Densità dell'acqua- questo è un fattore che determina le condizioni di movimento organismi acquatici e pressione a diverse profondità. Per l'acqua distillata, la densità è di 1 g/cm 3 a 4 °C. La densità delle acque naturali contenenti sali disciolti può essere maggiore, fino a 1,35 g/cm 3 . La pressione aumenta con la profondità in media di 1 × 10 5 Pa (1 atm) ogni 10 m.

A causa del forte gradiente di pressione nei corpi idrici, gli organismi acquatici sono generalmente molto più euriatici rispetto agli organismi terrestri. Alcune specie, distribuite a diverse profondità, tollerano pressioni da diverse a centinaia di atmosfere. Ad esempio, gli oloturi del genere Elpidia e i vermi Priapulus caudatus vivono dalla zona costiera alla zona ultraabissale. Anche abitanti d'acqua dolce, ad esempio, ciliati di pantofola, suvoika, coleotteri nuotatori, ecc., possono resistere fino a 6 × 10 7 Pa (600 atm) nell'esperimento.

Tuttavia, molti abitanti dei mari e degli oceani sono relativamente stenobatici e confinati a determinate profondità. La stenobazia è molto spesso caratteristica delle specie di acque poco profonde e profonde. Vivono solo nella zona litoranea tigna verme della sabbia Arenicola, molluschi patella (Patella). Molti pesci, ad esempio del gruppo dei pescatori, cefalopodi, crostacei, pogonofori, stelle marine ed altri si trovano solo a grandi profondità ad una pressione di almeno 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400-500 atm).

La densità dell'acqua offre la possibilità di appoggiarsi ad essa, il che è particolarmente importante per le forme non scheletriche. La densità dell'ambiente funge da condizione per galleggiare nell'acqua e molti organismi acquatici sono adattati specificamente a questo stile di vita. Gli organismi sospesi che galleggiano nell'acqua sono combinati in uno speciale gruppo ecologico di organismi acquatici - plancton (“planktos” - svettante).

Riso. 39. Aumento della superficie corporea relativa degli organismi planctonici (secondo S. A. Zernov, 1949):

A - a forma di bastoncino:

1 - diatomea Synedra;

2 - cianobatterio Aphanizomenon;

3 - l'alga peridina Amphisolenia;

4 - Euglena acus;

5 - cefalopode Doratopsis vermicularis;

6 -copepode Setella;

7 - Larva di Porcellana (Decapoda)

B - forme sezionate:

1 - mollusco Glaucus atlanticus;

2 - verme Tomopetris euchaeta;

3 - Larva di gambero Palinurus;

4 - larva di pesce rana pescatrice Lofio;

5 -copepod Calocalanus pavo

Il plancton comprende alghe unicellulari e coloniali, protozoi, meduse, sifonofori, ctenofori, pteropodi e molluschi chiglia, vari piccoli crostacei, larve di animali di fondo, uova di pesce e avannotti e molti altri (Fig. 39). Gli organismi planctonici hanno molti adattamenti simili che aumentano la loro galleggiabilità e impediscono loro di affondare sul fondo. Tali adattamenti comprendono: 1) un aumento generale della superficie relativa del corpo dovuto a riduzione delle dimensioni, appiattimento, allungamento, sviluppo di numerose sporgenze o setole, che aumenta l'attrito con l'acqua; 2) una diminuzione della densità dovuta alla riduzione dello scheletro, all'accumulo di grassi, bolle di gas, ecc. Nelle diatomee le sostanze di riserva si depositano non sotto forma di amido pesante, ma sotto forma di gocce di grasso . La luce notturna Noctiluca si distingue per una tale abbondanza di vacuoli di gas e goccioline di grasso nella cellula che il citoplasma al suo interno ha l'aspetto di filamenti che si fondono solo attorno al nucleo. Anche i sifonofori, numerose meduse, gasteropodi planctonici, ecc. Hanno camere d'aria.

Alga marina (fitoplancton) si librano passivamente nell'acqua, mentre la maggior parte degli animali planctonici sono in grado di nuotare attivamente, ma dentro entro limiti limitati. Gli organismi planctonici non possono superare le correnti e vengono trasportati da esse su lunghe distanze. Molti tipi zooplancton Sono però capaci di migrazioni verticali nella colonna d'acqua per decine e centinaia di metri, sia grazie al movimento attivo, sia regolando la galleggiabilità del loro corpo. Un tipo speciale di plancton è un gruppo ecologico Neuston (“nein” - nuotare) - abitanti del film d'acqua superficiale al confine con ambiente aereo.

La densità e la viscosità dell'acqua influenzano notevolmente la possibilità di nuotare attivamente. Gli animali capaci di nuotare velocemente e di superare la forza delle correnti sono uniti in un gruppo ecologico Nekton (“nektos” - fluttuante). I rappresentanti del nekton sono pesci, calamari e delfini. Il movimento rapido nella colonna d'acqua è possibile solo se si dispone di una forma corporea snella e di muscoli altamente sviluppati. La forma a siluro si sviluppa in tutti i bravi nuotatori, indipendentemente dalla loro appartenenza sistematica e dal metodo di movimento in acqua: reattivo, dovuto alla flessione del corpo, con l'ausilio degli arti.

Regime di ossigeno. Nell'acqua satura di ossigeno, il suo contenuto non supera i 10 ml per 1 litro, ovvero 21 volte inferiore a quello dell'atmosfera. Pertanto, le condizioni respiratorie degli organismi acquatici sono notevolmente complicate. L'ossigeno entra nell'acqua principalmente attraverso l'attività fotosintetica delle alghe e la diffusione dall'aria. Pertanto, gli strati superiori della colonna d'acqua sono, di regola, più ricchi di questo gas rispetto a quelli inferiori. All’aumentare della temperatura e della salinità dell’acqua, la concentrazione di ossigeno in essa diminuisce. Negli strati fortemente popolati da animali e batteri si può creare una forte carenza di O 2 a causa del suo maggiore consumo. Ad esempio, 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 rispetto alle acque superficiali abitate dal fitoplancton. Le condizioni vicino al fondo dei serbatoi possono essere quasi anaerobiche.

Tra gli abitanti acquatici esistono molte specie che possono tollerare ampie fluttuazioni del contenuto di ossigeno nell'acqua, fino alla sua quasi completa assenza (eurossibionti - “oxy” - ossigeno, “biont” - abitante). Questi includono, ad esempio, l'oligochete d'acqua dolce Tubifex tubifex e il gasteropode Viviparus viviparus. Tra i pesci, la carpa, la tinca e il carassio possono sopportare una saturazione di ossigeno dell'acqua molto bassa. Tuttavia, un certo numero di tipi stenoxibiont - possono esistere solo con una saturazione di ossigeno dell'acqua sufficientemente elevata (trota iridea, trota fario, pesciolino, verme delle ciglia Planaria alpina, larve di effimere, plecotteri, ecc.). Molte specie sono capaci di cadere in uno stato inattivo quando manca l'ossigeno - anossibiosi - e vivere così un periodo sfavorevole.

