Vispārējās īpašības. Hidrosfēra kā ūdens dzīves vide aizņem aptuveni 71% no zemeslodes platības un 1/800 no zemeslodes tilpuma. Galvenais ūdens daudzums, vairāk nekā 94%, ir koncentrēts jūrās un okeānos (5.2. att.).

Rīsi. 5.2. Pasaules okeāni salīdzinājumā ar zemi (saskaņā ar N. F. Reimers, 1990)

Upju un ezeru saldūdeņos ūdens daudzums nepārsniedz 0,016% no kopējā tilpuma saldūdens.

Okeānā ar to veidojošajām jūrām galvenokārt izšķir divas ekoloģiskās zonas: ūdens stabs - pelagiāls un apakšā - bentāls. Atkarībā no dziļuma bentāls tiek sadalīts sublitorālā zona - pakāpeniskas zemes samazināšanās platība līdz 200 m dziļumam, batiāls - stāvas nogāzes zona un bezdibeņa zona - okeāna dibens ar vidējo dziļumu 3-6 km. Dziļākos bentosa reģionus, kas atbilst okeāna dibena ieplakām (6-10 km), sauc ultraabisāls. To krasta malu, kas applūst plūdmaiņu laikā, sauc piekraste Tiek saukta piekrastes daļa virs plūdmaiņas līmeņa, ko samitrina sērfošanas aerosols supralitorāls.

Pasaules okeāna atklātie ūdeņi ir sadalīti arī vertikālajās zonās, kas atbilst bentosa zonām: tipeligial, bati-peligial, abyssopeligal(5.3. att.).

Rīsi. 5.3. Okeāna vertikālais ekoloģiskais zonējums

(saskaņā ar N. F. Reimers, 1990)

Ūdens vidē mīt aptuveni 150 000 dzīvnieku sugu jeb aptuveni 7% no kopskaita (5.4. att.) un 10 000 augu sugu (8%).

Jāņem vērā arī tas, ka vairuma augu un dzīvnieku grupu pārstāvji palika ūdens vidē (savā “šūpulī”), taču to sugu skaits ir daudz mazāks nekā sauszemes. Līdz ar to secinājums – evolūcija uz sauszemes notika daudz ātrāk.

Ekvatoriālo un tropisko reģionu jūras un okeāni, galvenokārt Klusais okeāns un Atlantijas okeāni. Uz ziemeļiem un dienvidiem no šīm joslām augstas kvalitātes kompozīcija pakāpeniski iztukšojas. Piemēram, Austrumindijas arhipelāgā ir vismaz 40 000 dzīvnieku sugu, savukārt Laptevu jūrā ir tikai 400. Lielākā daļa pasaules okeāna organismu ir koncentrēti salīdzinoši nelielā teritorijā. jūras piekrasti mērenā zona un starp tropu valstu mangrovēm.

Upju, ezeru un purvu īpatsvars, kā minēts iepriekš, salīdzinājumā ar jūrām un okeāniem ir nenozīmīgs. Tomēr tie rada svaigā ūdens piegādi augiem, dzīvniekiem un cilvēkiem.

Rīsi. 5.4. Dzīvnieku galveno klašu sadalījums pēc vides

biotops (pēc G. V. Voitkeviča un V. A. Vronska, 1989)

Piezīme dzīvnieki, kas novietoti zem viļņveida līnijas, dzīvo jūrā, virs tās - sauszemes-gaisa vidē

Zināms, ka ne tikai ūdens vide spēcīgi ietekmē tās iemītniekus, bet arī hidrosfēras dzīvā viela, ietekmējot biotopu, apstrādā to un iesaista vielu apritē. Konstatēts, ka okeānu, jūru, upju un ezeru ūdens sadalās un atjaunojas biotiskā ciklā 2 miljonu gadu laikā, t.i., tas viss ir izgājis cauri dzīvajai vielai uz Zemes vairāk nekā tūkstoš reižu.

Līdz ar to mūsdienu hidrosfēra ir ne tikai mūsdienu, bet arī pagātnes ģeoloģisko laikmetu dzīvās vielas vitālās aktivitātes produkts.

Raksturīga iezīmeūdens vide ir tā mobilitāte,īpaši plūstošās, straujās straumēs un upēs. Jūras un okeāni piedzīvo bēgumus un bēgumus, spēcīgas straumes un vētras. Ezeros ūdens pārvietojas temperatūras un vēja ietekmē.

Hidrobiontu ekoloģiskās grupas.Ūdens biezums, vai pelaģisks(pelages - jūra), kurā dzīvo pelaģiskie organismi, kuriem piemīt spēja peldēt vai uzturēties noteiktos slāņos (5.5. att.).

Rīsi. 5.5. Okeāna un tā iedzīvotāju profils (pēc N. N. Moisejeva, 1983)

Šajā sakarā šos organismus iedala divās grupās: nekton Un planktons. Trešā vides grupa - bentoss - veido dibena iemītniekus.

Nektons(nektos - peldošs) ir pelaģisko aktīvi kustīgu dzīvnieku kolekcija, kam nav tiešas saiknes ar dibenu. Tie galvenokārt ir lieli dzīvnieki, kas spēj pārvarēt lielus attālumus un spēcīgas ūdens straumes. Viņiem ir racionalizēta ķermeņa forma un labi attīstīti kustību orgāni. Tipiski nektoniski organismi ir zivis, kalmāri, vaļi un roņveidīgie. Papildus zivīm nektonā saldūdeņos ietilpst abinieki un aktīvi kustīgi kukaiņi. Daudzi jūras zivis var pārvietoties ūdens kolonnā ar milzīgu ātrumu: līdz 45-50 km/h - kalmāri (Oegophside), 100-150 km/h - buru zivis (Jstiopharidae) un 130 km/h - zobenzivs (Xiphias glabius).

Planktons(planktos - klīst, planē) ir pelaģisko organismu kopums, kam nav spēju veikt straujas aktīvas kustības. Parasti tie ir mazi dzīvnieki - zooplanktons un augi - fitoplanktons, kas nevar pretoties straumēm. Planktonā ietilpst arī daudzu ūdens kolonnā “peldošo” dzīvnieku kāpuri. Planktona organismi atrodas gan uz ūdens virsmas, gan dziļumā, gan apakšējā slānī.

Organismi, kas atrodas uz ūdens virsmas, veido īpaša grupa - Neuston. Neustona sastāvs ir atkarīgs arī no vairāku organismu attīstības stadijas. Izejot cauri kāpuru stadijai un augot, tie atstāj virsmas slāni, kas tiem kalpoja par patvērumu, un pārceļas uz dzīvi apakšā vai apakšējos un dziļākajos slāņos. Tajos ietilpst desmitkāju kāpuri, dzeloņkāju, spārnu, vēderkāju un gliemenes, ādas, daudzdzimteņi, zivis utt.

Tiek saukti tie paši organismi, kuru ķermeņa daļa atrodas virs ūdens virsmas, bet otra ūdenī. pleistona. Tajos ietilpst pīle (Lemma), sifonofori (Siphonophora) utt.

Fitoplanktonam ir liela nozīme ūdenstilpņu dzīvē, jo tas ir galvenais organisko vielu ražotājs. Fitoplanktons galvenokārt ietver kramaļģes (Diatomeae) un zaļās aļģes (Chlorophyta), augu flagellates (Phytomastigina), peridineae (Peridineae) un kokolitoforīdus (Coccolitophoridae). Saldūdeņos plaši izplatītas ne tikai zaļaļģes, bet arī zilaļģes (Cyanophyta).

Zooplanktonu un baktērijas var atrast dažādos dziļumos. Saldūdeņos, pārsvarā slikti peldoši, bieži sastopami salīdzinoši lieli vēžveidīgie (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), daudzi rotifers (Rotatoria) un vienšūņi.

Jūras zooplanktonā dominē mazie vēžveidīgie (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) un vienšūņi (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Lielie pārstāvji ir spārnotie mīkstmieši (Pteropoda), medūzas (Scyphozoa) un peldošās ctenophora (Ctenophora), salpas (Salpae) un daži tārpi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktona organismi kalpo kā svarīga barības sastāvdaļa daudziem ūdensdzīvniekiem, tostarp tādiem milžiem kā vaļi (Mystacoceti), att. 5.6.

5.6. attēls. Enerģijas un vielu apmaiņas galveno virzienu shēma okeānā

Bentoss(bentoss - dziļums) ir organismu kopums, kas dzīvo rezervuāru dibenā (uz zemes un zemē). Tas ir sadalīts zoobentoss Un fitobentoss. Pārsvarā attēlo pieķērušies, lēni kustīgi vai urbjoši dzīvnieki. Seklā ūdenī tas sastāv no organismiem, kas sintezējas organisko vielu(ražotāji), tie, kas to patērē (patērētāji) un tie, kas to iznīcina (reducētāji). Dziļumā, kur nav gaismas, fitobentosa (ražotāju) nav. Jūras zoobentosā dominē foraminifori, sūkļi, koelenterāti, tārpi, brahiopodi, mīkstmieši, ascīdi, zivis uc Bentosa formas ir lielākas seklos ūdeņos. To kopējā biomasa šeit var sasniegt desmitiem kilogramu uz 1 m2.

Jūru fitobentosā galvenokārt ietilpst aļģes (kramaļģes, zaļas, brūnas, sarkanas) un baktērijas. Gar krastiem aug ziedoši augi - Zostera, Ruppia, Phyllospadix. Akmeņainie un akmeņainie grunts apgabali ir bagātākie ar fitobentosu.

Ezeros, tāpat kā jūrās, ir planktons, nektons Un bentoss.

Taču ezeros un citās saldūdenstilpēs zoobentosa ir mazāk nekā jūrās un okeānos, un tā sugu sastāvs ir viendabīgs. Galvenokārt tie ir vienšūņi, sūkļi, skropstu un daudzslāņu tārpi, dēles, mīkstmieši, kukaiņu kāpuri u.c.

Saldūdens fitobentosu pārstāv baktērijas, kramaļģes un zaļās aļģes. Piekrastes augi atrodas no krasta iekšzemē skaidri noteiktās joslās. Pirmā josta - daļēji iegremdēti augi (niedres, sārņi, grīšļi un niedres); otrā josta - iegremdēti augi ar peldošām lapām (ūdensrozes, olu kapsulas, ūdensrozes, pīles). IN trešā josta dominē augi - dīķzāle, elodeja u.c. (5.7. attēls).

Rīsi. 5.7. Augi, kas sakņojas apakšā (A):

1 - kaķene; 2- melodijas; 3 - bultas uzgalis; 4 - ūdensroze; 5, 6 - dīķzāle; 7 - hara. Brīvi peldošas aļģes (B): 8, 9 - pavedienu zaļa; 10-13 - zaļš; 14-17 - kramaļģes; 18-20 - zili zaļš

Pamatojoties uz to dzīvesveidu, ūdensaugus iedala divos galvenajos veidos: vides grupas: hidrofīti - augi, kas iegremdēti ūdenī tikai ar apakšējo daļu un parasti sakņojas zemē, un hidatofīti - augi, kas ir pilnībā iegremdēti ūdenī un dažreiz peld pa virsmu vai kuriem ir peldošas lapas.

Dzīvē ūdens organismiem lielu lomu spēlē ūdens vertikālā kustība, blīvums, temperatūra, gaismas, sāls, gāzes (skābekļa un oglekļa dioksīda saturs) režīmi un ūdeņraža jonu koncentrācija (pH).

Temperatūras apstākļi. Tas atšķiras ūdenī, pirmkārt, ar mazāku siltuma pieplūdumu un, otrkārt, ar lielāku stabilitāti nekā uz sauszemes. Daļa siltumenerģijas, kas nonāk ūdens virsmā, tiek atspoguļota, bet daļa tiek tērēta iztvaikošanai. Ūdens iztvaikošana no rezervuāru virsmas, kas patērē aptuveni 2263x8 J/g, novērš apakšējo slāņu pārkaršanu, savukārt ledus veidošanās, kas izdala saplūšanas siltumu (333,48 J/g), palēnina to atdzišanu.

Temperatūras izmaiņas plūstošajos ūdeņos seko tās izmaiņām apkārtējā gaisā, atšķiras ar mazāku amplitūdu.

Mērenā platuma grādos ezeros un dīķos termiskais režīms nosaka labi zināmais fiziska parādība- ūdens maksimālais blīvums ir 4°C. Ūdens tajos ir skaidri sadalīts trīs slāņos: augšējais - epilimnijs, kuru temperatūra piedzīvo krasas sezonālās svārstības; pārejas, temperatūras lēciena slānis, - metāls, kur ir krasas temperatūras izmaiņas; dziļjūra (apakšā) - hipolimnijs sasniedzot pašā apakšā, kur temperatūra visu gadu izmaiņas nenozīmīgs.

Vasarā siltākie ūdens slāņi atrodas virspusē, bet aukstākie - apakšā. Šis tips Temperatūras sadalījumu pa slāņiem rezervuārā sauc tieša stratifikācija Ziemā, temperatūrai pazeminoties, apgrieztā stratifikācija.Ūdens virsmas slāņa temperatūra ir tuvu 0°C. Apakšā temperatūra ir aptuveni 4°C, kas atbilst tās maksimālajam blīvumam. Tādējādi temperatūra palielinās līdz ar dziļumu. Šo fenomenu sauc temperatūras dihotomija. Lielākajā daļā mūsu ezeru to novēro vasarā un ziemā. Tā rezultātā tiek traucēta vertikālā cirkulācija, veidojas ūdens blīvuma noslāņošanās un sākas īslaicīgas stagnācijas periods - stagnācija(5.8. att.).

Turpinot paaugstinoties temperatūrai, augšējie ūdens slāņi kļūst arvien mazāk blīvi un vairs negrimst - iestājas vasaras stagnācija. "

Rudenī virszemes ūdeņi atkal atdziest līdz 4°C un nogrimst dibenā, izraisot otrreizēju masu sajaukšanos gadā līdz ar temperatūras izlīdzināšanos, t.i., sākas rudens homotermija.

