Γιατί οι κάτοικοι του επίγειου εναέριου περιβάλλοντος. Επίγειο περιβάλλον ζωής, χαρακτηριστικά και μορφές προσαρμογής σε αυτό
Στο περιβάλλον ξηράς-αέρας, η θερμοκρασία έχει ιδιαίτερα μεγάλη επίδραση στους οργανισμούς. Ως εκ τούτου, οι κάτοικοι ψυχρών και θερμών περιοχών της Γης έχουν αναπτύξει διάφορες προσαρμογές για τη διατήρηση της θερμότητας ή, αντίθετα, για την απελευθέρωση της περίσσειας της.
Δώστε μερικά παραδείγματα.
Η θερμοκρασία του φυτού λόγω της θέρμανσης από τις ακτίνες του ήλιου μπορεί να είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα και του εδάφους. Με ισχυρή εξάτμιση, η θερμοκρασία του φυτού γίνεται χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του αέρα. Η εξάτμιση μέσω των στομάτων είναι μια διαδικασία που ρυθμίζεται από τα φυτά. Καθώς η θερμοκρασία του αέρα αυξάνεται, εντείνεται εάν είναι δυνατή η ταχεία παροχή απαιτούμενη ποσότητανερό στα φύλλα. Αυτό γλιτώνει το φυτό από υπερθέρμανση, μειώνοντας τη θερμοκρασία του κατά 4-6, και μερικές φορές κατά 10-15 °C.
Όταν οι μύες συστέλλονται, απελευθερώνεται σημαντικά περισσότερη θερμική ενέργεια από ό,τι κατά τη λειτουργία οποιωνδήποτε άλλων οργάνων και ιστών. Όσο πιο ισχυροί και δραστήριοι είναι οι μύες, τόσο περισσότερη θερμότητα μπορεί να παράγει το ζώο. Σε σύγκριση με τα φυτά, τα ζώα έχουν πιο ποικίλες δυνατότητες να ρυθμίζουν, μόνιμα ή προσωρινά, τη θερμοκρασία του σώματός τους.
Με την αλλαγή της θέσης, το ζώο μπορεί να αυξήσει ή να μειώσει τη θέρμανση του σώματος λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας. Για παράδειγμα, η ακρίδα της ερήμου εκθέτει την ευρεία πλευρική επιφάνεια του σώματός της στις ακτίνες του ήλιου τις δροσερές πρωινές ώρες και τη στενή ραχιαία επιφάνεια το μεσημέρι. Σε υπερβολική ζέστη, τα ζώα κρύβονται στη σκιά και κρύβονται σε λαγούμια. Στις ερήμους κατά τη διάρκεια της ημέρας, για παράδειγμα, ορισμένα είδη σαύρων και φιδιών σκαρφαλώνουν σε θάμνους, αποφεύγοντας την επαφή με την καυτή επιφάνεια του εδάφους. Μέχρι το χειμώνα, πολλά ζώα αναζητούν καταφύγιο, όπου η πορεία των θερμοκρασιών είναι πιο ομαλή σε σύγκριση με ανοιχτούς χώρουςένας βιότοπος. Ακόμη πιο σύνθετες είναι οι μορφές συμπεριφοράς των κοινωνικών εντόμων: μέλισσες, μυρμήγκια, τερμίτες, που χτίζουν φωλιές με καλά ρυθμισμένη θερμοκρασία μέσα τους, σχεδόν σταθερή κατά την περίοδο της δραστηριότητας των εντόμων.
Η παχιά γούνα των θηλαστικών, το φτερό και ιδιαίτερα το χνουδωτό κάλυμμα των πτηνών καθιστούν δυνατή τη διατήρηση ενός στρώματος αέρα γύρω από το σώμα με θερμοκρασία κοντά στη θερμοκρασία του σώματος του ζώου και έτσι μειώνουν την ακτινοβολία θερμότητας στο εξωτερικό περιβάλλον. Η μεταφορά θερμότητας ρυθμίζεται από την κλίση των μαλλιών και των φτερών, τις εποχιακές αλλαγές στη γούνα και το φτέρωμα. Η εξαιρετικά ζεστή χειμωνιάτικη γούνα των ζώων της Αρκτικής τους επιτρέπει να επιβιώνουν στο κρύο χωρίς να αυξάνουν τον μεταβολισμό τους και μειώνουν την ανάγκη για τροφή.
Ονομάστε τους κατοίκους της ερήμου που γνωρίζετε.
Στις ερήμους της Κεντρικής Ασίας, ένας μικρός θάμνος είναι το saxaul. Στην Αμερική - κάκτοι, στην Αφρική - γάλα. Η πανίδα δεν είναι πλούσια. Τα ερπετά κυριαρχούν - φίδια, σαύρες παρακολούθησης. Υπάρχουν σκορπιοί, λίγα θηλαστικά (καμήλες).
1. Συνεχίστε να συμπληρώνετε τον πίνακα «Οικότοποι ζωντανών οργανισμών» (βλ. εργασία για το σπίτιέως § 42).
Η ζωή στη στεριά απαιτούσε προσαρμογές που αποδείχθηκε ότι ήταν δυνατές μόνο σε εξαιρετικά οργανωμένους ζωντανούς οργανισμούς. Το επίγειο-αέριο περιβάλλον είναι πιο δύσκολο για τη ζωή, χαρακτηρίζεται από υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο, χαμηλή ποσότητα υδρατμών, χαμηλή πυκνότητα κ.λπ. Αυτό άλλαξε πολύ τις συνθήκες αναπνοής, ανταλλαγής νερού και κίνησης των ζωντανών όντων.
Η χαμηλή πυκνότητα αέρα καθορίζει τη χαμηλή ανυψωτική του δύναμη και την ασήμαντη στήριξη. Οι οργανισμοί του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος πρέπει να έχουν το δικό τους σύστημα υποστήριξης που υποστηρίζει το σώμα: φυτά - διάφοροι μηχανικοί ιστοί, ζώα - στερεός ή υδροστατικός σκελετός. Επιπλέον, όλοι οι κάτοικοι του αέρα συνδέονται στενά με την επιφάνεια της γης, η οποία τους εξυπηρετεί για προσκόλληση και στήριξη.
Η χαμηλή πυκνότητα αέρα παρέχει χαμηλή αντίσταση στην κίνηση. Ως εκ τούτου, πολλά ζώα της ξηράς απέκτησαν την ικανότητα να πετούν. Το 75% όλων των χερσαίων ζώων, κυρίως έντομα και πτηνά, έχουν προσαρμοστεί στην ενεργό πτήση.
Χάρη στην κινητικότητα του αέρα και τις κάθετες και οριζόντιες ροές των μαζών αέρα που υπάρχουν στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, είναι δυνατή η παθητική πτήση των οργανισμών. Από αυτή την άποψη, πολλά είδη έχουν αναπτύξει ανεμοχορία - διασπορά με τη βοήθεια ρευμάτων αέρα. Η ανεμοχωρία είναι χαρακτηριστική των σπόρων, των σπόρων και των καρπών των φυτών, των κύστεων πρωτόζωων, των μικρών εντόμων, των αράχνων κ.λπ. Οι οργανισμοί που μεταφέρονται παθητικά με ρεύματα αέρα ονομάζονται συλλογικά αεροπλαγκτόν.
Οι επίγειοι οργανισμοί υπάρχουν σε συνθήκες σχετικά χαμηλής πίεσης λόγω χαμηλής πυκνότητας αέρα. Κανονικά είναι 760 mmHg. Καθώς το υψόμετρο αυξάνεται, η πίεση μειώνεται. Η χαμηλή πίεση μπορεί να περιορίσει την κατανομή των ειδών στα βουνά. Για τα σπονδυλωτά, το ανώτερο όριο ζωής είναι περίπου 60 mm. Η μείωση της πίεσης συνεπάγεται μείωση της παροχής οξυγόνου και αφυδάτωση των ζώων λόγω αύξησης του ρυθμού αναπνοής. Τα ανώτερα φυτά έχουν περίπου τα ίδια όρια προόδου στα βουνά. Τα αρθρόποδα, τα οποία μπορούν να βρεθούν σε παγετώνες πάνω από τη γραμμή βλάστησης, είναι κάπως πιο ανθεκτικά.
Σύσταση αερίου αέρα. Εκτός από τις φυσικές ιδιότητες του αέρα, για την ύπαρξη επίγειους οργανισμούςΟι χημικές του ιδιότητες είναι πολύ σημαντικές. Η σύνθεση αερίου του αέρα στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας είναι αρκετά ομοιόμορφη ως προς την περιεκτικότητα των κύριων συστατικών (άζωτο - 78,1%, οξυγόνο - 21,0%, αργό - 0,9%, διοξείδιο του άνθρακα - 0,003% κατ' όγκο).
Η υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο συνέβαλε στην αύξηση του μεταβολισμού στους χερσαίους οργανισμούς σε σύγκριση με τους πρωτογενείς υδρόβιους οργανισμούς. Σε ένα επίγειο περιβάλλον, με βάση την υψηλή αποτελεσματικότητα των οξειδωτικών διεργασιών στο σώμα, προέκυψε η ομοιοθερμία των ζώων. Το οξυγόνο, λόγω της σταθερής υψηλής περιεκτικότητάς του στον αέρα, δεν αποτελεί περιοριστικό παράγοντα για τη ζωή στο γήινο περιβάλλον.
Η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να ποικίλλει σε ορισμένες περιοχές του επιφανειακού στρώματος του αέρα μέσα σε αρκετά σημαντικά όρια. Αυξημένος κορεσμός αέρα με CO; εμφανίζεται σε περιοχές ηφαιστειακής δραστηριότητας, κοντά σε ιαματικές πηγές και άλλες υπόγειες εξόδους αυτού του αερίου. Σε υψηλές συγκεντρώσεις, το διοξείδιο του άνθρακα είναι τοξικό. Στη φύση, τέτοιες συγκεντρώσεις είναι σπάνιες. Η χαμηλή περιεκτικότητα σε CO 2 αναστέλλει τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Σε κλειστές συνθήκες εδάφους, μπορείτε να αυξήσετε τον ρυθμό της φωτοσύνθεσης αυξάνοντας τη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα. Αυτό χρησιμοποιείται στην πρακτική της καλλιέργειας θερμοκηπίου και θερμοκηπίου.
Το άζωτο του αέρα είναι αδρανές αέριο για τους περισσότερους κατοίκους του χερσαίου περιβάλλοντος, αλλά ορισμένοι μικροοργανισμοί (οζίδια, βακτήρια αζώτου, γαλαζοπράσινα φύκια κ.λπ.) έχουν την ικανότητα να το δεσμεύουν και να το εμπλέκουν στον βιολογικό κύκλο των ουσιών.
Η έλλειψη υγρασίας είναι ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος ξηράς-αέρας της ζωής. Ολόκληρη η εξέλιξη των χερσαίων οργανισμών ήταν υπό το σημάδι της προσαρμογής στην απόκτηση και τη διατήρηση της υγρασίας. Τα καθεστώτα υγρασίας στην ξηρά είναι πολύ διαφορετικά - από τον πλήρη και σταθερό κορεσμό του αέρα με υδρατμούς σε ορισμένες περιοχές των τροπικών περιοχών έως την σχεδόν πλήρη απουσία τους στον ξηρό αέρα των ερήμων. Υπάρχει επίσης σημαντική ημερήσια και εποχιακή διακύμανση στην περιεκτικότητα σε υδρατμούς στην ατμόσφαιρα. Η παροχή νερού των χερσαίων οργανισμών εξαρτάται επίσης από το καθεστώς βροχόπτωσης, την παρουσία ταμιευτήρων, τα αποθέματα υγρασίας του εδάφους, την εγγύτητα των λιβρών υδάτων κ.λπ.
Αυτό οδήγησε στην ανάπτυξη προσαρμογής σε διάφορα καθεστώτα παροχής νερού σε χερσαίους οργανισμούς.
Συνθήκες θερμοκρασίας. Ένα άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα του περιβάλλοντος αέρα-εδάφους είναι οι σημαντικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας. Στις περισσότερες χερσαίες περιοχές, οι ημερήσιες και ετήσιες θερμοκρασίες είναι δεκάδες βαθμούς. Η αντίσταση στις αλλαγές θερμοκρασίας του περιβάλλοντος μεταξύ των χερσαίων κατοίκων είναι πολύ διαφορετική, ανάλογα με τον συγκεκριμένο βιότοπο στον οποίο λαμβάνει χώρα η ζωή τους. Ωστόσο, γενικά, οι επίγειοι οργανισμοί είναι πολύ πιο ευρυθερμικοί σε σύγκριση με τους υδρόβιους οργανισμούς.
Οι συνθήκες διαβίωσης στο περιβάλλον εδάφους-αέρα περιπλέκονται περαιτέρω από την ύπαρξη καιρικών αλλαγών. Καιρός - συνεχώς μεταβαλλόμενες συνθήκες της ατμόσφαιρας στην επιφάνεια, μέχρι υψόμετρο περίπου 20 km (το όριο της τροπόσφαιρας). Η μεταβλητότητα του καιρού εκδηλώνεται με μια συνεχή διακύμανση του συνδυασμού περιβαλλοντικών παραγόντων όπως η θερμοκρασία, η υγρασία του αέρα, η συννεφιά, η βροχόπτωση, η ένταση και η κατεύθυνση του ανέμου κ.λπ. Το μακροχρόνιο καιρικό καθεστώς χαρακτηρίζει το κλίμα της περιοχής. Η έννοια του «Κλίματος» περιλαμβάνει όχι μόνο τις μέσες τιμές των μετεωρολογικών φαινομένων, αλλά και τον ετήσιο και ημερήσιο κύκλο τους, την απόκλιση από αυτό και τη συχνότητά τους. Το κλίμα καθορίζεται από τις γεωγραφικές συνθήκες της περιοχής. Οι κύριοι κλιματικοί παράγοντες - θερμοκρασία και υγρασία - μετρώνται από την ποσότητα της βροχόπτωσης και τον κορεσμό του αέρα με υδρατμούς.
