4.1. Vee-elupaik. Veeorganismide kohanemise eripärad

Vesi kui elupaik omab mitmeid spetsiifilisi omadusi, nagu suur tihedus, tugevad rõhulangud, suhteliselt madal hapnikusisaldus, tugev päikesevalguse neeldumine jne. Veehoidlad ja nende üksikud alad erinevad ka soolarežiimi, horisontaalsete liikumiste (hoovuste) kiiruse poolest. , hõljuvate osakeste sisaldus. Põhjaorganismide elutegevuseks on olulised pinnase omadused, orgaaniliste jääkide lagunemisviis jne. Seetõttu tuleb koos veekeskkonna üldiste omadustega kohanemisega kohanduda ka selle asukatega mitmekesise elukeskkonnaga. konkreetsed tingimused. Veekeskkonna elanikud said ökoloogias üldnimetuse hüdrobiontid. Nad elavad maailma ookeanis, mandri veehoidlates ja põhjavees. Igas veekogus saab eristada erinevate tingimustega tsoone.

4.1.1. Maailma ookeani ökoloogilised tsoonid

Ookeanis ja selle meredes on peamiselt kaks ökoloogilist piirkonda: veesammas - pelaagiline ja alumine - bentaal (joonis 38). Sõltuvalt sügavusest jaguneb bentaal sublitoraalne tsoon - maa järkjärgulise vähenemise ala umbes 200 m sügavusele, batiaalne– järsu nõlva ala ja kuristiku tsoon– ookeanipõhja ala, mille keskmine sügavus on 3–6 km. Nimetatakse isegi sügavamaid bentose piirkondi, mis vastavad ookeanipõhja süvenditele ultraabyssal. Tõusu ajal üleujutatud kaldaserva nimetatakse rannikuäärne Loodete tasemest kõrgemal nimetatakse seda rannikuosa, mis on niisutatud surfi pihustiga supralitoraalne.

Riis. 38. Maailma ookeani ökoloogilised tsoonid

Loomulikult elavad näiteks sublitoraalvööndi elanikud suhteliselt madala rõhu, päevase päikesevalguse ja sageli üsna oluliste temperatuurimuutuste tingimustes. Kuristiku ja ülisügavuse elanikud eksisteerivad pimeduses, püsiva temperatuuri ja koletu rõhu all mitusada ja mõnikord umbes tuhat atmosfääri. Seetõttu näitab juba ainuüksi põhjavööndi märkimine, kus konkreetne organismiliik elab, millised üldised ökoloogilised omadused sellel peaksid olema. Nimetati kogu ookeanipõhja elanikkond bentos.

Veesambas ehk pelaagilises vööndis elavad organismid klassifitseeritakse järgmiselt Pelagos. Pelaagiline tsoon jaguneb ka vertikaalseteks tsoonideks, mis vastavad sügavuselt põhjatsoonidele: epipelaagiline, batüpelaagiline, abyssopelagic. Epipelaagilise tsooni alumine piir (mitte rohkem kui 200 m) määratakse päikesevalguse läbitungimisega fotosünteesiks piisavas koguses. Fotosünteetilised taimed ei saa eksisteerida sügavamal kui need tsoonid. Hämaras batüaalsetes ja pimedates sügavustes elavad ainult mikroorganismid ja loomad. Erinevaid ökoloogilisi tsoone eristatakse ka kõigis teistes veehoidlates: järvedes, soodes, tiikides, jõgedes jne. Kõik need elupaigad omaks võtnud veeorganismide mitmekesisus on väga suur.

4.1.2. Veekeskkonna põhiomadused

Vee tihedus on tegur, mis määrab veeorganismide liikumise tingimused ja surve erinevatel sügavustel. Destilleeritud vee puhul on tihedus 1 g/cm 3 temperatuuril 4 °C. Lahustunud soolasid sisaldava loodusliku vee tihedus võib olla suurem, kuni 1,35 g/cm 3 . Rõhk suureneb sügavusega keskmiselt 1 × 10 5 Pa (1 atm) iga 10 m kohta.

Veekogude järsu rõhugradiendi tõttu on veeorganismid maismaaorganismidega võrreldes üldiselt palju eurübaatilisemad. Mõned liigid, mis on levinud erinevatel sügavustel, taluvad rõhku mitmest kuni sadade atmosfäärideni. Näiteks elavad rannikuvööndist ultrasügavuse vööndini holotuurilased perekonnast Elpidia ja ussid Priapulus caudatus. Isegi mageveeasukad, nagu sussiripslased, suvoikad, ujumismardikad jne, taluvad katsetes kuni 6 × 10 7 Pa (600 atm).

Paljud merede ja ookeanide elanikud on aga suhteliselt stenobaatilised ja piiratud teatud sügavustega. Stenobacy on kõige sagedamini iseloomulik madala- ja süvamereliikidele. Ainult rannikuvööndis on asustatud anneliidid arenicola ja limused molluskid (Patella). Paljusid kalu, näiteks õngitsejate, peajalgsete, vähilaadsete, pogonofooride, meritähtede jt rühmast, leidub ainult suurel sügavusel, rõhul vähemalt 4 10 7 – 5 10 7 Pa (400–500 atm).

Vee tihedus annab võimaluse sellele toetuda, mis on eriti oluline luustikuta vormide puhul. Keskkonna tihedus on vees hõljumise tingimus ja paljud veeorganismid on just sellise eluviisiga kohanenud. Vees hõljuvad rippuvad organismid ühendatakse spetsiaalseks veeorganismide ökoloogiliseks rühmaks - plankton (“planktos” – hõljumine).

Riis. 39. Planktoniorganismide suhtelise kehapinna suurenemine (S. A. Zernovi järgi, 1949):

A – vardakujuline:

1 – diatom Synedra;

2 – tsüanobakter Aphanizomenon;

3 – peridiinvetikas Amphisolenia;

4 – Euglena acus;

5 – peajalgsed Doratopsis vermicularis;

6 – koerjalg Setella;

7 - Porcellana vastne (Decapoda)

B – tükeldatud vormid:

1 – mollusk Glaucus atlanticus;

2 – uss Tomopetris euchaeta;

3 – Palinuru vähi vastne;

4 – merikuradi Lophiuse vastsed;

5 – käpaline Calocalanus pavo

Planktonisse kuuluvad üherakulised ja koloniaalvetikad, algloomad, meduusid, sifonofoorid, ktenofoorid, pteropoodid ja kiiljalglimluskid, erinevad väikesed koorikloomad, põhjaloomade vastsed, kalamarja ja maimud ning paljud teised (joonis 39). Planktoni organismidel on palju sarnaseid kohandusi, mis suurendavad nende ujuvust ja takistavad nende põhja vajumist. Sellised kohandused hõlmavad: 1) keha suhtelise pinna üldist suurenemist, mis on tingitud suuruse vähenemisest, lamenemisest, pikenemisest, arvukate eendite või harjaste tekkest, mis suurendab hõõrdumist veega; 2) tiheduse vähenemine luustiku vähenemise, rasvade, gaasimullide jm kogunemise tõttu organismis.Riiatomites ladestuvad varuained mitte raske tärklise, vaid rasvatilkade kujul. . Öövalgusti Noctiluca eristub rakus gaasivakuoolide ja rasvatilkade sellise rohkuse poolest, et selles sisalduv tsütoplasma näeb välja ahelad, mis ühinevad ainult tuuma ümber. Õhukambrid on ka sifonofooridel, mitmetel meduusidel, planktonitigudel jt.

Merevetikad (fütoplankton) Nad hõljuvad vees passiivselt, kuid enamik planktoniloomi on võimelised aktiivselt ujuma, kuid piiratud määral. Planktoni organismid ei suuda hoovustest üle saada ja nad transpordivad neid pikkade vahemaade taha. Paljud liigid zooplankton Küll aga on nad võimelised vertikaalseks rändeks veesambas kümneid ja sadu meetreid nii aktiivse liikumise tõttu kui ka keha ujuvust reguleerides. Planktoni eriliik on ökoloogiline rühm Neuston (“nein” - ujumine) - veepinna pinnakihi elanikud õhu piiril.

Aktiivse ujumise võimalust mõjutavad suuresti vee tihedus ja viskoossus. Loomad, kes suudavad kiiresti ujuda ja hoovuste jõust üle saada, on ühendatud ökoloogilisse rühma nekton (“nektos” – ujuv). Nektoni esindajad on kalad, kalmaar ja delfiinid. Kiire liikumine veesambas on võimalik ainult siis, kui teil on voolujooneline kehakuju ja kõrgelt arenenud lihased. Torpeedokujuline kuju on välja töötatud kõigil headel ujujatel, sõltumata nende süstemaatilisest kuuluvusest ja vees liikumisviisist: reaktiivne, keha painutamise tõttu, jäsemete abil.

Hapnikurežiim. Hapnikuga küllastunud vees ei ületa selle sisaldus 10 ml 1 liitri kohta, mis on 21 korda madalam kui atmosfääris. Seetõttu on veeorganismide hingamistingimused oluliselt keerulised. Hapnik satub vette peamiselt vetikate fotosünteesi aktiivsuse ja õhust difusiooni kaudu. Seetõttu on veesamba ülemised kihid selle gaasi poolest reeglina rikkamad kui alumised. Vee temperatuuri ja soolsuse tõustes väheneb hapniku kontsentratsioon selles. Loomade ja bakteritega tihedalt asustatud kihtides võib selle suurenenud tarbimise tõttu tekkida terav O 2 defitsiit. Näiteks maailma ookeanis iseloomustab elurikkaid sügavusi 50–1000 m õhustatuse järsk halvenemine – see on 7–10 korda madalam kui fütoplanktoniga asustatud pinnavees. Tingimused reservuaaride põhja lähedal võivad olla lähedased anaeroobsetele.

Veeasukate hulgas on palju liike, mis taluvad suuri hapnikusisalduse kõikumisi vees kuni selle peaaegu täieliku puudumiseni. (eurüoksübiondid – “oksü” – hapnik, “biont” – elanik). Nende hulka kuuluvad näiteks mageveeoligohaete Tubifex tubifex ja magujalg Viviparus viviparus. Kaladest taluvad väga madalat vee hapnikuküllastust karpkala, linask ja ristikarp. Siiski mitut tüüpi stenoksübiont – nad saavad eksisteerida ainult vee piisavalt kõrge hapnikuküllastuse korral (vikerforell, jõeforell, kääbus, ripsmeuss Planaria alpina, mai-, kivi-, kivi- jne vastsed). Paljud liigid on hapnikupuuduse korral võimelised langema passiivsesse olekusse - anoksübioos - ja seega kogeda ebasoodsat perioodi.

Veeorganismide hingamine toimub kas kehapinna või spetsiaalsete organite - lõpuste, kopsude, hingetoru kaudu. Sel juhul võib nahk olla täiendava hingamisorganina. Näiteks pättkala tarbib läbi naha keskmiselt 63% hapnikku. Kui gaasivahetus toimub läbi kehaosade, on need väga õhukesed. Hingamist hõlbustab ka pindala suurendamine. See saavutatakse liikide evolutsiooni käigus erinevate väljakasvude moodustumise, lamenemise, pikenemise ja üldise kehasuuruse vähenemisega. Mõned liigid muudavad hapnikupuuduse korral aktiivselt hingamispinna suurust. Tubifex tubifex ussid pikendavad oluliselt oma keha; hüdra ja mereanemone - kombitsad; okasnahksed - ambulakraalsed jalad. Paljud istuvad ja istuvad loomad uuendavad vett enda ümber, tekitades kas suunatud voolu või võnkuvate liigutustega, soodustades selle segunemist. Kahepoolmelised molluskid kasutavad selleks vahevöö õõnsuse seinu vooderdavaid ripsmeid; koorikloomad - kõhu- või rindkere jalgade töö. Leevikesed, kellukese sääsevastsed (vereussid) ja paljud oligoheedid kõigutavad oma keha, paistades maa seest välja.

Mõnel liigil toimub vee ja õhu hingamise kombinatsioon. Nende hulka kuuluvad kopsukalad, sifonofoorid, paljud kopsumolluskid, koorikloomad Gammarus lacustris jne. Sekundaarsed veeloomad säilitavad tavaliselt atmosfäärihingamise, kuna see on energeetiliselt soodsam ja vajab seetõttu kontakti õhuga, näiteks loivalised, vaalalised, vesimardikad. , sääsevastsed jne.