La respirazione degli organismi acquatici avviene attraverso la superficie del corpo o attraverso organi specializzati: branchie, polmoni, trachea. In questo caso, il tegumento può fungere da organo respiratorio aggiuntivo. Ad esempio, il pesce cobitide consuma in media il 63% di ossigeno attraverso la pelle. Se lo scambio di gas avviene attraverso i tegumenti del corpo, sono molto sottili. Anche la respirazione è facilitata aumentando la superficie. Ciò si ottiene durante l'evoluzione delle specie attraverso la formazione di varie escrescenze, l'appiattimento, l'allungamento e una diminuzione generale delle dimensioni del corpo. Alcune specie, in mancanza di ossigeno, modificano attivamente le dimensioni della superficie respiratoria. I vermi Tubifex tubifex allungano notevolmente il loro corpo; idra e anemone di mare - tentacoli; echinodermi - gambe ambulacrali. Molti animali sessili e sedentari rinnovano l'acqua intorno a loro, creando una corrente diretta o movimenti oscillatori favorendone la miscelazione. I molluschi bivalvi utilizzano a questo scopo le ciglia che rivestono le pareti della cavità del mantello; crostacei: il lavoro delle gambe addominali o toraciche. Le sanguisughe, le larve di zanzara campana (lombrichi) e molti oligocheti ondeggiano i loro corpi, sporgendo dal terreno.

In alcune specie si verifica una combinazione di respirazione dell'acqua e dell'aria. Questi sono dipnoi, sifonofori, discofanti, molti molluschi polmonari, crostacei Gammarus lacustris, ecc. Gli animali acquatici secondari di solito conservano tipo atmosferico la respirazione poiché energeticamente più favorevole e quindi richiedono il contatto con l'ambiente aereo, ad esempio pinnipedi, cetacei, coleotteri acquatici, larve di zanzara, ecc.

La mancanza di ossigeno nell'acqua a volte porta a fenomeni catastrofici - Sto morendo, accompagnato dalla morte di molti organismi acquatici. L'inverno gela spesso causato dalla formazione di ghiaccio sulla superficie dei corpi idrici e dalla cessazione del contatto con l'aria; estate- un aumento della temperatura dell'acqua e una conseguente diminuzione della solubilità dell'ossigeno.

La frequente morte di pesci e di molti invertebrati in inverno è caratteristica, ad esempio, della parte inferiore del bacino del fiume Ob, le cui acque, che scorrono dalle zone umide della pianura siberiana occidentale, sono estremamente povere di ossigeno disciolto. A volte la morte avviene nei mari.

Oltre alla mancanza di ossigeno, la morte può essere causata da un aumento della concentrazione di gas tossici nell'acqua - metano, idrogeno solforato, CO 2, ecc., formati a seguito della decomposizione di materiali organici sul fondo dei serbatoi .

Regime del sale. Il mantenimento dell'equilibrio idrico degli organismi acquatici ha le sue specificità. Se per gli animali e le piante terrestri è molto importante fornire acqua al corpo in condizioni di carenza, allora per gli idrobionti non è meno importante mantenere una certa quantità di acqua nel corpo quando ce n'è in eccesso nell'ambiente . Una quantità eccessiva di acqua nelle cellule porta ad un cambiamento nella pressione osmotica al loro interno e all'interruzione delle funzioni vitali più importanti.

La maggior parte della vita acquatica poichilosmotico: la pressione osmotica nel loro corpo dipende dalla salinità dell'acqua circostante. Pertanto, il modo principale con cui gli organismi acquatici mantengono il loro equilibrio salino è evitare habitat con salinità inadeguata. Le forme di acqua dolce non possono esistere nei mari e le forme marine non possono tollerare la desalinizzazione. Se la salinità dell'acqua è soggetta a variazioni, gli animali si spostano alla ricerca di un ambiente favorevole. Ad esempio, durante la desalinizzazione degli strati superficiali del mare forti piogge appartengono i radiolari, i crostacei marini Calanus e altri che scendono fino a una profondità di 100 m. Appartengono ai vertebrati, ai crostacei superiori, agli insetti e alle loro larve che vivono nell'acqua omoiosmotico specie, mantenendo costante la pressione osmotica nel corpo indipendentemente dalla concentrazione di sali nell'acqua.

Nelle specie d'acqua dolce, i succhi corporei sono ipertonici rispetto a acqua circostante. Sono a rischio di annaffiature eccessive se non viene impedito l'apporto di acqua o se l'acqua in eccesso non viene rimossa dal corpo. 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. La cellula consuma molta energia per “pompare fuori” l’acqua in eccesso. Con l'aumentare della salinità, il lavoro dei vacuoli rallenta. Pertanto, nelle pantofole Paramecium, con una salinità dell'acqua del 2,5% o, il vacuolo pulsa a intervalli di 9 s, al 5% o - 18 s, al 7,5% o - 25 s. Ad una concentrazione salina del 17,5% o, il vacuolo smette di funzionare, poiché scompare la differenza di pressione osmotica tra la cellula e l'ambiente esterno.

Se l'acqua è ipertonica rispetto ai fluidi corporei degli organismi acquatici, questi sono a rischio di disidratazione a causa delle perdite osmotiche. La protezione contro la disidratazione si ottiene aumentando la concentrazione di sali anche nel corpo degli organismi acquatici. La disidratazione è prevenuta dal tegumento impermeabile all'acqua degli organismi omoiosmotici: mammiferi, pesci, gamberi superiori, insetti acquatici e loro larve.

Molte specie poichilosmotiche passano a uno stato inattivo - animazione sospesa a causa della mancanza di acqua nel corpo con crescente salinità. Ciò è caratteristico delle specie che vivono negli stagni d'acqua marina e nella zona litoranea: rotiferi, flagellati, ciliati, alcuni crostacei, il polichete del Mar Nero Nereis divesicolor, ecc. Animazione sospesa nel sale- un mezzo per sopravvivere a periodi sfavorevoli in condizioni di salinità variabile dell'acqua.

Veramente eurialino Non sono molte le specie tra gli abitanti acquatici che possono vivere allo stato attivo sia nell'acqua dolce che in quella salata. Si tratta principalmente di specie che popolano gli estuari dei fiumi, gli estuari e altri corpi idrici salmastri.

Temperatura i serbatoi sono più stabili che sulla terraferma. Ciò è dovuto alle proprietà fisiche dell'acqua, in primo luogo alla sua elevata capacità termica specifica, grazie alla quale la ricezione o il rilascio di una quantità significativa di calore non provoca sbalzi di temperatura troppo improvvisi. L'evaporazione dell'acqua dalla superficie dei serbatoi, che consuma circa 2263,8 J/g, impedisce il surriscaldamento degli strati inferiori, e la formazione di ghiaccio, che rilascia calore di fusione (333,48 J/g), ne rallenta il raffreddamento.

L'ampiezza delle fluttuazioni annuali della temperatura negli strati superiori dell'oceano non è superiore a 10-15 °C, nelle acque continentali - 30-35 °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) °C, nelle acque polari è di circa 0 °C e inferiore. Nelle sorgenti calde sulla terraferma la temperatura dell'acqua può avvicinarsi a +100 °C, e nei geyser sottomarini, ad alta pressione sul fondo dell'oceano, sono state registrate temperature di +380 °C.

