'acqua sono solitamente molto sottili. La clorofilla in essi si trova spesso nelle cellule dell'epidermide. Ciò porta ad un aumento del tasso di fotosintesi in condizioni di scarsa illuminazione. Tali caratteristiche anatomiche e morfologiche sono espresse più chiaramente in molte lenticchie d'acqua (Potamogeton), elodea (Helodea canadensis), muschi acquatici (Riccia, Fontinalis) e Vallisneria spiralis.

La protezione delle piante acquatiche dalla lisciviazione dei sali minerali dalle cellule è la secrezione di muco da parte di cellule speciali e la formazione dell'endoderma sotto forma di un anello di cellule a pareti più spesse.

La temperatura relativamente bassa dell'ambiente acquatico provoca la morte delle parti vegetative delle piante immerse nell'acqua dopo la formazione dei germogli invernali, nonché la sostituzione delle tenere foglie estive sottili con foglie invernali più dure e più corte. Allo stesso tempo, la bassa temperatura dell'acqua influisce negativamente sugli organi riproduttivi delle piante acquatiche e la sua alta densità rende difficile il trasferimento del polline. Pertanto, le piante acquatiche si riproducono intensamente per via vegetativa. In molti di loro il processo sessuale è soppresso. Adattandosi alle caratteristiche dell'ambiente acquatico, la maggior parte delle piante sommerse e galleggianti trasportano nell'aria gli steli fioriti e si riproducono sessualmente (il polline viene trasportato dal vento e dalle correnti superficiali). I frutti, i semi e gli altri rudimenti risultanti vengono distribuiti anche dalle correnti superficiali (idrocoria).

Le piante idrocore comprendono non solo piante acquatiche, ma anche molte piante costiere. I loro frutti sono molto galleggianti e possono rimanere a lungo nell'acqua senza perdere la germinazione. L'acqua trasporta i frutti e i semi di chastukha (Alisma plantago-aquatica), punta di freccia (Sagittaria sagittifolia), salvia (Butomusumbellatus), lenticchia d'acqua e altre piante. I frutti di molti carici (Sagekh) sono racchiusi in particolari sacche d'aria e vengono trasportati anche dalle correnti d'acqua. Si ritiene che anche le palme da cocco si siano diffuse negli arcipelaghi delle isole tropicali dell'Oceano Pacifico grazie alla galleggiabilità dei loro frutti: le noci di cocco. Lungo il fiume Vakhsh, lungo i canali, si diffondeva allo stesso modo l'erba gumai (Sorgnum halepense).

Caratteristiche adattative degli animali acquatici. Gli adattamenti degli animali all'ambiente acquatico sono ancora più diversificati di quelli delle piante. Hanno caratteristiche anatomiche, morfologiche, fisiologiche, comportamentali e altre caratteristiche adattative. Anche semplicemente elencarli è difficile. Pertanto, nomineremo in termini generali solo i più caratteristici.

Gli animali che vivono nella colonna d'acqua possiedono, innanzitutto, adattamenti che aumentano la loro galleggiabilità e consentono loro di resistere al movimento dell'acqua e delle correnti. Gli organismi del fondale, al contrario, sviluppano adattamenti che impediscono loro di risalire nella colonna d'acqua, cioè riducono la galleggiabilità e consentono loro di rimanere sul fondo anche in acque che scorrono veloci.

Nelle piccole forme che vivono nella colonna d'acqua si osserva una riduzione delle formazioni scheletriche. Nei protozoi (Rhizopoda, Radiolaria), i gusci sono porosi e le spine di selce dello scheletro sono cave all'interno. La densità specifica delle meduse (Scyphozoa) e degli ctenophora (Ctenophora) diminuisce a causa della presenza di acqua nei tessuti. Un aumento della galleggiabilità si ottiene anche attraverso l'accumulo di goccioline di grasso nel corpo (luci notturne - Noctiluca, radiolari - Radiolaria). Accumuli maggiori di grasso si osservano anche in alcuni crostacei (Cladocera, Copepoda), pesci e cetacei. La densità specifica del corpo è ridotta anche dalle bolle di gas nel protoplasma delle amebe testate e dalle camere d'aria nei gusci dei molluschi. Molti pesci hanno la vescica natatoria piena di gas. I sifonofori Physalia e Velella sviluppano potenti cavità aeree.

Gli animali che nuotano passivamente nella colonna d'acqua sono caratterizzati non solo da una diminuzione del peso, ma anche da un aumento della superficie specifica del corpo. Il fatto è che maggiore è la viscosità del mezzo e maggiore è la superficie specifica del corpo, più lentamente affonda nell'acqua. Di conseguenza, il corpo dell'animale si appiattisce e su di esso si formano tutti i tipi di spine, escrescenze e appendici. Questo è caratteristico di molti radiolari (Chalengeridae, Aulacantha), flagellati (Leptodiscus, Craspedotella) e foraminiferi (Globigerina, Orbulina). Poiché la viscosità dell’acqua diminuisce all’aumentare della temperatura e aumenta all’aumentare della salinità, gli adattamenti all’aumento dell’attrito sono più pronunciati quando alte temperature e bassa salinità. Ad esempio, flagellati Ceratium da Oceano Indiano armati di appendici a forma di corno più lunghe di quelle che vivono nelle fredde acque dell'Atlantico orientale.