Hapnikupuudus vees põhjustab mõnikord katastroofilisi nähtusi - Ma olen suremas, millega kaasneb paljude veeorganismide surm. Talv külmub sageli põhjustatud jää tekkimisest veekogude pinnale ja õhuga kokkupuute katkemisest; suvi– vee temperatuuri tõus ja sellest tulenev hapniku lahustuvuse vähenemine.

Kalade ja paljude selgrootute sagedane hukkumine talvel on iseloomulik näiteks Obi jõgikonna alumisele osale, mille Lääne-Siberi madaliku märgaladest voolav vesi on äärmiselt lahustunud hapnikuvaene. Mõnikord juhtub surm meredes.

Lisaks hapnikupuudusele võib surma põhjustada vees sisalduvate toksiliste gaaside – metaan, vesiniksulfiid, CO 2 jne – kontsentratsiooni tõus, mis tekivad reservuaaride põhjas orgaaniliste materjalide lagunemise tulemusena. .

Soolarežiim. Veeorganismide veetasakaalu hoidmisel on oma spetsiifika. Kui maismaaloomade ja -taimede jaoks on kõige olulisem varustada keha veega selle puuduse tingimustes, siis hüdrobiontide jaoks pole vähem oluline säilitada kehas teatud kogus vett, kui seda on keskkonnas liiga palju. . Liigne veekogus rakkudes põhjustab osmootse rõhu muutusi ja olulisemate elutähtsate funktsioonide häireid.

Enamik vee-elustikust poikilosmootne: osmootne rõhk nende kehas sõltub ümbritseva vee soolsusest. Seetõttu on veeorganismide peamine viis soolatasakaalu hoidmiseks vältida sobimatu soolsusega elupaiku. Mageveevormid ei saa meredes eksisteerida ja merevormid ei talu magetamist. Kui vee soolsus muutub, liiguvad loomad soodsat keskkonda otsima. Näiteks mere pinnakihtide magestamisel pärast tugevaid vihmasid laskuvad radiolariaanid, merevähid Calanus jt 100 m sügavusele.Selgroogsed, kõrgemad vähid, putukad ja nende vastsed, kes elavad vees, kuuluvad homoiosmootne liigid, säilitades kehas püsiva osmootse rõhu sõltumata soolade kontsentratsioonist vees.

Mageveeliikidel on kehamahlad ümbritseva vee suhtes hüpertoonilised. Neid ohustab liigne kastmine, kui vee voolamist ei takistata või liigset vett kehast ei eemaldata. Algloomadel saavutatakse see erituselundite vakuoolide tööga, mitmerakulistes organismides - vee eemaldamisega eritussüsteemi kaudu. Mõned ripsloomad eritavad iga 2–2,5 minuti järel nende kehamahuga võrdse koguse vett. Rakk kulutab liigse vee "väljapumpamiseks" palju energiat. Soolsuse suurenemisega vakuoolide töö aeglustub. Nii pulseerib Paramecium sussides vee soolsusel 2,5%o vakuool intervalliga 9 s, 5%o - 18 s, 7,5%o - 25 s. Soola kontsentratsioonil 17,5% o lakkab vakuool töötamast, kuna osmootse rõhu erinevus raku ja väliskeskkonna vahel kaob.

Kui vesi on veeorganismide kehavedelike suhtes hüpertooniline, on neil oht osmootse kahjustuse tõttu dehüdreeruda. Kaitse dehüdratsiooni eest saavutatakse soolade kontsentratsiooni suurendamisega ka veeorganismide organismis. Dehüdratsiooni hoiab ära homoiosmootsete organismide – imetajate, kalade, kõrgemate jõevähkide, veeputukate ja nende vastsete – vett mitteläbilaskev kate.

Paljud poikilosmootsed liigid lähevad üle mitteaktiivsesse olekusse – peatatud animatsioon organismi veepuuduse tagajärjel koos suureneva soolsusega. See on omane mereveebasseinides ja rannikuvööndis elavatele liikidele: tiiblased, lipikud, ripsloomad, mõned koorikloomad, Musta mere hulkrakk Nereis divesicolor jt. Soola peatatud animatsioon– vahend ebasoodsate perioodide üleelamiseks vee muutuva soolsusega tingimustes.

Tõesti eurihaliin Vee-elanike hulgas ei ole palju liike, kes suudaksid elada aktiivses olekus nii magedas kui ka soolases vees. Need on peamiselt jõesuudmealadel, suudmealadel ja muudes riimveekogudes asustavad liigid.

Temperatuur reservuaarid on stabiilsemad kui maismaal. Selle põhjuseks on vee füüsikalised omadused, eelkõige selle kõrge erisoojusmahtuvus, mille tõttu olulise soojushulga vastuvõtmine või eraldumine ei põhjusta liiga järske temperatuurimuutusi. Vee aurustumine reservuaaride pinnalt, mis kulutab umbes 2263,8 J/g, hoiab ära alumiste kihtide ülekuumenemise ning jää teke, mis vabastab sulamissoojuse (333,48 J/g), aeglustab nende jahtumist.

Aastaste temperatuurikõikumiste amplituud ookeani ülemistes kihtides ei ületa 10–15 °C, mandrivetes – 30–35 °C. Sügavaid veekihte iseloomustab püsiv temperatuur. Ekvatoriaalvetes on pinnakihtide aasta keskmine temperatuur +(26–27) °C, polaarvetes umbes 0 °C ja alla selle. Maismaal asuvates kuumaveeallikates võib veetemperatuur läheneda +100 °C-le ja veealustes geisrites on ookeanipõhja kõrgsurve korral registreeritud temperatuure +380 °C.

Seega on reservuaarides üsna palju erinevaid temperatuuritingimusi. Neis väljendatud hooajalise temperatuurikõikumisega ülemiste veekihtide ja alumiste vahel, kus termiline režiim on püsiv, on temperatuuri hüppe ehk termokliin tsoon. Termokliin on tugevam soojas meres, kus välis- ja süvavee temperatuuride erinevus on suurem.

Vee stabiilsema temperatuurirežiimi tõttu on stenotermia veeorganismide seas levinud palju suuremal määral kui maismaapopulatsioonis. Eurütermilisi liike leidub peamiselt madalates mandriveehoidlates ning kõrgete ja parasvöötme merede rannikuvööndis, kus päevased ja hooajalised temperatuurikõikumised on olulised.

Valgusrežiim. Vees on palju vähem valgust kui õhus. Osa reservuaari pinnale langevatest kiirtest peegeldub õhku. Peegeldus on seda tugevam, mida madalam on Päikese asend, seega on päev vee all lühem kui maismaal. Näiteks suvepäev Madeira saare lähedal 30 m sügavusel - 5 tundi ja 40 m sügavusel vaid 15 minutit. Valguse hulga kiire vähenemine sügavusega on seotud selle neeldumisega vees. Erineva lainepikkusega kiired neelduvad erinevalt: punased kaovad pinna lähedalt, sinakasrohelised aga tungivad palju sügavamale. Sügavusega süvenev videvik ookeanis on esmalt roheline, seejärel sinine, indigo- ja sinakasvioletne, andes lõpuks teed pidevale pimedusele. Vastavalt sellele asendavad erineva lainepikkusega valguse püüdmisele spetsialiseerunud rohelised, pruunid ja punavetikad üksteist sügavusega.

Loomade värvus muutub sügavusega sama loomulikult. Kõige eredamalt ja mitmekesisemalt värvitud on rannikualade ja sublitoraalvööndite asukad. Paljudel süvaorganismidel, nagu ka koopaorganismidel, pole pigmente. Hämaras tsoonis on laialt levinud punane värvus, mis täiendab nende sügavuste sinakasvioletset valgust. Täiendava värvi kiired imenduvad kehas kõige täielikumalt. See võimaldab loomadel end vaenlaste eest peita, kuna nende punast värvi sinakasvioletsetes kiirtes tajutakse visuaalselt mustana. Punane värvus on iseloomulik hämaratsooni loomadele nagu meriahven, punane korall, erinevad koorikloomad jne.

Mõnel veekogude pinna lähedal elaval liigil on silmad jagatud kaheks osaks, millel on erinev võime kiiri murda. Üks pool silmast näeb õhus, teine ​​vees. Selline "neljasilmalisus" on iseloomulik selgroogsetele mardikatele, ameerika kalale Anableps tetraphthalmus ja ühele troopilisele liigile blenny Dialommus fuscus. Mõõna ajal istub see kala süvendites, paljastades osa oma peast veest (vt joonis 26).

Valguse neeldumine on tugevam, seda väiksem on vee läbipaistvus, mis sõltub selles hõljuvate osakeste arvust.

Läbipaistvust iseloomustab maksimaalne sügavus, mille juures on veel näha spetsiaalselt alla lastud umbes 20 cm läbimõõduga valge ketas (Secchi ketas). Kõige selgemad veed on Sargasso meres: ketas on nähtav kuni 66,5 m sügavusele Vaikses ookeanis on Secchi ketas nähtav kuni 59 m, India ookeanis - kuni 50, madalas meres - kuni 59 meetrini. 5-15 m.Jõgede läbipaistvus on keskmiselt 1-1,5 m ja mudasemates jõgedes, näiteks Kesk-Aasia Amudarjas ja Syr Darjas, vaid paar sentimeetrit. Seetõttu on fotosünteesivööndi piir erinevates veekogudes väga erinev. Kõige selgemates vetes eufootiline fotosünteesi tsoon või tsoon ulatub kuni 200 m sügavusele, krepuskulaarne või düsfootiline, tsoon asub sügavusel kuni 1000–1500 m ja sügavamal, afootiline tsooni, päikesevalgus ei tungi üldse.

Valguse hulk reservuaaride ülemistes kihtides varieerub suuresti sõltuvalt piirkonna laiuskraadist ja aastaajast. Pikad polaarööd piiravad Arktika ja Antarktika vesikondades oluliselt fotosünteesiks kasutatavat aega ning jääkate raskendab valguse jõudmist talvel kõikidesse külmunud veekogudesse.

Ookeani pimedas sügavuses kasutavad organismid visuaalse teabe allikana elusolendite kiirgavat valgust. Elusorganismi kuma nimetatakse bioluminestsents. Helendavaid liike leidub peaaegu kõigis veeloomade klassides algloomadest kaladeni, samuti bakterite, madalamate taimede ja seente hulgas. Näib, et bioluminestsents on erinevates rühmades evolutsiooni erinevatel etappidel mitu korda tekkinud.

Bioluminestsentsi keemia on nüüdseks üsna hästi mõistetav. Valguse tekitamiseks kasutatavad reaktsioonid on erinevad. Kuid kõigil juhtudel on see keeruliste orgaaniliste ühendite oksüdatsioon (lutsiferiinid) valgukatalüsaatorite kasutamine (lutsiferaas). Lutsiferiinidel ja lutsiferaasidel on erinevates organismides erinev struktuur. Reaktsiooni käigus vabaneb ergastatud lutsiferiini molekuli liigne energia valguskvantide kujul. Elusorganismid kiirgavad valgust impulssidena, tavaliselt vastusena väliskeskkonnast tulevatele stiimulitele.

Sära ei pruugi mängida erilist ökoloogilist rolli liigi elus, kuid võib olla rakkude elulise aktiivsuse kõrvalprodukt, nagu näiteks bakterites või madalamates taimedes. See omandab ökoloogilise tähtsuse ainult loomadel, kellel on piisavalt arenenud närvisüsteem ja nägemisorganid. Paljudel liikidel omandavad luminestseeruvad elundid väga keeruka struktuuri koos kiirgust võimendavate helkurite ja läätsede süsteemiga (joonis 40). Paljud kalad ja peajalgsed, kes ei suuda valgust tekitada, kasutavad sümbiootilisi baktereid, mis paljunevad nende loomade eriorganites.

Riis. 40. Veeloomade luminestsentsorganid (S. A. Zernovi järgi, 1949):

1 – süvamere nurg, taskulamp hambulise suu kohal;

2 – helendavate elundite levik sugukonna kaladel. Mystophidae;

3 – kala Argyropelecus affinis helendav organ:

a – pigment, b – reflektor, c – helendav korpus, d – lääts

Bioluminestsentsil on loomade elus peamiselt signaalväärtus. Valgussignaalid võivad aidata karjas orienteeruda, meelitada ligi vastassoost isikuid, meelitada ohvreid, maskeerida või hajutada. Valgusvälk võib kiskja vastu kaitsta, pimestades või desorienteerides teda. Näiteks süvamere seepia laseb vaenlase eest põgenedes välja helendava sekreedipilve, valgustatud vetes elavad liigid aga kasutavad selleks tumedat vedelikku. Mõnedel põhjaussidel - hulkraksetel - arenevad sigimisproduktide küpsemise perioodil helendavad elundid ja emased helendavad heledamalt ning isastel on silmad paremini arenenud. Nurga järgu röövmerekaladel nihutatakse seljauime esimene kiir ülemisse lõualuu ja muudetakse painduvaks “vardaks”, mille otsas on ussilaadne “sööt” – limaga täidetud nääre. helendavate bakteritega. Reguleerides näärme verevoolu ja seeläbi ka bakteri hapnikuga varustamist, võivad kalad "sööda" vabatahtlikult hõõguma panna, imiteerides ussi liigutusi ja meelitades saaki.