Για τους περισσότερους χερσαίους οργανισμούς, ιδιαίτερα τους μικρούς, το κλίμα της περιοχής δεν είναι τόσο σημαντικό όσο οι συνθήκες του άμεσου οικοτόπου τους. Πολύ συχνά, τοπικά περιβαλλοντικά στοιχεία (ανάγλυφο, έκθεση, βλάστηση κ.λπ.) αλλάζουν το καθεστώς των θερμοκρασιών, της υγρασίας, του φωτός, της κίνησης του αέρα σε μια συγκεκριμένη περιοχή με τέτοιο τρόπο ώστε να διαφέρει σημαντικά από τις κλιματικές συνθήκες της περιοχής. Τέτοιες κλιματικές αλλαγές που αναπτύσσονται στο επιφανειακό στρώμα του αέρα ονομάζονται μικροκλίμα. Σε κάθε ζώνη το μικροκλίμα είναι πολύ διαφορετικό. Μπορούν να εντοπιστούν μικροκλίματα πολύ μικρών περιοχών.
Το καθεστώς φωτός του περιβάλλοντος εδάφους-αέρος έχει επίσης κάποιες ιδιαιτερότητες. Η ένταση και η ποσότητα φωτός εδώ είναι μεγαλύτερες και πρακτικά δεν περιορίζουν τη ζωή των πράσινων φυτών, όπως στο νερό ή στο έδαφος. Στην ξηρά, μπορεί να υπάρχουν είδη που αγαπούν εξαιρετικά το φως. Για τη συντριπτική πλειονότητα των χερσαίων ζώων με δραστηριότητα την ημέρα ή ακόμη και τη νύχτα, η όραση είναι μία από τις κύριες μεθόδους προσανατολισμού. Στα χερσαία ζώα, η όραση είναι σημαντική για την αναζήτηση θηράματος, πολλά είδη έχουν ακόμη και έγχρωμη όραση. Από αυτή την άποψη, τα θύματα αναπτύσσουν τέτοια προσαρμοστικά χαρακτηριστικά όπως αμυντική αντίδραση, καμουφλάζ και προειδοποιητικό χρωματισμό, μιμητισμό κ.λπ. Στους υδρόβιους κατοίκους, τέτοιες προσαρμογές είναι πολύ λιγότερο ανεπτυγμένες. Η εμφάνιση φωτεινών χρωμάτων λουλουδιών ανώτερων φυτών συνδέεται επίσης με τα χαρακτηριστικά της συσκευής επικονιαστή και, τελικά, με το καθεστώς φωτός του περιβάλλοντος.
Οι ιδιότητες του εδάφους και του εδάφους είναι επίσης οι συνθήκες διαβίωσης για τους χερσαίους οργανισμούς και, πρώτα απ 'όλα, τα φυτά. Οι ιδιότητες της επιφάνειας της γης που έχουν οικολογικό αντίκτυπο στους κατοίκους της ενώνονται με «εδαφικούς περιβαλλοντικούς παράγοντες» (από το ελληνικό «edaphos» - «έδαφος»).
Προς διαφορετικές ιδιότητεςεδάφη, διακρίνονται μια σειρά από οικολογικές ομάδες φυτών. Έτσι, ανάλογα με την αντίδραση στην οξύτητα του εδάφους, διακρίνονται:
1) οξεόφιλα είδη - αναπτύσσονται σε όξινα εδάφη με pH τουλάχιστον 6,7 (φυτά από σφάγνους).
2) ουδετερόφιλα – τείνουν να αναπτύσσονται σε εδάφη με pH 6,7–7,0 (τα περισσότερα καλλιεργούμενα φυτά).
3) βασεόφιλο - αναπτύσσεται σε pH μεγαλύτερο από 7,0 (Echinops, ανεμώνη ξύλου).
4) αδιάφορο - μπορεί να αναπτυχθεί σε εδάφη με διαφορετική σημασία pH (κρίνος της κοιλάδας).
Τα φυτά διαφέρουν επίσης σε σχέση με την υγρασία του εδάφους. Ορισμένα είδη περιορίζονται σε διαφορετικά υποστρώματα, για παράδειγμα, τα πετρόφυτα αναπτύσσονται σε βραχώδη εδάφη, τα πασμόφυτα κατοικούν σε χαλαρή άμμο.
Το έδαφος και η φύση του εδάφους επηρεάζουν τη συγκεκριμένη κίνηση των ζώων: για παράδειγμα, οπληφόρα, στρουθοκαμήλους, σωρούς που ζουν σε ανοιχτούς χώρους, σκληρό έδαφος, για ενίσχυση της απώθησης κατά το τρέξιμο. Στις σαύρες που ζουν σε κινούμενες άμμους, τα δάχτυλα των ποδιών έχουν κρόσσια με ένα περιθώριο από κεράτινα λέπια που αυξάνουν την υποστήριξη. Για τους χερσαίους κατοίκους που σκάβουν τρύπες, το πυκνό έδαφος είναι δυσμενές. Η φύση του εδάφους σε ορισμένες περιπτώσεις επηρεάζει την κατανομή των χερσαίων ζώων που σκάβουν τρύπες ή τρυπώνουν στο έδαφος ή γεννούν αυγά στο έδαφος κ.λπ.
Όλα τα έμβια όντα που κατοικούν στον πλανήτη μας ζουν σε ορισμένες συνθήκες που αντιστοιχούν στο επίπεδο ανάπτυξης, τα χαρακτηριστικά οργάνωσης και τη ζωτική δραστηριότητα των οργανισμών. Ποιος κατοικεί το περιβάλλον ξηράς-αέρας; Χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος, το οποίο είναι το πιο πυκνοκατοικημένο, και πολλά άλλα θα συζητηθούν στο άρθρο μας.
Τι είναι ο βιότοπος
Ο βιότοπος των οργανισμών είναι ό,τι τους περιβάλλει. Και αυτά δεν είναι μόνο φυσικά αντικείμενα, αλλά και όσα δημιουργεί ο άνθρωπος.
Το σύνολο όλων των οικοτόπων αποτελεί τη βιόσφαιρα. Εδώ είναι δυνατή η ζωή. Όμως ο άνθρωπος, μέσα από τις δραστηριότητές του, το έχει μεταμορφώσει τόσο πολύ που οι επιστήμονες εντοπίζουν έναν άλλο σχηματισμό. Ονομάζεται νοόσφαιρα. Αυτό είναι το κέλυφος του πλανήτη που δημιουργήθηκε από την ανθρώπινη δραστηριότητα.
Κύριες ομάδες περιβαλλοντικών παραγόντων
Όλες οι περιβαλλοντικές συνθήκες που επηρεάζουν τους οργανισμούς σε έναν ή τον άλλο βαθμό ονομάζονται περιβαλλοντικοί παράγοντες. Είναι αρκετά διαφορετικοί. Αλλά ανάλογα με τη φύση της επίδρασής τους, χωρίζονται σε διάφορες ομάδες.
- Το πρώτο τα ενώνει όλα αυτά λέγονται αβιοτικά. Αυτά είναι η ποσότητα του ηλιακού φωτός, η θερμοκρασία του αέρα, το επίπεδο υγρασίας και ακτινοβολίας, η κατεύθυνση του ανέμου και η φύση του ανάγλυφου. Για τους κατοίκους του υδάτινου περιβάλλοντος, αυτή είναι η αλατότητα και το είδος των ρευμάτων.
- Οι βιοτικοί παράγοντες συνδυάζουν όλους τους τύπους επιρροής των ζωντανών οργανισμών και τις σχέσεις τους μεταξύ τους. Μπορούν να είναι αμοιβαία επωφελείς, ουδέτερα αρπακτικά κ.λπ.
- Οι ανθρώπινες δραστηριότητες που αλλάζουν το περιβάλλον είναι μια ομάδα ανθρωπογενών παραγόντων.
Ενδιαιτήματα ζωντανών οργανισμών
Οι ιδιαιτερότητες του οικοτόπου εδάφους-αέρα είναι ότι είναι ο πιο ποικιλόμορφος και πολύπλοκος. Υπάρχει μια φυσική εξήγηση για αυτό το γεγονός.
Χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος εδάφους-αέρος της ζωής
Η πολυπλοκότητα της δομής και των συνθηκών αυτού του περιβάλλοντος εξηγείται από το γεγονός ότι βρίσκεται στη διασταύρωση πολλών γεωγραφικούς φακέλους- υδρο-, λιθο- και ατμόσφαιρα. Επομένως, οι οργανισμοί που ζουν σε αυτό επηρεάζονται από τους παράγοντες καθενός από αυτούς. Τα δομικά τους χαρακτηριστικά τους επιτρέπουν να αντέχουν απότομες αλλαγές στη θερμοκρασία, τις χημικές αλλαγές και τις αλλαγές υγρασίας.
Αβιοτικοί παράγοντες του περιβάλλοντος εδάφους-αέρα
Τα χαρακτηριστικά του οικοτόπου εδάφους-αέρα περιλαμβάνουν διάφορους παράγοντες. Πρώτον, πρόκειται για χαμηλή πυκνότητα αέρα. Η χαμηλή πυκνότητα των μαζών αέρα επιτρέπει στους κατοίκους του να κινούνται εύκολα στο έδαφος ή να πετούν.
Το επόμενο χαρακτηριστικό είναι ότι ο αέρας βρίσκεται σε συνεχή κίνηση. Αυτή η «ροή» εξασφαλίζει την αυτόματη μετακίνηση πολλών κατοίκων και των απορριμμάτων τους. Πρόκειται για σπόρους φυτών, σπόρια μυκήτων και βακτηρίων, μικρά έντομα και αραχνίδια. Ταυτόχρονα, η ατμοσφαιρική πίεση σε αυτό το περιβάλλον χαρακτηρίζεται από χαμηλό δείκτη, ο οποίος κανονικά είναι 760 mmHg. Μια αλλαγή αυτής της τιμής οδηγεί σε διαταραχή των φυσιολογικών διεργασιών των κατοίκων της περιοχής. Έτσι, όταν η πίεση πέφτει με το υψόμετρο, μειώνεται η ικανότητα του οξυγόνου να διαλύεται στο πλάσμα του αίματος. Ως αποτέλεσμα, γίνεται μικρότερο, η αναπνοή γίνεται πιο συχνή, γεγονός που οδηγεί σε υπερβολική απώλεια υγρασίας.
Οργανισμοί του περιβάλλοντος εδάφους-αέρος
Ένα από τα χαρακτηριστικά όλων των ζωντανών όντων είναι η ικανότητα προσαρμογής. Οι ιδιαιτερότητες των ζώων του περιβάλλοντος ξηράς-αέρας, καθώς και άλλων οργανισμών, είναι ότι όλα τους, στη διαδικασία της εξέλιξης, απέκτησαν προσαρμογές σε απότομες αλλαγές θερμοκρασίας, κλίματος και μεταβαλλόμενων εποχών.
Για παράδειγμα, πολλά φυτά έχουν τροποποιήσεις στις ρίζες και τους βλαστούς τους για να επιβιώσουν από την ξηρασία και τον κρύο καιρό. Οι βολβοί πράσου και τουλίπας, οι ρίζες καρότου και τεύτλων και τα φύλλα αλόης αποθηκεύουν νερό και απαραίτητες ουσίες. Σπόρια βακτηρίων και φυτών, κύτταρα μικροσκοπικών ζώων αντέχουν σε δύσκολες συνθήκες σε κατάσταση κύστεων. Ταυτόχρονα, καλύπτονται με ένα πυκνό κέλυφος και όλες οι μεταβολικές διεργασίες μειώνονται στο ελάχιστο. Όταν τελειώσει η δυσμενής περίοδος, τα κύτταρα διαιρούνται και προχωρούν στην ενεργό ύπαρξη.
Έχουν σχηματιστεί πολλά ζώα του περιβάλλοντος εδάφους-αέρα ένα πολύπλοκο σύστημαθερμορύθμιση και ανταλλαγή θερμότητας με περιβάλλον, χάρη στο οποίο η θερμοκρασία του σώματός τους παραμένει σταθερή ανεξάρτητα από την εποχή του χρόνου.
Δράση του ανθρωπογενούς παράγοντα
Είναι το περιβάλλον εδάφους-αέρα που αλλάζει περισσότερο από την ανθρώπινη δραστηριότητα. Τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος, που αρχικά ήταν φυσικά, παρέμειναν έτσι, ίσως, μόνο στις ερήμους της Αρκτικής. Οι χαμηλές θερμοκρασίες καθιστούν αυτή τη φυσική περιοχή μη κατοικήσιμη. Ως εκ τούτου, τα χαρακτηριστικά των οργανισμών στο περιβάλλον εδάφους-αέρα έγκεινται επίσης στο γεγονός ότι βιώνουν μεγαλύτερη επίδραση του ανθρωπογενούς παράγοντα σε σύγκριση με τους κατοίκους άλλων οικολογικών κόγχων.
Ο άνθρωπος μεταμορφώνει φυσικά τοπία και τοπογραφία, αλλάζει τη σύνθεση αερίων της ατμόσφαιρας, τη χημική βάση των εδαφών και επηρεάζει την καθαριότητα των υδάτινων σωμάτων. Δεν έχουν όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί χρόνο να προσαρμοστούν στις έντονα μεταβαλλόμενες συνθήκες που προκαλούνται από τη δράση του ανθρωπογενούς παράγοντα. Δυστυχώς, ο αρνητικός αντίκτυπος των ανθρώπων στην κατάσταση του εδάφους και του εναέριου περιβάλλοντος υπερισχύει επί του παρόντος έναντι όλων των προσπαθειών για διάσωση ζωής.
Παγκόσμια χερσαία-αέρια ενδιαιτήματα
Πώς έχει υποστεί το περιβάλλον ξηράς-αέρας από τα χέρια του ανθρώπου; Χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος, οι κύριοι φυσικοί δείκτες του στα περισσότερα φυσικές περιοχές, κατάλληλο για ζωή, αλλαγμένο. Αυτό έχει οδηγήσει στην εμφάνιση παγκόσμιων περιβαλλοντικών προβλημάτων στον κόσμο. Οι δραστηριότητες των βιομηχανικών επιχειρήσεων προκάλεσαν αλλαγή στη σύνθεση αερίου της ατμόσφαιρας. Ως αποτέλεσμα, δημιουργείται στον αέρα υψηλότερη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα από το κανονικό και συσσωρεύονται οξείδια θείου και αζώτου και φρέον. Αποτέλεσμα - παγκόσμια υπερθέρμανση, φαινόμενο του θερμοκηπίου, καταστροφή του στρώματος του όζοντος της γης, αιθαλομίχλη πάνω από μεγάλες πόλεις.