Il nuoto attivo negli animali viene effettuato con l'aiuto di ciglia, flagelli e flessione del corpo. Ecco come si muovono i protozoi, i vermi ciliati e i rotiferi.

Tra gli animali acquatici, il nuoto a getto è comune a causa dell'energia del flusso d'acqua espulso. Questo è tipico dei protozoi, delle meduse, delle larve di libellula e di alcuni bivalvi. La modalità reattiva di locomozione raggiunge la sua massima perfezione nei cefalopodi. Alcuni calamari, quando buttano fuori l'acqua, sviluppano una velocità di 40–50 km/h. Gli animali più grandi sviluppano arti specializzati (gambe natatorie negli insetti, nei crostacei; pinne, pinne). Il corpo di tali animali è ricoperto di muco e ha una forma aerodinamica.

Grande gruppo gli animali, soprattutto quelli d'acqua dolce, utilizzano un velo d'acqua superficiale (tensione superficiale) quando si muovono. Ad esempio, vi corrono liberamente i coleotteri rotanti (Gyrinidae) e gli insetti acquatici (Gerridae, Veliidae). Piccoli coleotteri Hydrophilidae si muovono lungo la superficie inferiore della pellicola e da essa sono sospese le lumache di stagno (Limnaea) e le larve di zanzara. Tutti hanno una serie di caratteristiche nella struttura degli arti e i loro tegumenti non sono bagnati dall'acqua.

Solo nell'ambiente acquatico si trovano animali immobili che conducono uno stile di vita attaccato. Sono caratterizzati da una particolare forma del corpo, leggera galleggiabilità (la densità del corpo è maggiore della densità dell'acqua) e dispositivi speciali per il fissaggio al substrato. Alcuni si attaccano al suolo, altri strisciano lungo di esso o conducono uno stile di vita scavatore, altri si depositano su oggetti sottomarini, in particolare sul fondo delle navi.

Tra gli animali attaccati al suolo i più caratteristici sono le spugne, molti celenterati, soprattutto idroidi (Hydroidea) e polipi dei coralli (Anthozoa), crinoidi (Crinoidea), bivalvi(Bivalvia), cirripedi (Cirripedia), ecc.

Tra gli animali scavatori ci sono soprattutto molti vermi, larve di insetti e molluschi. Alcuni pesci (spiga - Cobitis taenia, passere di mare - Pleuronectidae, razze - Rajidae) e larve di lampreda (Petromyzones) trascorrono molto tempo nel terreno. L'abbondanza di questi animali e la loro diversità di specie dipendono dal tipo di terreno (pietre, sabbia, argilla, limo). Di solito ce ne sono meno sui terreni rocciosi che su quelli fangosi. Gli invertebrati che colonizzano in massa i terreni fangosi creano condizioni ottimali per la vita di numerosi predatori bentonici più grandi.

La maggior parte degli animali acquatici sono poichilotermi e la loro temperatura corporea dipende dalla temperatura dell'ambiente. Nei mammiferi omeotermi (pinnipedi, cetacei) si forma uno spesso strato di grasso sottocutaneo che svolge una funzione di isolamento termico.

Per gli animali acquatici, la pressione ambientale è importante. A questo proposito, ci sono animali stenobatici, che non sopportano grandi fluttuazioni di pressione, e animali euribatici, che vivono sia ad alta che a bassa pressione. Gli oloturi (Elpidia, Myriotrochus) vivono a profondità comprese tra 100 e 9000 m, e molte specie di gamberi Storthyngura, pogonophora, crinoidi si trovano a profondità comprese tra 3000 e 10.000 m. Tali animali di acque profonde hanno caratteristiche organizzative specifiche: un aumento delle dimensioni corporee ; scomparsa o scarso sviluppo dello scheletro calcareo; spesso – riduzione degli organi visivi; rafforzare lo sviluppo dei recettori tattili; mancanza di pigmentazione del corpo o, al contrario, colorazione scura.

Il mantenimento di una certa pressione osmotica e dello stato ionico delle soluzioni nel corpo degli animali è assicurato da complessi meccanismi di metabolismo del sale marino. Tuttavia, la maggior parte degli organismi acquatici sono poichilosmotici, cioè la pressione osmotica nel loro corpo dipende dalla concentrazione di sali disciolti nell'acqua circostante. Solo i vertebrati, i crostacei superiori, gli insetti e le loro larve sono omoiosmotici: mantengono una pressione osmotica costante nel corpo, indipendentemente dalla salinità dell'acqua.