Pertanto, esiste una varietà abbastanza significativa di condizioni di temperatura nei serbatoi. Tra gli strati superiori dell'acqua con fluttuazioni di temperatura stagionali espresse in essi e quelli inferiori, dove il regime termico è costante, c'è una zona di salto di temperatura, o termoclino. Il termoclino è più pronunciato nei mari caldi, dove la differenza di temperatura tra le acque esterne e quelle profonde è maggiore.

A causa del regime di temperatura più stabile dell'acqua, la stenotermia è comune tra gli organismi acquatici in misura molto maggiore che tra la popolazione terrestre. 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 di temperatura giornaliere e stagionali sono significative.

Modalità luce. C'è molta meno luce nell'acqua che nell'aria. Una parte dei raggi incidenti sulla superficie di un serbatoio vengono riflessi nell'aria. Più bassa è la posizione del Sole, più forte è il riflesso, quindi la giornata sott'acqua è più breve che sulla terraferma. Per esempio, giorno d'estate vicino all'isola di Madeira a una profondità di 30 m - 5 ore e a una profondità di 40 m solo 15 minuti. La rapida diminuzione della quantità di luce con la profondità è associata al suo assorbimento da parte dell'acqua. I raggi di diverse lunghezze d'onda vengono assorbiti in modo diverso: quelli rossi scompaiono vicino alla superficie, mentre quelli blu-verdi penetrano molto più in profondità. Il crepuscolo nell'oceano che si approfondisce con la profondità è prima verde, poi blu, indaco e blu-viola, lasciando infine il posto all'oscurità costante. Di conseguenza, le alghe verdi, brune e rosse, specializzate nel catturare la luce con diverse lunghezze d'onda, si sostituiscono a vicenda in profondità.

Il colore degli animali cambia con la profondità in modo altrettanto naturale. Gli abitanti delle zone litorali e sublitorali hanno colori più vivaci e vari. Molti organismi profondi, come gli organismi delle caverne, non hanno pigmenti. Nella zona crepuscolare è diffusa la colorazione rossa, complementare alla luce blu-viola di queste profondità. I raggi di colore aggiuntivo vengono assorbiti quasi completamente dal corpo. Ciò consente agli animali di nascondersi dai nemici, poiché il loro colore rosso nei raggi blu-viola è visivamente percepito come nero. La colorazione rossa è caratteristica degli animali della zona crepuscolare come spigola, corallo rosso, crostacei vari, ecc.

In alcune specie che vivono vicino alla superficie dei corpi idrici, gli occhi sono divisi in due parti con diverse capacità di rifrangere i raggi. Una metà dell'occhio vede nell'aria, l'altra nell'acqua. Tale "quattro occhi" è caratteristico degli scarafaggi rotanti, del pesce americano Anableps tetraphthalmus e di una delle specie tropicali della bavosa Dialommus fuscus. Durante la bassa marea, questo pesce si siede in rientranze, esponendo parte della testa dall'acqua (vedi Fig. 26).

L'assorbimento della luce è tanto più forte quanto minore è la trasparenza dell'acqua, che dipende dal numero di particelle in essa sospese.

La trasparenza è caratterizzata dalla profondità massima alla quale è ancora visibile un disco bianco appositamente abbassato del diametro di circa 20 cm (disco di Secchi). Le acque più limpide si trovano nel Mar dei Sargassi: il disco è visibile fino a una profondità di 66,5 m. l'oceano Pacifico il disco di Secchi è visibile fino a 59 m, nel Mar Indiano - fino a 50, nei mari poco profondi - fino a 5-15 m. La trasparenza dei fiumi è in media di 1-1,5 m, e nei fiumi più fangosi, p esempio nell'Amu Darya e nel Syr Darya dell'Asia centrale, solo pochi centimetri. Il confine della zona fotosintetica varia quindi notevolmente nei diversi corpi idrici. Nella maggior parte dei casi acque pulite euforico zona, o zona di fotosintesi, si estende a profondità non superiori a 200 m, crepuscolare o disfotico, la zona occupa profondità fino a 1000-1500 m, e più in profondità, in afotico zona, luce del sole non penetra affatto.

La quantità di luce negli strati superiori dei serbatoi varia notevolmente a seconda della latitudine della zona e del periodo dell'anno. Le lunghe notti polari limitano fortemente il tempo disponibile per la fotosintesi nei bacini artico e antartico, e la copertura di ghiaccio rende difficile alla luce raggiungere tutti i corpi idrici ghiacciati in inverno.

Nelle oscure profondità dell'oceano, gli organismi utilizzano la luce emessa dagli esseri viventi come fonte di informazioni visive. Si chiama il bagliore di un organismo vivente bioluminescenza. Le specie luminose si trovano in quasi tutte le classi di animali acquatici, dai protozoi ai pesci, nonché tra i batteri, le piante inferiori e i funghi. La bioluminescenza sembra essersi verificata più volte in gruppi diversi fasi diverse Evoluzione.

La chimica della bioluminescenza è ormai abbastanza ben compresa. Le reazioni utilizzate per generare la luce sono varie. Ma in tutti i casi si tratta dell'ossidazione di composti organici complessi (luciferine) utilizzando catalizzatori proteici (luciferasi). Le luciferine e le luciferasi hanno strutture diverse in diversi organismi. Durante la reazione, l'energia in eccesso della molecola di luciferina eccitata viene rilasciata sotto forma di quanti di luce. Gli organismi viventi emettono luce in impulsi, solitamente in risposta a stimoli provenienti dall'ambiente esterno.

Il bagliore potrebbe non funzionare molto ruolo ecologico nella vita di una specie, ma essere un sottoprodotto dell'attività vitale delle cellule, come, ad esempio, nei batteri o nelle piante inferiori. Acquisisce significato ecologico solo negli animali sufficientemente sviluppati sistema nervoso e organi della vista. In molte specie, gli organi luminescenti acquisiscono molto struttura complessa con un sistema di riflettori e lenti che potenziano la radiazione (Fig. 40). Numerosi pesci e cefalopodi, incapaci di generare luce, utilizzano batteri simbiotici che si moltiplicano negli organi speciali di questi animali.

Riso. 40. Organi di luminescenza degli animali acquatici (secondo S. A. Zernov, 1949):

1 - una rana pescatrice di acque profonde con una torcia sulla bocca dentata;

2 - distribuzione degli organi luminosi nei pesci della famiglia. Mistopidi;

3 - organo luminoso del pesce Argyropelecus affinis:

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

La bioluminescenza ha principalmente un valore di segnalazione nella vita degli animali. I segnali luminosi possono servire per orientarsi in uno stormo, attirare individui del sesso opposto, adescare vittime, per mimetizzarsi o distrarsi. Un lampo di luce può fungere da difesa contro un predatore accecandolo o disorientandolo. Ad esempio, le seppie di acque profonde, in fuga da un nemico, rilasciano una nuvola di secrezione luminosa, mentre le specie che vivono in acque illuminate utilizzano a questo scopo un liquido scuro. In alcuni vermi di fondo - i policheti - gli organi luminosi si sviluppano durante il periodo di maturazione dei prodotti riproduttivi e le femmine brillano più luminose e gli occhi sono meglio sviluppati nei maschi. Nei pesci predatori di acque profonde dell'ordine della rana pescatrice, il primo raggio della pinna dorsale viene spostato sulla mascella superiore e trasformato in una "bastone" flessibile che porta all'estremità una "esca" simile a un verme - una ghiandola piena di muco con batteri luminosi. Regolando il flusso sanguigno alla ghiandola e, quindi, l'apporto di ossigeno al batterio, il pesce può far brillare arbitrariamente l '"esca", imitando i movimenti del verme e attirando la preda.