Maapealses keskkonnas areneb bioluminestsents välja vaid üksikutel liikidel, kõige tugevamalt tulikärbeste sugukonnast pärit mardikatel, kes hämaras või öisel ajal meelitavad ligi valgussignaali vastassoost isendeid.

4.1.3. Mõned veeorganismide spetsiifilised kohandused

Loomade veekeskkonnas orienteerumise meetodid. Pidevas hämaruses või pimeduses elamine piirab oluliselt teie võimalusi visuaalne orientatsioon hüdrobiontid. Valguskiirte kiire nõrgenemise tõttu vees saavad isegi hästi arenenud nägemisorganitega inimesed neid kasutada ainult lähikaugusel navigeerimiseks.

Heli levib vees kiiremini kui õhus. Keskenduge helile Hüdrobiontides on see üldiselt paremini arenenud kui visuaalne. Paljud liigid tuvastavad isegi väga madala sagedusega vibratsiooni (infrahelid), tekib siis, kui lainete rütm muutub, ja laskub enne tormi pinnakihtidest sügavamatesse (näiteks meduusid). Paljud veekogude asukad - imetajad, kalad, molluskid, koorikloomad - teevad ise hääli. Koorikud teevad seda, hõõrudes erinevaid kehaosi üksteise vastu; kala – ujupõie, neeluhammaste, lõualuude, rinnauime kiirte ja muude vahendite kasutamine. Helisignaal on enamasti mõeldud liigisiseste suhete jaoks, näiteks koolis orienteerumiseks, vastassoost isikute meelitamiseks jne, ning on eriti arenenud häguste vete ja suurte sügavuste elanike seas, kes elavad pimedas.

Paljud hüdrobiondid leiavad toitu ja navigeerivad seda kasutades kajalokatsioon– peegeldunud helilainete tajumine (vaalalised). Palju tajuda peegeldunud elektrilisi impulsse, tekitades ujumise ajal erineva sagedusega lahendusi. Teadaolevalt toodavad elektrit ja kasutavad seda orienteerumiseks ja signaalimiseks umbes 300 kalaliiki. Magevee elevantkala (Mormyrus kannume) saadab välja kuni 30 impulssi sekundis, tuvastades selgrootud, kes otsivad toitu vedelast mudast ilma nägemise abita. Mõne merekala väljavoolu sagedus ulatub 2000 impulsini sekundis. Mitmed kalad kasutavad kaitseks ja rünnakuks ka elektrivälju (elektrirai, elektriangerjas jne).

Seda kasutatakse sügavuti orienteerumiseks hüdrostaatilise rõhu tajumine. See viiakse läbi statotsüstide, gaasikambrite ja muude elundite abil.

Kõige iidsem orienteerumismeetod, mis on omane kõigile veeloomadele, on keskkonna keemia tajumine. Paljude veeorganismide kemoretseptorid on äärmiselt tundlikud. Paljudele kalaliikidele omastel tuhandekilomeetristel rännetel liigeldakse peamiselt lõhna järgi, leides hämmastava täpsusega kudemis- või toitumisalasid. Näiteks on katseliselt tõestatud, et haistmismeelest kunstlikult ilma jäetud lõhed ei leia kudema naastes oma jõesuudmesse, kuid nad ei eksi kunagi, kui tajuvad lõhnu. Eriti pikki ränne tegevatel kaladel on haistmismeele peenus ülimalt kõrge.

Kuivavate veekogude eluga kohanemise eripära. Maal on palju ajutisi madalaid veehoidlaid, mis tekivad pärast jõgede üleujutusi, tugevaid vihmasid, lume sulamist jne. Nendes veehoidlates asustuvad vaatamata nende olemasolu lühidusele mitmesuguseid veeorganisme.

Kuivavate basseinide elanike ühised jooned on võime sünnitada lühikese aja jooksul arvukalt järglasi ja taluda pikki perioode ilma veeta. Paljude liikide esindajad mattuvad mudasse, langedes vähenenud elutegevuse seisundisse - hüpobioos. Nii käituvad soomusputukad, kladotseraanid, planaariad, oligohaetsed ussid, molluskid ja isegi kalad nagu pätid, Aafrika protopterus ja Lõuna-Ameerika lepidosireen kopsukaladest. Paljud väikesed liigid moodustavad põua taluvaid tsüste, näiteks päevalilled, ripsloomad, risopoodid, mitmed koerjalgsed, turbellarsed ja nematoodid perekonnast Rhabditis. Teised kogevad ebasoodsat perioodi väga vastupidava muna staadiumis. Lõpuks on mõnedel kuivavate reservuaaride väikestel elanikel ainulaadne võime kuivada kile olekuni ning niisutamisel jätkata kasvu ja arengut. Võime taluda keha täielikku dehüdratsiooni on ilmnenud perekondadesse Callidina, Philodina jne, tardigrades Macrobiotus, Echiniscus, nematoodidel perekondadest Tylenchus, Plectus, Cephalobus jt. Need loomad elavad patjades olevates mikroreservuaarides. sammaldest ja samblikest ning on kohanenud äkiliste niiskustingimuste muutustega.

Filtreerimine kui toitumisviis. Paljudel hüdrobiontidel on eriline toitumismuster – see on vees ja arvukates väikestes organismides hõljuvate orgaanilise päritoluga osakeste filtreerimine või settimine (joonis 41).

Riis. 41. Barentsi merest pärit astsiidide planktonitoidu koostis (S. A. Zernovi järgi, 1949)

Selline söötmisviis, mis ei nõua saagi otsimiseks suurt energiahulka, on omane elastsete karploomade molluskitele, istuvad okasnahksed, hulkraksed, sammalloomad, astsiidid, planktoni koorikloomad jt (joonis 42). Filtrist toituvatel loomadel on veekogude bioloogilises puhastamises ülitähtis roll. 1 m2 suurusel alal elavad rannakarbid suudavad ööpäevas läbi vahevöö õõnsuse juhtida 150–280 m3 vett, sadestades hõljuvaid osakesi. Mageveekiivrikud, kükloobid või ookeani kõige levinum koorikloom Calanus finmarchicus filtreerivad päevas kuni 1,5 liitrit vett isendi kohta. Ookeani litoraalvöönd, mis on eriti rikas filtritest toituvate organismide kogumitest, toimib tõhusa puhastussüsteemina.

Riis. 42. Hüdrobiontide filtreerimisseadmed (S. A. Zernovi järgi, 1949):

1 – kääbusvastsed kivil (a) ja nende filtrilisandid (b);

2 – kooriklooma Diaphanosoma brachyurum filtrijalg;

3 – astsiidi Phasullia lõpuselõhed;

4 – Bosmina koorikloom filtreeritud soolesisuga;

5 – ripslooma Bursaria toiduvool

Keskkonna omadused määravad suuresti selle elanike kohanemisviisid, nende elustiili ja ressursside kasutamise viisid, luues põhjuse-tagajärje sõltuvuse ahelaid. Seega teeb vee suur tihedus võimalikuks planktoni olemasolu ning vees hõljuvate organismide olemasolu on eelduseks filtreerimisviisilise toitumisviisi kujunemisele, mille puhul on võimalik ka loomade istuv eluviis. Selle tulemusena moodustub võimas mehhanism biosfääri tähtsusega veekogude isepuhastumiseks. See hõlmab tohutul hulgal hüdrobionte, nii põhja- kui pelaagilisi, alates üherakulistest algloomadest kuni selgroogseteni. Arvutuste kohaselt lastakse kogu parasvöötme järvedes olev vesi kasvuperioodil läbi loomade filtreerimisaparaadi mitmest kümneni kordi ning kogu Maailmamere ruumala filtreeritakse välja mõne päevaga. Filtersöötjate tegevuse häirimine erinevate inimtekkeliste mõjude tõttu kujutab tõsist ohtu vee puhtuse säilitamisele.

4.2. Maa-õhk elukeskkond

Maa-õhu keskkond on keskkonnatingimuste poolest kõige keerulisem. Elu maal nõudis kohandusi, mis osutusid võimalikuks ainult taimede ja loomade piisavalt kõrge organiseerituse korral.

4.2.1. Õhk kui maismaaorganismide keskkonnategur

Õhu madal tihedus määrab selle väikese tõstejõu ja õhu vähese liikuvuse. Õhuelanikel peab olema oma keha toetav tugisüsteem: taimed - mitmesuguste mehaaniliste kudedega, loomad - tahke või harvem hüdrostaatilise skeletiga. Lisaks on kõik õhuelanikud tihedalt seotud maapinnaga, mis teenib neid kinnitamiseks ja toetamiseks. Õhus hõljuv elu on võimatu.

Tõsi, palju mikroorganisme ja loomi, taimede eoseid, seemneid, vilju ja õietolmu leidub regulaarselt õhus ning neid kannavad õhuvoolud (joonis 43), paljud loomad on võimelised aktiivselt lendama, kuid kõigil neil liikidel on põhifunktsioon nende elutsükli osa – paljunemine – toimub maa pinnal. Enamiku jaoks seostub õhus viibimine vaid elama asumise või saagi otsimisega.

Riis. 43. Õhust planktoni lülijalgsete jaotus kõrguse järgi (Dajo, 1975 järgi)

Madal õhutihedus põhjustab madalat liikumistakistust. Seetõttu kasutasid paljud maismaaloomad evolutsiooni käigus selle õhukeskkonna omaduse ökoloogilisi eeliseid, omandades lennuvõime. 75% kõigist maismaaloomadest on aktiivse lennuvõimelised, peamiselt putukad ja linnud, kuid lendlejaid leidub ka imetajate ja roomajate seas. Maismaaloomad lendavad peamiselt lihaste jõupingutuste toel, kuid mõned võivad ka õhuvoolu kasutades liuelda.

Tänu õhu liikuvusele ning atmosfääri alumistes kihtides eksisteerivatele õhumasside vertikaalsetele ja horisontaalsetele liikumistele on võimalik paljude organismide passiivne lend.

Anemofiilia - vanim taimede tolmeldamisviis. Kõik seemnetaimed tolmeldavad tuulega ja katteseemnetaimede hulgas moodustavad anemofiilsed taimed ligikaudu 10% kõigist liikidest.

Anemofiiliat täheldatakse pöögi, kase, pähkli, jalaka, kanepi, nõgese, kasuariina, haneraja, tarna, teravilja, palmide ja paljude teiste perekondades. Tuultolmlevatel taimedel on mitmeid kohandusi, mis parandavad nende õietolmu aerodünaamilisi omadusi, aga ka morfoloogilisi ja bioloogilisi omadusi, mis tagavad tolmeldamise tõhususe.

Paljude taimede eluiga sõltub täielikult tuulest ja selle abil toimub laialivalgumine. Sellist topeltsõltuvust täheldatakse kuusel, männil, paplil, kasel, jalakal, tuhal, vatirohul, kassis, saksal, dzhuzgunil jne.

Paljud liigid on arenenud anemohooria– õhuvoolude abil asustamine. Anemokoor on iseloomulik eostele, taimede seemnetele ja viljadele, algloomade tsüstidele, väikestele putukatele, ämblikele jne. Õhuvoolude poolt passiivselt transporditavaid organisme nimetatakse ühiseks nn. aeroplankton analoogia põhjal veekeskkonna planktoni elanikega. Spetsiaalsed kohandused passiivseks lennuks on keha väga väikesed suurused, selle pindala suurenemine väljakasvu tõttu, tugev dissektsioon, tiibade suur suhteline pind, võre kasutamine jne (joonis 44). Ka taimede anemokoorsetel seemnetel ja viljadel on kas väga väikesed mõõtmed (näiteks orhideeseemned) või mitmesugused tiiva- ja langevarjutaolised lisandid, mis suurendavad nende planeerimisvõimet (joon. 45).