Jūras vidē ir arī termiskā noslāņošanās, ko nosaka dziļums. Okeāniem ir šādi slāņi Virsma- ūdeņi ir pakļauti vēja iedarbībai, un pēc analoģijas ar atmosfēru šo slāni sauc troposfēra vai jūra termo-mosfēras. Ikdienas ūdens temperatūras svārstības šeit novērojamas līdz aptuveni 50 metru dziļumam, un sezonālās svārstības vērojamas vēl dziļāk. Termosfēras biezums sasniedz 400 m. Vidējs — pārstāv pastāvīgs termoklīns. Temperatūra tajā ir dažādas jūras un okeānos pazeminās līdz 1-3°C. Paplašinās līdz aptuveni 1500 m dziļumam. Selga - raksturīga vienmērīga temperatūra aptuveni 1-3°C, izņemot polāros apgabalus, kur temperatūra ir tuvu 0°C.

IN Kopumā jāņem vērā, ka gada temperatūras svārstību amplitūda okeāna augšējos slāņos ir ne lielāka par 10-15 °C kontinentālajos ūdeņos tā ir 30-35 °C.

Rīsi. 5.8. Ezera stratifikācija un ūdens sajaukšanās

(pēc E. Guntera et al., 1982)

Dziļus ūdens slāņus raksturo nemainīga temperatūra. Ekvatoriālajos ūdeņos gada vidējā temperatūra Virszemes slāņos ir 26-27°C, polārajos slāņos ap 0°C un zemāk. Izņēmums ir termālie avoti, kur virsmas slāņa temperatūra sasniedz 85-93°C.

Ūdenī kā dzīves vidē, no vienas puses, pastāv diezgan ievērojama temperatūras apstākļu dažādība, no otras puses, ir ūdens vides termodinamiskās īpašības, piemēram, augstas īpašs karstums, augsta siltumvadītspēja un izplešanās sasalšanas laikā (šajā gadījumā ledus veidojas tikai virspusē, un galvenā ūdens stabs nesasalst), rada labvēlīgus apstākļus dzīviem organismiem.

Tātad daudzgadīgo hidrofītu ziemošanai upēs un ezeros liela nozīme ir vertikāls temperatūras sadalījums zem ledus. Blīvākais un vismazākais auksts ūdens ar 4°C temperatūru atrodas apakšējā slānī, kur nolaižas sārņu, pūslīšu, akvareļu u.c. ziemojošie pumpuri (turioni) (5.9. att.), kā arī veseli lapu augi, piemēram, pīles un elodejas.

Rīsi. 5.9. Akvarelis (Hydrocharias morsus ranae) rudenī.

Ir redzami ziemojošie pumpuri, kas nogrimst apakšā

(no T.K. Goryshinoya, 1979)

Ir konstatēts, ka iegremdēšana ir saistīta ar cietes uzkrāšanos un augu svēršanu. Līdz pavasarim ciete tiek pārveidota par šķīstošiem cukuriem un taukiem, kas padara pumpurus vieglākus un ļauj tiem peldēt.

Mēreno platuma grādu ūdenstilpēs esošie organismi ir labi pielāgojušies sezonālām ūdens slāņu vertikālajām kustībām, pavasara un rudens homotermijai, kā arī vasaras un ziemas stagnācijai. Tāpēc ka temperatūras režīms rezervuāriem ir raksturīga liela stabilitāte, stenotermija ir izplatīta starp ūdens organismiem vairāk nekā starp sauszemes organismiem.

Eiritermālās sugas galvenokārt sastopamas seklos kontinentālajos rezervuāros un augstu un mēreno platuma grādu jūru piekrastes zonā, kur ir būtiskas ikdienas un sezonālās svārstības.

Ūdens blīvums.Ūdens no gaisa atšķiras ar to, ka ir blīvāks. Šajā ziņā tas ir 800 reižu pārāks gaisa vide. Destilēta ūdens blīvums 4 °C temperatūrā ir 1 g/cm3. Blīvums dabiskie ūdeņi kas satur izšķīdušos sāļus, var būt vairāk: līdz 1,35 g/cm3. Vidēji ūdens kolonnā uz katriem 10 m dziļumā spiediens palielinās par 1 atmosfēru. Lielais ūdens blīvums atspoguļojas hidrofītu ķermeņa struktūrā. Tātad, ja sauszemes augos mehāniskie audi ir labi attīstīti, nodrošinot stumbru un stublāju izturību, mehānisko un vadošo audu izvietojums gar stumbra perifēriju veido “caurules” struktūru, kas ir labi izturīga pret saliekumiem un līkumiem, tad hidrofīti, mehāniskie audi ir ievērojami samazināti, jo augi tiek uzturēti paši. Mehāniskie elementi un vadošie saišķi diezgan bieži koncentrējas stublāja vai lapas kātiņa centrā, kas dod tai spēju saliekties ar ūdens kustībām.

Iegremdētajiem hidrofītiem ir laba peldspēja, ko rada īpašas ierīces (gaisa maisiņi, uztūkumi). Tādējādi vardes lapas atrodas uz ūdens virsmas un zem katras lapas ir peldošs burbulis, kas piepildīts ar gaisu. Tāpat kā maza glābšanas veste, burbulis ļauj lapai peldēt pa ūdens virsmu. Gaisa kameras stublājā notur augu vertikāli un piegādā skābekli saknēm.

Palielinoties ķermeņa virsmas laukumam, palielinās arī peldspēja. Tas ir skaidri redzams mikroskopiskajās planktona aļģēs. Dažādi ķermeņa izaugumi palīdz tiem brīvi “peldēt” ūdens stabā.

Organismi ūdens vidē ir izplatīti visā tā biezumā. Piemēram, okeāna ieplakās dzīvnieki atrodas vairāk nekā 10 000 m dziļumā un iztur spiedienu no vairākiem līdz simtiem atmosfēru. Tādējādi saldūdens iemītnieki (niršanas vaboles, čības, suvoikas u.c.) eksperimentos var izturēt līdz 600 atmosfērām. Elpidia ģints holotūrieši, tārpi Priapulus caudatus dzīvo no piekrastes zona uz ultrabeziju. Tajā pašā laikā jāatzīmē, ka daudzi jūru un okeānu iedzīvotāji ir relatīvi stenobāti un aprobežojas ar noteiktu dziļumu. Tas galvenokārt attiecas uz seklās un dziļūdens sugām. Tikai piekrastes joslu apdzīvo annelids tārps Arenicola, moluski - limpets(Patella). Lielā dziļumā vismaz 400-500 atmosfēru spiedienā zivis no makšķernieku grupas, galvkājiem, vēžveidīgajiem, jūras zvaigznes, pogonophora un citi.

Ūdens blīvums ļauj dzīvnieku organismiem paļauties uz to, kas ir īpaši svarīgi ne-skeleta formām. Barotnes atbalsts kalpo kā nosacījums peldēšanai ūdenī. Tieši šādam dzīvesveidam ir pielāgojušies daudzi ūdens organismi.

Gaismas režīms.Ūdens organismus lielā mērā ietekmē gaismas apstākļi un ūdens caurspīdīgums. Gaismas intensitāte ūdenī ir ļoti vājināta (5.10. att.), jo daļa krītošā starojuma tiek atstarota no ūdens virsmas, bet otru absorbē tā biezums. Gaismas vājināšanās ir saistīta ar ūdens caurspīdīgumu. Piemēram, okeānos ar lielu caurspīdīgumu aptuveni 1% radiācijas joprojām nokrīt 140 m dziļumā, bet mazos ezeros ar nedaudz slēgtu ūdeni jau 2 m dziļumā tikai procenta desmitdaļas.

Rīsi. 5.10. Apgaismojums ūdenī dienas laikā.

Tsimļjanskas ūdenskrātuve (pēc A. A. Potapova teiktā,

Dziļums: 1 - uz virsmas; 2-0,5 m; 3- 1,5 m; 4-2m

Sakarā ar to, ka dažādu Saules spektra daļu starus ūdens absorbē atšķirīgi, spektrālais sastāvs gaiši, sarkanie stari ir novājināti. Zili zaļie stari iekļūst ievērojamā dziļumā. Krēsla okeānā, kas sabiezē līdz ar dziļumu, vispirms ir zaļa, tad zila, indigo, zili violeta, vēlāk dodot vietu pastāvīgai tumsai. Attiecīgi dzīvie organismi viens otru aizstāj ar dziļumu.

Tādējādi uz ūdens virsmas dzīvojošie augi nejūt gaismas trūkumu, savukārt iegremdētie un īpaši dziļūdens augi tiek klasificēti kā “ēnu flora”. Viņiem jāpielāgojas ne tikai gaismas trūkumam, bet arī tā sastāva izmaiņām, ražojot papildu pigmentus. To var redzēt zināmajā krāsojuma modelī aļģēm, kas dzīvo dažādos dziļumos. Seklās ūdens zonās, kur augiem vēl ir pieejami sarkanie stari, kurus vislielākajā mērā absorbē hlorofils, mēdz dominēt zaļās aļģes. Dziļākās zonās sastopamas brūnaļģes, kas papildus hlorofilam satur brūnos pigmentus fikafeīnu, fukoksantīnu u.c. Vēl dziļāk dzīvo sarkanaļģes, kas satur pigmentu fikoeritrīnu. Spēja uztvert saules gaismu ar dažādi garumi viļņi. Šo fenomenu sauc hromatiskā adaptācija.

Dziļjūras sugām ir vairākas fiziskas iezīmes, kas raksturīgas ēnu augiem. Starp tiem ir vērts atzīmēt zemo fotosintēzes kompensācijas punktu (30–100 luksi), piemēram, fotosintēzes gaismas līknes “ēnu raksturu” ar zemu piesātinājuma plato, piemēram, ir lieli hromatofori. Savukārt virspusējām un peldošajām formām šīs līknes ir “vieglāka” tipa.

Lai fotosintēzes procesā izmantotu vāju gaismu, ir nepieciešams palielināts asimilējošo orgānu laukums. Tādējādi bultas uzgalis (Sagittaria sagittifolia) veido dažādas formas lapas, attīstoties uz zemes un ūdenī.

Mantojuma programmā ir iekodēta attīstības iespēja abos virzienos. Lapu “ūdens” formu attīstības “sprūda mehānisms” ir ēnojums, nevis tieša ūdens iedarbība.

Bieži vien ūdensaugu lapas, iegremdētas ūdenī, tiek stipri sadalītas šaurās vītņveidīgās daiviņās, kā, piemēram, tauriņzālēs, urūtī, pūšļauntā, vai tām ir plāna caurspīdīga plāksne - olu kapsulu zemūdens lapas, ūdensrozes, lapas. no iegremdētām dīķzālēm.

Šīs pazīmes ir raksturīgas arī aļģēm, piemēram, pavedienveida aļģēm, atdalītiem Characeae talliem, daudzu plānu, caurspīdīgu taliju. dziļūdens sugas. Tas ļauj hidrofītiem palielināt ķermeņa laukuma attiecību pret tilpumu un tādējādi izveidot lielāku virsmas laukumu ar salīdzinoši zemām organiskās masas izmaksām.

Augos, kas daļēji iegremdēti ūdenī, heterofilija, i., viena un tā paša auga virsūdens un zemūdens lapu struktūras atšķirība: Tas ir skaidri redzams ūdens vībotnē (5.11. att.) Virsūdens ir virszemes augu lapām kopīgas iezīmes (dorsoventrāls). struktūra, labi attīstīti iekšējie audi un stomatālais aparāts), zemūdens - ļoti plānas vai sadalītas lapu plātnes. Heterofilija tika novērota arī ūdensrozēm un olu kapsulām, bultu uzgaļiem un citām sugām.

Rīsi. 5.11. Heterofilija ūdens tauriņos

Ranunculus diversifolius (no T, G. Goryshina, 1979)

Lapas: 1 - virs ūdens; 2 - zemūdens

Ilustratīvs piemērs ir ķeburais (Simn latifolium), uz kura kāta var redzēt vairākas lapu formas, kas atspoguļo visas pārejas no parasti sauszemes uz tipiski ūdens.

Ūdens vides dziļums ietekmē arī dzīvniekus, to krāsu, sugu sastāvs uc Piemēram, ezera ekosistēmā galvenā dzīvība koncentrējas ūdens slānī, kurā iekļūst fotosintēzei pietiekams gaismas daudzums. Šī slāņa apakšējo robežu sauc par kompensācijas līmeni. Virs šī dziļuma augi izdala vairāk skābekļa, nekā patērē, un lieko skābekli var izmantot citi organismi. Zem šī dziļuma fotosintēze nevar nodrošināt elpošanu, tāpēc organismiem ir pieejams tikai skābeklis, kas nāk ar ūdeni no vairāk ezera virsmas slāņiem.

Spilgtas un dažādas krāsas dzīvnieki dzīvo gaišos, virszemes ūdens slāņos, savukārt dziļjūras sugām parasti nav pigmentu. Okeāna krēslas zonā dzīvo dzīvnieki, kas ir krāsoti ar sarkanīgu nokrāsu, kas palīdz viņiem paslēpties no ienaidniekiem, jo ​​sarkanā krāsa zili violetajos staros tiek uztverta kā melna. Sarkanā krāsa ir raksturīga krēslas zonas dzīvniekiem, piemēram, jūras asariem, sarkanajiem koraļļiem, dažādiem vēžveidīgajiem utt.