Secondo le moderne ipotesi sull'origine della vita, è generalmente accettato che l'ambiente evolutivamente primario del nostro pianeta fosse l'ambiente acquatico. La conferma delle affermazioni accettate è che la concentrazione di ossigeno, calcio, potassio, sodio e cloro nel nostro sangue è vicina a quella dell'acqua dell'oceano.

Habitat acquatico

Oltre al Mare Oceano, comprende tutti i fiumi, i laghi e le acque sotterranee. Questi ultimi, a loro volta, costituiscono una fonte di cibo per fiumi, laghi e mari. Quindi, il ciclo dell'acqua in natura è forza motrice idrosfera e fonte importante acqua dolce sulla terraferma.

Sulla base di quanto sopra, l’idrosfera dovrebbe essere divisa in:

• superficie (l'idrosfera superficiale comprende mari e oceani, laghi, fiumi, paludi, ghiacciai, ecc.);
• metropolitana.

La caratteristica principale dell'idrosfera superficiale è che non forma uno strato continuo, ma allo stesso tempo occupa un'area significativa: il 70,8% della superficie terrestre.

La composizione dell'idrosfera sotterranea è rappresentata dalle acque sotterranee. Il volume totale delle riserve idriche sulla Terra è di circa 1.370 milioni di km3, di cui circa il 94% è concentrato negli oceani, il 4,12% in acque sotterranee, 1,65% - nei ghiacciai e meno dello 0,02% dell'acqua è contenuta nei laghi e nei fiumi.

Nell'idrosfera, in base alle condizioni di vita degli organismi viventi, si distinguono le seguenti zone:

• pelagico - colonna d'acqua e bentonico - fondo;
• nel benthal, a seconda della profondità, si distingue il sublitorale - un'area di graduale aumento della profondità fino a 200 m;
• batial - pendenza inferiore;
• abissale - fondo oceanico, profondo fino a 6 km;
• ultraabissale, rappresentato da depressioni del fondale oceanico;
• litorale, che rappresenta il bordo della costa, regolarmente inondato durante l'alta marea e prosciugato dalla bassa marea; e sublitorale, che rappresenta la parte di costa inumidita dagli spruzzi della risacca;

In base al tipo di habitat e stile di vita, gli organismi viventi che popolano l'idrosfera sono suddivisi nei seguenti gruppi:

1. pelagos - sono un insieme di organismi che vivono nella colonna d'acqua. Tra i pelaghi si distingue il plancton - un gruppo di organismi che comprende piante (fitoplancton) e animali (zooplancton), che non sono in grado di muoversi autonomamente nella colonna d'acqua e sono spostati dalle correnti, così come il nekton - un gruppo di esseri viventi organismi capaci di movimento autonomo nella colonna d'acqua (pesci, crostacei, ecc.).
2. il benthos è un gruppo di organismi che vivono sul fondo e nel suolo. A sua volta il benthos si divide in fitobenthos, rappresentato da alghe e piante superiori, e zoobenthos (stelle marine, crostacei, molluschi, ecc.).

Fattori ecologici negli habitat acquatici

I principali fattori ambientali nell'habitat acquatico sono rappresentati dalle correnti e dalle onde, che operano quasi ininterrottamente. Sono in grado di fornire impatto indiretto sugli organismi, modificando la composizione ionica dell'acqua, la sua mineralizzazione, che a sua volta contribuisce a cambiamenti nelle concentrazioni di nutrienti. Per quanto riguarda l'impatto diretto dei fattori di cui sopra, contribuiscono all'adattamento degli organismi viventi al flusso. Così, ad esempio, i pesci che vivono in acque calme hanno il corpo appiattito ai lati (orate), mentre in acque veloci hanno un corpo arrotondato (trota).

Essendo un mezzo abbastanza denso, l'acqua fornisce una resistenza significativa al movimento degli organismi viventi che la abitano. Ecco perché la maggior parte degli abitanti dell'idrosfera hanno una forma corporea snella (pesci, delfini, calamari, ecc.).

Nota 1

Vale la pena notare che l'embrione umano nelle prime settimane del suo sviluppo assomiglia in molti modi a un embrione di pesce e solo all'età di un mese e mezzo o due acquisisce caratteristiche caratteristiche dell'uomo. Tutto ciò indica l'importanza fondamentale dell'ambiente acquatico nello sviluppo della vita.

Sul nostro pianeta, gli organismi viventi, nel corso di un lungo sviluppo storico, hanno dominato quattro ambienti viventi, distribuiti secondo i gusci minerali: idrosfera, litosfera, atmosfera (Fig. 1).

Riso. 1.

vita dell'organismo acquatico dell'aria del suolo dell'habitat

Ambiente acquatico fu il primo in cui la vita sorse e si diffuse. Successivamente, nel corso dello sviluppo storico, gli organismi iniziarono a popolare l'ambiente terra-aria. Apparvero piante e animali terrestri, in rapida evoluzione, adattandosi alle nuove condizioni di vita. Il funzionamento della materia vivente sulla terra ha portato alla graduale trasformazione dello strato superficiale della litosfera in suolo, nelle parole di V.I. Vernadsky (1978), in una sorta di corpo bioinerte del pianeta. Il suolo era abitato sia da esseri acquatici che organismi terrestri, creando un complesso specifico dei suoi abitanti.

Ambiente di vita acquatica

Caratteristiche generali. L'idrosfera come ambiente di vita acquatico occupa circa il 71% dell'area e 1/800 del volume del globo. La maggior parte dell'acqua, oltre il 94%, è concentrata nei mari e negli oceani (Fig. 2).

Riso. 2.

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 subtidale -- 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. 3).

Riso. 3.

L'ambiente acquatico ospita circa 150.000 specie animali, pari a circa il 7% del totale (Fig. 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. 4.

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 passate.

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), è abitato da organismi pelagici che hanno la capacità di nuotare o di restare in determinati strati (Fig. 5).

Riso.

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 un insieme 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 - i calamari (Oegophside), 100--150 km/h - i pesci vela (Jstiopharidae) e 130 km/h - 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 le larve di decapodi, cirripedi, copepodi, gasteropodi e bivalvi, echinodermi, policheti, pesci, ecc.

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

Il fitoplancton svolge un ruolo importante nella vita dei corpi idrici, poiché è il principale produttore di 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 dalle zampe alate (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. 6.

Figura 6.

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. (Fig. 7).

Riso. 7. Piante che radicano sul fondo (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 ambientalisti: 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 degli organismi acquatici, un ruolo importante è svolto dal movimento verticale dell'acqua, dalla densità, dalla temperatura, dalla luce, dal sale, dal gas (contenuto di ossigeno e anidride carbonica) e dalla concentrazione di ioni idrogeno (pH).

