4.1. Akvatisk habitat. Spesifikasjoner for tilpasning av vannlevende organismer

Vann som habitat har en rekke spesifikke egenskaper, som høy tetthet, sterke trykkfall, relativt lavt oksygeninnhold, sterk absorpsjon av sollys osv. Reservoarer og deres individuelle områder er også forskjellige i saltregime, hastighet på horisontale bevegelser (strømmer) , innhold av suspenderte partikler. For bunnlevende organismers liv er jordsmonnets egenskaper, nedbrytningsmåten for organiske rester etc. viktige. Sammen med tilpasning til vannmiljøets generelle egenskaper må innbyggerne derfor også tilpasses en rekke spesielle forhold. Innbyggerne i vannmiljøet fikk et vanlig navn innen økologi hydrobionter. De bor i verdenshavet, kontinentale reservoarer og grunnvann. I enhver vannmasse kan soner med forskjellige forhold skilles ut.

4.1.1. Økologiske soner i verdenshavet

I havet og dets hav er det først og fremst to økologiske områder: vannsøylen - pelagisk og bunnen - benthal (Fig. 38). Avhengig av dybden er benthal delt inn i sublitoral sone - et område med gradvis nedgang av land til en dybde på omtrent 200 m, bathyal– område med bratt skråning og avgrunnssone– et område av havbunnen med en gjennomsnittlig dybde på 3–6 km. Enda dypere bunnområder, tilsvarende havbunnens fordypninger, kalles ultraabyssal. Kanten av fjæra som er oversvømmet under høyvann kalles littoral Over tidevannsnivået kalles den delen av kysten som er fuktet av spruten fra brenningene supralittoral.

Ris. 38. Økologiske soner i verdenshavet

Naturligvis lever for eksempel innbyggerne i den sublitorale sonen under forhold med relativt lavt trykk, sollys på dagtid og ofte ganske betydelige endringer i temperaturen. Innbyggerne i avgrunns- og ultra-avgrunnsdypet eksisterer i mørke, ved en konstant temperatur og et monstrøst trykk på flere hundre, og noen ganger rundt tusen atmosfærer. Derfor, bare en indikasjon på den bentiske sonen der en bestemt art av organismer lever, indikerer allerede hvilke generelle økologiske egenskaper den bør ha. Hele befolkningen på havbunnen ble navngitt bunndyr.

Organismer som lever i vannsøylen, eller pelagisk sone, er klassifisert som Pelagos. Den pelagiske sonen er også delt inn i vertikale soner som i dybden tilsvarer de bentiske sonene: epipelagisk, bathypelagisk, abyssopelagisk. Den nedre grensen til den epipelagiske sonen (ikke mer enn 200 m) bestemmes av penetrering av sollys i en mengde tilstrekkelig for fotosyntese. Fotosyntetiske planter kan ikke eksistere dypere enn disse sonene. I skumringens badyal og mørke avgrunnsdypet lever bare mikroorganismer og dyr. Ulike økologiske soner skiller seg også ut i alle andre typer reservoarer: innsjøer, sumper, dammer, elver osv. Mangfoldet av vannlevende organismer som har mestret alle disse habitatene er veldig stort.

4.1.2. Grunnleggende egenskaper ved vannmiljøet

Tetthet av vann er en faktor som bestemmer forholdene for bevegelse av vannlevende organismer og trykk på ulike dyp. For destillert vann er tettheten 1 g/cm 3 ved 4 °C. Tettheten av naturlig vann som inneholder oppløste salter kan være større, opptil 1,35 g/cm 3 . Trykket øker med dybden med et gjennomsnitt på 1 × 10 5 Pa (1 atm) for hver 10 m.

På grunn av den skarpe trykkgradienten i vannforekomster er vannlevende organismer generelt mye mer eurybatiske sammenlignet med landorganismer. Noen arter, fordelt på forskjellige dyp, tåler trykk fra flere til hundrevis av atmosfærer. For eksempel lever holothurians av slekten Elpidia og ormer Priapulus caudatus fra kystsonen til ultra-abyssal sonen. Selv ferskvannsinnbyggere, som tøfler, suvoikaer, svømmebiller, etc., tåler opptil 6 × 10 7 Pa (600 atm) i eksperimenter.

Imidlertid er mange innbyggere i hav og hav relativt stenobatiske og begrenset til visse dyp. Stenobacy er oftest karakteristisk for grunne- og dyphavsarter. Bare kystsonen er bebodd av annelidene Arenicola og limpet bløtdyr (Patella). Mange fisker, for eksempel fra gruppen av sportsfiskere, blekksprut, krepsdyr, pogonophora, sjøstjerner osv., finnes bare på store dyp ved et trykk på minst 4 10 7 – 5 10 7 Pa (400–500 atm).