Gaismas absorbcija ūdenī ir spēcīgāka, jo zemāka ir tās caurspīdīgums, kas ir saistīts ar minerālu daļiņu (mālu, dūņu) klātbūtni tajā. Ūdens caurspīdīgums samazinās arī, vasarā strauji augot ūdens veģetācijai vai masveidīgi savairojoties virszemes slāņos suspendētiem sīkajiem organismiem. Caurspīdīgumu raksturo ārkārtējs dziļums, kur joprojām ir redzams īpaši nolaists Secchi disks (balts disks ar diametru 20 cm). Sargaso jūrā (visvairāk dzidri ūdeņi) Secchi disks ir redzams līdz 66,5 m dziļumam, Klusajā okeānā - līdz 59, Indijas - līdz 50, seklajās jūrās - līdz 5-15 m Upju caurspīdīgums nepārsniedz 1 -. 1,5 m, bet Vidusāzijas upēs Amudarja un Sirdarja - daži centimetri. Tādējādi fotosintēzes zonu robežas dažādās ūdenstilpēs ļoti atšķiras. Visvairāk tīri ūdeņi fotosintēzes zona jeb eifotiskā zona sasniedz ne vairāk kā 200 m dziļumu, krepuskulārā (disfotiskā) zona sniedzas līdz 1000-1500 m un dziļāk afotiskajā zonā, saules gaisma Neiesūcas vispār.

Dienasgaismas stundas ūdenī ir daudz īsākas (īpaši dziļos slāņos) nekā uz sauszemes. Gaismas daudzums rezervuāru augšējos slāņos mainās atkarībā no apgabala platuma un gada laika. Tādējādi garās polārās naktis ļoti ierobežo fotosintēzei piemēroto laiku Arktikas un Antarktikas baseinos, un ledus sega apgrūtina gaismai ziemā piekļūt visām aizsalušajām ūdenstilpēm.

Sāls režīms.Ūdens sāļumam jeb sāls režīmam ir liela nozīme ūdens organismu dzīvē. Ūdeņu ķīmiskais sastāvs veidojas dabas vēsturisko un ģeoloģisko apstākļu, kā arī antropogēnās ietekmes ietekmē. Ķīmisko savienojumu (sāļu) saturs ūdenī nosaka tā sāļumu, un to izsaka gramos uz litru vai par jūdzi(°/od). Pēc vispārējās mineralizācijas ūdeņus var iedalīt svaigos ar sāls saturu līdz 1 g/l, iesāļos (1-25 g/l), jūras sāļumos (26-50 g/l) un sālījumos (vairāk nekā 50). g/l). Svarīgākās ūdenī izšķīdušās vielas ir karbonāti, sulfāti un hlorīdi (5.1. tabula).

Biosfēras ietvaros mēs varam atšķirt četri galvenie biotopi. Tā ir ūdens vide, sauszemes gaisa vide, augsne un vide, ko veido paši dzīvie organismi.

Ūdens vide

Ūdens kalpo kā dzīvotne daudziem organismiem. No ūdens viņi iegūst visas dzīvībai nepieciešamās vielas: pārtiku, ūdeni, gāzes. Tāpēc neatkarīgi no tā, cik daudzveidīgi ir ūdens organismi, tiem visiem ir jābūt pielāgotiem galvenajām ūdens vides dzīves iezīmēm. Šīs īpašības nosaka ūdens fizikālās un ķīmiskās īpašības.

Hidrobionti (ūdens vides iemītnieki) dzīvo gan saldūdenī, gan sālsūdenī un tiek iedalīti \(3\) grupās pēc to dzīvotnes:

• planktons - organismi, kas dzīvo uz ūdenstilpju virsmas un pasīvi pārvietojas ūdens kustības dēļ;
• nektons - aktīvi pārvietojas ūdens stabā;
• bentoss - organismi, kas dzīvo rezervuāru dibenā vai iegremdējas dūņās.

Daudzi mazi augi un dzīvnieki pastāvīgi atrodas ūdens kolonnā, dzīvojot suspendētā stāvoklī. Spēja planēt tiek nodrošināta ne tikai fizikālās īpašībasūdens, kam piemīt peldspēja, bet arī pašu organismu īpašie pielāgojumi, piemēram, daudzi izaugumi un piedēkļi, kas būtiski palielina to ķermeņa virsmu un līdz ar to palielina berzi ar apkārtējo šķidrumu.

Dzīvnieku, piemēram, medūzu, ķermeņa blīvums ir ļoti tuvs ūdens blīvumam.

Tas arī palīdz viņiem palikt ūdens kolonnā raksturīga formaķermenis, kas atgādina izpletni.

Aktīviem peldētājiem (zivīm, delfīniem, roņiem utt.) ir fusiform ķermeņa forma, un ekstremitātes ir pleznu formā.

To pārvietošanās ūdens vidē tiek atvieglota, turklāt, pateicoties īpaša struktūraārējie apvalki, kas izdala īpašu smērvielu – gļotas, kas samazina berzi ar ūdeni.

Ūdenim ir ļoti liela siltumietilpība, t.i. spēja uzkrāties un saglabāt siltumu. Šī iemesla dēļ ūdenī nav krasu temperatūras svārstību, kas bieži notiek uz sauszemes. Ļoti dziļie ūdeņi var būt ļoti auksts, taču pastāvīgās temperatūras dēļ dzīvnieki ir spējuši attīstīt vairākas adaptācijas, kas nodrošina dzīvību arī šādos apstākļos.

Dzīvnieki var dzīvot uz milzīgiem okeāna dziļumos. Augi izdzīvo tikai augšējā ūdens slānī, kur nonāk fotosintēzei nepieciešamā starojuma enerģija. Šo slāni sauc foto zona .

Tā kā ūdens virsma atspoguļo lielāko daļu gaismas, pat viscaurspīdīgākajā okeāna ūdeņi fotiskās zonas biezums nepārsniedz \(100\) m Liela dziļuma dzīvnieki barojas vai nu ar dzīviem organismiem, vai ar dzīvnieku un augu atliekām, kas pastāvīgi nokrīt no augšējā slāņa.

Tāpat kā sauszemes organismi, arī ūdens dzīvnieki un augi elpo un prasa skābekli. Paaugstinoties temperatūrai, ūdenī izšķīdinātā skābekļa daudzums samazinās. Turklāt skābeklis jūras ūdenī šķīst sliktāk nekā saldūdenī. Šī iemesla dēļ ūdens atklāta jūra Tropu zona ir nabadzīga ar dzīviem organismiem. Un, gluži pretēji, polārie ūdeņi ir bagāti ar planktonu - maziem vēžveidīgajiem, ar kuriem barojas zivis un lielie vaļveidīgie.

Ūdens sāls sastāvs ir ļoti svarīgs dzīvībai. \(Ca2+\) joni ir īpaši svarīgi organismiem. Gliemenes un vēžveidīgajiem ir nepieciešams kalcijs, lai izveidotu čaulas vai čaumalas. Sāļu koncentrācija ūdenī var būt ļoti dažāda. Ūdens tiek uzskatīts par svaigu, ja vienā litrā ir mazāk par \(0,5\) g izšķīdušo sāļu. Jūras ūdenim ir nemainīgs sāļums, un tas satur vidēji \(35\) g sāļu litrā.

Zemes gaisa vide

Sauszemes gaisa vide, kas evolūcijas gaitā apgūta vēlāk nekā ūdens vide, ir sarežģītāka un daudzveidīgāka, un to apdzīvo augstāk organizēti dzīvie organismi.

Lielākā daļa svarīgs faktorsšeit dzīvojošo organismu dzīve ir apkārtējās īpašības un sastāvs gaisa masas. Gaisa blīvums ir daudz mazāks nekā ūdens blīvums, tāpēc sauszemes organismiem ir augsti attīstīti atbalsta audi – iekšējais un ārējais skelets. Kustību formas ir ļoti dažādas: skriešana, lēkšana, rāpošana, lidošana utt.. Gaisā lido putni un daži kukaiņu veidi. Gaisa straumes nes augu sēklas, sporas un mikroorganismus.

Gaisa masas pastāvīgi atrodas kustībā. Gaisa temperatūra var mainīties ļoti ātri un lielās platībās, tāpēc uz sauszemes dzīvojošiem organismiem ir daudz pielāgojumu, lai izturētu pēkšņas temperatūras izmaiņas vai izvairītos no tām.

Visievērojamākā no tām ir siltasiņu attīstība, kas radusies tieši sauszemes gaisa vidē.
Gaisa ķīmiskais sastāvs (\(78%\) slāpeklis, \(21%\) skābeklis un \(0,03%\) oglekļa dioksīds ir svarīgs augu un dzīvnieku dzīvībai. Piemēram, oglekļa dioksīds ir vissvarīgākā fotosintēzes izejviela. Gaisa slāpeklis ir nepieciešams olbaltumvielu un nukleīnskābju sintēzei.

Ūdens tvaiku daudzums gaisā ( relatīvais mitrums) nosaka transpirācijas procesu intensitāti augos un iztvaikošanu no dažu dzīvnieku ādas. Organismiem, kas dzīvo zema mitruma apstākļos, ir daudz pielāgojumu, lai novērstu smagu ūdens zudumu. Piemēram, tuksneša augiem ir spēcīga sakņu sistēma, kas var sūknēt ūdeni augā no liela dziļuma. Kaktusi uzglabā ūdeni savos audos un izmanto to taupīgi. Daudzos augos, lai samazinātu iztvaikošanu, lapu plātnes tiek pārvērstas par muguriņām. Daudzi tuksneša dzīvnieki pārziemo karstākajā periodā, kas var ilgt vairākus mēnešus.

Augsne - tas ir zemes virsējais slānis, kas pārveidots dzīvo būtņu vitālās darbības rezultātā. Šī ir svarīga un ļoti sarežģīta biosfēras sastāvdaļa, kas ir cieši saistīta ar citām tās daļām. Augsnes dzīve ir neparasti bagāta. Daži organismi visu savu dzīvi pavada augsnē, citi pavada daļu savas dzīves. Starp augsnes daļiņām ir daudz dobumu, kurus var piepildīt ar ūdeni vai gaisu. Tāpēc augsni apdzīvo gan ūdens, gan gaisu elpojoši organismi. Augsnei ir milzīga loma augu dzīvē.

Dzīves apstākļus augsnē lielā mērā nosaka klimatiskie faktori, no kuriem svarīgākais ir temperatūra. Taču, ieejot dziļāk augsnē, temperatūras svārstības kļūst arvien mazāk pamanāmas: ikdienas temperatūras izmaiņas ātri izgaist, un, palielinoties dziļumam, izgaist arī sezonālās temperatūras izmaiņas.

Pat seklā dziļumā augsnē valda pilnīga tumsa. Turklāt, iegrimstot augsnē, skābekļa saturs samazinās un oglekļa dioksīda saturs palielinās. Tāpēc ievērojamā dziļumā var dzīvot tikai anaerobās baktērijas, savukārt augsnes augšējos slāņos papildus baktērijām, sēnītes, vienšūņi, apaļtārpi, posmkāji un pat salīdzinoši lieli dzīvnieki, kas veic ejas un būvē nojumes, piemēram, kurmji, ķirbji, kurmju žurkas.

Vide, ko veido paši dzīvie organismi

Ir acīmredzams, ka dzīves apstākļiem cita organisma iekšienē ir raksturīga lielāka noturība salīdzinājumā ar ārējās vides apstākļiem.

Tāpēc organismi, kas atrod vietu augu vai dzīvnieku organismā, bieži vien pilnībā zaudē brīvi dzīvojošām sugām nepieciešamos orgānus un sistēmas. Viņiem nav attīstītu maņu orgānu vai kustību orgānu, bet tie attīsta adaptācijas (bieži ļoti sarežģītas) saglabāšanai saimnieka ķermenī un efektīvai reprodukcijai.

Avoti:

Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Bioloģija. 9. klase // Dumpis
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Bioloģija. Vispārējā bioloģija ( pamata līmenis) 10.-11. klase // Dumpis

100 RUR bonuss par pirmo pasūtījumu

Izvēlieties darba veidu Diplomdarbs Kursa darbs Abstract Maģistra darba Referāts par praksi Raksts Referāts apskats Pārbaude Monogrāfijas problēmu risināšana biznesa plāna atbildes uz jautājumiem Radošs darbs Eseja Zīmēšana Esejas Tulkošana Prezentācijas Rakstīšana Cits Teksta unikalitātes palielināšana Maģistra darbs Laboratorijas darbs Tiešsaistes palīdzība

Uzziniet cenu

Visi Zemes ūdeņi ir viens. Viņi apvienojas hidrosfēra, kas darbojas kā neatkarīga dzīves vide un vienlaikus caurstrāvo arī citas dzīves vides sfēras.

Unikālās ūdens īpašības:

1) gan vielas, gan dabas resursa neizsmeļamība;

2) spēja atrasties šķidrā, cietā un gāzveida stāvoklī;

3) izplešanās sasaldējot un tilpuma samazināšanās, pārejot uz šķidru stāvokli;

4) augsta siltumietilpība un siltumvadītspēja;

5) spēja augsnēs pārveidoties saistītā un izkliedētā stāvoklī;

6) ir universāls šķīdinātājs, tāpēc dabā nav pilnīgi tīra ūdens.

Ūdens nozīme dabā:

1) Fotosintēzes laikā ūdens sadalās un atmosfēra piepildās ar skābekli.

2) Pateicoties ūdenim, notiek migrācija ķīmiskie elementi.

3) Dzīvība uz planētas radās ūdenī. Pirmajos posmos dzīvie organismi bija ļoti vāji atdalīti no ūdens un šķita, ka tie ir daļēji izšķīduši. Ieslēgts Šis brīdis Neatkarīgi no tā, kādai grupai organismi pieder, to ķermenis sastāv no vairāk nekā 50% ūdens. Ūdens īpatsvars cilvēka organismā ir tuvu 60%, bet atsevišķos orgānos un audos svārstās no 1 līdz 96%.

4) Pasaules ūdens rezerves uz Zemes ir 1 353 985 tūkstoši km. No tiem tikai 2,5% ir saldūdens, bet tas ir kolosāls daudzums - 35 miljoni km.