Regime di temperatura. Si distingue 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 dal noto fenomeno fisico-- l'acqua ha la densità massima a 4°C. L'acqua al loro interno è chiaramente divisa in tre strati: quello superiore - epilimnio, la cui temperatura subisce forti fluttuazioni stagionali; strato transitorio di salto di temperatura, -- metallimnio, 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 Viene chiamata la distribuzione strato per strato delle temperature in un serbatoio 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. 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.

IN 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 esso è mari diversi e gli oceani scendono a 1-3°C. Si estende ad una profondità di circa 1500 m. Mare profondo -- caratterizzato dalla stessa temperatura 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. 8.

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°C, nelle acque polari è di circa 0°C e inferiore. L'eccezione sono 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 l'alta calore specifico, elevata conduttività termica ed espansione durante il congelamento (in questo caso il ghiaccio si forma solo sulla parte superiore e la colonna d'acqua principale non si congela), creano condizioni favorevoli per gli organismi viventi.

Quindi, per lo svernamento delle idrofite perenni nei fiumi e nei laghi Grande importanza ha una distribuzione verticale della temperatura sotto il ghiaccio. 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. 9), nonché piante intere a foglia, come la lenticchia d'acqua e l'elodea.

Riso. 9.

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. La densità delle 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, fornendo la resistenza di tronchi e steli, la disposizione dei tessuti meccanici e conduttivi lungo la periferia dello stelo crea una struttura a “tubo” che è 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. Pertanto, gli abitanti d'acqua dolce (coleotteri subacquei, 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 e dai molluschi - patelle (Patella). A grandi profondità ad una pressione di almeno 400-500 atmosfere, si trovano 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 molto indebolita (Fig. 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. 10.

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

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 ficoffeina, fucoxantina, ecc. Le alghe rosse contenenti il ​​pigmento ficoeritrina vivono ancora più in profondità. Qui è chiaramente visibile la capacità di catturare i raggi solari di diverse lunghezze d'onda. 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 lamina 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. 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. undici.

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 (le acque più 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 me nei fiumi dell'Asia centrale Amu Darya e Syr Darya - diversi centimetri. Pertanto, i confini delle zone di fotosintesi variano notevolmente nei diversi corpi idrici. Nelle acque più pulite, la zona fotosintetica, 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. Contenuto composti chimici(sali) presenti nell'acqua ne determinano la salinità e si esprimono in grammi per litro oppure 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 1).

Tabella 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. Cationi in base al loro contenuto in acqua dolce disposti come segue: calcio - 64%, magnesio - 17%, sodio - 16%, potassio - 3%. Si tratta di 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 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 scompare la differenza di pressione osmotica tra le cellule e l'ambiente esterno.

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 molti piante marine e gli animali non riuscirono a popolare i corpi d'acqua dolce e si rivelarono 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 stenoalina. Eurialino Non sono molti gli organismi, in particolare gli animali, di origine marina e d'acqua dolce. 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'abitazione delle piante in un ambiente acquatico, oltre alle caratteristiche sopra elencate, lascia un'impronta su altri aspetti della vita, in particolare sul regime idrico delle 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 la corrente che arriva ai tessuti nutrienti, esiste (anche se molto più debole che nelle piante terrestri), con una periodicità giornaliera ben definita: di più durante il 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 d'acqua 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). Specie selezionate piante superiori le acque dolci sono prive di radici e galleggiano liberamente o ricoprono 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 è il fattore ambientale più importante. 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. In prossimità del fondo dei serbatoi, le condizioni possono essere prossime all'anaerobiosi.

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 2).

Tavolo 2

Fabbisogno di ossigeno per diverse specie di pesci 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 sufficientemente elevata di acqua con ossigeno, 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 si verifica una combinazione di respirazione acquatica e respiratoria, ad esempio dipnoi, sifonofori, discofanti, molti molluschi polmonari, crostacei Yammarus lacustris, ecc. Gli animali acquatici secondari di solito mantengono il tipo di respirazione atmosferica come energeticamente più favorevole e quindi richiedono 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 compreso tra 3,7 e 4,7 sono considerate acide, tra 6,95 e 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 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.

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 gasteropode marino Littorina, da adulto, resta a lungo senza acqua ogni giorno durante la bassa marea, 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.

La temperatura relativamente bassa dell'ambiente acquatico provoca la morte delle parti vegetative delle piante immerse nell'acqua dopo la formazione dei germogli invernali e la sostituzione delle sottili e tenere foglie estive con foglie invernali più dure e corte. Bassa temperatura l'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 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. La massima perfezione del metodo reattivo di locomozione è raggiunta dai cefalopodi. Pertanto, alcuni calamari sviluppano velocità fino a 40-50 km/h quando lanciano l'acqua (Fig. 12).

Riso. 12.

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. Questi sono come gli idroidi (Hydroidea) e polipi dei coralli(Anthozoo), gigli di mare (Crinoidea), bivalvi (Br/aMa), ecc. Sono caratterizzati da una particolare forma del corpo, leggera galleggiabilità (la densità del corpo è maggiore della densità dell'acqua) e dispositivi speciali per l'attaccamento a il 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.

Pressione osmotica e stato ionico le soluzioni nel corpo degli animali sono fornite 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. COSÌ, pesce d'acqua dolce l'acqua in eccesso viene rimossa lavoro 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. 13).

Riso. 13.

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.

Habitat acquatico

HABITAT E LORO CARATTERISTICHE

Nel processo di sviluppo storico, gli organismi viventi hanno dominato quattro habitat. Il primo è l'acqua. La vita ha avuto origine e si è sviluppata nell'acqua per molti milioni di anni. Le seconde piante e animali - terra-aria - sorsero sulla terra e nell'atmosfera e si adattarono rapidamente alle nuove condizioni. Trasformando gradualmente lo strato superiore della terra - la litosfera, hanno creato un terzo habitat - il suolo, e loro stessi sono diventati il ​​quarto habitat.

Habitat acquatico

L'acqua copre il 71% della superficie terrestre. La maggior parte dell'acqua è concentrata nei mari e negli oceani - 94-98%, il ghiaccio polare contiene circa l'1,2% di acqua e una percentuale molto piccola - meno dello 0,5%, nelle acque dolci di fiumi, laghi e paludi.

Nell'ambiente acquatico vivono circa 150.000 specie di animali e 10.000 di piante, che rappresentano rispettivamente solo il 7 e l'8% del numero totale di specie sulla Terra.

Nei mari-oceani, come in montagna, si esprime la zonizzazione verticale. Il pelagico - l'intera colonna d'acqua - e il bentonico - il fondo - differiscono particolarmente notevolmente dal punto di vista ecologico. La colonna d'acqua, la zona pelagica, è divisa verticalmente in più zone: epipeligale, batipeligale, abissopeligale e ultraabissopeligale(Fig. 2).

A seconda della ripidezza della discesa e della profondità del fondo si distinguono anche diverse zone, che corrispondono alle zone pelagiche indicate:

Litorale: il bordo della costa che viene allagato durante l'alta marea.

Sopralitorale: la parte della costa al di sopra della linea di marea superiore dove raggiungono gli spruzzi delle onde.

Sublitorale - una graduale diminuzione della terra fino a 200 m.

Bathial - una ripida depressione di terra (pendio continentale),

Abissale: una graduale diminuzione del fondo del fondale oceanico; la profondità di entrambe le zone insieme raggiunge i 3-6 km.