Gli invertebrati marini generalmente non possiedono meccanismi per il metabolismo del sale marino: anatomicamente sono chiusi all'acqua, ma osmoticamente sono aperti. Tuttavia, sarebbe errato affermare che non dispongono assolutamente di meccanismi che controllino il metabolismo del sale marino.

Sono semplicemente imperfetti, e ciò è spiegato dal fatto che la salinità dell'acqua di mare è vicina alla salinità dei succhi corporei. Dopotutto, negli idrobionti d'acqua dolce, la salinità e lo stato ionico delle sostanze minerali nei succhi corporei sono, di regola, più alti che nell'acqua circostante. Pertanto, i loro meccanismi di osmoregolazione sono ben espressi. Il modo più comune per mantenere una pressione osmotica costante è rimuovere regolarmente l'acqua che entra nel corpo utilizzando vacuoli pulsanti e organi escretori. In altri animali per questi scopi si sviluppano coperture impenetrabili di chitina o formazioni cornee. Alcune persone producono muco sulla superficie del loro corpo.

La difficoltà di regolare la pressione osmotica negli organismi d'acqua dolce spiega la povertà della loro specie rispetto agli abitanti del mare.

Usiamo l'esempio dei pesci per vedere come avviene l'osmoregolazione degli animali nelle acque marine e dolci. I pesci d'acqua dolce eliminano l'acqua in eccesso attraverso l'intenso lavoro del sistema escretore e assorbono i sali attraverso i filamenti branchiali. I pesci marini, al contrario, sono costretti a ricostituire le proprie riserve idriche e quindi a bere acqua di mare, e i sali in eccesso che ne derivano vengono rimossi dal corpo attraverso i filamenti branchiali (Fig. 15).

Il cambiamento delle condizioni nell'ambiente acquatico provoca alcune reazioni comportamentali degli organismi. Le migrazioni verticali degli animali sono associate a cambiamenti di illuminazione, temperatura, salinità, regime del gas e altri fattori. Nei mari e negli oceani, milioni di tonnellate di organismi acquatici prendono parte a tali migrazioni (abbassandosi nelle profondità, risalendo in superficie). Durante le migrazioni orizzontali, gli animali acquatici possono percorrere centinaia e migliaia di chilometri. Queste sono le migrazioni per la deposizione delle uova, lo svernamento e l'alimentazione di molti pesci e mammiferi acquatici.

Biofiltri e loro ruolo ecologico. Una delle caratteristiche specifiche dell'ambiente acquatico è la presenza in esso grande quantità particelle fini materia organica - detriti formati da piante e animali morenti. Enormi masse di queste particelle si depositano sui batteri e, grazie al gas liberato in seguito al processo batterico, rimangono costantemente sospese nella colonna d'acqua.

I detriti rappresentano un alimento di alta qualità per molti organismi acquatici, per questo alcuni di essi, i cosiddetti biofiltri, si sono adattati per ottenerli utilizzando apposite strutture microporose. Queste strutture, per così dire, filtrano l'acqua, trattenendo le particelle in essa sospese. Questo metodo di alimentazione è chiamato filtrazione. Un altro gruppo di animali deposita i detriti sulla superficie del proprio corpo o su speciali dispositivi di cattura. Questo metodo è chiamato sedimentazione. Spesso lo stesso organismo si nutre sia per filtrazione che per sedimentazione.

Gli animali da biofiltrazione (molluschi elasmobranchi, echinodermi sessili e anellidi policheti, briozoi, ascidie, crostacei planctonici e molti altri) svolgono un ruolo importante nella purificazione biologica dei corpi idrici. Ad esempio, una colonia di cozze (Mytilus) per 1 mq. m passa attraverso la cavità del mantello fino a 250 metri cubi. m di acqua al giorno, filtrandola e facendo precipitare le particelle sospese. Il crostaceo quasi microscopico Calanoida purifica fino a 1,5 litri di acqua al giorno. Se si tiene conto dell'enorme numero di questi crostacei, il lavoro che svolgono nella depurazione biologica dei corpi idrici sembra davvero enorme.

Nelle acque dolci, i biofiltri attivi sono l'orzo perlato (Unioninae), le cozze dentate (Anodontinae), le cozze zebrate (Dreissena), la dafnia (Daphnia) e altri invertebrati. La loro importanza come una sorta di "sistema di pulizia" biologico dei corpi idrici è così grande che è quasi impossibile sopravvalutarla.

Zonizzazione dell'ambiente acquatico. L'ambiente acquatico è caratterizzato da una zonazione orizzontale e soprattutto verticale chiaramente definita. Tutti gli idrobionti sono strettamente limitati a vivere in determinate zone che differiscono in diverse condizioni di vita.

Nell'Oceano Mondiale, la colonna d'acqua è chiamata pelagica e il fondo è bentonico. Di conseguenza si distinguono anche gruppi ecologici di organismi che vivono nella colonna d'acqua (pelagici) e sul fondo (bentonici).