5) Cilvēks šobrīd izstājas no dažādiem avotiem un patērē tikai 0,12 - 0,15% saldūdens rezervju. Bet tas ir tikai labklājības šķietamība, jo 70% saldūdens ir koncentrēti ledājos un mūžīgajā sniegā, t.i. pārstāv (mirušo krājumu). Tāpēc ir jāņem vērā atjaunošanas ātrums ūdens resursi. Ezera ūdeņi tiek atjaunoti pēc 17 gadiem, gruntsūdeņi pēc 1400 gadiem, bet dziļie pazemes ūdeņi netiek atjaunoti vispār.

6) Gruntsūdeņi vistīrākās, kas nozīmē, ka tās var ātri izlietot, neskatoties uz to lielajām rezervēm (apmēram 10 miljoni km). Galvenie ūdens apjomi tiek izmantoti rūpniecībā, lauksaimniecība un citās nozarēs, kas nozīmē, ka tās ir uzņēmīgas pret piesārņojumu.

7) Viss ūdens satur izšķīdušas vielas. Visizplatītākie elementi ūdenī ir Ca, Na, C1, K.

8) Ūdens vides abiotiskie faktori ir ūdens kā dzīvo organismu dzīvotnes fizikālās un ķīmiskās īpašības.

Fizikālās īpašības:

1. Blīvums.

Blīvums kā vides faktors nosaka organismu pārvietošanās apstākļus, un daži no tiem (galvkāji, vēžveidīgie u.c.), kas dzīvo lielā dziļumā, var izturēt spiedienu līdz 400 - 500 atmosfērām. Ūdens blīvums nodrošina arī iespēju uz to paļauties, kas ir īpaši svarīgi neskeleta formām (planktonam).

2. Temperatūra.

T° izmaiņas atkarībā no dziļuma un svārstībām (ikdienas un sezonas).

Ūdenstilpju temperatūras režīms ir stabilāks nekā uz sauszemes, kas ir saistīts ar ūdens lielo siltumietilpību. Piemēram, t° svārstības augšējie slāņi okeāns -10-15°C, dziļākais slānis 3 -4°C.

3. Gaismas režīms.

Spēlē nozīmīgu lomu ūdens organismu izplatīšanā. Aļģes okeānā dzīvo apgaismotajā zonā, visbiežāk dziļumā līdz 40 m, ja ūdens caurspīdīgums ir augsts, tad līdz 200 m Pie Bahamu salām aļģes tika atrastas 265 m dziļumā Tur sasniedz 5 * 10-6 saules starojums.

Dzīvnieku krāsa mainās arī līdz ar dziļumu. Okeāna seklās daļas iedzīvotāji ir visspilgtāk un daudzveidīgāk krāsoti. Dziļjūras zonā sarkanā krāsa šeit tiek uztverta kā melna, kas ļauj dzīvniekiem paslēpties no ienaidniekiem. Pasaules okeāna dziļākajās vietās organismi kā gaismas avotu izmanto dzīvu būtņu izstaroto gaismu (bioluminiscenci).

4. Mobilitāte

Pastāvīga kustība ūdens masas kosmosā.

5. Caurspīdīgums.

Atkarīgs no suspendēto daļiņu satura. Tīrākā ir Vedela jūra Antarktīdā, redzamība 80 m (destilēta ūdens caurspīdīgums).

Ķīmiskās īpašības:

1. Ūdens sāļums - izšķīdušo sulfātu, hlorīdu, karbonātu saturs.

Atkarībā no ūdens sāļuma ir:

1) svaigi - līdz 1 g/l sāļu;

2) iesāļi - 1-3 g/l;

3) mazsālīti - 3-10 g/l;

4) sālīti - 10-50 g/l;

5) sālījums (sālījums) - vairāk nekā 50 g/l.

Okeānā ir 35 g/l sāļu. Melnā jūra - 19 g/l. Saldūdens sugas nevar dzīvot jūrās, un jūras radības nevar dzīvot upēs. Tomēr zivis, piemēram, lasis un siļķes, visu savu dzīvi pavada jūrā un paceļas upēs, lai nārstu.

2. Izšķīdušā O un CO daudzums . O - elpošanai.

3. Skāba, neitrāla, sārmaina vide .

Visi iedzīvotāji ir pielāgojušies noteiktiem skābju-bāzes apstākļiem. To maiņa piesārņojuma rezultātā var izraisīt organismu nāvi.

Ūdens biotops.

	Raksturīgs	Ķermeņa pielāgošanās videi
	Senākā. Apgaismojums samazinās līdz ar dziļums. Nirstot uz katriem 10 m spiedienu palielinās par 1 atmosfēru. Skābekļa trūkums. Telpā samērā viendabīgs un laikā stabils.	Racionalizēta ķermeņa forma peldspēja, gļotādas vāki, izstrāde gaisa dobumi, osmoregulācija.

Ūdens trūkuma problēmas risināšanas veidi.

1) ūdens taupīšanas tehnoloģiju testēšana;

2) pāreja uz slēgtiem ražošanas cikliem;

3) dzeramā ūdens izslēgšana no ražošanas procesiem;

4) ūdens zudumu samazināšana, nododot patērētājiem;

5) veidojot rezervuārus, samazinot iztvaikošanu no to virsmas;

6) ūdens attīrīšanas metožu pilnveidošana;

7) ūdens ozonēšana, apstrāde ar UV stariem, ievietošana pazemes rezervuāros.

Uz mūsu planētas dzīvie organismi ilgstošas ​​vēsturiskās attīstības gaitā apguva četras dzīves vides, kuras sadalījās pēc minerālu čaulām: hidrosfēra, litosfēra, atmosfēra (1. att.).

Rīsi. 1.

biotops ūdens gaiss augsne organismu dzīvība

Ūdens vide bija pirmā, kurā radās un izplatījās dzīvība. Vēlāk vēsturiskās attīstības gaitā zemes-gaisa vidi sāka apdzīvot organismi. Parādījās sauszemes augi un dzīvnieki, kas strauji attīstījās, pielāgojoties jauniem dzīves apstākļiem. Dzīvās vielas darbība uz sauszemes noveda pie litosfēras virsmas slāņa pakāpeniskas pārvēršanās augsnē, pēc V. I. Vernadska vārdiem (1978), par sava veida bioinertu planētas ķermeni. Augsni apdzīvoja gan ūdens, gan sauszemes organismi, veidojot specifisku tās iemītnieku kompleksu.

Ūdens dzīves vide

Vispārējās īpašības. Hidrosfēra kā ūdens dzīves vide aizņem aptuveni 71% no zemeslodes platības un 1/800 no zemeslodes tilpuma. Galvenais ūdens daudzums, vairāk nekā 94%, ir koncentrēts jūrās un okeānos (2. att.).

Rīsi. 2.

Upju un ezeru saldūdeņos ūdens daudzums nepārsniedz 0,016% no kopējā saldūdens tilpuma.

Okeānā ar to veidojošajām jūrām galvenokārt izšķir divas ekoloģiskās zonas: ūdens stabs - pelaģisks un apakšā - bentāls. Atkarībā no dziļuma bentāls tiek sadalīts sublitorālā zona -- pakāpeniskas zemes samazināšanās platība līdz 200 m dziļumam, batyal -- stāvas nogāzes zona un bezdibeņa zona -- okeāna gultne ar vidējo dziļumu 3-6 km. Dziļākos bentosa apgabalus, kas atbilst okeāna dibena ieplakas (6-10 km), sauc. ultraabisāls. To krasta malu, kas applūst plūdmaiņu laikā, sauc piekraste Tiek saukta piekrastes daļa virs plūdmaiņas līmeņa, ko samitrina sērfošanas aerosols supralitorāls.

Pasaules okeāna atklātie ūdeņi ir sadalīti arī vertikālajās zonās, kas atbilst bentosa zonām: epipelaģisks, batipelāģisks, abysopelaģisks(3. att.).

Rīsi. 3.

Ūdens vidē mīt aptuveni 150 000 dzīvnieku sugu jeb aptuveni 7% no kopējā (4. att.) un 10 000 augu sugu (8%).

Jāņem vērā arī tas, ka vairuma augu un dzīvnieku grupu pārstāvji palika ūdens vidē (savā “šūpulī”), taču to sugu skaits ir daudz mazāks nekā sauszemes. Līdz ar to secinājums – evolūcija uz sauszemes notika daudz ātrāk.

Ekvatoriālo un tropisko reģionu jūras un okeāni, galvenokārt Klusais un Atlantijas okeāns, izceļas ar floras un faunas daudzveidību un bagātību. Uz ziemeļiem un dienvidiem no šīm joslām kvalitātes sastāvs pakāpeniski izsīkst. Piemēram, Austrumindijas arhipelāgā ir vismaz 40 000 dzīvnieku sugu, savukārt Laptevu jūrā ir tikai 400. Lielākā daļa pasaules okeāna organismu ir koncentrēti salīdzinoši nelielā teritorijā. mērenās joslas jūras krastos un starp tropu valstu mangrovju audzēm.

Upju, ezeru un purvu īpatsvars, kā minēts iepriekš, salīdzinājumā ar jūrām un okeāniem ir nenozīmīgs. Tomēr tie rada svaigā ūdens piegādi augiem, dzīvniekiem un cilvēkiem.

Rīsi. 4.

Piezīme dzīvnieki, kas novietoti zem viļņveida līnijas, dzīvo jūrā, virs tās - sauszemes-gaisa vidē

Zināms, ka ne tikai ūdens vide spēcīgi ietekmē tās iemītniekus, bet arī hidrosfēras dzīvā viela, ietekmējot biotopu, apstrādā to un iesaista vielu apritē. Konstatēts, ka okeānu, jūru, upju un ezeru ūdens sadalās un atjaunojas biotiskā ciklā 2 miljonu gadu laikā, t.i., tas viss ir izgājis cauri dzīvajai vielai uz Zemes vairāk nekā tūkstoš reižu.

Līdz ar to mūsdienu hidrosfēra ir ne tikai mūsdienu, bet arī pagātnes ģeoloģisko laikmetu dzīvās vielas vitālās aktivitātes produkts.

Ūdens vides raksturīga iezīme ir tā mobilitāte,īpaši plūstošās, straujās straumēs un upēs. Jūras un okeāni piedzīvo bēgumus un bēgumus, spēcīgas straumes un vētras. Ezeros ūdens pārvietojas temperatūras un vēja ietekmē.

Hidrobiontu ekoloģiskās grupas.Ūdens biezums, vai pelaģisks(pelages - jūra), apdzīvo pelaģiskie organismi, kuriem piemīt spēja peldēt vai uzturēties noteiktos slāņos (5. att.).

Rīsi.

Šajā sakarā šos organismus iedala divās grupās: nekton Un planktons. Trešā vides grupa -- bentoss -- veido dibena iemītniekus.

Nektons(nektos - peldošs) ir pelaģisko aktīvi kustīgu dzīvnieku kolekcija, kam nav tiešas saiknes ar dibenu. Tie galvenokārt ir lieli dzīvnieki, kas spēj pārvarēt lielus attālumus un spēcīgas ūdens straumes. Viņiem ir racionalizēta ķermeņa forma un labi attīstīti kustību orgāni. Tipiski nektoniski organismi ir zivis, kalmāri, vaļi un roņveidīgie. Papildus zivīm nektonā saldūdeņos ietilpst abinieki un aktīvi kustīgi kukaiņi. Daudzas jūras zivis var pārvietoties pa ūdeni ar milzīgu ātrumu: līdz 45-50 km/h kalmāriem (Oegophside), 100-150 km/h buru zivīm (Jstiopharidae) un 130 km/h zobenzivīm (Xiphias glabius).

Planktons(planktos - klīst, planē) ir pelaģisko organismu kopums, kam nav spēju veikt straujas aktīvas kustības. Parasti tie ir mazi dzīvnieki - zooplanktons un augi - fitoplanktons, kas nevar pretoties straumēm. Planktonā ietilpst arī daudzu ūdens kolonnā “peldošo” dzīvnieku kāpuri. Planktona organismi atrodas gan uz ūdens virsmas, gan dziļumā, gan apakšējā slānī.

Organismi, kas atrodas uz ūdens virsmas, veido īpašu grupu - Neuston. Neustona sastāvs ir atkarīgs arī no vairāku organismu attīstības stadijas. Izejot cauri kāpuru stadijai un augot, tie atstāj virsmas slāni, kas tiem kalpoja par patvērumu, un pārceļas uz dzīvi apakšā vai apakšējos un dziļākajos slāņos. Tajos ietilpst desmitkāju kāpuri, dzeloņstieņi, kāpuri, gliemeži un gliemežvāki, adatādaiņi, daudzdzimteņi, zivis u.c.

Tiek saukti tie paši organismi, kuru ķermeņa daļa atrodas virs ūdens virsmas, bet otra ūdenī pleistona. Tajos ietilpst pīle (Lemma), sifonofori (Siphonophora) utt.

Fitoplanktonam ir liela nozīme ūdenstilpņu dzīvē, jo tas ir galvenais organisko vielu ražotājs. Fitoplanktons galvenokārt ietver kramaļģes (Diatomeae) un zaļās aļģes (Chlorophyta), augu flagellates (Phytomastigina), peridineae (Peridineae) un kokolitoforīdus (Coccolitophoridae). Saldūdeņos plaši izplatītas ne tikai zaļaļģes, bet arī zilaļģes (Cyanophyta).

Zooplanktonu un baktērijas var atrast dažādos dziļumos. Saldūdeņos, pārsvarā slikti peldoši, bieži sastopami salīdzinoši lieli vēžveidīgie (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), daudzi rotifers (Rotatoria) un vienšūņi.

Jūras zooplanktonā dominē mazie vēžveidīgie (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) un vienšūņi (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea). Lielie pārstāvji ir spārnpēdu mīkstmieši (Pteropoda), medūzas (Scyphozoa) un peldošās ctenophora (Ctenophora), salpas (Salpae) un daži tārpi (Aleiopidae, Tomopteridae).