Ultra-abissale - depressioni marine profonde da 6 a 10 km.

Gruppi ecologici di idrobionti. La più grande diversità di vita si trova in mari caldi e gli oceani (40.000 specie di animali) all'equatore e ai tropici, a nord e a sud la flora e la fauna dei mari sono centinaia di volte impoverite. Per quanto riguarda la distribuzione degli organismi direttamente in mare, la maggior parte di essi è concentrata negli strati superficiali (epipelagici) e nella zona sublitorale. A seconda del metodo di movimento e di permanenza in determinati strati, vita marina sono divisi in tre gruppi ecologici: necton, plancton e benthos.

Nekton (nektos - galleggiante) - animali di grandi dimensioni che si muovono attivamente in grado di superare lunghe distanze e forti correnti: pesci, calamari, pinnipedi, balene. Nei corpi d'acqua dolce, il necton comprende anfibi e molti insetti.

Plancton (planktos - errante, librato) - un insieme di piante (fitoplancton: diatomee, alghe verdi e blu-verdi (solo corpi d'acqua dolce), flagellati vegetali, peridinesi, ecc.) e piccoli organismi animali (zooplancton: piccoli crostacei, del quelli più grandi - pteropodi, molluschi, meduse, ctenofori, alcuni vermi) che vivono a diverse profondità, ma non sono in grado di muoversi attivamente e resistere alle correnti. Il plancton comprende anche larve di animali, che formano un gruppo speciale: Neuston . Si tratta di una popolazione “temporanea” che galleggia passivamente nello strato idrico più superficiale, rappresentata da vari animali (decapodi, cirripedi e copepodi, echinodermi, policheti, pesci, molluschi, ecc.) allo stadio larvale. Le larve, crescendo, si spostano negli strati inferiori del pelagel. Sopra si trova il neutrone plaston - questi sono organismi in cui la parte superiore del corpo cresce sopra l'acqua e la parte inferiore nell'acqua (lenticchia d'acqua - Lemma, sifonofori, ecc.). Il plancton svolge un ruolo importante nelle relazioni trofiche della biosfera, perché è il cibo per molti abitanti acquatici, compreso il cibo principale per i misticeti (Myatcoceti).

Benthos (benthos – profondità) – idrobionti del fondo. È rappresentato soprattutto da animali attaccati o che si muovono lentamente (zoobenthos: foraminefori, pesci, spugne, celenterati, vermi, molluschi, ascidie, ecc.), più numerosi in acque poco profonde. In acque poco profonde, il benthos comprende anche piante (fitobenthos: diatomee, alghe verdi, brune, rosse, batteri). A profondità dove non c'è luce il fitobenthos è assente. Le zone rocciose del fondale sono più ricche di fitobenthos.

Nei laghi lo zoobenthos è meno abbondante e diversificato che nel mare. È formato da protozoi (ciliati, dafnie), sanguisughe, molluschi, larve di insetti, ecc. Il fitobenthos dei laghi è formato da diatomee fluttuanti, alghe verdi e azzurre; sono assenti le alghe brune e rosse.

L'elevata densità dell'ambiente acquatico determina la composizione speciale e la natura dei cambiamenti nei fattori di supporto alla vita. Alcuni di essi sono gli stessi della terraferma: calore, luce, altri sono specifici: pressione dell'acqua (aumenta di 1 atm ogni 10 m con la profondità), contenuto di ossigeno, composizione salina, acidità. A causa dell'elevata densità dell'ambiente, i valori di calore e luce cambiano molto più velocemente con un gradiente di altitudine che sulla terraferma.

Modalità termica. L'ambiente acquatico è caratterizzato da un minore accumulo di calore, perché una parte significativa di esso viene riflessa e una parte altrettanto significativa viene spesa per l'evaporazione. Coerentemente con la dinamica delle temperature del terreno, le temperature dell’acqua mostrano fluttuazioni minori nelle temperature giornaliere e stagionali. Inoltre, i serbatoi equalizzano significativamente la temperatura nell'atmosfera delle zone costiere. In assenza di un guscio di ghiaccio, i mari hanno un effetto riscaldante sulle terre adiacenti nella stagione fredda e un effetto rinfrescante e idratante in estate.

L'intervallo di temperatura dell'acqua negli oceani è di 38° (da -2 a +36°C), nei corpi d'acqua dolce – 26° (da -0,9 a +25°C). Con la profondità, la temperatura dell'acqua scende bruscamente. Fino a 50 m ci sono escursioni termiche giornaliere, fino a 400 stagionali, più in profondità diventano costanti, scendendo fino a +1-3°C. Poiché il regime di temperatura nei bacini idrici è relativamente stabile, i loro abitanti tendono a esserlo stenotermicità.

A causa di a vari livelli riscaldamento degli strati superiori e inferiori durante tutto l'anno, flussi e riflussi, correnti e tempeste mescolano costantemente gli strati d'acqua. Il ruolo della miscelazione dell'acqua per la vita acquatica è estremamente importante, perché allo stesso tempo, la distribuzione dell'ossigeno e dei nutrienti all'interno dei serbatoi viene uniformata, garantendo i processi metabolici tra gli organismi e l'ambiente.

Nei bacini stagnanti (laghi) delle latitudini temperate, la miscelazione verticale avviene in primavera e in autunno, e durante queste stagioni la temperatura in tutto il bacino diventa uniforme, cioè. arriva omotermia. In estate e in inverno a seguito di un forte aumento del riscaldamento o del raffreddamento strati superiori la miscelazione dell'acqua si interrompe. Questo fenomeno si chiama dicotomia della temperatura, e il periodo di stagnazione temporanea è stagnazione(estate o inverno). In estate rimangono in superficie strati caldi più leggeri, posti sopra quelli molto freddi (Fig. 3). In inverno, invece, l'acqua è più calda nello strato inferiore, poiché direttamente sotto il ghiaccio la temperatura delle acque superficiali è inferiore a +4°C ed esse, a causa proprietà fisiche e chimiche le acque diventano più leggere dell'acqua con una temperatura superiore a +4°C.

Durante i periodi di stagnazione si distinguono chiaramente tre strati: quello superiore (epilimnion) con le più forti fluttuazioni stagionali della temperatura dell'acqua, quello medio (metalimnion o termoclino), in cui si verifica un brusco salto di temperatura, e il fondo ( ipolimnio), in cui la temperatura varia poco durante l'anno. Durante i periodi di stagnazione, si verifica una carenza di ossigeno nella colonna d'acqua - nella parte inferiore in estate e nella parte superiore in inverno, a causa della quale spesso si verificano morie di pesci in inverno.

Modalità luce. L'intensità della luce nell'acqua è fortemente indebolita a causa della sua riflessione da parte della superficie e dell'assorbimento da parte dell'acqua stessa. Ciò influisce notevolmente sullo sviluppo delle piante fotosintetiche.

L'assorbimento della luce è tanto più forte quanto minore è la trasparenza dell'acqua, che dipende dal numero di particelle in essa sospese (sospensioni minerali, plancton). Diminuisce con il rapido sviluppo di piccoli organismi in estate, e alle latitudini temperate e settentrionali anche in inverno, dopo la formazione della copertura di ghiaccio e la copertura con la neve in cima.