Riis. 44. Kohandused putukate õhuvoolude abil transportimiseks:

1 – sääsk Cardiocrepis brevirostris;

2 – sapikääbus Porrycordila sp.;

3 – Hymenoptera Anargus fuscus;

4 – Hermes Dreyfusia nordmannianae;

5 – mustlaste koi vastne Lymantria dispar

Riis. 45. Kohanemised tuuleülekandega taimede viljades ja seemnetes:

1 – pärn Tilia intermedia;

2 – vaher Acer monspessulanum;

3 – kask Betula pendula;

4 – puuvillane muru Eriophorum;

5 – võilill Taraxacum officinale;

6 – kassisaba Typha scuttbeworhii

Mikroorganismide, loomade ja taimede levimisel on põhiroll vertikaalse konvektsiooniga õhuvooludel ja nõrgal tuulel. Tugevatel tuultel, tormidel ja orkaanidel on ka maismaaorganismidele oluline keskkonnamõju.

Madal õhutihedus põhjustab maal suhteliselt madalat survet. Tavaliselt on see 760 mmHg. Art. Kõrguse kasvades rõhk väheneb. 5800 m kõrgusel on see vaid pool normaalsest. Madal rõhk võib piirata liikide levikut mägedes. Enamiku selgroogsete puhul on eluea ülempiir umbes 6000 m. Rõhu langus toob kaasa hapnikuvarustuse vähenemise ja loomade dehüdratsiooni hingamissageduse suurenemise tõttu. Kõrgemate taimede mägedesse edenemise piirid on ligikaudu samad. Mõnevõrra vastupidavamad on lülijalgsed (vedrusabad, lestad, ämblikud), keda võib kohata taimestiku piirist kõrgemal asuvatel liustikel.

Üldiselt on kõik maismaaorganismid palju stenobaatilisemad kui veeorganismid, kuna normaalsed rõhukõikumised nende keskkonnas moodustavad osa atmosfäärist ja isegi kõrgele tõusvate lindude puhul ei ületa 1/3 normaalsest.

Õhu gaasi koostis. Lisaks õhu füüsikalistele omadustele on maismaaorganismide eksisteerimiseks äärmiselt olulised selle keemilised omadused. Õhu gaasiline koostis atmosfääri pinnakihis on põhikomponentide (lämmastik - 78,1%, hapnik - 21,0, argoon - 0,9, süsinikdioksiid - 0,035 mahuprotsenti) sisalduse poolest üsna homogeenne, kuna gaaside difusioon ning konvektsiooni ja tuulevoolude pidev segunemine. Erinevatel kohalikest allikatest atmosfääri sattuvatel gaasiliste, tilk-vedelike ja tahkete (tolmu) osakeste lisanditel võib aga olla märkimisväärne keskkonnamõju.

Kõrge hapnikusisaldus aitas kaasa ainevahetuse kiirenemisele maismaaorganismides võrreldes primaarsete veeorganismidega. Just maapealses keskkonnas, organismis toimuvate oksüdatiivsete protsesside kõrge efektiivsuse alusel, tekkis loomade homöotermia. Hapnik oma pidevalt kõrge õhusisalduse tõttu ei ole maapealses keskkonnas elu piirav tegur. Vaid kohati, spetsiifilistel tingimustel, tekib ajutine puudujääk, näiteks lagunevate taimejääkide kuhjudes, teravilja-, jahuvarudes jne.

Süsinikdioksiidi sisaldus võib õhu pinnakihi teatud piirkondades varieeruda üsna olulistes piirides. Näiteks tuule puudumisel suurte linnade keskel suureneb selle kontsentratsioon kümneid kordi. Pinnakihtides toimuvad süsihappegaasi sisalduse regulaarsed igapäevased muutused, mis on seotud taimede fotosünteesi rütmiga. Hooajalised on põhjustatud elusorganismide, peamiselt muldade mikroskoopilise populatsiooni hingamise intensiivsuse muutumisest. Õhu suurenenud küllastumine süsinikdioksiidiga toimub vulkaanilise aktiivsusega piirkondades, termiliste allikate ja muude selle gaasi maa-aluste väljalaskeavade läheduses. Kõrgetes kontsentratsioonides on süsinikdioksiid mürgine. Looduses on sellised kontsentratsioonid haruldased.

Looduses on süsihappegaasi peamiseks allikaks nn mullahingamine. Mulla mikroorganismid ja loomad hingavad väga intensiivselt. Süsinikdioksiid hajub pinnasest atmosfääri, eriti hoogsalt vihma ajal. Seda leidub rohkesti parasniiskes, hästi kuumutatud ja orgaaniliste jääkaineterikastes muldades. Näiteks pöögimetsa pinnas eraldab CO 2 15–22 kg/ha tunnis ja väetamata liivane pinnas vaid 2 kg/ha.

Kaasaegsetes tingimustes on inimtegevusest fossiilkütuste varude põletamisel saanud võimas täiendavate CO 2 koguste atmosfääri sattumise allikas.

Õhulämmastik on enamiku maismaakeskkonna elanike jaoks inertne gaas, kuid mitmetel prokarüootsetel organismidel (mügarbakterid, Azotobakterid, klostriidid, sinivetikad jt) on võime seda siduda ja bioloogilisse ringlusse kaasata.

Riis. 46. Ümbritsevate tööstusettevõtete vääveldioksiidi heitmete tõttu hävinud taimestikuga mäenõlv

Kohalikud saasteained, mis satuvad õhku, võivad samuti oluliselt mõjutada elusorganisme. Eelkõige puudutab see mürgiseid gaasilisi aineid – metaan, vääveloksiid, vingugaas, lämmastikoksiid, vesiniksulfiid, klooriühendid, aga ka tolmuosakesed, tahm jne, mis saastavad tööstuspiirkondade õhku. Peamine kaasaegne atmosfääri keemilise ja füüsikalise saasteallikas on inimtekkeline: erinevate tööstusettevõtete ja transpordi töö, pinnase erosioon jne. Näiteks vääveloksiid (SO 2) on taimedele mürgine isegi kontsentratsioonis alates 150. tuhandik kuni miljondik õhumahust. Selle gaasiga atmosfääri saastavate tööstuskeskuste ümbruses sureb peaaegu kogu taimestik (joonis 46). Mõned taimeliigid on SO 2 suhtes eriti tundlikud ja on selle õhus kogunemise tundlik indikaator. Näiteks surevad paljud samblikud isegi siis, kui ümbritsevas atmosfääris on vääveloksiidi jälgi. Nende olemasolu suurte linnade ümbruse metsades viitab kõrgele õhupuhtusele. Asustatud alade haljastuse liikide valikul võetakse arvesse taimede vastupidavust õhus leiduvatele lisanditele. Suitsutundlikud näiteks harilik kuusk ja mänd, vaher, pärn, kask. Kõige vastupidavamad on tuja, kanada pappel, ameerika vaher, leeder ja mõned teised.

4.2.2. Muld ja reljeef. Maa-õhu keskkonna ilmastiku- ja kliimaomadused

Edaafilised keskkonnategurid. Mullaomadused ja maastik mõjutavad ka maismaaorganismide, eelkõige taimede elutingimusi. Maapinna omadusi, millel on selle elanikele ökoloogiline mõju, nimetatakse ühiselt edafilised keskkonnategurid (kreeka keelest "edaphos" - vundament, muld).

Taime juurestiku iseloom oleneb hüdrotermilisest režiimist, aeratsioonist, mulla koostisest, koostisest ja struktuurist. Näiteks puuliikide (kask, lehis) juurestik igikeltsaga aladel paikneb madalal sügavusel ja laiali laiali. Seal, kus igikeltsa pole, on nende samade taimede juurestik vähem levinud ja tungib sügavamale. Paljudel stepitaimedel võivad juured ulatuda vette suurest sügavusest, samas on neil huumusrikkas mullahorisondis ka palju pinnajuuri, kust taimed omastavad mineraalse toitumise elemente. Mangroovide vettinud, halvasti õhustatud pinnasel on paljudel liikidel spetsiaalsed hingamisjuured - pneumatofoorid.

Erinevate mullaomaduste osas võib eristada mitmeid ökoloogilisi taimerühmi.

Niisiis, vastavalt reaktsioonile mulla happesusele eristavad nad: 1) atsidofiilsed liigid - kasvavad happelistel muldadel, mille pH on alla 6,7 ​​(sfagnum raba taimed, valge hein); 2) neutrofiilne - graviteerub muldade poole, mille pH on 6,7–7,0 (enamik kultuurtaimi); 3) basofiilne– kasvab pH-ga üle 7,0 (mordovnik, metsanemone); 4) ükskõikne – võib kasvada erineva pH-väärtusega muldadel (maikelluke, lamba aruhein).

Pinnase brutokoostise suhtes on: 1) oligotroofsed taimed, mis sisaldavad vähesel määral tuhaelemente (harilik mänd); 2) eutroofne, need, mis vajavad suures koguses tuhaelemente (tamm, harilik karusmari, mitmeaastane metsahein); 3) mesotroofne, mõõdukas koguses tuhaelemente vajav (harilik kuusk).

Nitrofiilid– lämmastikurikkaid muldi eelistavad taimed (nõges).

Rühma moodustavad soolase pinnase taimed halofüüdid(soleros, sarsazan, kokpek).

Mõned taimeliigid on piiratud erinevate substraatidega: petrofüüdid kasvavad kivistel muldadel ja psammofüüdid asustavad nihkuvaid liivasid.

Maastik ja pinnase iseloom mõjutavad loomade spetsiifilist liikumist. Näiteks lagendikul elavad kabiloomad, jaanalinnud ja tsüstid vajavad kiirel jooksmisel tõrjumise suurendamiseks kõva pinnast. Nihkuval liival elavatel sisalikel on varbad ääristatud sarvjas soomuste narmastega, mis suurendab toetuspinda (joon. 47). Auke kaevavatele maismaaelanikele on tihe pinnas ebasoodne. Pinnase iseloom mõjutab mõnel juhul nende maismaaloomade levikut, kes kaevavad urud, kaevavad pinnasesse kuumuse või kiskjate eest põgenemiseks või munevad mulda jne.

Riis. 47. Lehvik-geko – Sahara liivade elanik: A – lehvikgeko; B – geko jalg

Ilmastiku omadused. Elutingimused maa-õhu keskkonnas on keerulised, lisaks on ilmamuutused. Ilm - see on pidevalt muutuv atmosfääri seisund maapinnal kuni umbes 20 km kõrguseni (troposfääri piir). Ilmastiku muutlikkus väljendub pidevas muutumises keskkonnategurite kombinatsioonis, nagu temperatuur ja niiskus, pilvisus, sademed, tuule tugevus ja suund jne. Ilmamuutusi koos nende loomuliku vaheldumisega aastatsüklis iseloomustavad mitteperioodilised kõikumised. , mis raskendab oluliselt maismaaorganismide olemasolu tingimusi. Ilmastik mõjutab veeelanike elu oluliselt vähemal määral ja ainult pinnakihtide populatsioonil.

Piirkonna kliima. Iseloomustab pikaajaline ilmarežiim piirkonna kliima. Kliima mõiste hõlmab mitte ainult meteoroloogiliste nähtuste keskmisi väärtusi, vaid ka nende aasta- ja päevatsüklit, kõrvalekaldeid sellest ja nende esinemissagedust. Kliima määravad piirkonna geograafilised tingimused.

Kliima tsoonilist mitmekesisust raskendavad mussoontuulte toime, tsüklonite ja antitsüklonite levik, mäeahelike mõju õhumasside liikumisele, ookeanist kauguse määr (mandriosa) ja paljud teised kohalikud tegurid. Mägedes on kliimavöönd, mis sarnaneb vööndite muutumisega madalatelt laiuskraadidelt kõrgetele laiuskraadidele. Kõik see loob erakordselt mitmekesise elutingimuste maismaal.

Enamiku maismaaorganismide jaoks, eriti väikeste jaoks, pole oluline mitte niivõrd piirkonna kliima, kuivõrd nende vahetus elupaiga tingimused. Väga sageli muudavad kohalikud keskkonnaelemendid (reljeef, paljastus, taimestik jne) teatud piirkonna temperatuuri, niiskuse, valguse, õhu liikumise režiimi selliselt, et see erineb oluliselt piirkonna kliimatingimustest. Selliseid lokaalseid kliimamuutusi, mis arenevad õhu pinnakihis, nimetatakse mikrokliima. Igas tsoonis on väga mitmekesine mikrokliima. Suvaliselt väikeste alade mikrokliima saab tuvastada. Näiteks lillede võradesse luuakse erirežiim, mida kasutavad seal elavad putukad. Temperatuuride, õhuniiskuse ja tuule tugevuse erinevused on laialdaselt teada lagendikul ja metsades, rohupuistutel ja lagedatel pinnastel, põhja- ja lõunapoolsete avade nõlvadel jne. Eriline stabiilne mikrokliima tekib urgudes, pesades, lohkudes , koopad ja muud suletud kohad.