Il fondo, a seconda della profondità in cui si trova dalla superficie dell'acqua, è diviso in sublitorale (un'area di graduale declino fino a una profondità di 200 m), batiale (pendenza ripida), abissale (fondale oceanico con una profondità media di 3–6 km), ultra-abissale (il fondo delle depressioni oceaniche situate a una profondità compresa tra 6 e 10 km). Si distingue anche la zona litoranea: il bordo della costa, che viene periodicamente allagato durante l'alta marea (Fig. 16).

Acque aperte Gli oceani del mondo (pelagiali) sono anche divisi in zone verticali corrispondenti alle zone bentoniche: epipelagiche, batipelagiche, abissopelagiche.

Le zone litorali e sublitorali sono più riccamente popolate da piante e animali. Ci sono molti luce del sole, bassa pressione, fluttuazioni significative della temperatura. Gli abitanti delle profondità abissali e ultraabissali vivono a temperatura costante, al buio, e sperimentano una pressione enorme, che raggiunge diverse centinaia di atmosfere nelle depressioni oceaniche.

Una zonazione simile, ma meno chiaramente definita, è caratteristica anche dei corpi d'acqua dolce interni.

Concetti chiave: ambiente - ambiente di vita - ambiente acquatico - ambiente terra-aria - ambiente suolo - organismo come ambiente di vita

Nelle lezioni precedenti abbiamo parlato spesso di “habitat”, “ambiente di vita” e non abbiamo dato una definizione esatta a questo concetto. Intuitivamente abbiamo inteso per ambiente tutto ciò che circonda l'organismo e lo influenza in un modo o nell'altro. L'influenza dell'ambiente sul corpo sono i fattori ambientali che abbiamo studiato nelle lezioni precedenti. In altre parole, l'ambiente di vita è caratterizzato da un certo insieme di fattori ambientali.

La definizione di ambiente generalmente accettata è quella di Nikolai Pavlovich Naumov:

AMBIENTE - tutto ciò che circonda gli organismi, direttamente o indirettamente influenza la loro condizione, sviluppo, sopravvivenza e riproduzione.

Esiste un'enorme varietà di condizioni di vita sulla Terra, che fornisce una varietà di nicchie ecologiche e la loro "popolazione". Tuttavia, nonostante questa diversità, ce ne sono quattro qualitativamente ambienti diversi vite che hanno una serie specifica di fattori ambientali e quindi richiedono una serie specifica di adattamenti. Questi gli ambienti di vita:

terrestre-acquatico (terra);

altri organismi.

Facciamo conoscenza con le caratteristiche di ciascuno di questi ambienti.

Ambiente di vita acquatica

Secondo la maggior parte degli autori che studiano l’origine della vita sulla Terra, l’ambiente evolutivamente primario per la vita era l’ambiente acquatico. Troviamo non poche conferme indirette di questa posizione. Innanzitutto, la maggior parte degli organismi non è in grado di condurre una vita attiva senza l'ingresso di acqua nel corpo o, almeno, senza mantenere un certo contenuto di liquidi all'interno del corpo. L'ambiente interno dell'organismo, nel quale avvengono i principali processi fisiologici, conserva ovviamente ancora le caratteristiche dell'ambiente in cui avvenne l'evoluzione dei primi organismi. Pertanto, il contenuto di sale nel sangue umano (mantenuto a un livello relativamente costante) è vicino a quello dell’acqua dell’oceano. Le proprietà dell'ambiente acquatico oceanico determinarono in gran parte l'evoluzione chimica e fisica di tutte le forme di vita.

Forse il principale caratteristica distintiva l'ambiente acquatico è il suo relativo conservatorismo. Ad esempio, l'ampiezza delle fluttuazioni di temperatura stagionali o giornaliere nell'ambiente acquatico è molto inferiore rispetto all'ambiente terra-aria. Topografia del fondale, differenze di condizioni a diverse profondità, presenza di barriere coralline, ecc. creare una varietà di condizioni nell'ambiente acquatico.

Le caratteristiche dell'ambiente acquatico derivano dalle proprietà fisiche e chimiche dell'acqua. Pertanto, l’elevata densità e viscosità dell’acqua sono di grande importanza ambientale. Il peso specifico dell'acqua è paragonabile a quello del corpo degli organismi viventi. La densità dell'acqua è circa 1000 volte superiore alla densità dell'aria. Pertanto, gli organismi acquatici (soprattutto quelli che si muovono attivamente) incontrano una grande forza di resistenza idrodinamica. Per questo motivo, l'evoluzione di molti gruppi di animali acquatici è andata nella direzione della formazione di forme corporee e tipi di movimento che riducano la resistenza, il che porta ad una diminuzione dei costi energetici per il nuoto. Pertanto, una forma corporea snella si trova nei rappresentanti di vari gruppi di organismi che vivono nell'acqua: delfini (mammiferi), pesci ossei e cartilaginei.