Planktona organismi kalpo kā svarīga barības sastāvdaļa daudziem ūdensdzīvniekiem, tostarp tādiem milžiem kā vaļi (Mystacoceti), att. 6.

6. attēls.

Bentoss(bentoss - dziļums) ir organismu kopums, kas dzīvo rezervuāru dibenā (uz zemes un zemē). Tas ir sadalīts zoobentoss Un fitobentoss. Pārsvarā attēlo pieķērušies, lēni kustīgi vai urbjoši dzīvnieki. Seklā ūdenī tas sastāv no organismiem, kas sintezē organiskās vielas (ražotāji), patērē to (patērētāji) un iznīcina (sadalītāji). Dziļumā, kur nav gaismas, fitobentosa (ražotāju) nav. Jūras zoobentosā dominē foraminifori, sūkļi, koelenterāti, tārpi, brahiopodi, mīkstmieši, ascīdi, zivis uc Bentosa formas ir lielākas seklos ūdeņos. To kopējā biomasa šeit var sasniegt desmitiem kilogramu uz 1 m2.

Jūru fitobentosā galvenokārt ietilpst aļģes (kramaļģes, zaļas, brūnas, sarkanas) un baktērijas. Gar krastiem aug ziedoši augi - Zostera, Ruppia, Phyllospadix. Akmeņainie un akmeņainie grunts apgabali ir bagātākie ar fitobentosu.

Ezeros, tāpat kā jūrās, ir planktons, nektons Un bentoss.

Taču ezeros un citās saldūdenstilpēs zoobentosa ir mazāk nekā jūrās un okeānos, un tā sugu sastāvs ir viendabīgs. Galvenokārt tie ir vienšūņi, sūkļi, skropstu un daudzslāņu tārpi, dēles, mīkstmieši, kukaiņu kāpuri u.c.

Saldūdens fitobentosu pārstāv baktērijas, kramaļģes un zaļās aļģes. Piekrastes augi atrodas no krasta iekšzemē skaidri noteiktās joslās. Pirmā josta... daļēji iegremdēti augi (niedres, sārņi, grīšļi un niedres); otrā josta - iegremdēti augi ar peldošām lapām (ūdensrozes, olu kapsulas, ūdensrozes, pīles). IN trešā josta dominē augi - dīķzāle, elodeja u.c. (7. att.).

Rīsi. 7. Augi, kas sakņojas apakšā (A): 1 - kaķene; 2- melodijas; 3 -- bultas uzgalis; 4 -- ūdensroze; 5, 6 - dīķzāle; 7 - hara. Brīvi peldošas aļģes (B): 8, 9 -- pavedienveida zaļas; 10-13 -- zaļš; 14-17 -- kramaļģes; 18-20 -- zili zaļš

Pamatojoties uz to dzīvesveidu, ūdensaugus iedala divās galvenajās ekoloģiskajās grupās: hidrofīti -- augi, kas iegremdēti ūdenī tikai ar apakšējo daļu un parasti sakņojas zemē, un hidatofīti -- augi, kas ir pilnībā iegremdēti ūdenī un dažreiz peld pa virsmu vai kuriem ir peldošas lapas.

Ūdens organismu dzīvē liela nozīme ir ūdens vertikālajai kustībai, blīvuma, temperatūras, gaismas, sāls, gāzes (skābekļa un oglekļa dioksīda satura) režīmiem, ūdeņraža jonu koncentrācijai (pH).

Temperatūras apstākļi. Tas atšķiras ūdenī, pirmkārt, ar mazāku siltuma pieplūdumu un, otrkārt, ar lielāku stabilitāti nekā uz sauszemes. Daļa siltumenerģijas, kas nonāk ūdens virsmā, tiek atspoguļota, bet daļa tiek tērēta iztvaikošanai. Ūdens iztvaikošana no rezervuāru virsmas, kas patērē aptuveni 2263x8 J/g, novērš apakšējo slāņu pārkaršanu, savukārt ledus veidošanās, kas izdala saplūšanas siltumu (333,48 J/g), palēnina to atdzišanu.

Temperatūras izmaiņas plūstošajos ūdeņos seko tās izmaiņām apkārtējā gaisā, atšķiras ar mazāku amplitūdu.

Ezeros un dīķos mērenajos platuma grādos termisko režīmu nosaka labi zināma fizikāla parādība - ūdens maksimālais blīvums ir pie 4°C. Tajos esošais ūdens ir skaidri sadalīts trīs slāņos: augšējais - epilimnijs, kuru temperatūra piedzīvo krasas sezonālās svārstības; temperatūras lēciena pārejas slānis, -- metalimnion, kur ir krasas temperatūras izmaiņas; dziļjūra (apakšā) -- hipolimnijs sasniedzot pašā apakšā, kur temperatūra visu gadu izmaiņas nenozīmīgs.

Vasarā siltākie ūdens slāņi atrodas virspusē, bet aukstākie - apakšā. Šāda veida temperatūras sadalījumu pa slāņiem rezervuārā sauc tieša stratifikācija Ziemā, temperatūrai pazeminoties, apgrieztā stratifikācija.Ūdens virsmas slāņa temperatūra ir tuvu 0°C. Apakšā temperatūra ir aptuveni 4°C, kas atbilst tās maksimālajam blīvumam. Tādējādi temperatūra palielinās līdz ar dziļumu. Šo fenomenu sauc temperatūras dihotomija. Lielākajā daļā mūsu ezeru to novēro vasarā un ziemā. Tā rezultātā tiek traucēta vertikālā cirkulācija, veidojas ūdens blīvuma noslāņošanās un sākas īslaicīgas stagnācijas periods - stagnācija(8. att.).

Turpinot paaugstinoties temperatūrai, augšējie ūdens slāņi kļūst arvien mazāk blīvi un vairs negrimst - iestājas vasaras stagnācija.

Rudenī virszemes ūdeņi atkal atdziest līdz 4°C un nogrimst dibenā, izraisot otrreizēju masu sajaukšanos gadā ar temperatūras izlīdzināšanos, t.i., iestājoties rudens homotermijai.

Jūras vidē ir arī termiskā noslāņošanās, ko nosaka dziļums. Okeāniem ir šādi slāņi Virsma- ūdeņi ir pakļauti vēja iedarbībai, un pēc analoģijas ar atmosfēru šo slāni sauc troposfēra vai jūra termosfēra. Ikdienas ūdens temperatūras svārstības šeit novērojamas līdz aptuveni 50 metru dziļumam, un sezonālās svārstības vērojamas vēl dziļāk. Termosfēras biezums sasniedz 400 m. Vidēja līmeņa -- pārstāv pastāvīgs termoklīns. Temperatūra dažādās jūrās un okeānos pazeminās līdz 1-3°C. Paplašinās līdz aptuveni 1500 m dziļumam. Selga -- kam raksturīga tāda pati temperatūra aptuveni 1–3°C, izņemot polāros apgabalus, kur temperatūra ir tuvu 0°C.

IN Kopumā jāņem vērā, ka gada temperatūras svārstību amplitūda okeāna augšējos slāņos ir ne lielāka par 10-15 °C kontinentālajos ūdeņos tā ir 30--35 °C.

Rīsi. 8.

Dziļus ūdens slāņus raksturo nemainīga temperatūra. Ekvatoriālajos ūdeņos virszemes slāņu gada vidējā temperatūra ir 26-27°C, polārajos ūdeņos tā ir aptuveni 0°C un zemāka. Izņēmums ir termālie avoti, kur virsmas slāņa temperatūra sasniedz 85--93°C.

Ūdenī kā dzīves vidē, no vienas puses, pastāv diezgan ievērojama temperatūras apstākļu dažādība, no otras puses, ir ūdens vides termodinamiskās īpašības, piemēram, augsta īpatnējā siltumietilpība, augsta siltumvadītspēja un izplešanās laikā. sasalšana (šajā gadījumā ledus veidojas tikai virspusē, un galvenais ūdens stabs nesasalst), radot labvēlīgus apstākļus dzīviem organismiem.

Tādējādi daudzgadīgo hidrofītu ziemošanai upēs un ezeros liela nozīme ir vertikālajam temperatūru sadalījumam zem ledus. Blīvākais un vismazāk aukstais ūdens ar temperatūru 4°C atrodas apakšējā slānī, kur grimst sārņu, pūslīšu, ūdenszāles u.c. ziemojošie pumpuri (turions) (9. att.), kā arī veseli lapu augi, piemēram, pīles un elodeja.

Rīsi. 9.

Ir konstatēts, ka iegremdēšana ir saistīta ar cietes uzkrāšanos un augu svēršanu. Līdz pavasarim ciete tiek pārveidota par šķīstošiem cukuriem un taukiem, kas padara pumpurus vieglākus un ļauj tiem peldēt.

Mēreno platuma grādu ūdenstilpēs esošie organismi ir labi pielāgojušies sezonālām ūdens slāņu vertikālajām kustībām, pavasara un rudens homotermijai, kā arī vasaras un ziemas stagnācijai. Tā kā ūdenstilpju temperatūras režīmam ir raksturīga liela stabilitāte, ūdens organismu vidū stenotermija ir izplatīta vairāk nekā sauszemes organismiem.

Eiritermālās sugas galvenokārt sastopamas seklos kontinentālajos rezervuāros un augstu un mēreno platuma grādu jūru piekrastes zonā, kur ir būtiskas ikdienas un sezonālās svārstības.

Ūdens blīvums.Ūdens no gaisa atšķiras ar to, ka ir blīvāks. Šajā ziņā tas ir 800 reižu pārāks par gaisu. Destilēta ūdens blīvums 4 °C temperatūrā ir 1 g/cm3. Dabisko ūdeņu, kas satur izšķīdušos sāļus, blīvums var būt lielāks: līdz 1,35 g/cm 3 . Vidēji ūdens kolonnā uz katriem 10 m dziļumā spiediens palielinās par 1 atmosfēru. Lielais ūdens blīvums atspoguļojas hidrofītu ķermeņa struktūrā. Tātad, ja sauszemes augos mehāniskie audi ir labi attīstīti, nodrošinot stumbru un stublāju izturību, mehānisko un vadošo audu izvietojums gar stumbra perifēriju veido “caurules” struktūru, kas ir labi izturīga pret saliekumiem un līkumiem, tad hidrofīti, mehāniskie audi ir ievērojami samazināti, jo augi tiek uzturēti paši. Mehāniskie elementi un vadošie saišķi diezgan bieži koncentrējas stublāja vai lapas kātiņa centrā, kas dod tai spēju saliekties ar ūdens kustībām.

Iegremdētajiem hidrofītiem ir laba peldspēja, ko rada īpašas ierīces (gaisa maisiņi, uztūkumi). Tādējādi vardes lapas atrodas uz ūdens virsmas un zem katras lapas ir peldošs burbulis, kas piepildīts ar gaisu. Tāpat kā maza glābšanas veste, burbulis ļauj lapai peldēt pa ūdens virsmu. Gaisa kameras stublājā notur augu vertikāli un piegādā skābekli saknēm.

Palielinoties ķermeņa virsmas laukumam, palielinās arī peldspēja. Tas ir skaidri redzams mikroskopiskajās planktona aļģēs. Dažādi ķermeņa izaugumi palīdz tiem brīvi “peldēt” ūdens stabā.

Organismi ūdens vidē ir izplatīti visā tā biezumā. Piemēram, okeāna ieplakās dzīvnieki atrodas vairāk nekā 10 000 m dziļumā un iztur spiedienu no vairākiem līdz simtiem atmosfēru. Tādējādi saldūdens iemītnieki (niršanas vaboles, čības, suvoikas u.c.) eksperimentos var izturēt līdz 600 atmosfērām. Elpidia ģints holotūrieši un tārpi Priapulus caudatus dzīvo no piekrastes zonas līdz ultraabsālajai zonai. Tajā pašā laikā jāatzīmē, ka daudzi jūru un okeānu iedzīvotāji ir relatīvi stenobāti un aprobežojas ar noteiktu dziļumu. Tas galvenokārt attiecas uz seklās un dziļūdens sugām. Tikai piekrastes joslu apdzīvo annelids tārps Arenicola un mīkstmieši - limpetes (Patella). Lielā dziļumā vismaz 400-500 atmosfēru spiedienā tiek atrastas zivis no makšķernieku grupas, galvkājiem, vēžveidīgajiem, jūras zvaigznēm, pogonoforām un citiem.

Ūdens blīvums ļauj dzīvnieku organismiem paļauties uz to, kas ir īpaši svarīgi ne-skeleta formām. Barotnes atbalsts kalpo kā nosacījums peldēšanai ūdenī. Tieši šādam dzīvesveidam ir pielāgojušies daudzi ūdens organismi.

Gaismas režīms.Ūdens organismus lielā mērā ietekmē gaismas apstākļi un ūdens caurspīdīgums. Gaismas intensitāte ūdenī ir ievērojami vājināta (10. att.), jo daļa no krītošā starojuma tiek atstarota no ūdens virsmas, bet otru absorbē tā biezums. Gaismas vājināšanās ir saistīta ar ūdens caurspīdīgumu. Piemēram, okeānos ar lielu caurspīdīgumu aptuveni 1% radiācijas joprojām nokrīt 140 m dziļumā, bet mazos ezeros ar nedaudz slēgtu ūdeni jau 2 m dziļumā tikai procenta desmitdaļas.

Rīsi. 10.

Dziļums: 1 -- uz virsmas; 2--0,5m; 3-- 1,5 m; 4--2 m

Sakarā ar to, ka dažādu Saules spektra daļu starus ūdens absorbē atšķirīgi, līdz ar dziļumu mainās arī gaismas spektrālais sastāvs, un sarkanie stari tiek vājināti. Zili zaļie stari iekļūst ievērojamā dziļumā. Krēsla okeānā, kas sabiezē līdz ar dziļumu, vispirms ir zaļa, tad zila, indigo, zili violeta, vēlāk dodot vietu pastāvīgai tumsai. Attiecīgi dzīvie organismi viens otru aizstāj ar dziļumu.