Sademed. Lisaks vee andmisele ja niiskusvarude loomisele võivad nad täita muid ökoloogilisi rolle. Seega avaldab tugev vihmasadu või rahe mõnikord taimedele või loomadele mehhaanilist mõju.

Lumikatte ökoloogiline roll on eriti mitmekesine. Päevased temperatuurikõikumised tungivad lume sügavusse vaid kuni 25 cm, sügavamal püsib temperatuur peaaegu muutumatuna. -20-30 °C pakasega 30-40 cm lumekihi all on temperatuur vaid veidi alla nulli. Sügav lumikate kaitseb uuenevaid pungasid ja kaitseb rohelisi taimeosi külmumise eest; paljud liigid lähevad lume alla lehestikku alistamata, näiteks karvane muru, Veronica officinalis, sõraline rohi jne.

Riis. 48. Lumeaugus paiknevate tedrede temperatuurirežiimi telemeetrilise uuringu skeem (A.V. Andrejevi, A.V. Krechmari järgi, 1976)

Väikesed maismaaloomad juhivad ka talvel aktiivset eluviisi, luues lume alla ja selle paksusesse terveid galeriisid tunneleid. Paljudele lumega kaetud taimestikust toituvatele liikidele on omane isegi talvine sigimine, mida täheldavad näiteks lemmingud, mets- ja kollakurk-hiired, mitmed hiired, vesirotid jne. , tedre, tundravarb - ööseks lumme urgu ( joon. 48).

Talvine lumikate raskendab suurtel loomadel toidu hankimist. Paljud sõralised (põhjapõdrad, metssead, muskusveised) toituvad talvel eranditult lumega kaetud taimestikust ning sügav lumikate ja eriti jäistes tingimustes tekkiv kõva koorik selle pinnal määravad nad nälga. Revolutsioonieelse Venemaa rändkarjakasvatuse ajal toimus lõunapiirkondades tohutu katastroof. džuut – kariloomade massiline suremus jäiste olude tõttu, mis jätab loomad toidust ilma. Loomadele on ka liikumine lahtisel sügaval lumel raskendatud. Näiteks rebased eelistavad lumerohketel talvedel metsas tihedate kuuskede all olevaid alasid, kus lumekiht on õhem, ega lähe peaaegu kunagi lagedatele lagendikele ja metsaservadele. Lume sügavus võib piirata liikide geograafilist levikut. Näiteks pärishirved ei tungi põhja poole nendesse piirkondadesse, kus talvel on lume paksus üle 40–50 cm.

Lumikatte valgesus paljastab tumedad loomad. Kamuflaaži valik, mis sobiks taustavärviga, mängis ilmselt olulist rolli sesoonsete värvimuutuste ilmnemisel kalju- ja tundravarbja, mägijänese, hermeliini, nirk ja arktilise rebase puhul. Commanderi saartel on koos valgete rebastega palju sinirebaseid. Viimased viibivad zooloogide tähelepanekute järgi peamiselt tumedate kivide ja jäävabade surfiribade läheduses, valged aga lumikattega alasid.

4.3. Muld elupaigana

4.3.1. Mulla omadused

Muld on lahtine õhuke pinnakiht, mis puutub kokku õhuga. Vaatamata oma ebaolulisele paksusele on sellel Maa kestal elu levimisel ülitähtis roll. Pinnas ei ole lihtsalt tahke keha, nagu enamik litosfääri kivimeid, vaid keerukas kolmefaasiline süsteem, milles tahked osakesed on ümbritsetud õhu ja veega. See on läbi imbunud gaaside ja vesilahuste seguga täidetud õõnsustest ning seetõttu tekivad selles äärmiselt mitmekesised tingimused, mis on soodsad paljude mikroorganismide ja makroorganismide elutegevuseks (joon. 49). Pinnas on temperatuurikõikumised õhu pinnakihiga võrreldes tasandatud ning põhjavee olemasolu ja sademete läbitungimine loovad niiskusvarusid ning tagavad vee- ja maismaakeskkonna vahepealse niiskusrežiimi. Muld koondab orgaaniliste ja mineraalsete ainete varud, mida varustavad surev taimestik ja loomakehad. Kõik see määrab mulla suurema küllastumise eluga.

Maismaataimede juurestik on koondunud mulda (joon. 50).

Riis. 49. Brandti hiire maa-alused käigud: A – pealtvaade; B – külgvaade

Riis. 50. Juurte paigutamine steppide tšernozemmulda (M. S. Shalyti järgi, 1950)

Keskmiselt on 1 m 2 mullakihi kohta üle 100 miljardi algloomaraku, miljoneid rotifere ja tardigrade, kümneid miljoneid nematoodi, kümneid ja sadu tuhandeid lestasid ja kevadsabasid, tuhandeid muid lülijalgseid, kümneid tuhandeid enchytraeids, kümned ja sajad vihmaussid, molluskid ja muud selgrootud. Lisaks sisaldab 1 cm 2 pinnast kümneid ja sadu miljoneid baktereid, mikroskoopilisi seeni, aktinomütseete ja muid mikroorganisme. Valgustatud pinnakihid sisaldavad igas grammis sadu tuhandeid roheliste, kollakasroheliste, ränivetikate ja sinivetikate fotosünteetilisi rakke. Elusorganismid on mullale sama iseloomulikud kui selle elutud komponendid. Seetõttu klassifitseeris V. I. Vernadsky mulla bioinertseks looduskehaks, rõhutades selle küllastumist eluga ja lahutamatut seost sellega.

Mullatingimuste heterogeensus avaldub kõige enam vertikaalsuunas. Sügavuse tõttu muutuvad järsult mitmed kõige olulisemad mullaelanike elu mõjutavad keskkonnategurid. Esiteks on see seotud mulla struktuuriga. See sisaldab kolme peamist horisonti, mis erinevad üksteisest morfoloogiliste ja keemiliste omaduste poolest: 1) ülemine huumusakumulatsioonihorisont A, kuhu koguneb ja muundub orgaaniline aine ning millest osa ühendeid kandub alla pesuvetega; 2) sissevooluhorisont ehk illuviaal B, kus ülevalt välja uhutud ained settivad ja muunduvad, ja 3) lähtekivim ehk horisont C, mille materjal muutub pinnaseks.

Igas horisondis eristatakse rohkem jaotatud kihte, mis erinevad ka omaduste poolest suuresti. Näiteks parasvöötme kliimavööndis okas- või segametsade all horisont A koosneb allapanust (A 0)– lahtiselt kogunenud taimejäänuste kiht, tumedat värvi huumuskiht (A 1), milles orgaanilise päritoluga osakesed on segatud mineraalsete osakestega ja podsoolse kihiga (A 2)– värvuselt tuhkhall, milles on ülekaalus räniühendid ja kõik lahustuvad ained uhutakse mullaprofiili sügavustesse. Nii nende kihtide struktuur kui ka keemia on väga erinevad ning seetõttu satuvad taimejuured ja mullaasukad, liikudes vaid mõne sentimeetri võrra üles või alla, erinevatesse tingimustesse.

Loomadele elamiseks sobivate mullaosakeste vaheliste õõnsuste suurus väheneb tavaliselt sügavuse kasvades kiiresti. Näiteks niidumuldadel on õõnsuste keskmine läbimõõt 0–1 cm sügavusel 3 mm, 1–2 cm – 2 mm ja 2–3 cm sügavusel – vaid 1 mm; sügavamal on mullapoorid veelgi väiksemad. Mulla tihedus muutub ka sügavusega. Kõige kobedamad on need, mis sisaldavad orgaanilist ainet. Nende kihtide poorsuse määrab asjaolu, et orgaanilised ained liimivad mineraalosakesed suuremateks agregaatideks, millede vaheliste õõnsuste maht suureneb. Illuviaalne horisont on tavaliselt kõige tihedam IN, tsementeeritud sellesse uhutud kolloidosakestega.

Niiskus on pinnases erinevates olekus: 1) seotuna (hügroskoopne ja kilega), mis on mullaosakeste pinnaga kindlalt kinni; 2) kapillaar hõivab väikesed poorid ja võib liikuda mööda neid eri suundades; 3) gravitatsioon täidab suuremad tühimikud ja imbub raskusjõu mõjul aeglaselt alla; 4) mullaõhus sisaldub aur.

Veesisaldus on erinevates muldades ja erinevatel aegadel erinev. Kui gravitatsiooniniiskust on liiga palju, on pinnase režiim lähedane veehoidlate režiimile. Kuivas pinnases jääb alles vaid seotud vesi ja tingimused lähenevad maismaal leiduvatele. Kuid ka kõige kuivematel muldadel on õhk maapinnast niiskem, mistõttu on mulla asukad kuivamise ohule palju vähem vastuvõtlikud kui pinnal.

Mullaõhu koostis on muutuv. Sügavuse tõttu väheneb hapnikusisaldus selles oluliselt ja süsihappegaasi kontsentratsioon suureneb. Lagunevate orgaaniliste ainete sisalduse tõttu mullas võib mullaõhk sisaldada suures kontsentratsioonis mürgiseid gaase nagu ammoniaak, vesiniksulfiid, metaan jne. Pinnase üleujutamisel või taimejääkide intensiivsel mädanemisel võivad tekkida täiesti anaeroobsed tingimused. esinevad mõnes kohas.

Lõiketemperatuuri kõikumine ainult mullapinnal. Siin võivad nad olla isegi tugevamad kui pinnapealses õhukihis. Iga sentimeetri sügavusel jäävad aga ööpäevased ja hooajalised temperatuurimuutused aina väiksemaks ning 1–1,5 m sügavusel pole need praktiliselt enam jälgitavad (joon. 51).

Riis. 51. Mulla temperatuuri aastaste kõikumiste vähenemine sügavusega (K. Schmidt-Nilsson, 1972 järgi). Varjutatud osa on aastaste temperatuurikõikumiste vahemik

Kõik need omadused toovad kaasa asjaolu, et vaatamata mulla keskkonnatingimuste suurele heterogeensusele toimib see üsna stabiilse keskkonnana, eriti liikuvate organismide jaoks. Mullaprofiili järsk temperatuuri ja niiskuse gradient võimaldab mullaloomadel väikeste liigutustega luua endale sobiva ökoloogilise keskkonna.

4.3.2. Mullaelanikud

Mulla heterogeensus toob kaasa asjaolu, et erineva suurusega organismide jaoks toimib see erineva keskkonnana. Mikroorganismide jaoks on mullaosakeste tohutu kogupind eriti oluline, kuna valdav enamus mikroobide populatsioonist on neile adsorbeerunud. Mullakeskkonna keerukus loob väga erinevaid tingimusi väga erinevatele funktsionaalrühmadele: aeroobidele ja anaeroobidele, orgaaniliste ja mineraalsete ühendite tarbijatele. Mikroorganismide levikut mullas iseloomustab peen fookus, sest isegi mõne millimeetri piires võivad erinevad ökoloogilised tsoonid muutuda.

Väikestele mullaloomadele (joon. 52, 53), mis on kombineeritud nimetuse alla mikrofauna (algloomad, rotiferid, tardigradid, nematoodid jne), on muld mikroreservuaaride süsteem. Põhimõtteliselt on need veeorganismid. Nad elavad pinnase poorides, mis on täidetud gravitatsiooni- või kapillaarveega ja osa elust võib sarnaselt mikroorganismidega olla adsorbeerunud olekus osakeste pinnal õhukeses kile niiskuskihis. Paljud neist liikidest elavad ka tavalistes veekogudes. Mullavormid on aga palju väiksemad kui mageveelised ja lisaks eristuvad nende võime püsida pikka aega ensteeritud olekus, oodates ära ebasoodsaid perioode. Kui magevee amööbid on 50–100 mikronit suured, siis mulla amööbid on vaid 10–15 mikronit. Lipuliste esindajad on eriti väikesed, sageli vaid 2–5 mikronit. Mullaripsloomadel on ka kääbussuurused ja pealegi võivad nad oluliselt muuta oma kehakuju.