L'elevata densità dell'acqua è anche la ragione per cui le vibrazioni meccaniche si propagano bene nell'ambiente acquatico. Ciò è stato importante nell'evoluzione degli organi sensoriali, nell'orientamento spaziale e nella comunicazione tra gli abitanti acquatici. Quattro volte maggiore che nell'aria, la velocità del suono in un ambiente acquatico determina di più alta frequenza segnali di ecolocalizzazione.

A causa dell'elevata densità dell'ambiente acquatico, i suoi abitanti sono privati ​​del legame obbligatorio con il substrato, caratteristico delle forme terrestri ed associato alle forze di gravità. Pertanto, esiste un intero gruppo di organismi acquatici (sia piante che animali) che esistono senza una connessione obbligatoria con il fondo o altro substrato, “galleggiando” nella colonna d'acqua.

La conduttività elettrica ha aperto la possibilità della formazione evolutiva di organi di senso elettrici, di difesa e di attacco.

Ambiente di vita terra-aria

L'ambiente terra-aria è caratterizzato da un'enorme varietà di condizioni di vita, nicchie ecologiche e organismi che le abitano. Va notato che gli organismi svolgono un ruolo primario nel modellare le condizioni dell'ambiente terrestre-aria della vita e, soprattutto, nella composizione del gas dell'atmosfera. Quasi tutto l'ossigeno atmosfera terrestreè di origine biogenica.

Le caratteristiche principali dell'ambiente terra-aria sono la grande ampiezza dei cambiamenti nei fattori ambientali, l'eterogeneità dell'ambiente, l'azione delle forze gravitazionali e la bassa densità dell'aria. Un complesso di fattori fisico-geografici e climatici caratteristici di un certo zona naturale, porta alla formazione evolutiva di adattamenti morfofisiologici degli organismi alla vita in queste condizioni, la diversità delle forme di vita.

L'aria atmosferica è caratterizzata da un'umidità bassa e variabile. Questa circostanza ha ampiamente limitato (limitato) le possibilità di padroneggiare l'ambiente terra-aria e ha anche diretto l'evoluzione del metabolismo del sale marino e della struttura degli organi respiratori.

Il suolo come ambiente di vita

Il suolo è il risultato dell'attività degli organismi viventi. Gli organismi che popolavano l'ambiente terra-aria hanno portato all'emergere del suolo come habitat unico. Il suolo è un sistema complesso comprendente una fase solida (particelle minerali), una fase liquida (umidità del suolo) e una fase gassosa. Il rapporto tra queste tre fasi determina le caratteristiche del suolo come ambiente di vita.

Una caratteristica importante del terreno è anche la presenza di una certa quantità di sostanza organica. Si forma a seguito della morte di organismi e fa parte dei loro escrementi (secrezioni).

Condizioni ambiente del suolo gli habitat sono determinati da proprietà del suolo come la sua aerazione (cioè saturazione dell'aria), umidità (presenza di umidità), capacità termica e regime termico (variazioni di temperatura giornaliere, stagionali, annuali). Modalità termica, rispetto all'ambiente terra-aria, più conservativo, soprattutto su grande profondità. In generale, il terreno è abbastanza diverso condizioni stabili vita.

Le differenze verticali sono caratteristiche anche di altre proprietà del suolo, ad esempio la penetrazione della luce dipende naturalmente dalla profondità.

Molti autori notano la posizione intermedia dell'ambiente di vita del suolo tra acquatico e ambiente terra-aria. Il suolo può ospitare organismi che hanno sia la respirazione acquatica che quella aerea. Il gradiente verticale di penetrazione della luce nel suolo è ancora più pronunciato che nell'acqua. I microrganismi si trovano in tutto lo spessore del suolo e le piante (principalmente il sistema radicale) sono associate agli orizzonti esterni.

Gli organismi del suolo sono caratterizzati da organi e tipi di movimento specifici (arti scavatori nei mammiferi; capacità di modificare lo spessore del corpo; presenza di capsule craniche specializzate in alcune specie); forma del corpo (rotondo, vulcanico, a forma di verme); coperture resistenti e flessibili; riduzione degli occhi e scomparsa dei pigmenti. Tra gli abitanti del suolo, la saprofagia è ampiamente sviluppata: mangia i cadaveri di altri animali, resti in decomposizione, ecc.

L'organismo come habitat

Glossario

NICCHIA ECOLOGICA

posizione di una specie in natura, compreso non solo il posto della specie nello spazio, ma anche il suo ruolo funzionale nella comunità naturale, posizione relativa alle condizioni abiotiche di esistenza, luogo delle singole fasi ciclo vitale rappresentanti di una specie nel tempo (ad esempio, le specie vegetali dell'inizio della primavera occupano una nicchia ecologica completamente indipendente).