Tādējādi uz ūdens virsmas dzīvojošie augi nejūt gaismas trūkumu, savukārt iegremdētie un īpaši dziļūdens augi tiek klasificēti kā “ēnu flora”. Viņiem jāpielāgojas ne tikai gaismas trūkumam, bet arī tā sastāva izmaiņām, ražojot papildu pigmentus. To var redzēt zināmajā krāsojuma modelī aļģēm, kas dzīvo dažādos dziļumos. Seklās ūdens zonās, kur augiem vēl ir pieejami sarkanie stari, kurus vislielākajā mērā absorbē hlorofils, mēdz dominēt zaļās aļģes. Dziļākās zonās sastopamas brūnaļģes, kas papildus hlorofilam satur brūnos pigmentus fikafeīnu, fukoksantīnu u.c. Pigmentu fikoeritrīnu saturošās sarkanās aļģes dzīvo vēl dziļāk. Šeit skaidri redzama spēja uztvert dažāda viļņa garuma saules starus. Šo fenomenu sauc hromatiskā adaptācija.

Dziļjūras sugām ir vairākas fiziskas iezīmes, kas raksturīgas ēnu augiem. Starp tiem ir vērts atzīmēt zemo fotosintēzes kompensācijas punktu (30–100 luksi), piemēram, fotosintēzes gaismas līknes “ēnu raksturu” ar zemu piesātinājuma plato, piemēram, ir lieli hromatofori. Savukārt virspusējām un peldošajām formām šīs līknes ir “vieglāka” tipa.

Lai fotosintēzes procesā izmantotu vāju gaismu, ir nepieciešams palielināts asimilējošo orgānu laukums. Tādējādi bultas uzgalis (Sagittaria sagittifolia) veido dažādas formas lapas, attīstoties uz zemes un ūdenī.

Mantojuma programmā ir iekodēta attīstības iespēja abos virzienos. Lapu “ūdens” formu attīstības “sprūda mehānisms” ir ēnojums, nevis tieša ūdens iedarbība.

Bieži vien ūdensaugu lapas, iegremdētas ūdenī, tiek stipri sadalītas šaurās vītņveidīgās daiviņās, kā, piemēram, tauriņzālēs, urūtī, pūšļauntā, vai tām ir plāna caurspīdīga plāksne - olu kapsulu zemūdens lapas, ūdensrozes, lapas. no iegremdētām dīķzālēm.

Šīs pazīmes ir raksturīgas arī aļģēm, piemēram, pavedienveida aļģēm, atdalītiem Characeae talli un daudzu dziļjūras sugu plāniem caurspīdīgiem taliem. Tas ļauj hidrofītiem palielināt ķermeņa laukuma attiecību pret tilpumu un tādējādi izveidot lielāku virsmas laukumu ar salīdzinoši zemām organiskās masas izmaksām.

Augos, kas daļēji iegremdēti ūdenī, heterofilija, i., viena un tā paša auga virsūdens un zemūdens lapu struktūras atšķirība: Tas ir skaidri redzams ūdens vībotnē (11. att.) Virsūdens augiem ir kopīgas virszemes augu lapām (). dorsoventrālā struktūra, labi attīstīti iekšējie audi un stomatālais aparāts), zemūdens - ļoti plānas vai sadalītas lapu plātnes. Heterofilija tika novērota arī ūdensrozēm un olu kapsulām, bultu uzgaļiem un citām sugām.

Rīsi. vienpadsmit.

Lapas: 1 - virs ūdens; 2 — zemūdens

Ilustratīvs piemērs ir ķeburais (Simn latifolium), uz kura kāta var redzēt vairākas lapu formas, kas atspoguļo visas pārejas no parasti sauszemes uz tipiski ūdens.

Ūdens vides dziļums ietekmē arī dzīvniekus, to krāsu, sugu sastāvu u.c. Piemēram, ezera ekosistēmā galvenā dzīvība koncentrējas ūdens slānī, kurā iekļūst fotosintēzei pietiekams gaismas daudzums. Šī slāņa apakšējo robežu sauc par kompensācijas līmeni. Virs šī dziļuma augi izdala vairāk skābekļa, nekā patērē, un lieko skābekli var izmantot citi organismi. Zem šī dziļuma fotosintēze nevar nodrošināt elpošanu, tāpēc organismiem ir pieejams tikai skābeklis, kas nāk ar ūdeni no vairāk ezera virsmas slāņiem.

Spilgtas un dažādas krāsas dzīvnieki dzīvo gaišos, virszemes ūdens slāņos, savukārt dziļjūras sugām parasti nav pigmentu. Okeāna krēslas zonā dzīvo dzīvnieki, kas ir krāsoti ar sarkanīgu nokrāsu, kas palīdz viņiem paslēpties no ienaidniekiem, jo ​​sarkanā krāsa zili violetajos staros tiek uztverta kā melna. Sarkanā krāsa ir raksturīga krēslas zonas dzīvniekiem, piemēram, jūras asariem, sarkanajiem koraļļiem, dažādiem vēžveidīgajiem utt.

Gaismas absorbcija ūdenī ir spēcīgāka, jo zemāka ir tās caurspīdīgums, kas ir saistīts ar minerālu daļiņu (mālu, dūņu) klātbūtni tajā. Ūdens caurspīdīgums samazinās arī, vasarā strauji augot ūdens veģetācijai vai masveidīgi savairojoties virszemes slāņos suspendētiem sīkajiem organismiem. Caurspīdīgumu raksturo ārkārtējs dziļums, kur joprojām ir redzams īpaši nolaists Secchi disks (balts disks ar diametru 20 cm). Sargasso jūrā (dzidrākie ūdeņi) Secchi disks ir redzams līdz 66,5 m dziļumam, Klusajā okeānā - līdz 59, Indijas okeānā - līdz 50, seklajās jūrās - līdz 5-15 m. Upju caurspīdīgums nepārsniedz 1 - 1,5 m, bet Vidusāzijas upēs Amudarja un Syr Darya - vairākus centimetrus. Tādējādi fotosintēzes zonu robežas dažādās ūdenstilpēs ļoti atšķiras. Tīrākajos ūdeņos fotosintēzes zona jeb eifotiskā zona sasniedz ne vairāk kā 200 m dziļumu, krēslas (disfotiskā) zona sniedzas līdz 1000-1500 m, un dziļāk, afotiskajā zonā, saules gaisma neiekļūst vispār. .

Dienasgaismas stundas ūdenī ir daudz īsākas (īpaši dziļos slāņos) nekā uz sauszemes. Gaismas daudzums rezervuāru augšējos slāņos mainās atkarībā no apgabala platuma un gada laika. Tādējādi garās polārās naktis ļoti ierobežo fotosintēzei piemēroto laiku Arktikas un Antarktikas baseinos, un ledus sega apgrūtina gaismai ziemā piekļūt visām aizsalušajām ūdenstilpēm.

Sāls režīms.Ūdens sāļumam jeb sāls režīmam ir liela nozīme ūdens organismu dzīvē. Ūdeņu ķīmiskais sastāvs veidojas dabas vēsturisko un ģeoloģisko apstākļu, kā arī antropogēnās ietekmes ietekmē. Ķīmisko savienojumu (sāļu) saturs ūdenī nosaka tā sāļumu, un to izsaka gramos uz litru vai par jūdzi(°/od). Pēc vispārējās mineralizācijas ūdeņus var iedalīt svaigos ar sāls saturu līdz 1 g/l, iesāļos (1-25 g/l), jūras sāļumos (26-50 g/l) un sālījumos (vairāk nekā 50). g/l). Svarīgākās ūdenī izšķīdušās vielas ir karbonāti, sulfāti un hlorīdi (1. tabula).

1. tabula

Bāzes sāļu sastāvs dažādos rezervuāros (pēc R. Dažo, 1975)

Starp saldūdeņiem ir daudz tādu, kas ir gandrīz tīri, bet ir arī tādi, kas satur līdz 0,5 g izšķīdušo vielu litrā. Katjonus pēc to satura saldūdenī izkārto šādi: kalcijs - 64%, magnijs - 17%, nātrijs - 16%, kālijs - 3%. Tās ir vidējās vērtības, un katrā konkrētajā gadījumā ir iespējamas svārstības, dažreiz ievērojamas.

Svarīgs elements saldūdenī ir kalcija saturs. Kalcijs var darboties kā ierobežojošs faktors. Ir “mīkstie” ūdeņi, kuros ir maz kalcija (mazāk par 9 mg uz 1 l), un “cietie” ūdeņi, kuru saturs lielos daudzumos(vairāk nekā 25 mg uz 1 l).

Jūras ūdenī vidējais izšķīdušo sāļu saturs ir 35 g/l, robežjūrās tas ir daudz mazāks. Jūras ūdenī atrasti 13 metaloīdi un vismaz 40 metāli. Nozīmīguma ziņā pirmajā vietā ir galda sāls, tad bārija hlorīds, magnija sulfāts un kālija hlorīds.

Lielākā daļa ūdensdzīvnieku poikilosmotisks. Osmotiskais spiediens viņu ķermenī ir atkarīgs no sāļuma vidi. Saldūdens dzīvnieki un augi dzīvo vidē, kur izšķīdušo vielu koncentrācija ir zemāka nekā ķermeņa šķidrumos un audos. Sakarā ar osmotiskā spiediena atšķirību ārpus ķermeņa un iekšpuses, ūdens pastāvīgi iekļūst organismā, kā rezultātā saldūdens ūdens organismi ir spiesti to intensīvi izvadīt. Viņiem ir labi izteikti osmoregulācijas procesi. Vienšūņiem tas tiek panākts ar ekskrēcijas vakuolu darbu, daudzšūnu organismos, izvadot ūdeni caur ekskrēcijas sistēmu. Daži ciliāti ik pēc 2-2,5 minūtēm izdala ūdens daudzumu, kas ir vienāds ar ķermeņa tilpumu.

Palielinoties sāļumam, vakuolu darbs palēninās, un pie sāls koncentrācijas 17,5% tas pārstāj darboties, jo atšķiras osmotiskā spiediena atšķirība starp šūnām un ārējā vide pazūd.

Sāļu koncentrācija daudzu jūras organismu ķermeņa šķidrumos un audos ir izotoniska attiecībā pret izšķīdušo sāļu koncentrāciju apkārtējais ūdens. Šajā sakarā to osmoregulācijas funkcijas ir mazāk attīstītas nekā saldūdens dzīvniekiem. Osmoregulācija ir viens no daudziem iemesliem jūras augi un dzīvnieki nespēja apdzīvot saldūdens objektus un izrādījās tipiski jūras iemītnieki: coelenterata (Coelenterata), adatādaiņi (Echinodermata), sūkļi (Spongia), tunikāti (Tunicata), pogonophora. Savukārt jūrās un okeānos kukaiņi praktiski nedzīvo, savukārt saldūdens baseinos tie ir bagātīgi apdzīvoti. Parasti jūras un parasti saldūdens organismi nepanes būtiskas sāļuma izmaiņas un ir stenohalīns. Eurihalīns Saldūdens un jūras izcelsmes organismu, jo īpaši dzīvnieku, nav tik daudz. Viņi bieži satiekas lielos daudzumos, iesāļos ūdeņos. Tie ir, piemēram, brekši (Abramis brama), saldūdens zandarti (Stizostedion lucioperca), līdakas (Ezox lucios), un no jūras - kefaleņu dzimta (Mugilidae).

Augu dzīvotne ūdens vidē papildus iepriekš minētajām pazīmēm atstāj iespaidu uz citiem dzīves aspektiem, īpaši uz ūdens režīms augos, kurus burtiski ieskauj ūdens. Šādiem augiem nav transpirācijas, un tāpēc nav “augšējā dzinēja”, kas uztur ūdens plūsmu iekārtā. Un tajā pašā laikā pastāv strāva, kas piegādā barības vielas audiem (lai gan daudz vājāka nekā sauszemes augiem), ar skaidri noteiktu dienas biežumu: dienā vairāk, naktī nav. Aktīva loma tās uzturēšanā ir sakņu spiedienam (pieķertajās sugās) un speciālo ūdeni izdalošo šūnu - ūdens stomatu jeb hidatodu - darbībai.

Saldūdeņos bieži sastopami augi, kas nostiprināti rezervuāra dibenā. Bieži vien to fotosintētiskā virsma atrodas virs ūdens. Tie ietver niedres (Scirpus), ūdensrozes (Nymphaea), olu kapsulas (Nyphar), kaķus (Typha), bultiņas (Sagittaria). Citās vietās fotosintēzes orgāni ir iegremdēti ūdenī. Tās ir dīķzāles (Potamogeton), uruts (Myriophyllum), elodeja (Elodea). Atsevišķu veidu augstākie saldūdens augi ir bez saknēm un brīvi peld vai aug virs zemūdens objektiem, aļģēm, kas piestiprinātas pie zemes.

Gāzes režīms. Galvenās gāzes ūdens vidē ir skābeklis un oglekļa dioksīds. Pārējam, piemēram, sērūdeņradim vai metānam, ir sekundāra nozīme.

Skābeklisūdens videi tas ir vissvarīgākais vides faktors. Tas iekļūst ūdenī no gaisa, un to izdala augi fotosintēzes laikā. Skābekļa difūzijas koeficients ūdenī ir aptuveni 320 tūkstošus reižu zemāks nekā gaisā, un tā kopējais saturs ūdens augšējos slāņos ir 6-8 ml/l jeb 21 reizi mazāks nekā atmosfērā. Skābekļa saturs ūdenī ir apgriezti proporcionāls temperatūrai. Palielinoties ūdens temperatūrai un sāļumam, skābekļa koncentrācija tajā samazinās. Slāņos, kas ir ļoti apdzīvoti ar dzīvniekiem un baktērijām, palielināta skābekļa patēriņa dēļ var rasties skābekļa deficīts. Tādējādi Pasaules okeānā dzīvībai bagātos dziļumos no 50 līdz 1000 m raksturīga strauja aerācijas pasliktināšanās. Tas ir 7-10 reizes zemāks nekā virszemes ūdeņos, ko apdzīvo fitoplanktons. Apstākļi rezervuāru dibena tuvumā var būt tuvu anaerobiem.