Ως αποτέλεσμα της παράλογης περιβαλλοντικής διαχείρισης, η συνολική έκταση των δασών, που αποτελούν τους «πνεύμονες» του πλανήτη μας, μειώνεται, παρέχοντας σε όλα τα ζωντανά οξυγόνο. Με τον καιρό εξαντλούνται ορυκτών πόρωνκαι η γονιμότητα του εδάφους μειώνεται.
Έτσι, το πιο ποικιλόμορφο είναι το περιβάλλον εδάφους-αέρα. Τα χαρακτηριστικά του περιβάλλοντος βρίσκονται στη θέση του στη συμβολή πολλών φυσικών γεωγραφικών κελυφών. Τα κύρια χαρακτηριστικά του είναι η χαμηλή πυκνότητα, η πίεση και η κινητικότητα των μαζών αέρα, η σταθερότητα της σύστασης αερίων της ατμόσφαιρας, η μεταβλητότητα των θερμικών συνθηκών, οι αλλαγές στις κλιματικές συνθήκες και τις εποχές. Ιδιαίτερη σημασία για την κανονική ζωή στο περιβάλλον εδάφους-αέρα είναι οι δείκτες υγρασίας και θερμοκρασίας αέρα.
ΥΔΑΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ
Το υδάτινο περιβάλλον (υδρόσφαιρα) καταλαμβάνει το 71% της έκτασης σφαίρα. Πάνω από το 98% του νερού συγκεντρώνεται στις θάλασσες και τους ωκεανούς, το 1,24% είναι ο πάγος των πολικών περιοχών, το 0,45% είναι το γλυκό νερό των ποταμών, των λιμνών και των ελών.
Υπάρχουν δύο οικολογικές περιοχές στους ωκεανούς του κόσμου:
στήλη νερού - πελαγικόςκαι το κάτω μέρος - βεντάλ.
Το υδάτινο περιβάλλον φιλοξενεί περίπου 150.000 είδη ζώων, ή περίπου το 7% του συνολικού αριθμού τους, και 10.000 είδη φυτών – το 8%. Διακρίνονται τα εξής: οικολογικές ομάδες υδρόβιων οργανισμών.Πελαγία - κατοικείται από οργανισμούς χωρισμένους σε νεκτόν και πλαγκτόν.
Nekton (nektos - πλωτό) -Πρόκειται για μια συλλογή πελαγικών ενεργά κινούμενων ζώων που δεν έχουν άμεση σύνδεση με τον πυθμένα. Πρόκειται κυρίως για μεγάλα ζώα που μπορούν να ξεπεράσουν μεγάλες αποστάσεις και ισχυρά ρεύματα νερού. Χαρακτηρίζονται από βελτιωμένο σχήμα σώματος και καλά ανεπτυγμένα όργανα κίνησης (ψάρια, καλαμάρια, πτερυγιόποδες, φάλαινες, εκτός από τα ψάρια, το νεκτόν περιλαμβάνει αμφίβια και ενεργά κινούμενα έντομα).
Πλαγκτόν (περιπλανώμενο, επιπλέον) -Πρόκειται για ένα σύνολο πελαγικών οργανισμών που δεν έχουν την ικανότητα για γρήγορες ενεργητικές κινήσεις. Χωρίζονται σε φυτο- και ζωοπλαγκτόν (μικρά καρκινοειδή, πρωτόζωα - τρηματοφόρα, ραδιολάρυνα, μέδουσες, πτερόποδα). Φυτοπλαγκτόν – διάτομα και πράσινα φύκια.
Neuston– ένα σύνολο οργανισμών που κατοικούν στην επιφανειακή μεμβράνη του νερού στα σύνορα με τον αέρα. Αυτές είναι οι προνύμφες των δεκάποδων, των κοπαδιών, των γαστερόποδων και των δίθυρων, των εχινόδερμων και των ψαριών. Περνώντας από το στάδιο της προνύμφης, αφήνουν το επιφανειακό στρώμα, που τους χρησίμευε ως καταφύγιο, και μετακινούνται για να ζήσουν στον βυθό ή στην πελαγική ζώνη.
Plaiston -αυτή είναι μια συλλογή οργανισμών, μέρος του σώματος των οποίων βρίσκεται πάνω από την επιφάνεια του νερού και το άλλο στο νερό - παπιά, σιφωνοφόρα.
Benthos (βάθος) -μια συλλογή οργανισμών που ζουν στον πυθμένα των υδάτινων σωμάτων. Χωρίζεται σε φυτοβένθο και ζωοβένθο. Φυτόβενθος - φύκια - διάτομα, πράσινο, καφέ, κόκκινο και βακτήρια. κατά μήκος των ακτών υπάρχουν ανθοφόρα φυτά - ζωστήρας, ρουπία. Ζωόβενθος – τρηματοφόρα, σφουγγάρια, ομογενή, σκουλήκια, μαλάκια, ψάρια.
Στη ζωή των υδρόβιων οργανισμών, σημαντικό ρόλο παίζει η κατακόρυφη κίνηση του νερού, της πυκνότητας, της θερμοκρασίας, του φωτός, του αλατιού, του αερίου (περιεκτικότητα σε οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα) και η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (pH).
Θερμοκρασία: Διαφέρει στο νερό, πρώτον, από λιγότερη εισροή θερμότητας και δεύτερον, από μεγαλύτερη σταθερότητα από ό,τι στην ξηρά. Μέρος της θερμικής ενέργειας που φτάνει στην επιφάνεια του νερού αντανακλάται, ενώ μέρος ξοδεύεται στην εξάτμιση. Η εξάτμιση του νερού από την επιφάνεια των δεξαμενών, η οποία καταναλώνει περίπου 2263,8 J/g, εμποδίζει την υπερθέρμανση των κατώτερων στρωμάτων και ο σχηματισμός πάγου, που απελευθερώνει τη θερμότητα της σύντηξης (333,48 J/g), επιβραδύνει την ψύξη τους. Αλλαγή θερμοκρασίας σε ρέοντα νεράακολουθεί τις αλλαγές του στον περιβάλλοντα αέρα, που διαφέρουν σε μικρότερο πλάτος.
Σε λίμνες και λίμνες με εύκρατα γεωγραφικά πλάτη, το θερμικό καθεστώς καθορίζεται από ένα γνωστό φυσικό φαινόμενο - το νερό έχει μέγιστη πυκνότητα στους 4 o C. Το νερό σε αυτές χωρίζεται σαφώς σε τρία στρώματα:
1. επιλίμνιον- το ανώτερο στρώμα του οποίου η θερμοκρασία παρουσιάζει έντονες εποχιακές διακυμάνσεις.
2. μεταλλίμνιον– μεταβατικό στρώμα άλματος θερμοκρασίας, υπάρχει έντονη διαφορά θερμοκρασίας.
3. υπολίμνιον- ένα στρώμα βαθέων υδάτων που φτάνει μέχρι τον πυθμένα, όπου η θερμοκρασία αλλάζει ελαφρώς καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους.
Το καλοκαίρι, τα θερμότερα στρώματα νερού βρίσκονται στην επιφάνεια και τα πιο κρύα βρίσκονται στο κάτω μέρος. Αυτός ο τύπος κατανομής θερμοκρασίας στρώμα προς στρώμα σε μια δεξαμενή ονομάζεται άμεση διαστρωμάτωση.Το χειμώνα, καθώς πέφτει η θερμοκρασία, αντίστροφη διαστρωμάτωση: το επιφανειακό στρώμα έχει θερμοκρασία κοντά στους 0 C, στο κάτω μέρος η θερμοκρασία είναι περίπου 4 C, που αντιστοιχεί στη μέγιστη πυκνότητά του. Έτσι, η θερμοκρασία αυξάνεται με το βάθος. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διχοτόμηση θερμοκρασίας,παρατηρείται στις περισσότερες λίμνες της εύκρατης ζώνης το καλοκαίρι και το χειμώνα. Ως αποτέλεσμα της διχοτομίας της θερμοκρασίας, η κατακόρυφη κυκλοφορία διακόπτεται - αρχίζει μια περίοδος προσωρινής στασιμότητας - στασιμότητα.
Την άνοιξη, τα επιφανειακά ύδατα, λόγω της θέρμανσης στους 4 C, γίνονται πιο πυκνά και βυθίζονται πιο βαθιά και το θερμότερο νερό ανεβαίνει από τα βάθη για να πάρει τη θέση του. Ως αποτέλεσμα μιας τέτοιας κατακόρυφης κυκλοφορίας, εμφανίζεται ομοθερμία στη δεξαμενή, δηλ. για κάποιο χρονικό διάστημα η θερμοκρασία ολόκληρης της μάζας του νερού εξισώνεται. Με μια περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας, τα ανώτερα στρώματα γίνονται όλο και λιγότερο πυκνά και δεν βυθίζονται πλέον - καλοκαιρινή στασιμότητα. Το φθινόπωρο, το επιφανειακό στρώμα ψύχεται, γίνεται πιο πυκνό και βυθίζεται βαθύτερα, εκτοπίζοντας το θερμότερο νερό στην επιφάνεια. Αυτό συμβαίνει πριν από την έναρξη της φθινοπωρινής ομοθερμίας. Κατά την ψύξη επιφανειακά νεράΚάτω από τους 4C γίνονται λιγότερο πυκνά και παραμένουν ξανά στην επιφάνεια. Ως αποτέλεσμα, η κυκλοφορία του νερού σταματά και εμφανίζεται χειμερινή στασιμότητα.
Το νερό χαρακτηρίζεται από σημαντική πυκνότητα(800 φορές) ανώτερη του αέρα) και ιξώδες. ΣΕΚατά μέσο όρο, στη στήλη νερού, για κάθε 10 m βάθους, η πίεση αυξάνεται κατά 1 atm. Αυτά τα χαρακτηριστικά επηρεάζουν τα φυτά στο γεγονός ότι ο μηχανικός ιστός τους αναπτύσσεται πολύ αδύναμα ή καθόλου, επομένως οι μίσχοι τους είναι πολύ ελαστικοί και λυγίζουν εύκολα. Τα περισσότερα υδρόβια φυτά χαρακτηρίζονται από άνωση και την ικανότητα να αιωρούνται στη στήλη του νερού σε πολλά υδρόβια ζώα, το περίβλημα λιπαίνεται με βλέννα, η οποία μειώνει την τριβή κατά την κίνηση και το σώμα παίρνει ένα βελτιωμένο σχήμα. Πολλοί κάτοικοι είναι σχετικά στενοβατικοί και περιορισμένοι σε ορισμένα βάθη.
Διαφάνεια και λειτουργία φωτός.Αυτό επηρεάζει ιδιαίτερα την κατανομή των φυτών: σε λασπώδη υδάτινα σώματα ζουν μόνο στο επιφανειακό στρώμα. Το καθεστώς φωτός καθορίζεται επίσης από τη φυσική μείωση του φωτός με το βάθος λόγω του γεγονότος ότι το νερό απορροφά το ηλιακό φως. Ταυτόχρονα, οι ακτίνες με διαφορετικά μήκη κύματος απορροφώνται διαφορετικά: οι κόκκινες απορροφώνται πιο γρήγορα, ενώ οι μπλε-πράσινες διεισδύουν σε σημαντικά βάθη. Το χρώμα του περιβάλλοντος αλλάζει, μεταβαίνοντας σταδιακά από πρασινωπό σε πράσινο, μπλε, λουλακί, μπλε-ιώδες, που αντικαθίσταται από συνεχές σκοτάδι. Αντίστοιχα, με το βάθος, τα πράσινα φύκια αντικαθίστανται από καφέ και κόκκινα, οι χρωστικές των οποίων είναι προσαρμοσμένες να συλλαμβάνουν ακτίνες ηλίουμε διαφορετικά μήκη κύματος. Το χρώμα των ζώων επίσης αλλάζει φυσικά με το βάθος. Ζώα με έντονα και ποικίλα χρώματα ζουν στα επιφανειακά στρώματα του νερού, ενώ τα είδη βαθέων υδάτων στερούνται χρωστικών. Ο βιότοπος του λυκόφωτος κατοικείται από ζώα βαμμένα με χρώματα με κοκκινωπή απόχρωση, που τα βοηθά να κρύβονται από τους εχθρούς, καθώς το κόκκινο χρώμα στις μπλε-βιολετί ακτίνες γίνεται αντιληπτό ως μαύρο.
Η απορρόφηση του φωτός στο νερό είναι ισχυρότερη, τόσο χαμηλότερη είναι η διαφάνειά του. Η διαφάνεια χαρακτηρίζεται από μεγάλο βάθος, όπου είναι ακόμα ορατός ένας ειδικά χαμηλωμένος δίσκος Secchi (ένας λευκός δίσκος με διάμετρο 20 cm). Ως εκ τούτου, τα όρια των ζωνών φωτοσύνθεσης ποικίλλουν πολύ σε διαφορετικά υδάτινα σώματα. Στα περισσότερα καθαρά νεράη ζώνη φωτοσύνθεσης φτάνει σε βάθος 200 m.
Αλατότητα νερού.Το νερό είναι εξαιρετικός διαλύτης για πολλές μεταλλικές ενώσεις. Ως αποτέλεσμα, οι φυσικές δεξαμενές χαρακτηρίζονται από ένα ορισμένο χημική σύνθεση. Τα πιο σημαντικά είναι τα θειικά, τα ανθρακικά και τα χλωρίδια. Η ποσότητα των διαλυμένων αλάτων ανά 1 λίτρο νερού σε γλυκά υδάτινα σώματα δεν υπερβαίνει τα 0,5 g, στις θάλασσες και τους ωκεανούς - 35 g φυτά και ζώα του γλυκού νερού ζουν σε υποτονικό περιβάλλον, δηλ. περιβάλλον στο οποίο η συγκέντρωση των διαλυμένων ουσιών είναι χαμηλότερη από ότι στα σωματικά υγρά και στους ιστούς. Λόγω της διαφοράς της οσμωτικής πίεσης έξω και μέσα στο σώμα, το νερό διεισδύει συνεχώς στο σώμα και τα υδροβιόντα του γλυκού νερού αναγκάζονται να το απομακρύνουν εντατικά. Από αυτή την άποψη, οι διαδικασίες ωσμορύθμισής τους εκφράζονται καλά. Στα πρωτόζωα αυτό επιτυγχάνεται με την εργασία των εκκριτικών κενοτοπίων, στους πολυκύτταρους οργανισμούς - με την απομάκρυνση του νερού μέσω του συστήματος απέκκρισης. Τυπικά θαλάσσια και τυπικά είδη γλυκού νερού δεν ανέχονται σημαντικές αλλαγές στην αλατότητα του νερού - οργανισμοί στενοαλίνης. Eurygalline - τούρνα γλυκού νερού, τσιπούρα, λούτσος, από τη θάλασσα - η οικογένεια των κέφαλων.