EVOLUZIONE

sviluppo storico irreversibile della natura vivente, accompagnato da cambiamenti nella composizione genetica delle popolazioni, dalla formazione e dall'estinzione delle specie, dalla trasformazione degli ecosistemi e della biosfera nel suo insieme.

AMBIENTE INTERNO DELL'ORGANISMO

un ambiente caratterizzato da relativa costanza di composizione e proprietà che garantisce il flusso dei processi vitali nel corpo. Per uomo ambiente interno Il corpo è un sistema di sangue, linfa e fluidi tissutali.

ECOLOGICAZIONE, POSIZIONE

determinazione della posizione di un oggetto nello spazio mediante segnali emessi o riflessi (nel caso dell'ecolocalizzazione - percezione segnali sonori). Hanno la capacità di ecolocalizzare porcellini d'India, delfini, i pipistrelli. Radar ed elettrolocalizzazione: percezione di segnali e segnali radio riflessi campo elettrico. Alcuni pesci hanno la capacità per questo tipo di posizione: Nilo dal muso lungo, gimarch.

Secondo la maggior parte degli autori che studiano l’origine della vita sulla Terra, l’ambiente evolutivamente primario per la vita era l’ambiente acquatico. Troviamo molte conferme indirette di questa posizione. Innanzitutto, la maggior parte degli organismi non è in grado di condurre una vita attiva senza l'ingresso di acqua nel corpo o, almeno, senza mantenere un certo contenuto di liquidi all'interno del corpo. L'ambiente interno dell'organismo, nel quale avvengono i principali processi fisiologici, conserva ovviamente ancora le caratteristiche dell'ambiente in cui avvenne l'evoluzione dei primi organismi. Pertanto, il contenuto di sale nel sangue umano (mantenuto a un livello relativamente costante) è vicino a quello dell’acqua dell’oceano. Le proprietà dell'ambiente acquatico oceanico determinarono in gran parte l'evoluzione chimica e fisica di tutte le forme di vita. Forse la principale caratteristica distintiva dell'ambiente acquatico è il suo relativo conservatorismo. Ad esempio, l'ampiezza delle fluttuazioni di temperatura stagionali o giornaliere nell'ambiente acquatico è molto inferiore rispetto all'ambiente terra-aria. Topografia del fondale, differenze di condizioni a diverse profondità, presenza di barriere coralline, ecc. creare una varietà di condizioni nell'ambiente acquatico. Le caratteristiche dell'ambiente acquatico derivano dalle proprietà fisiche e chimiche dell'acqua. Pertanto, l’elevata densità e viscosità dell’acqua sono di grande importanza ambientale. Il peso specifico dell'acqua è paragonabile a quello del corpo degli organismi viventi. La densità dell'acqua è circa 1000 volte superiore alla densità dell'aria. Pertanto, gli organismi acquatici (soprattutto quelli che si muovono attivamente) incontrano una grande forza di resistenza idrodinamica. Per questo motivo, l'evoluzione di molti gruppi di animali acquatici è andata nella direzione della formazione di forme corporee e tipi di movimento che riducano la resistenza, il che porta ad una diminuzione dei costi energetici per il nuoto. Pertanto, una forma corporea snella si trova nei rappresentanti di vari gruppi di organismi che vivono nell'acqua: delfini (mammiferi), pesci ossei e cartilaginei. L'elevata densità dell'acqua è anche la ragione per cui le vibrazioni meccaniche si propagano bene nell'ambiente acquatico. Ciò è stato di grande importanza nell'evoluzione degli organi di senso, nell'orientamento spaziale e nella comunicazione tra gli abitanti acquatici. Quattro volte maggiore che nell'aria, la velocità del suono nell'ambiente acquatico determina la maggiore frequenza dei segnali di ecolocalizzazione. A causa dell'elevata densità dell'ambiente acquatico, i suoi abitanti sono privati ​​del legame obbligatorio con il substrato, caratteristico delle forme terrestri ed associato alle forze di gravità. Pertanto, esiste un intero gruppo di organismi acquatici (sia piante che animali) che esistono senza una connessione obbligatoria con il fondo o altro substrato, “galleggiando” nella colonna d'acqua. La conduttività elettrica ha aperto la possibilità della formazione evolutiva di organi di senso elettrici, di difesa e di attacco.