Riis. 52. Testate amööbid, mis toituvad metsaaluse kõdunevatel lehtedel bakteritest

Riis. 53. Mulla mikrofauna (W. Dunger, 1974 järgi):

1–4 - flagella; 5–8 – alasti amööbid; 9-10 – testamendiga amööbid; 11–13 – ripslased; 14–16 - ümarussid; 17–18 – rotiferid; 19–20 – tardigrade

Veidi suurematele õhku hingavatele loomadele näib pinnas väikeste koobaste süsteemina. Sellised loomad on rühmitatud nimede alla mesofauna (joonis 54). Mullamesofauna esindajate suurused ulatuvad kümnendikest kuni 2–3 mm. Sellesse rühma kuuluvad peamiselt lülijalgsed: arvukad lestarühmad, primaarsed tiibadeta putukad (kollembolad, proturus, kahesabalised), väikesed tiivuliste liigid, simphila sajajalgsed jne. Neil pole kaevamiseks erilisi kohandusi. Nad roomavad mööda mullaõõnsuste seinu, kasutades oma jäsemeid või vingerdades nagu uss. Veeauruga küllastunud mullaõhk võimaldab hingata läbi katete. Paljudel liikidel puudub hingetoru süsteem. Sellised loomad on kuivamise suhtes väga tundlikud. Peamine vahend õhuniiskuse kõikumisest pääsemiseks on liikuda sügavamale. Kuid mullaõõnsuste kaudu sügava rände võimalust piirab pooride läbimõõdu kiire vähenemine, mistõttu liikumine läbi mullaaukude on juurdepääsetav ainult kõige väiksematele liikidele. Suurematel mesofauna esindajatel on mõned kohandused, mis võimaldavad taluda ajutist mulla õhuniiskuse vähenemist: kaitsev soomused kehal, naha osaline läbilaskmatus, tahke paksuseinaline kest epikutikuliga koos primitiivse hingetoru süsteemiga, mis tagab hingamise.

Riis. 54. Mulla mesofauna (no W. Danger, 1974):

1 – vale skorion; 2 – gama uus kellapõhi; 3–4 oribatiidlestad; 5 – sajajalgne pauroioda; 6 – kironomiidi sääsevastne; 7 - mardikas sellest perekonnast. Ptiliidae; 8–9 vedrusabad

Mesofauna esindajad elavad üle pinnase üleujutuse perioodid õhumullidega. Õhk jääb loomade keha ümber kinni tänu nende mittemärguvale nahale, mis on varustatud ka karvade, soomustega jne. Õhumull toimib väikese looma jaoks omamoodi "füüsilise lõpusena". Hingamine toimub hapniku difundeerumise tõttu ümbritsevast veest õhukihti.

Mikro- ja mesofauna esindajad taluvad talvist mulla külmumist, kuna enamik liike ei suuda negatiivse temperatuuriga kihtidest allapoole liikuda.

Suuremaid mullaloomi, kelle keha suurus on 2–20 mm, nimetatakse esindajateks makrofauna (Joonis 55). Need on putukate vastsed, sajajalgsed, enhütraeedid, vihmaussid jne. Nende jaoks on muld tihe keskkond, mis tagab liikumisel märkimisväärse mehaanilise vastupidavuse. Need suhteliselt suured vormid liiguvad pinnases kas looduslikke kaevu laiendades mullaosakesi laiali lükates või uusi tunneleid kaevates. Mõlemad liikumisviisid jätavad jälje loomade välisstruktuuri.

Riis. 55. Mulla makrofauna (no W. Danger, 1974):

1 - vihmauss; 2 – puutäid; 3 – sajajalgne; 4 – kahejalgne sajajalgne; 5 – jahvatatud mardika vastne; 6 – kliki mardika vastne; 7 – mutt kriket; 8 - Hruštšovi vastne

Võime liikuda läbi õhukeste aukude, peaaegu kaevamist kasutamata, on omane ainult liikidele, millel on väikese ristlõikega keha, mis on võimeline käänulistes käikudes tugevalt painduma (sajajalgsed - luuviljad ja geofiilid). Kere seinte surve mõjul pinnaseosakesi laiali tõugates liiguvad vihmaussid, pikajalgsete sääskede vastsed jt. Pärast tagumise otsa fikseerimist nad õhendavad ja pikendavad esiosa, tungides kitsastesse mullalõhedesse, seejärel kinnitavad esiosa. kehaosa ja suurendada selle läbimõõtu. Sel juhul tekib laienenud piirkonnas lihaste töö tõttu tugev hüdrauliline surve mittesurutavale intrakavitaarsele vedelikule: ussides - tsöloomikottide sisu ja tipulidides - hemolümf. Surve kandub läbi kehaseinte pinnasesse ja nii laiendab loom kaevu. Samal ajal jääb tagumine läbipääs avatuks, mis ähvardab suurendada aurutamist ja kiskjate tagakiusamist. Paljudel liikidel on välja kujunenud kohandused ökoloogiliselt soodsama liikumisviisiga pinnases – kaevata ja takistada läbipääsu nende taga. Kaevamine toimub mullaosakeste kobestamise ja riisumisega. Erinevate putukate vastsed kasutavad selleks pea eesmist otsa, alalõualuusid ja esijäsemeid, mida laiendab ja tugevdab paks kitiinikiht, ogad ja väljakasvud. Kere tagumises otsas arenevad tugevaks fikseerimiseks mõeldud seadmed - sissetõmmatavad toed, hambad, konksud. Läbipääsu sulgemiseks viimastel lõikudel on paljudel liikidel spetsiaalne surutud platvorm, mida raamivad kitiinsed küljed või hambad, omamoodi käru. Sarnased alad moodustuvad elytra tagaküljel ja kooremardikatel, kes kasutavad neid ka käikude puurijahuga ummistamiseks. Nende tagant läbipääsu sulgedes on pinnases elavad loomad pidevalt suletud kambris, mis on küllastunud oma keha aurudega.

Enamiku selle ökoloogilise rühma liikide gaasivahetus toimub spetsiaalsete hingamisorganite abil, kuid samal ajal täiendab seda gaasivahetus läbi naha. On isegi võimalik, et eranditult nahahingamine on võimalik, näiteks vihmausside ja enhütraeide puhul.

Uutavad loomad võivad eemalduda kihtidest, kus esineb ebasoodne keskkond. Põua ja talve ajal koonduvad nad sügavamatesse kihtidesse, tavaliselt mitmekümne sentimeetri kaugusele pinnast.

Megafauna mullad on suured kääbused, peamiselt imetajad. Mitmed liigid veedavad kogu oma elu mullas (muttirotid, mutirotid, zokora, euraasia mutid, kuldmutid

Aafrika, Austraalia marsupial mutid jne). Nad loovad pinnasesse terveid käikude ja urgude süsteeme. Nende loomade välimus ja anatoomilised omadused peegeldavad nende kohanemisvõimet maa-aluse elustiiliga. Neil on vähearenenud silmad, kompaktne, harjaline keha lühikese kaelaga, lühike paks karv, tugevad kaevuvad jäsemed tugevate küünistega. Mutt- ja mutirotid kobestavad maapinda oma lõikehammastega. Pinnase megafauna hulka kuuluvad ka suured oligoheedid, eriti troopikas ja lõunapoolkeral elavad Megascolecidae perekonna esindajad. Suurim neist, Austraalia Megascolides australis, ulatub 2,5 ja isegi 3 m pikkuseks.

Lisaks mulla püsielanikele võib suurloomade hulgas eristada suurt ökoloogilist rühma uru elanikke (kulblased, marmotid, jerboad, küülikud, mägrad jne). Nad toituvad pinnal, kuid paljunevad, talvituvad, puhkavad ja pääsevad mullas ohu eest. Paljud teised loomad kasutavad oma urgusid, leides neis soodsa mikrokliima ja peavarju vaenlaste eest. Kaevajatel on maismaaloomadele iseloomulikke struktuurseid tunnuseid, kuid neil on mitmeid urguva elustiiliga seotud kohandusi. Näiteks mägral on pikad küünised ja tugevad esijäsemete lihased, kitsas pea ja väikesed kõrvad. Võrreldes auke mittekaevavate jänestega on küülikutel märgatavalt lühenenud kõrvad ja tagajalad, vastupidavam kolju, arenenumad luud ja käsivarte lihased jne.

Mitmete ökoloogiliste tunnuste puhul on muld keskmine vahemaa vee- ja maismaaelustiku vahel. Muld sarnaneb veekeskkonnaga oma temperatuurirežiimi, mulla õhu madala hapnikusisalduse, veeauruga küllastumise ja muul kujul vee olemasolu, soolade ja orgaaniliste ainete sisalduse mullalahustes ning võime tõttu. liikuda kolmes mõõtmes.

Mulla toovad õhukeskkonnale lähemale mullaõhu olemasolu, kuivamisoht ülemistes horisontides ning pinnakihtide temperatuurirežiimi üsna järsud muutused.

Mulla kui loomade elupaiga vahepealsed ökoloogilised omadused viitavad sellele, et muld mängis loomamaailma evolutsioonis erilist rolli. Paljude rühmade, eriti lülijalgsete jaoks oli pinnas keskkond, mille kaudu algselt vee-elanikud said maismaa elustiilile üle minna ja maad vallutada. Seda lülijalgsete evolutsiooni teed tõestasid M. S. Giljarovi (1912–1985) tööd.

4.4. Elusorganismid elupaigana

Paljud heterotroofsete organismide tüübid elavad kogu oma eluea või elutsükli osa jooksul teistes elusolendites, kelle kehad toimivad neile keskkonnana, mis erineb oluliselt välistest omadustest.

Riis. 56. Lehetäid nakatavad lehetäid

Riis. 57. Lõigake pöögilehele sapipea Mikiola fagi vastne

Planeedil Maa on mitu peamist elukeskkonda:

vesi

maa-õhk

mulda

elusorganism.

Veeline elukeskkond.

Vees elavatel organismidel on kohandused, mille määravad vee füüsikalised omadused (tihedus, soojusjuhtivus, soolade lahustamise võime).

Vee üleslükkejõu tõttu on paljud veekeskkonna väikesed elanikud hõljuvad ega suuda hoovustele vastu seista. Selliste väikeste vee-asukate kogumit nimetatakse planktoniks. Planktoni hulka kuuluvad mikroskoopilised vetikad, väikesed koorikloomad, kalamari ja -vastsed, meduusid ja paljud teised liigid.

Plankton

Planktoni organisme kannavad hoovused ja nad ei suuda neile vastu seista. Planktoni olemasolu vees teeb võimalikuks filtreerimise tüüpi toitumise, st erinevate seadmete, väikeste organismide ja vees hõljuvate toiduosakeste kurnamise. See on välja töötatud nii ujuvatel kui ka istuvatel põhjaloomadel, nagu krinoidid, rannakarbid, austrid jt. Kui planktonit poleks, oleks veeelanikel istuv elu võimatu ja see on omakorda võimalik vaid piisava tihedusega keskkonnas.

Vee tihedus muudab selles aktiivse liikumise keeruliseks, seetõttu peavad kiiresti ujuvad loomad, nagu kalad, delfiinid, kalmaarid, olema tugevate lihaste ja voolujoonelise kehakujuga.

Mako hai

Vee suure tiheduse tõttu suureneb rõhk sügavusega oluliselt. Süvamere elanikud suudavad taluda survet, mis on tuhandeid kordi suurem kui maapinnal.

Valgus tungib vette ainult madalale sügavusele, mistõttu taimeorganismid saavad eksisteerida ainult veesamba ülemistes horisontides. Ka kõige puhtamates meredes on fotosüntees võimalik vaid 100-200 m sügavusel.Suuremal sügavusel taimi pole ja süvaveeloomad elavad täielikus pimeduses.

Temperatuurirežiim veehoidlates on leebem kui maismaal. Tänu vee suurele soojusmahtuvusele on temperatuurikõikumised selles tasandatud ning veeelanikel ei teki vajadust kohaneda tugevate külmade või neljakümnekraadise kuumusega. Ainult kuumaveeallikates võib vee temperatuur läheneda keemistemperatuurile.

Üks raskusi veeelanike elus on hapniku piiratud hulk. Selle lahustuvus ei ole väga kõrge ja pealegi väheneb see oluliselt, kui vesi on saastunud või kuumutatud. Seetõttu on reservuaarides mõnikord nälg - elanike massiline surm hapnikupuuduse tõttu, mis esineb erinevatel põhjustel.

Kalad tapavad

Veeorganismide jaoks on väga oluline ka keskkonna soolane koostis. Mereliigid ei saa elada magevees ja magevee liigid ei saa elada meredes rakkude talitlushäirete tõttu.

Maa-õhk elukeskkond.