Λειτουργία αερίουΤα κύρια αέρια στο υδάτινο περιβάλλον είναι το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα.
Οξυγόνο- ο σημαντικότερος περιβαλλοντικός παράγοντας. Εισέρχεται στο νερό από τον αέρα και απελευθερώνεται από τα φυτά κατά τη φωτοσύνθεση. Η περιεκτικότητά του στο νερό είναι αντιστρόφως ανάλογη της θερμοκρασίας με τη μείωση της θερμοκρασίας, η διαλυτότητα του οξυγόνου στο νερό (καθώς και σε άλλα αέρια) αυξάνεται. Σε στρώματα που κατοικούνται σε μεγάλο βαθμό από ζώα και βακτήρια, μπορεί να εμφανιστεί ανεπάρκεια οξυγόνου λόγω αυξημένης κατανάλωσης οξυγόνου. Έτσι, στους ωκεανούς του κόσμου, τα πλούσια σε ζωή βάθη από 50 έως 1000 m χαρακτηρίζονται από απότομη επιδείνωση του αερισμού. Είναι 7-10 φορές χαμηλότερο από ό,τι στα επιφανειακά ύδατα που κατοικούνται από φυτοπλαγκτόν. Κοντά στον πυθμένα των δεξαμενών, οι συνθήκες μπορεί να είναι σχεδόν αναερόβιες.
Διοξείδιο του άνθρακα -διαλύεται στο νερό περίπου 35 φορές καλύτερα από το οξυγόνο και η συγκέντρωσή του στο νερό είναι 700 φορές μεγαλύτερη από ό,τι στην ατμόσφαιρα. Παρέχει φωτοσύνθεση των υδρόβιων φυτών και συμμετέχει στον σχηματισμό ασβεστόμορφων σκελετικών σχηματισμών ασπόνδυλων ζώων.
Συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου (pH)– οι πισίνες γλυκού νερού με pH = 3,7-4,7 θεωρούνται όξινες, 6,95-7,3 – ουδέτερες, με pH 7,8 – αλκαλικές. Στα γλυκά νερά, το pH παρουσιάζει ακόμη και καθημερινές διακυμάνσεις. Το θαλασσινό νερό είναι πιο αλκαλικό και το pH του αλλάζει πολύ λιγότερο από το γλυκό νερό. Το pH μειώνεται με το βάθος. Η συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου παίζει μεγάλο ρόλο στην κατανομή των υδρόβιων οργανισμών.
Περιβάλλον εδάφους-αέροςένας βιότοπος
Ένα χαρακτηριστικό του περιβάλλοντος εδάφους-αέρα της ζωής είναι ότι οι οργανισμοί που ζουν εδώ περιβάλλονται από ένα αέριο περιβάλλον που χαρακτηρίζεται από χαμηλή υγρασία, πυκνότητα και πίεση, υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο. Τυπικά, τα ζώα σε αυτό το περιβάλλον κινούνται στο έδαφος (σκληρό υπόστρωμα) και τα φυτά ριζώνουν σε αυτό.
Στο περιβάλλον εδάφους-αέρα, οι λειτουργικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες έχουν έναν αριθμό ιδιαίτερα χαρακτηριστικά: υψηλότερη ένταση φωτός σε σύγκριση με άλλα περιβάλλοντα, σημαντικές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, αλλαγές στην υγρασία ανάλογα με τη γεωγραφική θέση, την εποχή και την ώρα της ημέρας. Η επίδραση των παραγόντων που αναφέρονται παραπάνω είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την κίνηση των αέριων μαζών - ανέμου.
Στη διαδικασία της εξέλιξης, οι ζωντανοί οργανισμοί του περιβάλλοντος ξηράς-αέρας έχουν αναπτύξει χαρακτηριστικές ανατομικές, μορφολογικές, φυσιολογικές προσαρμογές.
Ας εξετάσουμε τα χαρακτηριστικά της επίδρασης βασικών περιβαλλοντικών παραγόντων στα φυτά και τα ζώα στο περιβάλλον εδάφους-αέρα.
Αέρας.Ο αέρας ως περιβαλλοντικός παράγοντας χαρακτηρίζεται από σταθερή σύνθεση - το οξυγόνο σε αυτόν είναι συνήθως περίπου 21%, το διοξείδιο του άνθρακα 0,03%.
Χαμηλή πυκνότητα αέρακαθορίζει τη χαμηλή ανυψωτική του δύναμη και την ασήμαντη στήριξή του. Όλοι οι κάτοικοι του αέρα συνδέονται στενά με την επιφάνεια της γης, η οποία τους εξυπηρετεί για προσκόλληση και στήριξη. Η πυκνότητα του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος δεν παρέχει υψηλή αντίσταση στους οργανισμούς όταν κινούνται κατά μήκος της επιφάνειας της γης, αλλά δυσκολεύει την κατακόρυφη κίνηση. Για τους περισσότερους οργανισμούς, η παραμονή στον αέρα συνδέεται μόνο με την εγκατάσταση ή την αναζήτηση θηράματος.
Η χαμηλή ανυψωτική δύναμη του αέρα καθορίζει τη μέγιστη μάζα και μέγεθος των χερσαίων οργανισμών. Τα μεγαλύτερα ζώα που ζουν στην επιφάνεια της γης είναι μικρότερα από τους γίγαντες του υδάτινου περιβάλλοντος. Τα μεγάλα θηλαστικά (το μέγεθος και η μάζα μιας σύγχρονης φάλαινας) δεν θα μπορούσαν να ζήσουν στη στεριά, καθώς θα συνθλίβονταν από το βάρος τους.
Η χαμηλή πυκνότητα αέρα δημιουργεί μικρή αντίσταση στην κίνηση. Τα οικολογικά οφέλη αυτής της ιδιότητας του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος χρησιμοποιήθηκαν από πολλά ζώα της ξηράς κατά την εξέλιξη, αποκτώντας την ικανότητα να πετούν. Το 75% των ειδών όλων των χερσαίων ζώων είναι ικανά για ενεργό πτήση, κυρίως έντομα και πτηνά, αλλά τα ιπτάμενα βρίσκονται επίσης μεταξύ θηλαστικών και ερπετών.
Χάρη στην κινητικότητα του αέρα και τις κάθετες και οριζόντιες κινήσεις των μαζών αέρα που υπάρχουν στα κατώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, είναι δυνατή η παθητική πτήση ορισμένων οργανισμών. Πολλά είδη έχουν αναπτύξει ανεμοχορία - διασπορά με τη βοήθεια ρευμάτων αέρα. Η ανεμοχωρία είναι χαρακτηριστική των σπόρων, των σπόρων και των καρπών των φυτών, των κύστεων πρωτόζωων, των μικρών εντόμων, των αράχνων κ.λπ. Οι οργανισμοί που μεταφέρονται παθητικά με ρεύματα αέρα ονομάζονται συλλογικά αεροπλαγκτόν κατ' αναλογία με πλαγκτονικούς κατοίκους του υδάτινου περιβάλλοντος.
Ο κύριος οικολογικός ρόλος των οριζόντιων κινήσεων του αέρα (άνεμοι) είναι έμμεσος στην ενίσχυση και την αποδυνάμωση των επιπτώσεων στους χερσαίους οργανισμούς σημαντικών περιβαλλοντικών παραγόντων όπως η θερμοκρασία και η υγρασία. Οι άνεμοι αυξάνουν την απελευθέρωση υγρασίας και θερμότητας από ζώα και φυτά.
Σύσταση αερίου αέραστο στρώμα εδάφους ο αέρας είναι αρκετά ομοιογενής (οξυγόνο - 20,9%, άζωτο - 78,1%, αδρανή αέρια - 1%, διοξείδιο του άνθρακα - 0,03% κατ' όγκο) λόγω της υψηλής διάχυσης και της συνεχούς ανάμειξης με μεταφορά και ροές ανέμου. Ωστόσο, διάφορες ακαθαρσίες αέριων, σταγονιδίων-υγρού και στερεών σωματιδίων (σκόνης) που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα από τοπικές πηγές μπορεί να έχουν σημαντική περιβαλλοντική σημασία.
Η υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο συνέβαλε στην αύξηση του μεταβολισμού στους χερσαίους οργανισμούς και η ομοιοθερμία των ζώων προέκυψε με βάση την υψηλή αποτελεσματικότητα των οξειδωτικών διεργασιών. Το οξυγόνο, λόγω της συνεχώς υψηλής περιεκτικότητάς του στον αέρα, δεν είναι παράγοντας που περιορίζει τη ζωή στο γήινο περιβάλλον. Μόνο κατά τόπους, υπό συγκεκριμένες συνθήκες, δημιουργείται προσωρινή ανεπάρκεια, για παράδειγμα σε συσσωρεύσεις φυτικών υπολειμμάτων σε αποσύνθεση, αποθέματα σιτηρών, αλεύρων κ.λπ.
Εδαφικοί παράγοντες.Οι ιδιότητες του εδάφους και το έδαφος επηρεάζουν επίσης τις συνθήκες διαβίωσης των χερσαίων οργανισμών, κυρίως των φυτών. Οι ιδιότητες της επιφάνειας της γης που έχουν οικολογικό αντίκτυπο στους κατοίκους της ονομάζονται εδαφικοί περιβαλλοντικοί παράγοντες.
Η φύση του ριζικού συστήματος του φυτού εξαρτάται από το υδροθερμικό καθεστώς, τον αερισμό, τη σύνθεση, τη σύνθεση και τη δομή του εδάφους. Για παράδειγμα, ριζικά συστήματα είδη δέντρων(σημύδες, πεύκες) σε περιοχές με μόνιμο παγετό βρίσκονται σε μικρά βάθη και απλώνονται ευρέως. Όπου δεν υπάρχει μόνιμος παγετός, τα ριζικά συστήματα αυτών των ίδιων φυτών είναι λιγότερο διαδεδομένα και διεισδύουν βαθύτερα. Σε πολλά φυτά στέπας, οι ρίζες μπορούν να φτάσουν στο νερό από μεγάλα βάθη ταυτόχρονα, έχουν επίσης πολλές επιφανειακές ρίζες στον πλούσιο σε χούμο εδαφικό ορίζοντα, από όπου τα φυτά απορροφούν στοιχεία ορυκτής διατροφής.
Το έδαφος και η φύση του εδάφους επηρεάζουν τη συγκεκριμένη κίνηση των ζώων. Για παράδειγμα, τα οπληφόρα, οι στρουθοκάμηλοι και οι στρουθοκάμηλοι που ζουν σε ανοιχτούς χώρους χρειάζονται σκληρό έδαφος για να ενισχύσουν την απώθηση όταν τρέχουν γρήγορα. Στις σαύρες που ζουν σε κινούμενες άμμους, τα δάχτυλα των ποδιών είναι αιχμηρά με ένα περιθώριο από κεράτινα λέπια, που αυξάνει την επιφάνεια στήριξης. Για τους χερσαίους κατοίκους που σκάβουν τρύπες, τα πυκνά εδάφη είναι δυσμενή. Η φύση του εδάφους σε ορισμένες περιπτώσεις επηρεάζει την κατανομή των χερσαίων ζώων που σκάβουν λαγούμια, τρυπώνουν στο έδαφος για να ξεφύγουν από τη ζέστη ή τους θηρευτές ή γεννούν αυγά στο έδαφος κ.λπ.
Καιρικά και κλιματικά χαρακτηριστικά.Οι συνθήκες διαβίωσης στο περιβάλλον εδάφους-αέρα περιπλέκονται επίσης από τις καιρικές αλλαγές. Ο καιρός είναι η συνεχώς μεταβαλλόμενη κατάσταση της ατμόσφαιρας στην επιφάνεια της γης, μέχρι υψόμετρο περίπου 20 km (το όριο της τροπόσφαιρας). Η μεταβλητότητα του καιρού εκδηλώνεται με μια συνεχή διακύμανση του συνδυασμού περιβαλλοντικών παραγόντων όπως η θερμοκρασία και η υγρασία του αέρα, η συννεφιά, η βροχόπτωση, η ένταση και η κατεύθυνση του ανέμου κ.λπ. Οι καιρικές αλλαγές, μαζί με την τακτική εναλλαγή τους στον ετήσιο κύκλο, χαρακτηρίζονται από μη περιοδικές διακυμάνσεις, γεγονός που περιπλέκει σημαντικά τις συνθήκες ύπαρξης χερσαίων οργανισμών. Ο καιρός επηρεάζει τη ζωή των υδρόβιων κατοίκων σε πολύ μικρότερο βαθμό και μόνο στον πληθυσμό των επιφανειακών στρωμάτων.
Το κλίμα της περιοχής.Το μακροχρόνιο καιρικό καθεστώς χαρακτηρίζει το κλίμα της περιοχής. Η έννοια του κλίματος περιλαμβάνει όχι μόνο τις μέσες τιμές των μετεωρολογικών φαινομένων, αλλά και τον ετήσιο και ημερήσιο κύκλο τους, τις αποκλίσεις από αυτό και τη συχνότητά τους. Το κλίμα καθορίζεται από τις γεωγραφικές συνθήκες της περιοχής.
Η ζωνική ποικιλομορφία των κλιμάτων περιπλέκεται από τη δράση των μουσώνων ανέμων, την κατανομή των κυκλώνων και των αντικυκλώνων, την επίδραση των οροσειρών στην κίνηση των μαζών αέρα, τον βαθμό απόστασης από τον ωκεανό και πολλούς άλλους τοπικούς παράγοντες.