Domanda 7. Ambiente di vita terra-aria. L'ambiente terra-aria è caratterizzato da un'enorme varietà di condizioni di vita, nicchie ecologiche e organismi che le abitano. Va notato che gli organismi svolgono un ruolo primario nel modellare le condizioni dell'ambiente terrestre-aria della vita e, soprattutto, nella composizione del gas dell'atmosfera. Quasi tutto l'ossigeno nell'atmosfera terrestre è di origine biogenica. Le caratteristiche principali dell'ambiente terra-aria sono la grande ampiezza dei cambiamenti nei fattori ambientali, l'eterogeneità dell'ambiente, l'azione delle forze gravitazionali e la bassa densità dell'aria. Un complesso di fattori fisico-geografici e climatici caratteristici di una determinata zona naturale porta alla formazione evolutiva di adattamenti morfofisiologici degli organismi alla vita in queste condizioni, una diversità di forme di vita. L'elevato contenuto di ossigeno nell'atmosfera (circa il 21%) determina la possibilità della formazione di un elevato livello (energetico). metabolismo. L'aria atmosferica è caratterizzata da un'umidità bassa e variabile. Questa circostanza ha ampiamente limitato (limitato) le possibilità di padroneggiare l'ambiente terra-aria e ha anche diretto l'evoluzione del metabolismo del sale marino e della struttura degli organi respiratori.

Domanda 8. Il suolo come ambiente di vita . Il suolo è il risultato dell'attività degli organismi viventi. Gli organismi che popolavano l'ambiente terra-aria hanno portato all'emergere del suolo come habitat unico. Il suolo è un sistema complesso comprendente una fase solida (particelle minerali), una fase liquida (umidità del suolo) e una fase gassosa. Il rapporto tra queste tre fasi determina le caratteristiche del suolo come ambiente di vita. Una caratteristica importante del terreno è anche la presenza di una certa quantità di sostanza organica. Si forma a seguito della morte di organismi e fa parte dei loro escrementi (secrezioni). Le condizioni dell'habitat del suolo determinano proprietà del suolo come la sua aerazione (cioè saturazione dell'aria), umidità (presenza di umidità), capacità termica e regime termico (variazioni di temperatura giornaliere, stagionali, annuali). Il regime termico, rispetto all'ambiente terra-aria, è più conservativo, soprattutto a grandi profondità. In generale, il suolo presenta condizioni di vita abbastanza stabili. Le differenze verticali sono caratteristiche anche di altre proprietà del suolo, ad esempio la penetrazione della luce dipende naturalmente dalla profondità. Molti autori notano la posizione intermedia dell'ambiente terrestre della vita tra l'ambiente acquatico e quello terrestre. Il suolo può ospitare organismi che hanno sia la respirazione acquatica che quella aerea. Il gradiente verticale di penetrazione della luce nel suolo è ancora più pronunciato che nell'acqua. I microrganismi si trovano in tutto lo spessore del suolo e le piante (principalmente il sistema radicale) sono associate agli orizzonti esterni. Gli organismi del suolo sono caratterizzati da organi e tipi di movimento specifici (arti scavatori nei mammiferi; capacità di modificare lo spessore del corpo; presenza di capsule craniche specializzate in alcune specie); forma del corpo (rotondo, vulcanico, a forma di verme); coperture resistenti e flessibili; riduzione degli occhi e scomparsa dei pigmenti. Tra gli abitanti del suolo, la saprofagia è ampiamente sviluppata: mangia i cadaveri di altri animali, resti in decomposizione, ecc.

Ambiente di vita acquatico.

Idrosfera occupa circa il 71% della superficie del pianeta. La sua quantità principale è concentrata nei mari e negli oceani (94%). Nei corpi idrici d'acqua dolce, la quantità di acqua è molto inferiore (0,016%).

L'ambiente acquatico ospita circa 150mila specie di animali (il 7% del totale presente sulla Terra) e 10mila specie di piante (8%).

Caratteristiche dell'ambiente acquatico: mobilità, densità, sale speciale, condizioni di luce e temperatura, acidità (concentrazione di ioni idrogeno), contenuto di ossigeno, anidride carbonica e sostanze nutritive.

Una caratteristica importante dell'ambiente acquatico è la sua mobilità. Nei torrenti e nei fiumi, la velocità media del flusso solitamente aumenta man mano che si sposta a valle. In realtà corrente veloce crescono piante che incrostano il substrato, oppure alghe filamentose, muschi ed epatiche. In una corrente debole, le piante fluiscono attorno al flusso e non gli offrono molta resistenza e sono fissate saldamente a un oggetto stazionario con un'abbondante crescita di radici avventizie. Le piante staccate e fluttuanti si trovano in luoghi con correnti lente o dove non c'è alcuna corrente.

Animali invertebrati fiumi selvaggi hanno un corpo estremamente appiattito.

L'acqua è 800 volte più forte dell'aria per densità. La densità delle acque naturali è di 1,35 g/cm3 a causa del contenuto di sale. Per ogni 10 m di profondità la pressione aumenta di 1 atmosfera. Negli idrobionti i tessuti meccanici sono notevolmente ridotti. Il supporto dell'ambiente funge da condizione per librarsi e mantenere forme non scheletriche nell'acqua. Molti idrobionti sono adattati a questo stile di vita.