Ar stagnāciju mazās ūdenstilpēs ūdens arī strauji iztukšojas no skābekļa. Tā trūkums var rasties arī ziemā zem ledus. Koncentrācijā zem 0,3-3,5 ml/l aerobu dzīve ūdenī nav iespējama. Skābekļa saturs rezervuāra apstākļos izrādās ierobežojošs faktors (2. tabula).

2. tabula

Nepieciešamība pēc skābekļa dažādi veidi saldūdens zivis

Starp ūdens iemītniekiem ir ievērojams skaits sugu, kas var panest lielas skābekļa satura svārstības ūdenī, tuvu tā neesamībai. Tie ir tā sauktie eurioksibionti. Tie ietver saldūdens oligohetus (Tubifex tubifex), vēderkājus (Viviparus viviparus). Karpas, līņi un karūsas var izturēt ļoti zemu zivju piesātinājumu ar skābekli no zivīm. Tomēr daudzas sugas ir stenoksibionts, tas ir, tie var pastāvēt tikai ar pietiekami augstu ūdens piesātinājumu ar skābekli, piemēram, varavīksnes forele, strauta forele, vēdzele u.c. Daudzas dzīvo organismu sugas spēj nonākt neaktīvā stāvoklī, t.s. anoksibioze, un tādējādi piedzīvo nelabvēlīgu periodu.

Ūdens organismu elpošana notiek gan caur ķermeņa virsmu, gan caur specializētiem orgāniem – žaunām, plaušām, traheju. Bieži ķermeņa apvalks var kalpot kā papildu elpošanas orgāns. Dažām sugām ir ūdens un gaisa elpošanas kombinācija, piemēram, plaušu zivis, sifonofori, diskofanti, daudzi plaušu mīkstmieši, vēžveidīgie Yammarus lacustris uc Sekundārie ūdensdzīvnieki parasti saglabā atmosfēras tips elpošana kā enerģētiski labvēlīgāka, un tāpēc nepieciešama saskare ar gaisu. Tajos ietilpst roņveidīgie, vaļveidīgie, ūdensvaboles, moskītu kāpuri utt.

Oglekļa dioksīds.Ūdens vidē dzīviem organismiem papildus gaismas un skābekļa trūkumam var trūkt pieejamā CO 2, piemēram, augiem fotosintēzei. Oglekļa dioksīds nonāk ūdenī gaisā esošā CO 2 šķīšanas, ūdens organismu elpošanas, organisko atlieku sadalīšanās un karbonātu izdalīšanās rezultātā. Oglekļa dioksīda saturs ūdenī svārstās no 0,2-0,5 ml/l jeb 700 reizes vairāk nekā atmosfērā. CO 2 šķīst ūdenī 35 reizes labāk nekā skābeklis. Jūras ūdens ir galvenais oglekļa dioksīda rezervuārs, jo tas satur no 40 līdz 50 cm 3 gāzes uz litru brīvā vai saistītā veidā, kas ir 150 reizes lielāks nekā tā koncentrācija atmosfērā.

Ūdenī esošais oglekļa dioksīds piedalās bezmugurkaulnieku kaļķainu skeleta veidojumu veidošanā un nodrošina ūdensaugu fotosintēzi. Ar intensīvu augu fotosintēzi palielinās oglekļa dioksīda patēriņš (0,2-0,3 ml/l stundā), kas noved pie tā trūkuma. Hidrofīti reaģē uz CO 2 satura palielināšanos ūdenī, palielinot fotosintēzi.

Papildu CO avots ūdensaugu fotosintēzei ir arī oglekļa dioksīds, kas izdalās, sadaloties bikarbonāta sāļiem un pārvēršoties oglekļa dioksīdā:

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

Slikti šķīstošie karbonāti, kas veidojas šajā gadījumā, nosēžas uz lapu virsmas kaļķakmens vai garozas veidā, kas ir skaidri redzams, kad daudzi ūdensaugi izžūst.

Ūdeņraža jonu koncentrācija(pH) bieži ietekmē ūdens organismu izplatību. Saldūdens baseini ar pH 3,7-4,7 tiek uzskatīti par skābiem, 6,95-7,3 neitrāli un ar pH vairāk nekā 7,8 sārmaini. Saldūdenstilpēs pH piedzīvo ievērojamas svārstības, bieži vien dienas laikā. Jūras ūdens ir sārmaināks un tā pH mainās mazāk nekā saldūdens. pH samazinās līdz ar dziļumu.

No augiem, kuru pH ir mazāks par 7,5, aug sienāzis (Jsoetes) un latvānis (Sparganium). Sārmainā vidē (pH 7,7-8,8) ir izplatītas daudzas dīķzāles un elodejas sugas pie pH 8,4-9, Typha angustifolia sasniedz spēcīgu attīstību. Kūdras purvu skābie ūdeņi veicina sfagnu sūnu attīstību.

Lielākā daļa saldūdens zivju var izturēt pH no 5 līdz 9. Ja pH ir mazāks par 5, notiek masveida zivju nāve, un virs 10 iet bojā visas zivis un citi dzīvnieki.

Ezeros ar skābu vidi bieži sastopami Chaoborus ģints dipterānu kāpuri, un purvu skābajos ūdeņos bieži sastopami gliemežvāku sakneņi (Testaceae), nav sastopami Unio ģints slāņaino zaru mīkstmieši un reti sastopami citi mīkstmieši. atrasts.

Organismu ekoloģiskā plastiskums ūdens vidē.Ūdens ir stabilāka vide, un abiotiskie faktori ir pakļauti salīdzinoši nelielas svārstības, un tāpēc ūdens organismiem ir mazāka ekoloģiskā plastiskums salīdzinājumā ar sauszemes organismiem. Saldūdens augi un dzīvnieki ir plastiskāki nekā jūras augi un dzīvnieki, jo saldūdens kā dzīves vide ir mainīgāka. Ūdens organismu ekoloģiskās plastiskuma plašums tiek vērtēts ne tikai kopumā uz faktoru kompleksu (eury- un stenobionticity), bet arī atsevišķi.

Līdz ar to ir konstatēts, ka piekrastes augi un dzīvnieki, atšķirībā no atklāto zonu iemītniekiem, galvenokārt ir eiritermiski un eirihalīni organismi, jo krasta tuvumā temperatūras apstākļi un sāls režīms ir diezgan mainīgs - saules sasilšana. un salīdzinoši intensīva dzesēšana, atsāļošana ar ūdens pieplūdumu no strautiem un upēm, jo ​​īpaši lietus sezonā utt. Piemērs ir lotoss, kas ir tipiska stenotermiska suga un aug tikai seklās, labi sasildītās ūdenskrātuvēs. Virszemes slāņu iedzīvotāji salīdzinājumā ar dziļjūras formas iepriekšminēto iemeslu dēļ tie izrādās vairāk eiritermiski un eirihalīni.

Ekoloģiskā plastiskums ir svarīgs organismu izplatības regulators. Ir pierādīts, ka plaši izplatīti ir ūdens organismi ar augstu ekoloģisko plastiskumu, piemēram, Elodea. Pretējs piemērs ir sālīta garnele (Artemia solina), kas dzīvo nelielos rezervuāros ar ļoti sāļu ūdeni un ir tipisks stenohalīna pārstāvis ar šauru ekoloģisko plastiskumu. Salīdzinājumā ar citiem faktoriem tai ir ievērojama plastiskums un diezgan bieži sastopama sālsūdens tilpnēs.

Ekoloģiskā plastiskums ir atkarīgs no organisma vecuma un attīstības fāzes. Piemēram, jūra vēderkāji Litorīna kā pieaugušais bēguma laikā katru dienu ilgu laiku iztiek bez ūdens, bet tā kāpuri vada planktonisku dzīvesveidu un nepanes izžūšanu.

Augu pielāgošanās ūdens videi iezīmes.Ūdens paradīze| Stēnijām ir būtiskas atšķirības no sauszemes augu organismiem. Tādējādi ūdensaugu spēja absorbēt mitrumu un minerālsāļus tieši no apkārtējās vides atspoguļojas to morfoloģiskajā un fizioloģiskajā organizācijā. Ūdensaugiem raksturīga vāja vadošo audu un sakņu sistēmas attīstība. Sakņu sistēma galvenokārt kalpo piestiprināšanai pie zemūdens substrāta un nepilda minerālbarības un ūdensapgādes funkcijas, kā tas ir sauszemes augiem. Ūdensaugi barojas ar visu ķermeņa virsmu.

Ievērojamais ūdens blīvums ļauj augiem apdzīvot visu tā biezumu. Zemākiem augiem, kas apdzīvo dažādus slāņus un vada peldošu dzīvesveidu, šim nolūkam ir īpaši piedēkļi, kas palielina to peldspēju un ļauj tiem palikt piekārtiem. Augstākiem hidrofītiem ir vāji attīstīti mehāniskie audi. Kā yni Kā minēts iepriekš, to lapās, kātos un saknēs ir gaisu nesoši starpšūnu dobumi, kas palielina ūdenī suspendēto un uz virsmas peldošo orgānu vieglumu un peldspēju, kas arī veicina iekšējo šūnu izskalošanos ar ūdeni. tajā izšķīdinātie sāļi un gāzes. Izšķir hidrofītus| Viņiem ir liela lapu virsma ar mazu kopējo auga tilpumu, kas nodrošina intensīvu gāzu apmaiņu ar skābekļa un citu ūdenī izšķīdinātu gāzu trūkumu.

Vairākiem ūdens organismiem ir izveidojusies lapu dažādība vai heterofilija. Tādējādi Salvīnijā iegremdētas lapas nodrošina minerālu uzturu, bet peldošās lapas nodrošina organisko uzturu.

Svarīga augu pielāgošanās dzīvei ūdenī iezīme | Šāda vide ir saistīta arī ar to, ka ūdenī iegremdētas lapas parasti ir ļoti plānas. Bieži vien tajos esošais hlorofils atrodas epidermas šūnās, kas palīdz palielināt fotosintēzes intensitāti vājā apgaismojumā. Šādas anatomiskās un morfoloģiskās pazīmes visskaidrāk izpaužas ūdenssūnās (Riccia, Fontinalis), Vallisneria spiralis un dīķzālēs (Potamageton).

Aizsardzība pret minerālsāļu izskalošanos vai izskalošanos no ūdensaugu šūnām ir gļotu izdalīšanās ar speciālām šūnām un endodermas veidošanās no šūnām ar biezākām sieniņām gredzena veidā.

Salīdzinoši zemā ūdens vides temperatūra izraisa ūdenī iegremdēto augu veģetatīvo daļu nāvi pēc ziemas pumpuru veidošanās un plāno, maigo vasaras lapu aizstāšanas ar cietākām un īsākām ziemas lapām. Zema temperatūraūdens negatīvi ietekmē ūdensaugu ģeneratīvos orgānus, un tā lielais blīvums apgrūtina ziedputekšņu pārnesi. Šajā sakarā ūdensaugi intensīvi vairojas ar veģetatīviem līdzekļiem. Lielākā daļa peldošo un iegremdēto augu iznēsā ziedošus stublājus gaisā un vairojas seksuāli. Ziedputekšņus pārnēsā vējš un virsmas straumes. Saražotos augļus un sēklas izplata arī virsmas straumes. Šo fenomenu sauc hidrohorija. Pie ūdensaugiem pieder ne tikai ūdensaugi, bet arī daudzi piekrastes augi. To augļi ir ļoti peldoši, ilgstoši atrodas ūdenī un nezaudē dīgtspēju. Piemēram, ūdens transportē bultas galviņas (Sagittaria sagittofolia), parastā zāle (Butomus umbellatus) un častuhas (Alisma plantago-aguatica) augļus un sēklas. Daudzu grīšļu (Carex) augļi ir ietverti savdabīgos gaisa maisos un tos nes ūdens straumes. Tādā pašā veidā humai nezāle (Sorgnum halepense) izplatījās pa Vakhtas upi gar kanāliem.

Dzīvnieku pielāgošanās ūdens videi iezīmes. Dzīvniekiem, kas dzīvo ūdens vidē, salīdzinot ar augiem, adaptīvās īpašības ir daudzveidīgākas, tajā skaitā, piemēram, anatomiski morfoloģiski, uzvedības un utt.

Dzīvniekiem, kas dzīvo ūdens kolonnā, galvenokārt ir pielāgojumi, kas palielina to peldspēju un ļauj tiem pretoties ūdens kustībai un straumēm. Šie organismi attīsta adaptācijas, kas neļauj tiem pacelties ūdens stabā vai samazina to peldspēju, kas ļauj tiem palikt apakšā, tostarp strauji plūstošajos ūdeņos.

Mazajās formās, kas dzīvo ūdens kolonnā, tiek novērota skeleta veidojumu samazināšanās. Tādējādi vienšūņiem (Radiolaria, Rhizopoda) čaumalas ir porainas, un skeleta krama muguriņas iekšpusē ir dobas. Ctenoforas un medūzu (Scyphozoa) īpatnējais blīvums samazinās, jo audos ir ūdens. Tauku pilienu uzkrāšanās organismā (naktslampas - Noctiluca, radiolarians - Radiolaria) palīdz palielināt peldspēju. Liela tauku uzkrāšanās tiek novērota dažiem vēžveidīgajiem (Cladocera, Copepoda), zivīm un vaļveidīgajiem. Īpaša gravitāteķermeņus samazina un tādējādi palielina peldspēju ar gāzi pildītiem peldpūšļiem, kas ir daudzām zivīm. Sifonoforiem (Physalia, Velella) ir spēcīgi gaisa dobumi.