Για τους περισσότερους χερσαίους οργανισμούς, ιδιαίτερα τους μικρούς, δεν είναι τόσο σημαντικό το κλίμα της περιοχής όσο οι συνθήκες του άμεσου ενδιαιτήματός τους. Πολύ συχνά, τοπικά περιβαλλοντικά στοιχεία (ανάγλυφο, βλάστηση κ.λπ.) αλλάζουν το καθεστώς της θερμοκρασίας, της υγρασίας, του φωτός, της κίνησης του αέρα σε μια συγκεκριμένη περιοχή με τέτοιο τρόπο ώστε να διαφέρει σημαντικά από τις κλιματικές συνθήκες της περιοχής. Τέτοιες τοπικές κλιματικές αλλαγές που αναπτύσσονται στο επιφανειακό στρώμα του αέρα ονομάζονται μικροκλίμα. Κάθε ζώνη έχει πολύ διαφορετικά μικροκλίματα. Μπορούν να εντοπιστούν μικροκλίματα αυθαίρετα μικρών περιοχών. Για παράδειγμα, δημιουργείται ένα ειδικό καθεστώς στις στεφάνια των λουλουδιών, το οποίο χρησιμοποιούν οι κάτοικοι που ζουν εκεί. Ένα ειδικό σταθερό μικροκλίμα εμφανίζεται σε λαγούμια, φωλιές, κοιλότητες, σπηλιές και άλλα κλειστά μέρη.
Κατακρήμνιση.Εκτός από την παροχή νερού και τη δημιουργία αποθεμάτων υγρασίας, μπορούν να παίξουν και άλλους οικολογικούς ρόλους. Έτσι, οι έντονες βροχοπτώσεις ή το χαλάζι έχουν μερικές φορές μηχανική επίδραση στα φυτά ή στα ζώα.
Ο οικολογικός ρόλος της χιονοκάλυψης είναι ιδιαίτερα ποικίλος. Οι ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας διεισδύουν στο βάθος του χιονιού μόνο έως και 25 cm βαθύτερα, η θερμοκρασία παραμένει σχεδόν αμετάβλητη. Με παγετούς -20-30 C κάτω από ένα στρώμα χιονιού 30-40 cm, η θερμοκρασία είναι μόνο ελαφρώς κάτω από το μηδέν. Η βαθιά χιονοκάλυψη προστατεύει τους οφθαλμούς ανανέωσης και προστατεύει τα πράσινα μέρη των φυτών από το πάγωμα. πολλά είδη πάνε κάτω από το χιόνι χωρίς να ρίξουν το φύλλωμά τους, για παράδειγμα, τριχωτό γρασίδι, Veronica officinalis κ.λπ.
Τα μικρά ζώα της ξηράς ακολουθούν έναν ενεργό τρόπο ζωής το χειμώνα, φτιάχνοντας ολόκληρες στοές από τούνελ κάτω από το χιόνι και στο πάχος του. Ορισμένα είδη που τρέφονται με χιονισμένη βλάστηση χαρακτηρίζονται ακόμη και από χειμερινή αναπαραγωγή, η οποία σημειώνεται, για παράδειγμα, σε λέμινγκ, ποντίκια με ξύλο και κιτρινόλαιμο, έναν αριθμό βολβών, αρουραίους νερού κ.λπ. , μαύρη πέρδικα, πέρδικα τούντρα - λαγούμι στο χιόνι για τη νύχτα.
Η χειμερινή χιονοκάλυψη δυσκολεύει τα μεγάλα ζώα να βρουν τροφή. Πολλά οπληφόρα (τάρανδοι, αγριογούρουνα, βόδια μόσχου) τρέφονται αποκλειστικά με χιονισμένη βλάστηση το χειμώνα και η βαθιά χιονοκάλυψη, και ειδικά η σκληρή κρούστα στην επιφάνειά του που εμφανίζεται σε συνθήκες παγετού, τα καταδικάζει σε πείνα. Το βάθος του χιονιού μπορεί να περιορίσει τη γεωγραφική κατανομή των ειδών. Για παράδειγμα, τα πραγματικά ελάφια δεν διεισδύουν βόρεια σε εκείνες τις περιοχές όπου το πάχος του χιονιού το χειμώνα είναι μεγαλύτερο από 40-50 cm.
Λειτουργία φωτός.Η ποσότητα της ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια της Γης καθορίζεται από το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής, τη διάρκεια της ημέρας, τη διαφάνεια της ατμόσφαιρας και τη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου. Κάτω από διαφορετικές καιρικές συνθήκες, το 42-70% της ηλιακής σταθεράς φτάνει στην επιφάνεια της Γης. Ο φωτισμός στην επιφάνεια της Γης ποικίλλει ευρέως. Όλα εξαρτώνται από το ύψος του Ήλιου πάνω από τον ορίζοντα ή τη γωνία πρόσπτωσης των ακτίνων του ήλιου, τη διάρκεια της ημέρας και τις καιρικές συνθήκες και τη διαφάνεια της ατμόσφαιρας. Η ένταση του φωτός επίσης κυμαίνεται ανάλογα με την εποχή και την ώρα της ημέρας. Σε ορισμένες περιοχές της Γης, η ποιότητα του φωτός είναι επίσης άνιση, για παράδειγμα, η αναλογία των ακτίνων μεγάλων κυμάτων (κόκκινο) και βραχέων κυμάτων (μπλε και υπεριώδης). Οι ακτίνες βραχέων κυμάτων είναι γνωστό ότι απορροφώνται και διασκορπίζονται από την ατμόσφαιρα περισσότερο από τις ακτίνες μεγάλων κυμάτων.
Το έδαφος ως βιότοπος
Το έδαφος είναι ένα χαλαρό λεπτό επιφανειακό στρώμα γης σε επαφή με τον αέρα. Το έδαφος δεν είναι απλώς ένα στερεό σώμα, όπως τα περισσότερα πετρώματα της λιθόσφαιρας, αλλά ένα πολύπλοκο τριφασικό σύστημα στο οποίο τα στερεά σωματίδια περιβάλλονται από αέρα και νερό. Διαποτίζεται με κοιλότητες γεμάτες με μείγμα αερίων και υδατικά διαλύματα, και ως εκ τούτου αναπτύσσει εξαιρετικά διαφορετικές συνθήκες ευνοϊκές για τη ζωή πολλών μικρο- και μακροοργανισμών. Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας στο έδαφος εξομαλύνονται σε σύγκριση με το επίγειο στρώμα του αέρα και την παρουσία υπόγεια ύδατακαι η διείσδυση των βροχοπτώσεων δημιουργούν αποθέματα υγρασίας και παρέχουν ένα καθεστώς υγρασίας ενδιάμεσο μεταξύ του νερού και του χερσαίου περιβάλλοντος. Το έδαφος συγκεντρώνει αποθέματα οργανικών και μεταλλικά στοιχείαπρομηθεύεται από την ετοιμοθάνατη βλάστηση και τα πτώματα ζώων. Όλα αυτά καθορίζουν τον μεγαλύτερο κορεσμό του εδάφους από ζωή.
Η ετερογένεια των συνθηκών του εδάφους είναι πιο έντονη στην κατακόρυφη κατεύθυνση. Με το βάθος, ένας αριθμός από τους σημαντικότερους περιβαλλοντικούς παράγοντες που επηρεάζουν τη ζωή των κατοίκων του εδάφους αλλάζουν δραματικά. Πρώτα απ 'όλα, αυτό σχετίζεται με τη δομή του εδάφους. Περιέχει τρεις κύριους ορίζοντες, που διαφέρουν ως προς τις μορφολογικές και χημικές ιδιότητες: 1) τον ανώτερο ορίζοντας συσσώρευσης χούμου, στον οποίο συσσωρεύεται και μετασχηματίζεται οργανική ύλη και από τον οποίο μερικές από τις ενώσεις μεταφέρονται με τα νερά πλύσης. 2) ο ορίζοντας εισροής, ή παραθαλάσσιος, όπου οι ουσίες που ξεπλένονται από πάνω καθιζάνουν και μετασχηματίζονται, και 3) ο μητρικός βράχος ή ο ορίζοντας, το υλικό του οποίου μετατρέπεται σε χώμα.
Το μέγεθος των κοιλοτήτων μεταξύ των σωματιδίων του εδάφους, κατάλληλες για να ζήσουν τα ζώα, συνήθως μειώνεται γρήγορα με το βάθος. Για παράδειγμα, σε λιβάδια εδάφη η μέση διάμετρος κοιλοτήτων σε βάθος 0-1 mm είναι 3 mm. 1-2 cm 2 mm και σε βάθος 2-3 cm - μόνο 1 mm. βαθύτερα οι πόροι του εδάφους είναι ακόμη μικρότεροι.
Η υγρασία στο έδαφος υπάρχει σε διάφορα κράτη: 1) δεσμευμένο (υγροσκοπικό και φιλμ) συγκρατείται σταθερά από την επιφάνεια των σωματιδίων του εδάφους. 2) το τριχοειδές καταλαμβάνει μικρούς πόρους και μπορεί να κινηθεί κατά μήκος τους σε διαφορετικές κατευθύνσεις. 3) Η βαρυτική γεμίζει μεγαλύτερα κενά και σιγά-σιγά διαρρέει κάτω από την επίδραση της βαρύτητας. 4) ατμού περιέχεται στον αέρα του εδάφους.
Η σύνθεση του αέρα του εδάφους ποικίλλει. Με το βάθος, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο σε αυτό μειώνεται πολύ και η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα αυξάνεται. Λόγω της παρουσίας οργανικών ουσιών που αποσυντίθενται στο έδαφος, ο αέρας του εδάφους μπορεί να περιέχει υψηλή συγκέντρωση τοξικών αερίων όπως αμμωνία, υδρόθειο, μεθάνιο κ.λπ. Όταν το έδαφος πλημμυρίζει ή εντατική σήψη φυτικών υπολειμμάτων, μπορεί να υπάρχουν εντελώς αναερόβιες συνθήκες συμβαίνουν σε ορισμένα σημεία.
Διακυμάνσεις στη θερμοκρασία κοπής μόνο στην επιφάνεια του εδάφους. Εδώ μπορεί να είναι ακόμη πιο δυνατά από ό,τι στο επιφανειακό στρώμα του αέρα. Ωστόσο, με κάθε εκατοστό βαθύτερη, οι ημερήσιες και εποχιακές αλλαγές θερμοκρασίας γίνονται όλο και λιγότερες και σε βάθος 1-1,5 m πρακτικά δεν είναι πλέον ανιχνεύσιμες.
Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά οδηγούν στο γεγονός ότι, παρά τη μεγάλη ετερογένεια των περιβαλλοντικών συνθηκών στο έδαφος, λειτουργεί ως ένα αρκετά σταθερό περιβάλλον, ειδικά για τους οργανισμούς του εδάφους. Η απότομη κλίση υγρασίας στο προφίλ του εδάφους επιτρέπει στους οργανισμούς του εδάφους να παρέχουν στους εαυτούς τους ένα κατάλληλο οικολογικό περιβάλλον μέσω μικρομετακινήσεων.
Οι κάτοικοι του εδάφους, ανάλογα με το μέγεθος και τον βαθμό κινητικότητάς τους, μπορούν να χωριστούν σε διάφορες ομάδες:
1. Microbiota– πρόκειται για μικροοργανισμούς του εδάφους που αποτελούν τον κύριο κρίκο της τροφικής αλυσίδας των απορριμμάτων και αντιπροσωπεύουν, σαν να λέγαμε, έναν ενδιάμεσο κρίκο μεταξύ των φυτικών υπολειμμάτων και των ζώων του εδάφους. Αυτά είναι πράσινα και γαλαζοπράσινα φύκια, βακτήρια, μύκητες και πρωτόζωα. Αυτό υδρόβιοι οργανισμοί, και το έδαφος για αυτούς είναι ένα σύστημα μικροδεξαμενών. Ζουν σε πόρους του εδάφους γεμάτους με βαρυτική ή τριχοειδή υγρασία και μέρος της ζωής μπορεί, όπως οι μικροοργανισμοί, να είναι σε προσροφημένη κατάσταση στην επιφάνεια των σωματιδίων σε λεπτά στρώματα υγρασίας μεμβράνης.
2. Μεσοβιώταείναι μια συλλογή από σχετικά μικρά, εύκολα αφαιρούμενα από το έδαφος, κινητά ζώα (νηματώδεις του εδάφους, μικρές προνύμφες εντόμων, ακάρεα κ.λπ.). Τα μεγέθη των αντιπροσώπων των μεσοβιωτών του εδάφους κυμαίνονται από δέκατα έως 2-3 mm. Για αυτή την ομάδα ζώων, το έδαφος εμφανίζεται ως ένα σύστημα μικρών σπηλαίων. Έχουν ειδικές προσαρμογές για σκάψιμο. Σέρνονται κατά μήκος των τοίχων των κοιλοτήτων του εδάφους χρησιμοποιώντας τα άκρα τους ή στριφογυρίζουν σαν σκουλήκι. Ο αέρας του εδάφους που είναι κορεσμένος με υδρατμούς τους επιτρέπει να αναπνέουν μέσω του περιβλήματος του σώματος. Τα ζώα συνήθως βιώνουν περιόδους πλημμύρας του εδάφους με νερό σε φυσαλίδες αέρα. Ο αέρας συγκρατείται γύρω από το σώμα τους λόγω της μη διαβροχής του περιβλήματος, το οποίο στα περισσότερα από αυτά είναι εξοπλισμένο με τρίχες και λέπια.
Τα ζώα μεσο- και μικροβιοτύπων είναι σε θέση να ανέχονται το χειμερινό πάγωμα του εδάφους, το οποίο είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς τα περισσότερα από αυτά δεν μπορούν να μετακινηθούν προς τα κάτω από στρώματα που εκτίθενται σε αρνητικές θερμοκρασίες.
3) Macrobiota– πρόκειται για μεγάλα ζώα του εδάφους, με σωματικά μεγέθη από 2 έως 20 mm (προνύμφες εντόμων, χιλιοποδαράκια, γαιοσκώληκεςκαι τα λοιπά.). Κινούνται στο έδαφος, επεκτείνοντας φυσικά πηγάδια απομακρύνοντας τα σωματίδια του εδάφους ή σκάβοντας νέα περάσματα. Και οι δύο μέθοδοι κίνησης αφήνουν ένα αποτύπωμα στην εξωτερική δομή των ζώων. Η ανταλλαγή αερίων των περισσότερων ειδών αυτής της ομάδας πραγματοποιείται με τη βοήθεια εξειδικευμένων αναπνευστικών οργάνων, αλλά ταυτόχρονα συμπληρώνεται από ανταλλαγή αερίων μέσω του περιβλήματος.