Sellel keskkonnal on erinevad funktsioonid. See on üldiselt keerulisem ja mitmekesisem kui vees. Selles on palju hapnikku, palju valgust, teravamad temperatuurimuutused ajas ja ruumis, oluliselt nõrgemad rõhulangused ja sageli esineb niiskusepuudust. Kuigi paljud liigid võivad lennata ning väikesed putukad, ämblikud, mikroorganismid, seemned ja taimede eosed kanduvad õhuvoolude kaudu, toimub organismide toitumine ja paljunemine maapinna või taimede pinnal. Sellises madala tihedusega keskkonnas nagu õhk vajavad organismid tuge. Seetõttu on maismaataimedel välja arenenud mehaanilised koed ja maismaaloomadel on veeloomadest tugevam sise- või välisskelett. Õhu madal tihedus muudab selles liikumise lihtsamaks. Ligikaudu kaks kolmandikku maismaa elanikest on omandanud aktiivse ja passiivse lennu. Enamik neist on putukad ja linnud.

Must tuulelohe

Caligo liblikas

Õhk on halb soojusjuht. See muudab organismide sees tekkiva soojuse säästmise ja soojaverelistel loomadel püsiva temperatuuri hoidmise lihtsamaks. Soojaverelisuse areng sai võimalikuks maapealses keskkonnas. Kaasaegsete veeimetajate - vaalad, delfiinid, morsad, hülged - esivanemad elasid kunagi maismaal.

Maaelanikel on enda veega varustamisega seotud mitmesuguseid kohandusi, eriti kuivades tingimustes. Taimedel on see võimas juurestik, veekindel kiht lehtede ja varte pinnal ning võime reguleerida vee aurustumist stoomi kaudu. Loomade puhul on need ka erinevad keha ja naha ehituslikud iseärasused, kuid lisaks aitab sobiv käitumine kaasa ka veetasakaalu säilitamisele. Nad võivad näiteks rännata kastmisaukudesse või vältida aktiivselt eriti kuivavaid tingimusi. Mõned loomad võivad elada terve elu kuivtoidul, näiteks jerboad või tuntud riidekoi. Sel juhul tekib organismile vajalik vesi toidukomponentide oksüdeerumise tõttu.

Kaameli okasjuur

Maapealsete organismide elus mängivad olulist rolli ka paljud teised keskkonnategurid, nagu õhu koostis, tuuled ja maapinna topograafia. Eriti olulised on ilm ja kliima. Maa-õhkkeskkonna elanikud peavad olema kohanenud selle Maa osa kliimaga, kus nad elavad, ja taluma ilmastikutingimuste muutlikkust.

Muld kui elukeskkond.

Muld on õhuke maapinna kiht, mida töödeldakse elusolendite tegevusega. Tahked osakesed imbuvad pinnasesse pooride ja õõnsustega, täidetakse osaliselt vee ja osaliselt õhuga, mistõttu võivad pinnases asustada ka väikesed veeorganismid. Väikeste õõnsuste maht pinnases on selle väga oluline omadus. Lahtises pinnases võib see olla kuni 70% ja tihedas pinnases - umbes 20%. Nendes poorides ja õõnsustes või tahkete osakeste pinnal elab tohutult erinevaid mikroskoopilisi olendeid: bakterid, seened, algloomad, ümarussid, lülijalgsed. Suuremad loomad teevad pinnasesse käike ise.

Mullaelanikud

Taimejuured läbivad kogu pinnase. Mulla sügavuse määrab juurte tungimise sügavus ja urguvate loomade aktiivsus. See ei ületa 1,5-2 m.

Mullaõõnsuste õhk on alati veeauruga küllastunud, selle koostis on rikastatud süsihappegaasiga ja hapnikuvaene. Nii meenutavad elutingimused pinnases veekeskkonda. Teisest küljest muutub vee ja õhu suhe muldades pidevalt sõltuvalt ilmastikutingimustest. Temperatuurikõikumised on pinnal väga teravad, kuid taanduvad kiiresti sügavusega.

Mullakeskkonna peamine omadus on pidev orgaanilise ainega varustamine, mis on peamiselt tingitud taimejuurte suremisest ja lehtede langemisest. See on väärtuslik energiaallikas bakteritele, seentele ja paljudele loomadele, seega on muld kõige elurikkam keskkond. Tema varjatud maailm on väga rikas ja mitmekesine.

Elusorganismid kui elukeskkond.

Lai paeluss

Loe ka: A) Teenussuvandid Kuva menüükäskude olekuriba A) tingimuste loomine antud biotsenoosi teiste liikide eluks I plokk 9. Isiksuse professionaalne areng. Tingimused tõhusaks professionaalseks enesemääramiseks. I. Tervishoiuasutuste töötajate valdkondliku tasustamissüsteemi kujunemise tunnused II. Peamise juhi, juhi ja föderaaleelarve vahendite saaja ülesannete täitmiseks tehtavate toimingute arvestuse iseärasused III Plokk: 5. Orbude ja vanemliku hoolitsuseta lastega sotsiaalõpetaja töö tunnused. PR-üritused meediale (tüübid, omadused, omadused). Absoluutne monarhia Inglismaal. Tekkimise eeldused, sotsiaal- ja valitsussüsteem. Inglise absolutismi tunnused.

Üldised omadused. Evolutsiooni käigus hakati maa-õhu keskkonda tundma palju hiljem kui veekeskkonda. Elu maal nõudis kohandusi, mis said võimalikuks alles suhteliselt kõrge organiseerituse korral nii taimede kui loomade osas. Maa-õhk elukeskkonna eripäraks on see, et siin elavaid organisme ümbritseb gaasiline keskkond, mida iseloomustab madal niiskus, tihedus ja rõhk ning kõrge hapnikusisaldus. Tavaliselt liiguvad selles keskkonnas loomad pinnasel (kõva substraat) ja taimed juurduvad selles.

Maa-õhkkeskkonnas on töökeskkonna teguritel mitmeid iseloomulikke tunnuseid: teiste keskkondadega võrreldes suurem valgustugevus, olulised temperatuurikõikumised, niiskuse muutused olenevalt geograafilisest asukohast, aastaajast ja kellaajast.

Maa-õhu keskkonna elusorganismidel on evolutsiooni käigus välja kujunenud iseloomulikud anatoomilised, morfoloogilised, füsioloogilised, käitumuslikud ja muud kohandused. Näiteks on ilmunud elundid, mis tagavad õhuhapniku otsese imendumise hingamise ajal (loomade kopsud ja hingetoru, taimede stomata). Keha toetavad skeleti moodustised (looma luustik, taimede mehaanilised ja tugikoed) on saanud tugeva arengu
keskkonna madala tihedusega tingimustes. Välja on töötatud kohandused, mis kaitsevad ebasoodsate tegurite eest, nagu elutsüklite perioodilisus ja rütm, naha keerukas struktuur, termoregulatsiooni mehhanismid jne. On tekkinud tihe seos mullaga (looma jäsemed, taimejuured), arenenud on loomade liikuvus toiduotsingul ja on tekkinud õhuvoolud.taimede seemned, viljad ja õietolm, lendavad loomad.

Madal õhutihedus määrab selle väikese tõstejõu ja ebaolulise toe. Kõik õhuelanikud on tihedalt seotud maapinnaga, mis teenib neid kinnitamiseks ja toetamiseks. Õhukeskkonna tihedus ei anna organismidele kõrget vastupanu, kui nad liiguvad mööda maapinda, küll aga raskendab vertikaalset liikumist. Enamiku organismide jaoks seostub õhus viibimine ainult elama asumise või saagi otsimisega.

Õhu madal tõstejõud määrab maismaaorganismide maksimaalse massi ja suuruse. Suurimad maapinnal elavad loomad on väiksemad kui veekeskkonna hiiglased. Suured imetajad (tänapäevase vaala suurus ja mass) ei saanud maismaal elada, kuna neid purustas nende enda kaal.

Madal õhutihedus tekitab liikumisele vähe takistust. 75% kõigist maismaaloomaliikidest on võimelised aktiivselt lendama.

Tuuled suurendavad loomade ja taimede niiskuse ja soojuse eraldumist. Tuule korral on soojust kergem taluda ja pakane on tugevam ning organismide kuivamine ja jahtumine toimub kiiremini. Tuul põhjustab muutusi taimede transpiratsiooni intensiivsuses ja mängib rolli anemofiilsete taimede tolmeldamisel.

Õhu gaasi koostis– hapnik – 20,9%, lämmastik – 78,1%, inertgaasid – 1%, süsinikdioksiid – 0,03 mahuprotsenti. Hapnik aitab kiirendada ainevahetust maismaaorganismides.

Valgusrežiim. Maa pinnale jõudva kiirguse hulga määrab piirkonna geograafiline laiuskraad, päeva pikkus, atmosfääri läbipaistvus ja päikesekiirte langemisnurk. Valgustus Maa pinnal on väga erinev.

Puud, põõsad ja taimekultuurid varjutavad ala ja loovad spetsiaalse mikrokliima, mis nõrgendab kiirgust.

Seega ei erine erinevates elupaikades mitte ainult kiirguse intensiivsus, vaid ka selle spektraalne koostis, taimede valgustuse kestus, erineva intensiivsusega valguse ruumiline ja ajaline jaotus jne. Sellest tulenevalt on organismide kohanemine eluks Maapealne keskkond ühes või teises valgusrežiimis on samuti mitmekesine. Valguse suhtes eristatakse kolme peamist taimerühma: valgust armastavad (heliofüüdid), varjulembesed (sciofüüdid) ja varjutaluvad.

Maa-õhu keskkonna taimedel on anatoomilised, morfoloogilised, füsioloogilised ja muud kohandused erinevate valgustingimustega:

Anatoomiliste ja morfoloogiliste kohanemiste näide on välisilme muutumine erinevates valgustingimustes, näiteks süstemaatilises asendis suguluses olevate, erineva valgustuse all elavate taimede lehelabade ebavõrdne suurus (niidukell Cumpanula patula ja mets - C. trachelium, põldkannike - Viola arvensis, kasvab põldudel, niitudel, metsaservadel ja metskannike - V. mirabilis).

Heliofüüttaimedel on lehed suunatud kiirguse sissevoolu vähendamisele kõige "ohtlikumatel" päevatundidel. Lehtede labad paiknevad vertikaalselt või horisontaaltasapinna suhtes suure nurga all, nii et päeval saavad lehed valdavalt libisevaid kiiri.

Varjutaluvate taimede lehed on paigutatud nii, et nad saavad maksimaalselt langevat kiirgust.

Füsioloogilise kohanemise omapärane vorm järsu valguse puudumise ajal on taime fotosünteesivõime kadumine ja üleminek heterotroofsele toitumisele valmis anorgaaniliste ainetega. Mõnikord muutus selline üleminek pöördumatuks klorofülli kadumise tõttu taimede poolt, näiteks varjuliste kuusemetsade orhideed (Goodyera repens, Weottia nidus avis), orhideed (Monotropa hypopitys).

Loomade füsioloogilised kohanemised. Enamiku päevase ja öise aktiivsusega maismaaloomade jaoks on nägemine üks orienteerumismeetodeid ja oluline saagi otsimisel. Paljudel loomaliikidel on ka värvinägemine. Sellega seoses tekkisid loomadel, eriti ohvritel, kohanemisvõimed. Nende hulka kuuluvad kaitse-, kamuflaaži- ja hoiatusvärvid, kaitsev sarnasus, miimika jne. Kõrgemate taimede erksavärviliste õite ilmumine on seotud ka tolmeldajate visuaalse aparatuuri omadustega ja lõpuks ka keskkonna valgusrežiimiga.

Veerežiim. Niiskusepuudus on maa-õhu elukeskkonna üks olulisemaid tunnuseid. Maapealsete organismide evolutsioon toimus niiskuse hankimise ja säilitamisega kohanemise kaudu.

()puurid (vihm, rahe, lumi) täidavad lisaks vee andmisele ja niiskusvarude loomisele sageli ka teist ökoloogilist rolli. Näiteks tugevate vihmade ajal ei jõua pinnas niiskust endasse imada, vesi voolab kiiresti tugevate ojadena ning kannab sageli nõrgalt juurdunud taimi, väikeloomi ja viljakat mulda järvedesse ja jõgedesse.

Rahe mõjub negatiivselt ka taimedele ja loomadele. Mõnikord hävib see looduskatastroof täielikult üksikutel põldudel kasvatatavad põllukultuurid.