Dzīvniekiem, kas pasīvi peld ūdens stabā, ir raksturīga ne tikai masas samazināšanās, bet arī ķermeņa īpatnējās virsmas palielināšanās. Tas ir saistīts ar faktu, ka jo lielāka ir barotnes viskozitāte un jo augstāks ir organisma ķermeņa īpatnējais virsmas laukums, jo lēnāk tā nogrimst ūdenī. Dzīvniekiem ķermenis ir saplacināts, uz tā veidojas muguriņas, izaugumi un piedēkļi, piemēram, kauliņiem (Leptodiscus, Craspeditella), radiolāriešiem (Aulacantha, Chalengeridae) utt.

Liela dzīvnieku grupa, kas dzīvo saldūdenī, pārvietojoties izmanto ūdens virsmas spraigumu (virsmas plēvi). Ūdens blaktis (Gyronidae, Veliidae), virpuļvaboles (Gerridae) uc brīvi skraida pa ūdens virsmu Posmkāji, kas pieskaras ūdenim ar piedēkļu galiem, kas pārklāti ar ūdeni atgrūdošiem matiņiem, veidojot, deformē tā virsmu. no ieliekta meniska. Ja uz augšu vērstais pacelšanas spēks (F) ir lielāks par dzīvnieka masu, tas virsmas spraiguma dēļ tiks noturēts uz ūdens.

Tādējādi dzīve uz ūdens virsmas ir iespējama salīdzinoši maziem dzīvniekiem, jo ​​​​masa palielinās proporcionāli izmēra kubam, un virsmas spraigums palielinās kā lineāra vērtība.

Aktīvā peldēšana dzīvniekiem tiek veikta ar skropstu, flagellas palīdzību, ķermeņa saliekšanu un reaktīvā veidā, pateicoties izmestās ūdens straumes enerģijai. Vislielāko reaktīvās pārvietošanās metodes pilnību sasniedz galvkāji. Tādējādi daži kalmāri, izmetot ūdeni, attīsta ātrumu līdz 40-50 km/h (12. att.).

Rīsi. 12.

Lieliem dzīvniekiem bieži ir specializētas ekstremitātes (spuras, pleznas), viņu ķermenis ir racionāls un pārklāts ar gļotām.

Tikai ūdens vidē ir sastopami nekustīgi dzīvnieki, kuriem ir pieķerts dzīvesveids. Tie ir hidroīdi (Hydroidea) un koraļļu polipi (Anthozoo), jūras lilijas (Crinoidea), gliemenes (Br/aMa) u.c. Tiem raksturīga īpatnēja ķermeņa forma, neliela peldspēja (ķermeņa blīvums ir lielāks par ūdens blīvumu) un īpašas ierīces piestiprināšanai pie pamatnes.

Ūdens dzīvnieki pārsvarā ir poikilotermiski. Homootermiskajiem zīdītājiem (vaļveidīgajiem, roņveidīgajiem), piemēram, veidojas ievērojams zemādas tauku slānis, kas veic siltumizolācijas funkciju.

Dziļjūras dzīvnieki izceļas ar specifiskām organizatoriskām iezīmēm: kaļķa skeleta izzušana vai vāja attīstība, ķermeņa izmēra palielināšanās, bieži redzes orgānu samazināšanās, pastiprināta taustes receptoru attīstība utt.

Osmotiskais spiediens un jonu stāvoklis risinājumus dzīvnieku organismā nodrošina sarežģīti ūdens-sāls metabolisma mehānismi. Visizplatītākais veids, kā uzturēt pastāvīgu osmotisko spiedienu, ir regulāra ūdens izvadīšana, kas nonāk organismā, izmantojot pulsējošus vakuolus un ekskrēcijas orgānus. Tātad, saldūdens zivis lieko ūdeni noņem smags darbs ekskrēcijas sistēma, un sāļi tiek absorbēti caur žaunu pavedieniem. Jūras zivis ir spiestas papildināt ūdens krājumus un tāpēc dzer jūras ūdens, un ar ūdeni piegādātie liekie sāļi tiek izvadīti no ķermeņa caur žaunu pavedieniem (13. att.).

Rīsi. 13.

Saīsinājumi hipo-, izo- un hiper- norāda uz tonitāti iekšējā vide saistībā ar ārējo (no N. Green et al., 1993)

Vairākiem hidrobiontiem ir īpašs barošanās veids - tas ir ūdenī suspendētu organiskas izcelsmes daļiņu, daudzu mazu organismu filtrēšana vai sedimentācija. Šī barošanas metode neprasa lielu enerģijas daudzumu, lai meklētu laupījumu, un tā ir raksturīga elastīgajiem mīkstmiešiem, sēdošajiem adatādaiņiem, ascīdiem, planktona vēžveidīgajiem u.c. Dzīvniekiem, kas barojas ar filtru, ir liela nozīme ūdenstilpju bioloģiskajā attīrīšanā.

Saldūdens dafnijas, ciklopi, kā arī visizplatītākais vēžveidīgais okeānā Calanus finmarchicus filtrē līdz 1,5 litriem ūdens uz vienu indivīdu dienā. Gliemenes, kas dzīvo 1 m 2 platībā, caur mantijas dobumu var izvadīt 150-280 m 3 ūdens dienā, izgulsnējot suspendētās daļiņas.

Tā kā gaismas stari ūdenī strauji vājinās, dzīve pastāvīgā krēslā vai tumsā ievērojami ierobežo ūdens organismu vizuālās orientēšanās iespējas. Skaņa ūdenī pārvietojas ātrāk nekā gaisā, un ūdens organismiem ir labāk attīstīta skaņas vizuālā orientācija. Dažas sugas pat uztver infraskaņas. Skaņas signalizācija visvairāk kalpo starpsugu attiecībām: orientācijai ganāmpulkā, pretējā dzimuma indivīdu piesaistīšanai utt. Vaļveidīgie, piemēram, meklē barību un orientējas, izmantojot eholokāciju – atstaroto skaņas viļņu uztveri. Delfīnu lokatora darbības princips ir izstarot skaņas viļņus, kas ceļo peldošā dzīvnieka priekšā. Sastopoties ar šķērsli, piemēram, zivi, skaņas viļņi tiek atspoguļoti un atgriežas delfīnā, kas sadzird radušos atbalsi un tādējādi nosaka objektu, kas izraisa skaņas atspulgu.

Ir zināmas aptuveni 300 zivju sugas, kas spēj ražot elektrību un izmantot to orientācijai un signalizācijai. Vairākas zivis (elektriskais stars, elektriskais zutis u.c.) izmanto elektriskie lauki aizsardzībai un uzbrukumam.

Ūdens organismiem ir raksturīga sena orientēšanās metode – vides ķīmijas uztvere. Daudzu hidrobiontu (lašu, zušu u.c.) ķīmiskie receptori ir ārkārtīgi jutīgi. Tūkstošiem kilometru garās migrācijās viņi ar pārsteidzošu precizitāti atrod nārsta un barošanās vietas.

Mainīgi apstākļi ūdens vidē izraisa arī noteiktas organismu uzvedības reakcijas. Apgaismojuma, temperatūras, sāļuma, gāzes režīma un citu faktoru izmaiņas ir saistītas ar dzīvnieku vertikālo (nolaišanās dziļumā, pacelšanās uz virsmu) un horizontālo (nārsts, ziemošana un barošanās) migrāciju. Jūrās un okeānos vertikālās migrācijās piedalās miljoniem tonnu ūdens organismu, horizontālās migrācijas laikā ūdensdzīvnieki var nobraukt simtiem un tūkstošiem kilometru.

Uz Zemes ir daudz īslaicīgu, seklu rezervuāru, kas parādās pēc upju plūdiem, stipras lietusgāzes, sniega kušana utt. Vispārīgas funkcijas izžūstošo ūdenskrātuvju iemītniekiem ir spēja dot par īss laiks daudz pēcnācēju un ilgstoši iztur bez ūdens, nonākot samazinātas dzīvības aktivitātes stāvoklī - hipobioze.

Ūdens jau sen ir bijis ne tikai nepieciešams nosacījums dzīvību, bet arī daudzu organismu dzīvotni. Viņai ir numurs unikālas īpašības, par ko mēs runāsim mūsu rakstā.

Ūdens biotops: īpašības

Katrā biotopā izpaužas vairāku vides faktoru darbība - apstākļi, kādos dzīvo dažādu sugu populācijas. Salīdzinot ar sauszemes-gaisa vidi, ūdens biotopam (5. klase šo tēmu apgūst ģeogrāfijas kursā) ir raksturīgs liels blīvums un manāmas spiediena atšķirības. Tās atšķirīgā iezīme ir zemais skābekļa saturs. Ūdensdzīvnieki, saukti par hidrobiontiem, dzīvei šādos apstākļos ir pielāgojušies dažādi.

Ūdens organismu ekoloģiskās grupas

Lielākā daļa dzīvo organismu ir koncentrēti biezumā. Tie ir sadalīti divās grupās: planktoniskā un nektoniskā. Pirmajā ietilpst baktērijas, zilaļģes, medūzas, mazie vēžveidīgie uc Neskatoties uz to, ka daudzi no tiem var peldēt neatkarīgi, tie nespēj izturēt spēcīgas straumes. Tāpēc planktona organismi pārvietojas ar ūdens plūsmu. To pielāgošanās ūdens videi izpaužas to mazajos izmēros, mazos īpaša gravitāte un raksturīgu izaugumu klātbūtne.

Pie nektoniskajiem organismiem pieder zivis un ūdens zīdītāji. Tie nav atkarīgi no straumes stipruma un virziena un pārvietojas ūdenī neatkarīgi. To veicina viņu ķermeņa racionalizētā forma un labi attīstītās spuras.

Citu hidrobiontu grupu pārstāv perifetons. Tas ietver ūdens iemītniekus, kas ir piestiprināti pie substrāta. Tie ir sūkļi, dažas aļģes, kas dzīvo uz ūdens un sauszemes-gaisa vides robežas. Tie galvenokārt ir kukaiņi, kas saistīti ar ūdens plēvi.

Ūdens biotopa īpašības

Rezervuāru apgaismojums

Vēl vienu galvenā iezīmeūdens biotops ir tāds, ka līdz ar dziļumu saules enerģijas daudzums samazinās. Tāpēc organismi, kuru dzīve ir atkarīga no šī indikatora, nevar dzīvot ievērojamā dziļumā. Pirmkārt, tas attiecas uz aļģēm. Zem 1500 m gaisma neieplūst vispār. Dažiem vēžveidīgajiem, koelenterātiem, zivīm un mīkstmiešiem piemīt bioluminiscences īpašība. Šie dziļjūras dzīvnieki paši ražo gaismu, oksidējot lipīdus. Ar šādu signālu palīdzību viņi sazinās viens ar otru.

Ūdens spiediens

Ūdens spiediena pieaugums ir īpaši pamanāms niršanas laikā. Pie 10 m šis skaitlis palielinās atkarībā no atmosfēras. Tāpēc lielākā daļa dzīvnieku ir pielāgoti tikai noteiktam dziļumam un spiedienam. Piemēram, annelīdi Viņi dzīvo tikai plūdmaiņu zonā, un coelacanths nolaižas līdz 1000 m.

Ūdens masu kustība

Ūdens kustība var būt atšķirīgs raksturs un iemesli. Tādējādi mūsu planētas stāvokļa izmaiņas attiecībā pret Sauli un Mēnesi nosaka bēgumu un bēgumu klātbūtni jūrās un okeānos. Gravitācijas spēks un vēja ietekme izraisa straumes upēs. Pastāvīga kustībaūdenim dabā ir liela nozīme. Tas izraisa dažādu ūdens organismu grupu, barības un skābekļa avotu migrācijas kustības, kas ir īpaši svarīgi. Fakts ir tāds, ka šīs dzīvībai svarīgās gāzes saturs ūdenī ir 20 reizes mazāks nekā zemes-gaisa vidē.

No kurienes ūdenī rodas skābeklis? Tas notiek difūzijas un aļģu aktivitātes dēļ, kas veic fotosintēzi. Tā kā to skaits samazinās līdz ar dziļumu, samazinās arī skābekļa koncentrācija. Apakšējos slāņos šis indikators ir minimāls un rada gandrīz anaerobus apstākļus. Ūdens biotopa galvenā iezīme ir tā, ka skābekļa koncentrācija samazinās, palielinoties sāļumam un temperatūrai.

Ūdens sāļuma indikators

Ikviens zina, ka ūdenstilpes var būt svaigas vai sāļas. Pēdējā grupā ietilpst jūras un okeāni. Sāļuma indikatoru mēra ppm. Tas ir cieto vielu daudzums, kas atrodams 1 g ūdens. Pasaules okeāna vidējais sāļums ir 35 ppm. Jūrās, kas atrodas netālu no mūsu planētas poliem, ir viszemākie rādītāji. Tas ir saistīts ar periodisku aisbergu kušanu - milzīgiem saldūdens blokiem. Sāļākā jūra uz planētas ir Nāves jūra. Tajā nav neviena dzīvā organisma veida. Tās sāļums tuvojas 350 ppm. Ūdenī dominējošie ķīmiskie elementi ir hlors, nātrijs un magnijs.

Tātad ūdens biotopa galvenā iezīme ir tā augstais blīvums, viskozitāte un zemā temperatūras atšķirība. Organismu dzīvi, pieaugot dziļumam, ierobežo saules enerģijas un skābekļa daudzums. Ūdens iemītniekus, ko sauc par hidrobiontiem, var pārvietot ūdens straumes vai pārvietoties neatkarīgi. Lai dzīvotu šajā vidē, viņiem ir vairāki pielāgojumi: žaunu elpošana, spuras, racionalizēta ķermeņa forma, mazs relatīvais ķermeņa svars un raksturīgu izaugumu klātbūtne.