Τα ζώα που τρυπώνουν μπορεί να αφήσουν στρώματα όπου δημιουργούνται δυσμενείς συνθήκες. Μέχρι το χειμώνα και κατά τη διάρκεια της ξηρασίας, συγκεντρώνονται σε βαθύτερα στρώματα, κυρίως μερικές δεκάδες εκατοστά από την επιφάνεια.
4) Megabiota- Πρόκειται για μεγαλόσωμους, κυρίως θηλαστικά. Πολλοί από αυτούς περνούν ολόκληρη τη ζωή τους στο έδαφος (χρυσοί τυφλοπόντικες στην Αφρική, τυφλοπόντικες στην Ευρασία, μαρσιποφόροι στην Αυστραλία δημιουργούν ολόκληρα συστήματα διόδων και λαγούμια στο έδαφος). Η προσαρμογή σε έναν υπόγειο τρόπο ζωής αντανακλάται σε εμφάνισηκαι τα ανατομικά χαρακτηριστικά αυτών των ζώων: έχουν υποανάπτυκτα μάτια, ένα συμπαγές ραβδωτό σώμα με κοντό λαιμό, κοντή παχιά γούνα, δυνατά συμπαγή άκρα με δυνατά νύχια.
Εκτός από τους μόνιμους κατοίκους του εδάφους, μια ξεχωριστή οικολογική ομάδα διακρίνεται συχνά μεταξύ των μεγάλων ζώων κάτοικοι λαγούμι(ασβοί, μαρμότες, γοφάρια, ζέρμποες κ.λπ.). Τρέφονται στην επιφάνεια, αλλά αναπαράγονται, πέφτουν σε χειμερία νάρκη, ξεκουράζονται και ξεφεύγουν από τον κίνδυνο στο έδαφος.
Διάλεξη 2. Ο ΟΙΚΟΤΟΠΟΣ ΚΑΙ ΤΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΟΥΣ
Σε εξέλιξη ιστορική εξέλιξηοι ζωντανοί οργανισμοί έχουν κατακτήσει τέσσερις βιότοπους. Το πρώτο είναι το νερό. Η ζωή ξεκίνησε και αναπτύχθηκε στο νερό για πολλά εκατομμύρια χρόνια. Το δεύτερο -εδάφους-αέρα- φυτά και ζώα εμφανίστηκαν στην ξηρά και στην ατμόσφαιρα και προσαρμόστηκαν γρήγορα στις νέες συνθήκες. Μεταμορφώνοντας σταδιακά το ανώτερο στρώμα της γης - τη λιθόσφαιρα, δημιούργησαν έναν τρίτο βιότοπο - το έδαφος, και οι ίδιοι έγιναν ο τέταρτος βιότοπος.
Υδάτινος βιότοπος
Το νερό καλύπτει το 71% της έκτασης της γης. Ο κύριος όγκος του νερού συγκεντρώνεται στις θάλασσες και τους ωκεανούς - 94-98%, ο πολικός πάγος περιέχει περίπου 1,2% νερό και ένα πολύ μικρό ποσοστό - λιγότερο από 0,5%, στα γλυκά νερά των ποταμών, των λιμνών και των ελών.
Περίπου 150.000 είδη ζώων και 10.000 φυτά ζουν σε υδάτινα περιβάλλοντα, αντιπροσωπεύοντας μόνο το 7 και το 8% του συνολικού αριθμού των ειδών στη Γη, αντίστοιχα.
Στις θάλασσες-ωκεανούς, όπως και στα βουνά, εκφράζεται η κάθετη ζώνη. Η πελαγική - ολόκληρη η στήλη του νερού - και η βενθική - ο πυθμένας - διαφέρουν ιδιαίτερα σε οικολογία. Η στήλη του νερού, η πελαγική ζώνη, χωρίζεται κατακόρυφα σε διάφορες ζώνες: επιπήλιο, βαθύπελιγικό, αβυσσοπελειγικό και υπεραβυσσοπελίγικο(Εικ. 2).
Ανάλογα με την απότομη κατάβαση και το βάθος στον πυθμένα, διακρίνονται επίσης αρκετές ζώνες, οι οποίες αντιστοιχούν στις υποδεικνυόμενες πελαγικές ζώνες:
Littoral - η άκρη της ακτής που πλημμυρίζει κατά τη διάρκεια της υψηλής παλίρροιας.
Supralittoral - το τμήμα της ακτής πάνω από την άνω παλιρροιακή γραμμή όπου φτάνουν οι πιτσιλιές σερφ.
Sublittoral - σταδιακή μείωση της γης έως 200m.
Bathial - μια απότομη κοιλότητα της γης (ηπειρωτική πλαγιά),
Abyssal - σταδιακή μείωση στον πυθμένα του ωκεανού. το βάθος και των δύο ζωνών μαζί φτάνει τα 3-6 χλμ.
Υπεράβυσσα – βαθέων υδάτωναπό 6 έως 10 χλμ.
Οικολογικές ομάδες υδροβιόντων.Η μεγαλύτερη ποικιλία ζωής βρίσκεται σε ζεστές θάλασσεςκαι ωκεανούς (40.000 είδη ζώων) στον ισημερινό και τις τροπικές περιοχές, βόρεια και νότια η χλωρίδα και η πανίδα των θαλασσών είναι εκατοντάδες φορές εξαντλημένη. Όσον αφορά την κατανομή των οργανισμών απευθείας στη θάλασσα, ο κύριος όγκος τους συγκεντρώνεται στα επιφανειακά στρώματα (επιπελαγικά) και στην υποπαραθαλάσσια ζώνη. Ανάλογα με τη μέθοδο μετακίνησης και παραμονής σε ορισμένα στρώματα, οι θαλάσσιοι κάτοικοι χωρίζονται σε τρεις οικολογικές ομάδες: νεκτόν, πλαγκτόν και βένθος.
Nekton (nektos - επιπλέουν) - κινούνται ενεργά μεγάλα ζώα που μπορούν να ξεπεράσουν μεγάλες αποστάσεις και ισχυρά ρεύματα: ψάρια, καλαμάρια, πτερυγόποδες, φάλαινες. Στα γλυκά νερά, το νεκτόν περιλαμβάνει αμφίβια και πολλά έντομα.
Πλαγκτόν (πλανκτός - περιπλανώμενος, στα ύψη) - μια συλλογή φυτών (φυτοπλαγκτόν: διάτομα, πράσινα και γαλαζοπράσινα (μόνο σώματα γλυκού νερού) φύκια, μαστιγωτές φυτών, περιδινεία κ.λπ.) και μικρών ζωικών οργανισμών (ζωοπλαγκτόν: μικρά καρκινοειδή, του μεγαλύτερα - πτερόποδα μαλάκια, μέδουσες, κτενοφόρα, μερικά σκουλήκια) που ζουν σε διαφορετικά βάθη, αλλά δεν είναι ικανά για ενεργή κίνηση και αντίσταση στα ρεύματα. Το πλαγκτόν περιλαμβάνει επίσης προνύμφες ζώων, σχηματίζοντας μια ειδική ομάδα - Neuston . Πρόκειται για έναν παθητικά αιωρούμενο «προσωρινό» πληθυσμό του ανώτερου στρώματος του νερού, που αντιπροσωπεύεται από διάφορα ζώα (δεκάποδα, βαρέλια και κωπηπόποδα, εχινόδερμα, πολυχαΐτες, ψάρια, μαλάκια κ.λπ.) στο στάδιο των προνυμφών. Οι προνύμφες, μεγαλώνοντας, μετακινούνται στα κατώτερα στρώματα του pelagel. Πάνω από το neuston βρίσκεται plaiston - πρόκειται για οργανισμούς στους οποίους πάνω μέροςΤο σώμα μεγαλώνει πάνω από το νερό, και το κάτω μεγαλώνει μέσα στο νερό (πάπια - Λήμμα, σιφωνοφόρα κ.λπ.). Το πλαγκτόν παίζει σημαντικό ρόλο στις τροφικές σχέσεις της βιόσφαιρας, γιατί είναι τροφή για πολλούς υδρόβιους κατοίκους, συμπεριλαμβανομένης της κύριας τροφής για τις φάλαινες (Myatcoceti).
ο Μπένθος (βένθος – βάθος) – υδροβιόντα βυθού. Αντιπροσωπεύεται κυρίως από προσκολλημένα ή αργά κινούμενα ζώα (ζωόβενθος: τρηματοφόρα, ψάρια, σφουγγάρια, συνεντερικά, σκουλήκια, μαλάκια, ασκίδια κ.λπ.), πιο πολλά σε ρηχά νερά. Στα ρηχά νερά, ο βένθος περιλαμβάνει επίσης φυτά (φυτοβένθος: διάτομα, πράσινα, καφέ, κόκκινα φύκια, βακτήρια). Σε βάθη όπου δεν υπάρχει φως, ο φυτοβένθος απουσιάζει. Οι βραχώδεις περιοχές του πυθμένα είναι οι πιο πλούσιες σε φυτοβένθο.
Στις λίμνες, ο ζωοβένθος είναι λιγότερο άφθονος και ποικιλόμορφος από ό,τι στη θάλασσα. Σχηματίζεται από πρωτόζωα (κιλιάτες, δάφνιες), βδέλλες, μαλάκια, προνύμφες εντόμων κ.λπ. τα καφέ και τα κόκκινα φύκια απουσιάζουν.
Υψηλής πυκνότηταςτο υδάτινο περιβάλλον καθορίζει την ειδική σύνθεση και τη φύση των αλλαγών των παραγόντων υποστήριξης της ζωής. Μερικά από αυτά είναι τα ίδια όπως στην ξηρά - θερμότητα, φως, άλλα είναι συγκεκριμένα: πίεση νερού (αυξάνεται με βάθος κατά 1 atm για κάθε 10 m), περιεκτικότητα σε οξυγόνο, σύνθεση αλατιού, οξύτητα. Λόγω της υψηλής πυκνότητας του περιβάλλοντος, οι τιμές της θερμότητας και του φωτός αλλάζουν πολύ πιο γρήγορα με υψομετρική κλίση από ό,τι στην ξηρά.
Θερμική λειτουργία. Το υδάτινο περιβάλλον χαρακτηρίζεται από μικρότερο κέρδος θερμότητας, γιατί ένα σημαντικό μέρος του αντανακλάται και ένα εξίσου σημαντικό μέρος δαπανάται για εξάτμιση. Σε συμφωνία με τη δυναμική των θερμοκρασιών της γης, οι θερμοκρασίες του νερού παρουσιάζουν μικρότερες διακυμάνσεις στις ημερήσιες και εποχιακές θερμοκρασίες. Επιπλέον, οι ταμιευτήρες εξισώνουν σημαντικά τη θερμοκρασία στην ατμόσφαιρα των παράκτιων περιοχών. Ελλείψει κελύφους πάγου, οι θάλασσες έχουν μια επίδραση θέρμανσης στις παρακείμενες χερσαίες περιοχές την κρύα εποχή και μια επίδραση ψύξης και υγρασίας το καλοκαίρι.
Το εύρος των θερμοκρασιών του νερού στον Παγκόσμιο Ωκεανό είναι 38° (από -2 έως +36°C), στα σώματα γλυκού νερού – 26° (από -0,9 έως +25°C). Με το βάθος, η θερμοκρασία του νερού πέφτει απότομα. Μέχρι τα 50 m υπάρχουν ημερήσιες διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, έως και 400 – εποχιακή, βαθύτερα γίνεται σταθερή, πέφτοντας στους +1-3°C. Επειδή η καθεστώς θερμοκρασίαςστις δεξαμενές είναι σχετικά σταθερή, οι κάτοικοί τους χαρακτηρίζονται από στενοθερμικότητα.
Λόγω των διαφορετικών βαθμών θέρμανσης των ανώτερων και κατώτερων στρωμάτων καθ' όλη τη διάρκεια του έτους, των άμπωτων και των ροών, των ρευμάτων και των καταιγίδων, εμφανίζεται συνεχής ανάμειξη των στρωμάτων νερού. Ο ρόλος της ανάμειξης του νερού για τους υδρόβιους κατοίκους είναι εξαιρετικά σημαντικός, γιατί Ταυτόχρονα, η κατανομή του οξυγόνου και των θρεπτικών ουσιών εντός των δεξαμενών εξισώνεται, διασφαλίζοντας μεταβολικές διεργασίες μεταξύ των οργανισμών και του περιβάλλοντος.
Σε στάσιμες δεξαμενές (λίμνες) εύκρατων γεωγραφικών πλάτη, η κάθετη ανάμειξη γίνεται την άνοιξη και το φθινόπωρο, και κατά τις εποχές αυτές η θερμοκρασία σε όλη τη δεξαμενή γίνεται ομοιόμορφη, δηλ. έρχεται ομοθερμία.Το καλοκαίρι και το χειμώνα, ως αποτέλεσμα της απότομης αύξησης της θέρμανσης ή της ψύξης των ανώτερων στρωμάτων, η ανάμειξη του νερού σταματά. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διχοτομία θερμοκρασίας, και η περίοδος της προσωρινής στασιμότητας είναι στασιμότητα(καλοκαίρι ή χειμώνα). Το καλοκαίρι, στην επιφάνεια παραμένουν ελαφρύτερα θερμά στρώματα, που βρίσκονται πάνω από τα βαριά κρύα (Εικ. 3). Το χειμώνα, αντίθετα, υπάρχει θερμότερο νερό στο κάτω στρώμα, αφού ακριβώς κάτω από τον πάγο η θερμοκρασία των επιφανειακών υδάτων είναι μικρότερη από +4°C και, λόγω των φυσικοχημικών ιδιοτήτων του νερού, γίνονται ελαφρύτερα από το νερό με θερμοκρασία άνω των +4°C.