La trasparenza è caratterizzata dalla profondità massima alla quale è ancora visibile un disco bianco appositamente abbassato del diametro di circa 20 cm (disco di Secchi). Le acque più limpide si trovano nel Mar dei Sargassi: il disco è visibile fino a una profondità di 66,5 m. Nell'Oceano Pacifico il disco di Secchi è visibile fino a 59 m, nell'Oceano Indiano - fino a 50, nei mari poco profondi - fino a. 5-15 minuti. La trasparenza dei fiumi è in media di 1-1,5 m, e nei fiumi più fangosi solo pochi centimetri.

Negli oceani, dove l'acqua è molto trasparente, l'1% della radiazione luminosa penetra fino a una profondità di 140 m, e nei piccoli laghi a una profondità di 2 m penetra solo un decimo di percentuale. Raggi parti differenti lo spettro viene assorbito in modo diverso nell'acqua; i raggi rossi vengono assorbiti per primi. Con la profondità diventa più scuro, e il colore dell'acqua diventa prima verde, poi blu, indaco e infine blu-viola, trasformandosi nell'oscurità completa. Anche gli idrobionti cambiano colore di conseguenza, adattandosi non solo alla composizione della luce, ma anche al suo mancato adattamento cromatico. Nelle zone luminose, in acque poco profonde, predominano le alghe verdi (Chlorophyta), la cui clorofilla assorbe i raggi rossi, con la profondità vengono sostituite da quelle marroni (Phaephyta) e poi rosse (Rhodophyta). A grandi profondità il fitobenthos è assente.

Le piante si sono adattate alla mancanza di luce sviluppando grandi cromatofori, oltre ad aumentare l'area degli organi assimilatori (indice di superficie fogliare). Per le alghe di acque profonde, le foglie fortemente sezionate sono tipiche, le lame delle foglie sono sottili e traslucide. Le piante semisommerse e galleggianti sono caratterizzate da eterofilia: le foglie sopra l'acqua sono le stesse delle piante terrestri, hanno una lama solida, l'apparato stomatico è sviluppato e nell'acqua le foglie sono molto sottili, costituite da strette lobi filiformi.

Gli animali, come le piante, cambiano naturalmente il loro colore con la profondità. Negli strati superiori sono colorati in diversi colori, nella zona crepuscolare (spigole, coralli, crostacei) sono dipinti con una sfumatura rossa: è più conveniente nascondersi dai nemici. Le specie di acque profonde sono prive di pigmenti. Nelle oscure profondità dell'oceano, gli organismi utilizzano la luce emessa dagli esseri viventi come fonte di informazioni visive. bioluminescenza.

Alta densità(1 g/cm3, ovvero 800 volte la densità dell'aria) e la viscosità dell'acqua ( 55 volte superiore a quello dell'aria) ha portato allo sviluppo di adattamenti speciali degli organismi acquatici :

1) Le piante hanno tessuti meccanici molto poco sviluppati o completamente assenti: sono sostenute dall'acqua stessa. La maggior parte è caratterizzata da galleggiabilità dovuta alle cavità intercellulari che trasportano l'aria. Caratterizzato dalla riproduzione vegetativa attiva, dallo sviluppo dell'idrocoria: la rimozione dei gambi dei fiori sopra l'acqua e la distribuzione di polline, semi e spore da parte delle correnti superficiali.

2) Negli animali che vivono nella colonna d'acqua e nuotano attivamente, il corpo ha una forma snella ed è lubrificato con muco, che riduce l'attrito durante il movimento. Dispositivi sviluppati per aumentare la galleggiabilità: accumuli di grasso nei tessuti, vesciche natatorie nei pesci, cavità d'aria nei sifonofori. Negli animali che nuotano passivamente, la superficie specifica del corpo aumenta a causa di escrescenze, spine e appendici; il corpo è appiattito e gli organi scheletrici sono ridotti. Diversi modi locomozione: flessione del corpo, con l'aiuto di flagelli, ciglia, modalità di locomozione reattiva (cefalopodi).

Negli animali bentonici, lo scheletro scompare o è poco sviluppato, le dimensioni corporee aumentano, è comune la riduzione della vista e si sviluppano gli organi tattili.

Correnti. Una caratteristica dell'ambiente acquatico è la mobilità. È causato da flussi e riflussi, correnti marine, tempeste, a diversi livelli segni di elevazione dei letti dei fiumi. Adattamenti degli idrobionti:

1) Nei bacini fluenti, le piante sono saldamente attaccate a oggetti sottomarini stazionari. La superficie inferiore è principalmente un substrato per loro. Queste sono alghe verdi e diatomee, muschi acquatici. I muschi formano anche una fitta copertura sui veloci corsi d'acqua dei fiumi. Nella zona di marea dei mari, molti animali dispongono di dispositivi per attaccarsi al fondo (gasteropodi, cirripedi) o si nascondono nelle fessure.

2) Nei pesci delle acque correnti il ​​corpo ha un diametro rotondo, mentre nei pesci che vivono vicino al fondo, come negli invertebrati bentonici, il corpo è piatto. Molti hanno organi di attaccamento agli oggetti sottomarini sul lato ventrale.

Salinità dell'acqua.

I serbatoi naturali sono caratterizzati da un certo Composizione chimica. Predominano carbonati, solfati e cloruri. Nei corpi d'acqua dolce, la concentrazione di sale non è superiore a 0,5 ‰ (e circa l'80% sono carbonati), nei mari - da 12 a 35 ‰ (principalmente cloruri e solfati). Quando la salinità è superiore a 40 ppm, il corpo idrico viene chiamato ipersalino o sovrasalino.

1) In acqua dolce (ambiente ipotonico), i processi di osmoregolazione sono ben espressi. Gli idrobionti sono costretti a rimuovere costantemente l'acqua che penetra in essi; sono omoiosmotici (i ciliati “pompano” attraverso se stessi una quantità di acqua pari al suo peso ogni 2-3 minuti). Nell'acqua salata (ambiente isotonico), la concentrazione di sali nei corpi e nei tessuti degli idrobionti è la stessa (isotonica) della concentrazione di sali disciolti nell'acqua: sono poichiloosmotici. Pertanto, gli abitanti dei corpi d'acqua salata non hanno sviluppato funzioni osmoregolatrici e non sono stati in grado di popolare i corpi d'acqua dolce.

2) Le piante acquatiche sono in grado di assorbire acqua e sostanze nutritive dall'acqua - “brodo”, con tutta la loro superficie, quindi le loro foglie sono fortemente sezionate e i tessuti conduttivi e le radici sono poco sviluppati. Le radici servono principalmente per l'attaccamento al substrato sottomarino. La maggior parte delle piante d'acqua dolce hanno radici.

Le specie tipicamente marine e tipicamente d'acqua dolce, stenoaline, non tollerano cambiamenti significativi nella salinità dell'acqua. Esistono poche specie eurialine. Sono comuni nelle acque salmastre (lucioperca d'acqua dolce, luccio, orata, triglia, salmone costiero).

Gli abitanti dell'ambiente acquatico hanno ricevuto un nome comune in ecologia idrobionti. Abitano l'Oceano Mondiale, i bacini idrici continentali e le acque sotterranee. In qualsiasi specchio d'acqua si possono distinguere zone con condizioni diverse.