Lumikatte ökoloogiline roll on mitmekesine, taimede puhul, mille uuenemispungad asuvad mullas või selle pinna lähedal, ja paljudele väikeloomadele täidab lumi soojust isoleeriva katte rolli, mis kaitseb neid madalate talviste temperatuuride eest. Talvine lumikate takistab sageli suurtel loomadel toidu hankimist ja liikumist, eriti kui pinnale tekib jääkoorik. Sageli on lumerohketel talvedel täheldatud metskitse ja metssigade hukkumist.

Ka suur lumekogus avaldab taimedele negatiivset mõju. Lisaks mehaanilistele kahjustustele lumelaastude või lumepuhurite näol võib paks lumekiht põhjustada taimede mahasurumist ja lume sulamisel, eriti pikal kevadel, taimede leotamist.

Temperatuur. Maa-õhu keskkonna eripäraks on suur temperatuurikõikumiste vahemik. Enamikul maismaaaladel on ööpäevased ja aastased temperatuurivahemikud kümned kraadid.

Maismaataimed hõivavad pinnase pinnaga külgneva tsooni, st "liidese", millel toimub langevate kiirte üleminek ühest keskkonnast teise, läbipaistvast läbipaistmatuks. Sellel pinnal luuakse spetsiaalne soojusrežiim: päeval on soojuskiirte neeldumise tõttu tugev kuumenemine, öösel kiirguse mõjul tugev jahtumine. Seetõttu kogeb õhu pindmine kiht kõige järsemaid ööpäevaseid temperatuurikõikumisi, mis on kõige tugevamad paljal pinnasel.

Maa-õhkkeskkonnas muudab elutingimused keeruliseks ilmamuutuste olemasolu. Ilm on atmosfääri pidevalt muutuv seisund maapinnal kuni ligikaudu 20 km kõrgusel. Ilmastiku muutlikkus avaldub keskkonnategurite pidevas muutumises: temperatuur, õhuniiskus, pilvisus, sademed, tuule tugevus, suund. Piirkonna kliimat iseloomustab pikaajaline ilmarežiim. Kliima määravad piirkonna geograafilised tingimused. Igat elupaika iseloomustab teatud ökoloogiline kliima, see tähendab maapinna õhukihi kliima ehk ökokliima.

Geograafiline tsoonilisus ja tsoonilisus. Elusorganismide levik Maal on tihedalt seotud geograafiliste vööndite ja tsoonidega. Maakera pinnal on 13 geograafilist tsooni, mis muutuvad ekvaatorist poolustele ja ookeanidest mandrite sisemusse. Vööde sees eristatakse laius- ja meridiaalseid ehk pikisuunalisi looduslikke vööndeid. Esimesed ulatuvad läänest itta, teised põhjast lõunasse. Iga kliimavööndit iseloomustab oma ainulaadne taimestik ja loomapopulatsioon. Elurikkamad ja produktiivsemad on troopilised metsad, lammid, preeriad ning subtroopika ja üleminekuvööndi metsad. Kõrbed, niidud ja stepid on vähem tootlikud. Organismide muutlikkuse ja tsoonilise leviku üks olulisi tingimusi maa peal on keskkonna keemilise koostise muutlikkus. Koos horisontaaltsoonilisusega ilmneb maakeskkonnas selgelt ka kõrgus- või vertikaaltsoonilisus. Mägimaade taimestik on rikkalikum kui külgnevatel tasandikel. Kohanemised eluga mägedes: taimedes domineerib padjakujuline eluvorm, püsililled, millel on arenenud kohanemine tugeva ultraviolettkiirgusega ja vähenenud transpiratsiooniga. Loomadel südame suhteline maht suureneb ja hemoglobiinisisaldus veres suureneb. Loomad: mägikalkunid, mägivindid, lõokesed, raisakotkad, jäärad, kitsed, seemisnahad, jakid, karud, ilvesed.

Maa-õhu elupaiga tunnused. Maa-õhk keskkonnas on piisavalt valgust ja õhku. Kuid õhuniiskus ja temperatuur on väga erinevad. Soistel aladel on niiskust liiga palju, steppides palju vähem. Samuti on märgata päevaseid ja hooajalisi temperatuurikõikumisi.

Organismide kohanemine eluga erineva temperatuuri ja niiskusega tingimustes. Suur hulk organismide kohanemisi maa-õhu keskkonnas on seotud õhutemperatuuri ja -niiskusega. Stepiloomad (skorpionid, tarantli- ja karakurt-ämblikud, gopherid, hiired) peidavad end kuumuse eest urgudesse. Suurem vee aurustumine lehtedest kaitseb taime kuumade päikesekiirte eest. Loomadel on selline kohanemine higieritus.

Külma ilmaga lendavad linnud minema soojematesse piirkondadesse, et kevadel naasta kohta, kus nad sündisid ja kus nad poegivad. Ukraina või Krimmi lõunapiirkondade maa-õhu keskkonna eripäraks on ebapiisav niiskus.

Vaadake joonist fig. 151 sarnaste tingimustega kohanenud taimedega.

Organismide kohanemine maa-õhu keskkonnas liikumiseks. Paljude maa-õhu keskkonna loomade jaoks on oluline liikumine maapinnal või õhus. Selleks on nad välja töötanud teatud kohandused ja nende jäsemed on erineva ehitusega. Ühed on kohanenud jooksmisega (hunt, hobune), teised hüppamisega (känguru, jerboa, rohutirts), teised aga lendudega (linnud, nahkhiired, putukad) (joon. 152). Madudel ja rästikutel pole jäsemeid. Nad liiguvad oma keha painutades.

Märkimisväärselt vähem organisme on kohanenud eluga kõrgel mägedes, kuna taimede jaoks on vähe mulda, niiskust ja õhku ning loomadel on raskusi liikumisega. Kuid mõned loomad, näiteks muflon-mägikitsed (joonis 154), on võimelised liikuma peaaegu vertikaalselt üles-alla, kui esineb vähemalt väikesi ebatasasusi. Seetõttu võivad nad elada kõrgel mägedes. Materjal saidilt

Organismide kohanemine erinevate valgustingimustega.Üks taimede kohanemisvõimalusi erineva valgustusega on lehtede suund valguse poole. Varjus asetsevad lehed horisontaalselt: nii saavad nad rohkem valguskiiri. Valguslembesed lumikellukesed ja rüast arenevad ja õitsevad varakevadel. Sel perioodil on neil piisavalt valgust, kuna metsas pole puudele lehti veel ilmunud.

Loomade kohanemine maa-õhu elupaiga kindlaksmääratud teguriga on silmade struktuur ja suurus. Enamikul selles keskkonnas elavatel loomadel on hästi arenenud nägemisorganid. Näiteks näeb kull oma lennu kõrguselt hiirt, kes jookseb üle põllu.

Paljude sajandite pikkuse arengu jooksul on maa-õhu keskkonna organismid kohanenud selle tegurite mõjuga.

Kas te ei leidnud seda, mida otsisite? Kasutage otsingut

Sellel lehel on materjale järgmistel teemadel:

• referaat teemal Elusorganismi elupaik, 6. klass
• lumikulli kohanemisvõime keskkonnaga
• õhuteemalisi termineid
• aruanne maa-õhu elupaiga kohta
• röövlindude kohanemine oma keskkonnaga

“Keskkonna” all peame silmas kõike, mis keha ümbritseb ja seda ühel või teisel moel mõjutab. Teisisõnu iseloomustab elukeskkonda teatud keskkonnategurite kogum. kolmapäeval- elukeskkond - veekeskkond - maa-õhkkeskkond - mullakeskkond - organism kui elukeskkond - põhimõisted.

Üldtunnustatud määratlus keskkond on Nikolai Pavlovitš Naumovi määratlus: " kolmapäeval- kõik, mis organisme ümbritseb, mõjutab otseselt või kaudselt nende seisundit, arengut, ellujäämist ja paljunemist." Maal on neli kvalitatiivselt erinevat elukeskkonda, millel on teatud keskkonnategurite kogum: -maa-vesi (maismaa); - vesi; - pinnas; - muud organismid.

Maa-õhk Keskkonda iseloomustavad tohutult erinevad elutingimused, ökoloogilised nišid ja neid asustavad organismid. Organismid mängivad esmast rolli maa-õhu elukeskkonna tingimuste ja eelkõige atmosfääri gaasilise koostise kujundamisel. Peaaegu kogu maakera atmosfääris leiduv hapnik on biogeenset päritolu. Maa-õhkkeskkonna peamised omadused on

Suured muutused keskkonnategurites,

keskkonna heterogeensus,

gravitatsioonijõudude toime,

Madal õhutihedus.

Teatud loodusvööndiga seotud füüsikalis-geograafiliste ja klimaatiliste tegurite kompleks viib organismide kohanemiseni nendes tingimustes eluga ja eluvormide mitmekesisusega. Kõrge hapnikusisaldus atmosfääris (umbes 21%) määrab võimaluse moodustada ainevahetuse kõrge (energia)tase. Atmosfääriõhku iseloomustab madal ja muutlik õhuniiskus. See asjaolu piiras suuresti maa-õhkkeskkonna arendamise võimalusi.

Atmosfäär(kreeka keelest atmos - aur ja sphaira - pall), maa gaasiline kest. Maa atmosfääri täpset ülemist piiri on võimatu näidata. Atmosfääril on selgelt väljendunud kihiline struktuur. Atmosfääri peamised kihid:

1)Troposfäär- kõrgus 8 - 17 km. sinna koondub kogu veeaur ja 4/5 atmosfääri massist ning arenevad kõik ilmastikunähtused.

2)Stratosfäär- troposfääri kohal asuv kiht kuni 40 km. Seda iseloomustab peaaegu täielik püsiv temperatuur kõrgusega. Stratosfääri ülaosas on osooni maksimaalne kontsentratsioon, mis neelab suurel hulgal Päikeselt tulevat ultraviolettkiirgust.

3) Mesosfäär- kiht vahemikus 40–80 km; selle alumisel poolel tõuseb temperatuur +20 kraadilt +30 kraadini, ülemises pooles langeb ligi -100 kraadini.

4) Termosfäär(ionosfäär) - 80–1000 km pikkune kiht, millel on suurenenud gaasimolekulide ionisatsioon (takistamatult läbitungiva kosmilise kiirguse mõjul).

5) Eksosfäär(hajumissfäär) - 800–1000 km kõrgusel asuv kiht, millest gaasimolekulid hajuvad kosmosesse. Atmosfäär edastab 3/4 päikesekiirgusest, suurendades seeläbi Maa looduslike protsesside arendamiseks kasutatava soojuse koguhulka.

Vee-elukeskkond. Hüdrosfäär (sõnadest hüdro... ja sfäär), Maa katkendlik veekiht, mis asub atmosfääri ja tahke maakoore (litosfääri) vahel. Esindab ookeanide, merede, järvede, jõgede, soode, aga ka põhjavee kogumit. Hüdrosfäär katab umbes 71% Maa pinnast. Hüdrosfääri keemiline koostis läheneb merevee keskmisele koostisele.

Mageda vee hulk moodustab 2,5% kogu planeedi veest; 85% - merevesi. Mageveevarud jaotuvad äärmiselt ebaühtlaselt: 72,2% - jää; 22,4% - põhjavesi; 0,35% - atmosfäär; 5,05% - stabiilne jõevool ja järvevesi. Vesi, mida saame kasutada, moodustab vaid 10–12% kogu mageveest Maal.

Esmane keskkond elu oli just nimelt veekeskkond. Esiteks ei ole enamus organisme võimelised aktiivseks eluks ilma vee kehasse sisenemiseta või kehas teatud vedelikusisalduseta. Veekeskkonna peamiseks tunnuseks on päevane ja hooajaline temperatuurikõikumine. Tohutu ökoloogiline tähtsus, millel on suur vee tihedus ja viskoossus. Vee erikaal on võrreldav elusorganismide keha omaga. Vee tihedus on ligikaudu 1000 korda suurem kui õhu tihedus. Seetõttu puutuvad veeorganismid (eriti aktiivselt liikuvad) kokku suurema hüdrodünaamilise takistuse jõuga. Vee suur tihedus on põhjus, miks mehaaniline vibratsioon (vibratsioon) levib veekeskkonnas hästi. See on väga oluline meeltele, ruumis orienteerumisele ja vees elavate elanike vahel. Heli kiirusel veekeskkonnas on kajalokatsioonisignaalide sagedus suurem. Neli korda suurem kui õhus. Seetõttu on veesambas “hõljuv” terve rühm veeorganisme (nii taimi kui loomi), kes eksisteerivad ilma kohustusliku ühenduseta põhja või muu substraadiga.