Σε περιόδους στασιμότητας διακρίνονται ξεκάθαρα τρία στρώματα: το ανώτερο (επιλίμνιο) με τις πιο έντονες εποχιακές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του νερού, το μεσαίο (μεταλίμνιο ή θερμοκλίνη), στο οποίο υπάρχει ένα απότομο άλμα στη θερμοκρασία, και κάτω ( υπολίμνιον), όπου η θερμοκρασία ποικίλλει ελάχιστα καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Σε περιόδους στασιμότητας, εμφανίζεται ανεπάρκεια οξυγόνου στη στήλη του νερού - στο κάτω μέρος το καλοκαίρι και στο πάνω μέρος το χειμώνα, με αποτέλεσμα χειμερινή περίοδοΣυχνά συμβαίνουν θανάτωση ψαριών.
Λειτουργία φωτός.Η ένταση του φωτός στο νερό εξασθενεί πολύ λόγω της ανάκλασής του από την επιφάνεια και της απορρόφησής του από το ίδιο το νερό. Αυτό επηρεάζει σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη των φωτοσυνθετικών φυτών.
Η απορρόφηση του φωτός είναι ισχυρότερη, τόσο χαμηλότερη είναι η διαφάνεια του νερού, η οποία εξαρτάται από τον αριθμό των σωματιδίων που αιωρούνται σε αυτό (ορυκτά εναιωρήματα, πλαγκτόν). Μειώνεται με την ταχεία ανάπτυξη των μικρών οργανισμών το καλοκαίρι, και στα εύκρατα και βόρεια γεωγραφικά πλάτη ακόμη και το χειμώνα, μετά την εγκαθίδρυση πάγου και την κάλυψη του με χιόνι από πάνω.
Η διαφάνεια χαρακτηρίζεται από το μέγιστο βάθος στο οποίο είναι ακόμα ορατός ένας ειδικά χαμηλωμένος λευκός δίσκος με διάμετρο περίπου 20 cm (δίσκος Secchi). Τα πιο καθαρά νερά βρίσκονται στη Θάλασσα των Σαργασσών: ο δίσκος είναι ορατός σε βάθος 66,5 μέτρων. Ειρηνικός ωκεανόςο δίσκος Secchi είναι ορατός μέχρι 59 m, στην Ινδική Θάλασσα - έως 50 m, σε ρηχές θάλασσες - έως 5-15 m. Η διαφάνεια των ποταμών είναι κατά μέσο όρο 1-1,5 m, και στα πιο λασπωμένα ποτάμια μόνο λίγα εκατοστά.
Στους ωκεανούς, όπου το νερό είναι πολύ διαφανές, το 1% της φωτεινής ακτινοβολίας διεισδύει σε βάθος 140 m και σε μικρές λίμνες σε βάθος 2 m διαπερνούν μόνο τα δέκατα του τοις εκατό. Οι ακτίνες από διαφορετικά μέρη του φάσματος απορροφώνται με διαφορετικό τρόπο στο νερό. Με το βάθος γίνεται πιο σκούρο, και το χρώμα του νερού γίνεται πρώτα πράσινο, μετά μπλε, λουλακί και τέλος μπλε-ιώδες, μετατρέποντας σε απόλυτο σκοτάδι. Τα Hydrobionts αλλάζουν επίσης χρώμα ανάλογα, προσαρμόζονται όχι μόνο στη σύνθεση του φωτός, αλλά και στην έλλειψή του - χρωματική προσαρμογή. Σε φωτεινές ζώνες, σε ρηχά νερά, κυριαρχούν τα πράσινα φύκια (Chlorophyta), η χλωροφύλλη των οποίων απορροφά τις κόκκινες ακτίνες, με βάθος αντικαθίστανται από καφέ (Phaephyta) και στη συνέχεια κόκκινα (Rhodophyta). Σε μεγάλα βάθη απουσιάζει ο φυτοβένθος.
Τα φυτά προσαρμόστηκαν στην έλλειψη φωτός αναπτύσσοντας μεγάλα χρωματοφόρα, καθώς και αυξάνοντας την περιοχή των οργάνων αφομοίωσης (δείκτης επιφάνειας φύλλων). Για τα φύκια βαθέων υδάτων, τα έντονα τεμαχισμένα φύλλα είναι χαρακτηριστικά, οι λεπίδες των φύλλων είναι λεπτές και ημιδιαφανείς. Τα ημιβυθισμένα και πλωτά φυτά χαρακτηρίζονται από ετεροφυλλία - τα φύλλα πάνω από το νερό είναι ίδια με αυτά του φυτά γης, έχουν συμπαγή λεπίδα, ανεπτυγμένη στοματική συσκευή και στο νερό τα φύλλα είναι πολύ λεπτά, αποτελούμενα από στενούς λοβούς που μοιάζουν με νήματα.
Τα ζώα, όπως και τα φυτά, αλλάζουν φυσικά το χρώμα τους με το βάθος. Στα ανώτερα στρώματα είναι έντονα χρωματισμένα σε διαφορετικά χρώματα, στη ζώνη του λυκόφωτος (λαβράκι, κοράλλια, καρκινοειδή) είναι βαμμένα σε χρώματα με κόκκινη απόχρωση - είναι πιο βολικό να κρύβονται από τους εχθρούς. Τα είδη βαθέων υδάτων στερούνται χρωστικών. Στα σκοτεινά βάθη του ωκεανού, οι οργανισμοί χρησιμοποιούν το φως που εκπέμπεται από ζωντανά όντα ως πηγή οπτικών πληροφοριών. βιοφωταύγεια.
Υψηλής πυκνότητας(1 g/cm3, που είναι 800 φορές η πυκνότητα του αέρα) και ιξώδες νερού ( 55 φορές υψηλότερο από αυτό του αέρα) οδήγησε στην ανάπτυξη ειδικών προσαρμογών υδρόβιων οργανισμών :
1) Τα φυτά έχουν πολύ κακώς αναπτυγμένους ή απουσιάζουν εντελώς μηχανικούς ιστούς - υποστηρίζονται από το ίδιο το νερό. Τα περισσότερα χαρακτηρίζονται από άνωση λόγω των μεσοκυττάριων κοιλοτήτων που μεταφέρουν αέρα. Χαρακτηρίζεται από την ενεργό βλαστική αναπαραγωγή, την ανάπτυξη υδροχωρίας - την απομάκρυνση των μίσχων των λουλουδιών πάνω από το νερό και τη διανομή της γύρης, των σπόρων και των σπορίων από τα επιφανειακά ρεύματα.
2) Στα ζώα που ζουν στη στήλη του νερού και κολυμπούν ενεργά, το σώμα έχει βελτιωμένο σχήμα και λιπαίνεται με βλέννα, η οποία μειώνει την τριβή κατά την κίνηση. Αναπτύχθηκαν συσκευές για την αύξηση της άνωσης: συσσωρεύσεις λίπους στους ιστούς, κύστη κολύμβησης στα ψάρια, κοιλότητες αέρα σε σιφωνοφόρους. Στα ζώα που κολυμπούν παθητικά, η ειδική επιφάνεια του σώματος αυξάνεται λόγω εκφύσεων, σπονδυλικών και εξαρτημάτων. το σώμα είναι πεπλατυσμένο και τα σκελετικά όργανα μειώνονται. Διαφορετικοί τρόποικίνηση: κάμψη του σώματος, με τη βοήθεια μαστιγίων, βλεφαρίδων, αντιδραστικός τρόπος κίνησης (κεφαλόποδα).
Στα βενθικά ζώα, ο σκελετός εξαφανίζεται ή είναι ελάχιστα αναπτυγμένος, το μέγεθος του σώματος αυξάνεται, η μείωση της όρασης είναι συχνή και αναπτύσσονται όργανα αφής.
Ρεύματα.Χαρακτηριστικό γνώρισμα του υδάτινου περιβάλλοντος είναι η κινητικότητα. Καθορίζεται από την άμπωτη και τη ροή της παλίρροιας, θαλάσσια ρεύματα, καταιγίδες, σε διαφορετικά επίπεδαυψομετρικά σημάδια κοίτης ποταμών. Προσαρμογές υδροβιόντων:
1) Σε ρέουσες δεξαμενές, τα φυτά είναι σταθερά προσκολλημένα σε ακίνητα υποβρύχια αντικείμενα. Η κάτω επιφάνεια είναι κατά κύριο λόγο ένα υπόστρωμα για αυτούς. Αυτά είναι πράσινα και διατομικά φύκια, βρύα νερού. Τα βρύα σχηματίζουν ακόμη και ένα πυκνό κάλυμμα σε γρήγορες ρίγες ποταμών. Στην παλιρροϊκή ζώνη των θαλασσών, πολλά ζώα έχουν συσκευές για να προσκολλώνται στον πυθμένα (γαστερόποδα, βαρέλια) ή κρύβονται σε χαραμάδες.
2) Στα ψάρια των τρεχούμενων νερών, το σώμα έχει στρογγυλή διάμετρο, αλλά στα ψάρια που ζουν κοντά στον βυθό, καθώς και στα ασπόνδυλα που κατοικούν στον βυθό, το σώμα είναι επίπεδο. Πολλοί έχουν όργανα προσκόλλησης σε υποβρύχια αντικείμενα στην κοιλιακή πλευρά.
Αλατότητα νερού.
Τα φυσικά σώματα νερού έχουν μια ορισμένη χημική σύσταση. Τα ανθρακικά, τα θειικά και τα χλωριούχα άλατα κυριαρχούν. Στα σώματα γλυκού νερού, η συγκέντρωση αλατιού δεν είναι μεγαλύτερη από 0,5 ‰ (με περίπου το 80% να είναι ανθρακικά), στις θάλασσες - από 12 έως 35 ‰ (κυρίως χλωριούχα και θειικά άλατα). Όταν η αλατότητα είναι μεγαλύτερη από 40 ppm, το υδάτινο σώμα ονομάζεται υπεραλατόνερο ή υπεραλατόνερο.
1) Β γλυκό νερό(υποτονικό περιβάλλον) οι διαδικασίες ωσμορύθμισης εκφράζονται καλά. Τα υδρόβια αναγκάζονται να απομακρύνουν συνεχώς το νερό που διεισδύει μέσα τους, είναι ομοιοσμωτικά (τα κιλιώματα «αντλούν» μέσα τους ποσότητα νερού ίση με το βάρος τους κάθε 2-3 λεπτά). Στο αλμυρό νερό (ισοτονικό περιβάλλον), η συγκέντρωση των αλάτων στα σώματα και τους ιστούς των υδροβιοόντων είναι ίδια (ισότονη) με τη συγκέντρωση των αλάτων που είναι διαλυμένα στο νερό - είναι ποικιλοοσμωτικά. Ως εκ τούτου, οι κάτοικοι των μαζών αλμυρού νερού δεν έχουν ανεπτυγμένες οσμορρυθμιστικές λειτουργίες και δεν μπόρεσαν να κατοικήσουν γλυκά υδάτινα σώματα.
2) υδρόβια φυτάείναι σε θέση να απορροφούν νερό και θρεπτικά συστατικά από το νερό - "ζωμό", με ολόκληρη την επιφάνεια, επομένως τα φύλλα τους είναι έντονα τεμαχισμένα και οι αγώγιμοι ιστοί και οι ρίζες δεν αναπτύσσονται καλά. Οι ρίζες χρησιμεύουν κυρίως για προσκόλληση στο υποβρύχιο υπόστρωμα. Τα περισσότερα φυτά του γλυκού νερού έχουν ρίζες.
Τυπικά θαλάσσια και τυπικά είδη γλυκού νερού, η στενοχαλίνη, δεν ανέχονται σημαντικές αλλαγές στην αλατότητα του νερού. Υπάρχουν λίγα είδη ευρυαλίνης. Είναι κοινά σε υφάλμυρα νερά (πέρκα γλυκού νερού, λούτσος, τσιπούρα, κέφαλος, παράκτιος σολομός).
Σύνθεση αερίων στο νερό.
Στο νερό, το οξυγόνο είναι ο σημαντικότερος περιβαλλοντικός παράγοντας. Σε κορεσμένο με οξυγόνο νερό, η περιεκτικότητά του δεν υπερβαίνει τα 10 ml ανά 1 λίτρο, δηλαδή 21 φορές χαμηλότερη από ό,τι στην ατμόσφαιρα. Όταν το νερό αναμιγνύεται, ειδικά σε ρέουσες δεξαμενές, και καθώς η θερμοκρασία μειώνεται, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο αυξάνεται. Μερικά ψάρια είναι πολύ ευαίσθητα στην ανεπάρκεια οξυγόνου (πέστροφα, ψαρονέφρι, γκριζάρισμα) και ως εκ τούτου προτιμούν τα κρύα ορεινά ποτάμια και ρυάκια. Άλλα ψάρια (σταυροειδές κυπρίνος, κυπρίνος, κατσαρίδα) είναι ανεπιτήδευτα ως προς την περιεκτικότητα σε οξυγόνο και μπορούν να ζήσουν στον πυθμένα των βαθιών δεξαμενών. Πολλά υδρόβια έντομα, προνύμφες κουνουπιών και πνευμονικά μαλάκια είναι επίσης ανεκτικά στην περιεκτικότητα του νερού σε οξυγόνο, επειδή ανεβαίνουν στην επιφάνεια από καιρό σε καιρό και καταπίνουν καθαρό αέρα.
Υπάρχει αρκετό διοξείδιο του άνθρακα στο νερό (40-50 cm 3 /l - σχεδόν 150 φορές περισσότερο από ό, τι στον αέρα. Χρησιμοποιείται στη φωτοσύνθεση των φυτών και πηγαίνει στο σχηματισμό ασβεστολιθικών σκελετικών σχηματισμών ζώων (κελύφη μαλακίων, περιβλήματα καρκινοειδών, ακτινοβολία πλαίσια κ.λπ.) .
Οξύτητα.Σε υδάτινα σώματα γλυκού νερού, η οξύτητα του νερού ή η συγκέντρωση ιόντων υδρογόνου ποικίλλει πολύ περισσότερο από ό,τι στα θαλάσσια νερά - από pH = 3,7-4,7 (όξινο) έως pH = 7,8 (αλκαλικό). Η οξύτητα του νερού καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τη σύνθεση των ειδών των υδρόβιων φυτών. Στα όξινα νερά των βάλτων, τα βρύα σφάγνου αναπτύσσονται και τα ριζώματα του κελύφους ζουν σε αφθονία, αλλά δεν υπάρχουν μαλάκια χωρίς δόντια (Unio), ενώ άλλα μαλάκια βρίσκονται σπάνια. Πολλοί τύποι ζιζανίων και elodea αναπτύσσονται σε αλκαλικό περιβάλλον. Τα περισσότερα ψάρια του γλυκού νερού ζουν σε ένα εύρος pH από 5 έως 9 και πεθαίνουν σε μεγάλους αριθμούς εκτός αυτών των τιμών. Τα πιο παραγωγικά νερά είναι με pH 6,5-8,5.