Regime del sale importante per gli organismi acquatici Secondo la mineralizzazione generale, l'acqua può essere divisa in dolce con un contenuto di sale fino a 1 g/l, salmastra (1 - 25 g/l), salinità del mare(26 – 50 g/l) e salamoie (più di 50 g/l). Le sostanze più importanti disciolte nell'acqua sono carbonati, solfati e cloruri.

Il calcio può agire come un fattore limitante. Esistono acque "dolci" - con un contenuto di calcio inferiore a 9 mg per 1 litro e acque "dure", contenenti più di 25 mg di calcio per 1 litro.

Nell'acqua di mare sono stati trovati 13 metalloidi e almeno 40 metalli.

La salinità dell’acqua può avere un impatto significativo sulla distribuzione e sull’abbondanza degli organismi.

I raggi provenienti da diverse parti dello spettro solare vengono assorbiti in modo diverso dall'acqua, la composizione spettrale della luce cambia con la profondità e i raggi rossi si indeboliscono. I raggi blu-verdi penetrano a notevoli profondità. Il crepuscolo sempre più profondo nell'oceano è prima verde, poi blu, indaco, blu-viola, per poi mescolarsi con l'oscurità costante.

Nelle zone con acque poco profonde, le piante utilizzano i raggi rossi, che sono maggiormente assorbiti dalla clorofilla, di regola predominano le alghe verdi; Nelle zone più profonde si trovano le alghe brune che, oltre alla clorofilla, contengono pigmenti marroni ficoaffeina, fucoxantina, ecc. Le alghe rosse contenenti il ​​pigmento ficoeritrina vivono ancora più in profondità. Questo fenomeno è chiamato adattamento cromatografico.

Gli animali dai colori vivaci e variamente vivono in strati d'acqua superficiali e leggeri, le specie di acque profonde sono generalmente prive di pigmenti; La zona crepuscolare ospita organismi con una tinta rossastra, che li aiuta a nascondersi dai nemici.

L'ampiezza delle fluttuazioni annuali della temperatura negli strati superiori dell'oceano non è superiore a 10-15 0 C , nelle acque continentali 30-35 0 C. Gli strati profondi dell'acqua sono caratterizzati da una temperatura costante. Nelle acque equatoriali, la temperatura media annuale degli strati superficiali è di 26–27 0 C, nelle acque polari è di circa 0 0 C e inferiore. L'eccezione sono le sorgenti termali, dove la temperatura dello strato superficiale raggiunge gli 85 - 93 0 C.

Caratteristiche termodinamiche dell'ambiente acquatico - alte calore specifico, l'elevata conduttività termica e l'espansione durante il congelamento creano condizioni favorevoli per gli organismi viventi.

Con promozione acidità nell’acqua, la diversità delle specie animali che popolano fiumi, stagni e laghi solitamente diminuisce.

I corpi d'acqua dolce con un pH compreso tra 3,7 e 4,7 sono considerati acidi, 6,95 - 7,3 - alcalini e con un pH superiore a 7,8 - alcalini. Nei corpi d'acqua dolce, il pH subisce fluttuazioni significative, spesso durante il giorno. L'acqua di mare è più alcalina e il suo pH cambia meno dell'acqua dolce. Il pH diminuisce con la profondità.

La maggior parte dei pesci d'acqua dolce può sopportare un pH compreso tra 5 e 9. Se il pH è inferiore a 5, si verifica una massiccia morte di pesci e sopra 10 muoiono tutti i pesci e altri animali.

I principali gas dell'ambiente acquatico sono l'ossigeno e l'anidride carbonica, mentre l'idrogeno solforato o il metano sono di secondaria importanza.

L'ossigeno per l'ambiente acquatico è il fattore ambientale più importante. Entra nell'acqua dall'aria e viene rilasciato dalle piante durante il processo di fotosintesi. All’aumentare della temperatura e della salinità dell’acqua, la concentrazione di ossigeno in essa diminuisce. Negli strati fortemente popolati da animali e batteri, può verificarsi una carenza di ossigeno a causa dell'aumento del consumo di ossigeno. Le condizioni vicino al fondo dei serbatoi possono essere quasi anaerobiche.

C’è 700 volte più anidride carbonica che nell’atmosfera, perché è 35 volte più solubile in acqua.

Nell'ambiente acquatico si possono distinguere tre gruppi ecologici di organismi acquatici:

1)nekton (fluttuante) - Questa è una raccolta di animali in movimento attivo che non hanno una connessione diretta con il fondo. Si tratta principalmente di animali di grandi dimensioni in grado di percorrere lunghe distanze e forti correnti.

2)plancton (errante, fluttuante)è un insieme di organismi che non hanno la capacità di movimenti rapidi e attivi. Si divide in fitoplancton (piante) e zooplancton (animali). Gli organismi planctonici si trovano sia sulla superficie dell'acqua, in profondità, sia nello strato inferiore.

3) benthos (profondità)è un insieme di organismi che vivono sul fondo (sul suolo e nel terreno) dei corpi idrici. Si divide in zoobenthos e fitobenthos.