Nell'oceano e nei suoi mari esistono principalmente due aree ecologiche: la colonna d'acqua - pelagico e il fondo - benthal. Gli abitanti delle profondità abissali e ultra-abissali vivono nell'oscurità, a temperatura costante e ad una pressione enorme. È stata nominata l'intera popolazione del fondale oceanico benthos.

Proprietà fondamentali dell'ambiente acquatico.

Densità dell'acquaè un fattore che determina le condizioni per il movimento degli organismi acquatici e la pressione a diverse profondità. Per l'acqua distillata, la densità è di 1 g/cm 3 a 4 °C. La densità delle acque naturali contenenti sali disciolti può essere maggiore, fino a 1,35 g/cm 3 . La pressione aumenta con la profondità in media di 1 × 10 5 Pa (1 atm) ogni 10 m. La densità dell'acqua consente di fare affidamento su di essa, cosa particolarmente importante per le forme non scheletriche. La densità dell'ambiente funge da condizione per galleggiare nell'acqua e molti organismi acquatici sono adattati specificamente a questo stile di vita. Gli organismi sospesi che galleggiano nell'acqua sono combinati in uno speciale gruppo ecologico di organismi acquatici - plancton(“planktos” – librarsi). Il plancton è dominato da alghe unicellulari e coloniali, protozoi, meduse, sifonofori, ctenofori, pteropodi e molluschi chiglia, vari piccoli crostacei, larve di animali di fondo, uova di pesce e avannotti e molti altri. Alga marina (fitoplancton) si librano passivamente nell'acqua, mentre la maggior parte degli animali planctonici sono in grado di nuotare attivamente, ma entro limiti limitati. Un tipo speciale di plancton è un gruppo ecologico Neuston(“nein” - nuotare) - abitanti del film superficiale dell'acqua al confine con l'aria. La densità e la viscosità dell'acqua influenzano notevolmente la possibilità di nuotare attivamente. Gli animali capaci di nuotare velocemente e di superare la forza delle correnti sono uniti in un gruppo ecologico Nekton(“nektos” – fluttuante).

Regime di ossigeno. Nell'acqua satura di ossigeno, il suo contenuto non supera i 10 ml per 1 litro, ovvero 21 volte inferiore a quello dell'atmosfera. Pertanto, le condizioni respiratorie degli organismi acquatici sono notevolmente complicate. L'ossigeno entra nell'acqua principalmente attraverso l'attività fotosintetica delle alghe e la diffusione dall'aria. Pertanto, gli strati superiori della colonna d'acqua sono, di regola, più ricchi di questo gas rispetto a quelli inferiori. All’aumentare della temperatura e della salinità dell’acqua, la concentrazione di ossigeno in essa diminuisce. Negli strati fortemente popolati da animali e batteri si può creare una forte carenza di O 2 a causa del suo maggiore consumo. Le condizioni vicino al fondo dei serbatoi possono essere quasi anaerobiche.

Tra gli abitanti acquatici esistono molte specie che possono tollerare ampie fluttuazioni del contenuto di ossigeno nell'acqua, fino alla sua quasi completa assenza (euroxybiontS – “oxy” – ossigeno, “biont” – abitante). Questi includono, ad esempio, i gasteropodi. Tra i pesci, la carpa, la tinca e il carassio possono sopportare una saturazione di ossigeno dell'acqua molto bassa. Tuttavia, un certo numero di tipi stenoxibiont– possono esistere solo con una saturazione di ossigeno dell’acqua sufficientemente elevata (trota iridea, trota fario, pesciolini).

Regime del sale. Il mantenimento dell'equilibrio idrico degli organismi acquatici ha le sue specificità. Se per gli animali e le piante terrestri è molto importante fornire acqua al corpo in condizioni di carenza, allora per gli idrobionti non è meno importante mantenere una certa quantità di acqua nel corpo quando ce n'è in eccesso nell'ambiente . Una quantità eccessiva di acqua nelle cellule porta ad un cambiamento nella pressione osmotica al loro interno e all'interruzione delle funzioni vitali più importanti. La maggior parte della vita acquatica poichilosmotico: la pressione osmotica nel loro corpo dipende dalla salinità dell'acqua circostante. Pertanto, il modo principale con cui gli organismi acquatici mantengono il loro equilibrio salino è evitare habitat con salinità inadeguata. Le forme di acqua dolce non possono esistere nei mari e le forme marine non possono tollerare la desalinizzazione. Appartengono a questo gruppo i vertebrati, i crostacei superiori, gli insetti e le loro larve che vivono nell'acqua omoiosmotico specie, mantenendo costante la pressione osmotica nel corpo indipendentemente dalla concentrazione di sali nell'acqua.

Modalità luce. C'è molta meno luce nell'acqua che nell'aria. Una parte dei raggi incidenti sulla superficie di un serbatoio vengono riflessi nell'aria. Più bassa è la posizione del Sole, più forte è il riflesso, quindi la giornata sott'acqua è più breve che sulla terraferma. Nelle oscure profondità dell'oceano, gli organismi utilizzano la luce emessa dagli esseri viventi come fonte di informazioni visive. Si chiama il bagliore di un organismo vivente bioluminescenza. Le reazioni utilizzate per generare la luce sono varie. Ma in tutti i casi si tratta dell'ossidazione di composti organici complessi (luciferine) utilizzando catalizzatori proteici (luciferasi).

Metodi di orientamento degli animali nell'ambiente acquatico. Vivere costantemente al crepuscolo o al buio limita notevolmente le tue opzioni orientamento visivo idrobionti. A causa della rapida attenuazione dei raggi luminosi nell'acqua, anche chi ha gli organi visivi ben sviluppati può utilizzarli solo per navigare a distanza ravvicinata.

Il suono viaggia più velocemente nell’acqua che nell’aria. L'orientamento sonoro è generalmente meglio sviluppato negli organismi acquatici rispetto all'orientamento visivo. Numerose specie rilevano anche vibrazioni a frequenza molto bassa (infrasuoni) , che si formano quando cambia il ritmo delle onde, e scendono dagli strati superficiali a quelli più profondi prima della tempesta (ad esempio, le meduse). Molti abitanti dei corpi idrici - mammiferi, pesci, molluschi, crostacei - producono essi stessi i suoni. Numerosi idrobionti trovano cibo e navigano utilizzando ecolocalizzazione– percezione delle onde sonore riflesse (cetacei). Molti percepiscono gli impulsi elettrici riflessi , producendo scariche di diversa frequenza durante il nuoto. Anche un certo numero di pesci utilizza i campi elettrici per difendersi e attaccare (razza elettrica, anguilla elettrica, ecc.).

Per l'orientamento in profondità viene utilizzato percezione della pressione idrostatica. Viene effettuato utilizzando statocisti, camere a gas e altri organi.

La filtrazione come tipo di nutrizione. Molti idrobionti hanno uno schema di alimentazione speciale: si tratta del filtraggio o della sedimentazione di particelle di origine organica sospese nell'acqua e di numerosi piccoli organismi.

La forma del corpo. La maggior parte degli idrobionti ha una forma del corpo snella.