Οξύτητα θαλασσινό νερόμειώνεται με το βάθος.
Η οξύτητα μπορεί να χρησιμεύσει ως δείκτης του συνολικού μεταβολικού ρυθμού μιας κοινότητας. Τα νερά με χαμηλό pH περιέχουν λίγα θρεπτικά συστατικά, επομένως η παραγωγικότητα είναι εξαιρετικά χαμηλή.
Υδροστατική πίεσηστον ωκεανό έχει μεγάλη σημασία. Με βύθιση σε νερό 10 m, η πίεση αυξάνεται κατά 1 ατμόσφαιρα. Στο βαθύτερο μέρος του ωκεανού, η πίεση φτάνει τις 1000 ατμόσφαιρες. Πολλά ζώα είναι σε θέση να ανεχθούν ξαφνικές διακυμάνσεις της πίεσης, ειδικά αν δεν έχουν ελεύθερο αέρα στο σώμα τους. Διαφορετικά, μπορεί να αναπτυχθεί εμβολή αερίου. Οι υψηλές πιέσεις, χαρακτηριστικές για μεγάλα βάθη, κατά κανόνα αναστέλλουν ζωτικές διαδικασίες.
Με βάση την ποσότητα της οργανικής ύλης που είναι διαθέσιμη στα υδροβιοτικά, τα υδάτινα σώματα μπορούν να χωριστούν σε: ολιγοτροφικός (μπλε και διαφανές) – όχι πλούσιο σε φαγητό, βαθύ, κρύο. - ευτροφικός (πράσινο) – πλούσιο σε φαγητό, ζεστό. δυστροφικός (καφέ) – φτωχό σε τρόφιμα, όξινο λόγω της παρουσίας μεγάλων ποσοτήτων χουμικών οξέων στο έδαφος.
Ευτροφισμός– εμπλουτισμός δεξαμενών με οργανικά θρεπτικά συστατικά υπό την επίδραση ανθρωπογενών παραγόντων (για παράδειγμα, απόρριψη λυμάτων).
Οικολογική πλαστικότητα υδροβιόντων.Τα φυτά και τα ζώα του γλυκού νερού είναι οικολογικά πιο πλαστικά (ευρυθερμικά, ευρυαλονικά) από τα θαλάσσια, οι κάτοικοι των παράκτιων ζωνών είναι πιο πλαστικά (ευρυθερμικά) από τα βαθειά. Υπάρχουν είδη που έχουν στενή οικολογική πλαστικότητα σε σχέση με έναν παράγοντα (ο λωτός είναι στενόθερμο είδος, η γαρίδα άλμης (Artimia solina) είναι στενόθερμη) και ευρεία – σε σχέση με άλλους. Οι οργανισμοί είναι πιο πλαστικοί σε σχέση με εκείνους τους παράγοντες που είναι πιο μεταβλητοί. Και είναι αυτά που είναι πιο διαδεδομένα (elodea, ριζώματα Cyphoderia ampulla). Η πλαστικότητα εξαρτάται επίσης από την ηλικία και τη φάση ανάπτυξης.
Ο ήχος ταξιδεύει πιο γρήγορα στο νερό παρά στον αέρα. Ο ηχητικός προσανατολισμός είναι γενικά καλύτερα αναπτυγμένος στους υδρόβιους οργανισμούς από τον οπτικό προσανατολισμό. Ορισμένα είδη ανιχνεύουν ακόμη και δονήσεις πολύ χαμηλής συχνότητας (υπήχους) που συμβαίνουν όταν αλλάζει ο ρυθμός των κυμάτων. Ορισμένοι υδρόβιοι οργανισμοί αναζητούν τροφή και προσανατολίζονται χρησιμοποιώντας ηχοεντοπισμό - την αντίληψη των ανακλώμενων ηχητικών κυμάτων (κητώδη). Πολλοί αντιλαμβάνονται ανακλώμενες ηλεκτρικές ώσεις, που παράγουν εκκενώσεις διαφορετικών συχνοτήτων ενώ κολυμπούν.
Η αρχαιότερη μέθοδος προσανατολισμού, χαρακτηριστική για όλα τα υδρόβια ζώα, είναι η αντίληψη της χημείας του περιβάλλοντος. Οι χημειοϋποδοχείς πολλών υδρόβιων οργανισμών είναι εξαιρετικά ευαίσθητοι.
Οικότοπος εδάφους
Στην πορεία της εξέλιξης, αυτό το περιβάλλον αναπτύχθηκε αργότερα από το υδάτινο. Οι οικολογικοί παράγοντες στο περιβάλλον εδάφους-αέρα διαφέρουν από άλλους οικοτόπους ως προς την υψηλή ένταση φωτός, τις σημαντικές διακυμάνσεις στη θερμοκρασία και την υγρασία του αέρα και τη συσχέτιση όλων των παραγόντων με γεωγραφική τοποθεσία, αλλάζοντας τις εποχές του έτους και την ώρα της ημέρας. Το περιβάλλον είναι αέριο, επομένως χαρακτηρίζεται από χαμηλή υγρασία, πυκνότητα και πίεση και υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο.
Χαρακτηριστικά αβιοτικών περιβαλλοντικών παραγόντων: φως, θερμοκρασία, υγρασία - βλέπε προηγούμενη διάλεξη.
Σύσταση αερίου της ατμόσφαιραςείναι επίσης σημαντικός κλιματικός παράγοντας. Περίπου 3 -3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, η ατμόσφαιρα περιείχε άζωτο, αμμωνία, υδρογόνο, μεθάνιο και υδρατμούς και δεν υπήρχε ελεύθερο οξυγόνο σε αυτήν. Η σύνθεση της ατμόσφαιρας καθοριζόταν σε μεγάλο βαθμό από ηφαιστειακά αέρια.
Επί του παρόντος, η ατμόσφαιρα αποτελείται κυρίως από άζωτο, οξυγόνο και σχετικά μικρότερες ποσότητες αργού και διοξειδίου του άνθρακα. Όλα τα άλλα αέρια που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα περιέχονται μόνο σε ίχνη. Ιδιαίτερη σημασία για τους ζωντανούς οργανισμούς είναι η σχετική περιεκτικότητα σε οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα.
Η υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο συνέβαλε στην αύξηση του μεταβολισμού στους χερσαίους οργανισμούς σε σύγκριση με τους πρωτογενείς υδρόβιους. Σε ένα επίγειο περιβάλλον, βασισμένο στην υψηλή αποτελεσματικότητα των οξειδωτικών διεργασιών στο σώμα, προέκυψε η ομοιοθερμία των ζώων. Το οξυγόνο, λόγω της συνεχώς υψηλής περιεκτικότητάς του στον αέρα, δεν είναι παράγοντας που περιορίζει τη ζωή στο γήινο περιβάλλον. Μόνο κατά τόπους, υπό συγκεκριμένες συνθήκες, δημιουργείται προσωρινή ανεπάρκεια, για παράδειγμα σε συσσωρεύσεις φυτικών υπολειμμάτων σε αποσύνθεση, αποθέματα σιτηρών, αλεύρων κ.λπ.
Η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να ποικίλλει σε ορισμένες περιοχές του επιφανειακού στρώματος του αέρα μέσα σε αρκετά σημαντικά όρια. Για παράδειγμα, ελλείψει ανέμου στο κέντρο των μεγάλων πόλεων, η συγκέντρωσή του αυξάνεται δεκάδες φορές. Υπάρχουν τακτικές καθημερινές αλλαγές στην περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα στα επιφανειακά στρώματα, που σχετίζονται με το ρυθμό της φωτοσύνθεσης των φυτών και εποχιακές αλλαγές, που προκαλούνται από αλλαγές στον ρυθμό αναπνοής των ζωντανών οργανισμών, κυρίως του μικροσκοπικού πληθυσμού των εδαφών. Αυξημένος κορεσμός του αέρα με διοξείδιο του άνθρακα συμβαίνει σε περιοχές ηφαιστειακής δραστηριότητας, κοντά σε ιαματικές πηγές και άλλες υπόγειες εξόδους αυτού του αερίου. Η χαμηλή περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα αναστέλλει τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης. Σε συνθήκες κλειστού εδάφους, είναι δυνατό να αυξηθεί ο ρυθμός φωτοσύνθεσης αυξάνοντας τη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα. Αυτό χρησιμοποιείται στην πρακτική της καλλιέργειας θερμοκηπίου και θερμοκηπίου.
Το άζωτο του αέρα είναι αδρανές αέριο για τους περισσότερους κατοίκους του χερσαίου περιβάλλοντος, αλλά ένας αριθμός μικροοργανισμών (οζίδια, Azotobacter, κλωστρίδια, γαλαζοπράσινα φύκια κ.λπ.) έχουν την ικανότητα να το δεσμεύουν και να το εμπλέκουν στον βιολογικό κύκλο.
Οι τοπικοί ρύποι που εισέρχονται στον αέρα μπορούν επίσης να επηρεάσουν σημαντικά τους ζωντανούς οργανισμούς. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τοξικές αέριες ουσίες - μεθάνιο, οξείδιο του θείου (IV), μονοξείδιο του άνθρακα (II), οξείδιο του αζώτου (IV), υδρόθειο, ενώσεις χλωρίου, καθώς και σωματίδια σκόνης, αιθάλη κ.λπ., που φράζουν τον αέρα στη βιομηχανία περιοχές. Η κύρια σύγχρονη πηγή χημικής και φυσικής ρύπανσης της ατμόσφαιρας είναι ανθρωπογενής: οι εργασίες διαφόρων βιομηχανικών επιχειρήσεων και μεταφορών, διάβρωση του εδάφους κ.λπ. Το οξείδιο του θείου (SO 2), για παράδειγμα, είναι τοξικό για τα φυτά ακόμη και σε συγκεντρώσεις από πενήντα Μερικά είδη φυτών είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στο S0 2 και χρησιμεύουν ως ευαίσθητος δείκτης της συσσώρευσής του στον αέρα (για παράδειγμα, οι λειχήνες.
Χαμηλή πυκνότητα αέρακαθορίζει τη χαμηλή ανυψωτική του δύναμη και την ασήμαντη στήριξή του. Οι κάτοικοι του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος πρέπει να έχουν το δικό τους σύστημα υποστήριξης που υποστηρίζει το σώμα: φυτά - με διάφορους μηχανικούς ιστούς, ζώα - με στερεό ή, πολύ λιγότερο συχνά, υδροστατικό σκελετό. Επιπλέον, όλοι οι κάτοικοι του αέρα συνδέονται στενά με την επιφάνεια της γης, η οποία τους εξυπηρετεί για προσκόλληση και στήριξη. Η ζωή σε κατάσταση αναστολής στον αέρα είναι αδύνατη. Είναι αλήθεια ότι πολλοί μικροοργανισμοί και ζώα, σπόρια, σπόροι και γύρη φυτών υπάρχουν τακτικά στον αέρα και μεταφέρονται από ρεύματα αέρα (ανεμοχορία), πολλά ζώα είναι ικανά να πετούν ενεργά, αλλά σε όλα αυτά τα είδη η κύρια λειτουργία του κύκλου ζωής τους - αναπαραγωγή - πραγματοποιείται στην επιφάνεια της γης. Για τους περισσότερους από αυτούς, η παραμονή στον αέρα συνδέεται μόνο με την εγκατάσταση ή την αναζήτηση θηράματος.
Ανεμοςέχει περιοριστική επίδραση στη δραστηριότητα και ομοιόμορφη κατανομή των οργανισμών. Ο άνεμος μπορεί ακόμη και να αλλάξει εμφάνισηφυτά, ειδικά σε εκείνους τους οικοτόπους, για παράδειγμα σε αλπικές ζώνες, όπου άλλοι παράγοντες έχουν περιοριστική επίδραση. Σε ανοιχτούς ορεινούς οικοτόπους, ο άνεμος περιορίζει την ανάπτυξη των φυτών και αναγκάζει τα φυτά να λυγίζουν στην προσήνεμη πλευρά. Επιπλέον, ο άνεμος αυξάνει την εξατμισοδιαπνοή σε συνθήκες χαμηλής υγρασίας. Μεγάλης σημασίαςέχω καταιγίδες, αν και η επίδρασή τους είναι καθαρά τοπική. Οι τυφώνες, ακόμη και οι συνηθισμένοι άνεμοι, μπορούν να μεταφέρουν ζώα και φυτά σε μεγάλες αποστάσεις και έτσι να αλλάξουν τη σύνθεση των κοινοτήτων.
Πίεση, προφανώς, δεν είναι περιοριστικός παράγοντας άμεση δράση, ωστόσο, σχετίζεται άμεσα με τον καιρό και το κλίμα, που έχουν άμεση περιοριστική επίδραση. Η χαμηλή πυκνότητα αέρα προκαλεί σχετικά χαμηλή πίεση στο έδαφος. Φυσιολογικά είναι 760 mm Hg. Καθώς το υψόμετρο αυξάνεται, η πίεση μειώνεται. Σε υψόμετρο 5800 m είναι μόνο το μισό φυσιολογικό. Η χαμηλή πίεση μπορεί να περιορίσει την κατανομή των ειδών στα βουνά. Για τα περισσότερα σπονδυλωτά, το ανώτερο όριο ζωής είναι περίπου 6000 m Μια μείωση της πίεσης συνεπάγεται μείωση της παροχής οξυγόνου και αφυδάτωση των ζώων λόγω αύξησης του ρυθμού αναπνοής. Τα όρια της προώθησης των ανώτερων φυτών στα βουνά είναι περίπου τα ίδια. Κάπως πιο ανθεκτικά είναι τα αρθρόποδα (ελανοουρές, ακάρεα, αράχνες), τα οποία μπορούν να βρεθούν σε παγετώνες πάνω από τη γραμμή βλάστησης.
Γενικά, όλοι οι χερσαίοι οργανισμοί είναι πολύ πιο στενοβατικοί από τους υδρόβιους.