Vannets tetthet gir muligheten til å lene seg på det, noe som er spesielt viktig for ikke-skjelettformer. Miljøtettheten fungerer som en betingelse for å flyte i vann, og mange vannlevende organismer er tilpasset spesifikt til denne livsstilen. Suspenderte organismer som flyter i vann kombineres til en spesiell økologisk gruppe av vannlevende organismer - plankton ("planktos" - svevende).

Ris. 39. Økning i den relative kroppsoverflaten til planktoniske organismer (ifølge S. A. Zernov, 1949):

A – stavformet:

1 – kiselalger Synedra;

2 – cyanobacterium Aphanizomenon;

3 – peridinalge Amphisolenia;

4 – Euglena acus;

5 – blekksprut Doratopsis vermicularis;

6 – copepod Setella;

7 – Porcellana larve (Decapoda)

B – dissekerte former:

1 – bløtdyr Glaucus atlanticus;

2 – orm Tomopetris euchaeta;

3 – larve av Palinurus-kreps;

4 – larvefisk av breiflabben Lophius;

5 – copepod Calocalanus pavo

Planktonet inkluderer encellede og koloniale alger, protozoer, maneter, sifonoforer, ctenoforer, pteropoder og kjølfotbløtdyr, ulike små krepsdyr, larver av bunndyr, fiskeegg og yngel og mange andre (fig. 39). Planktoniske organismer har mange lignende tilpasninger som øker oppdriften og hindrer dem i å synke til bunnen. Slike tilpasninger inkluderer: 1) en generell økning i den relative overflaten av kroppen på grunn av reduksjon i størrelse, utflating, forlengelse, utvikling av tallrike fremspring eller bust, som øker friksjonen med vann; 2) en reduksjon i tetthet på grunn av reduksjon av skjelettet, akkumulering av fett, gassbobler osv. I kiselalger avsettes reservestoffer ikke i form av tung stivelse, men i form av fettdråper . Nattlyset Noctiluca utmerker seg ved en slik overflod av gassvakuoler og fettdråper i cellen at cytoplasmaet i den ser ut som tråder som bare smelter sammen rundt kjernen. Sifonoforer, en rekke maneter, planktoniske gastropoder osv. har også luftkammer.

Tang (fytoplankton) De flyter passivt i vann, men de fleste planktondyr er i stand til å svømme aktivt, men i begrenset grad. Planktoniske organismer kan ikke overvinne strømmer og transporteres av dem over lange avstander. Mange typer dyreplankton Imidlertid er de i stand til vertikale migrasjoner i vannsøylen i titalls og hundrevis av meter, både på grunn av aktiv bevegelse og ved å regulere oppdriften til kroppen. En spesiell type plankton er en økologisk gruppe Neuston ("nein" - svømme) - innbyggere i overflatefilmen av vann ved grensen til luften.

Vannets tetthet og viskositet påvirker i stor grad muligheten for aktiv svømming. Dyr som er i stand til å svømme raskt og overvinne strømmens kraft, er forent i en økologisk gruppe nekton ("nektos" - flytende). Representanter for nekton er fisk, blekksprut og delfiner. Rask bevegelse i vannsøylen er bare mulig hvis du har en strømlinjeformet kroppsform og høyt utviklede muskler. Den torpedoformede formen er utviklet hos alle gode svømmere, uavhengig av deres systematiske tilhørighet og bevegelsesmetode i vannet: reaktiv, på grunn av bøyning av kroppen, ved hjelp av lemmer.

Oksygen regime. I oksygenmettet vann overstiger ikke innholdet 10 ml per 1 liter, som er 21 ganger lavere enn i atmosfæren. Derfor er pusteforholdene til vannlevende organismer betydelig kompliserte. Oksygen kommer hovedsakelig inn i vann gjennom den fotosyntetiske aktiviteten til alger og diffusjon fra luften. Derfor er de øvre lagene av vannsøylen som regel rikere på denne gassen enn de nedre. Når temperaturen og saltholdigheten til vannet øker, synker konsentrasjonen av oksygen i det. I lag som er tett befolket av dyr og bakterier, kan det skapes en kraftig mangel på O 2 på grunn av økt forbruk. For eksempel, i verdenshavet er livsrike dybder fra 50 til 1000 m preget av en kraftig forringelse av lufting - den er 7-10 ganger lavere enn i overflatevann bebodd av planteplankton. Forhold nær bunnen av reservoarer kan være nær anaerobe.

Blant akvatiske innbyggere er det mange arter som tåler store svingninger i oksygeninnhold i vann, opp til nesten fullstendig fravær. (euryoxybionts – «oksy» – oksygen, «biont» – innbygger). Disse inkluderer for eksempel ferskvannsoligochaeten Tubifex tubifex og gastropoden Viviparus viviparus. Blant fisk kan karpe, suter og karpe tåle svært lav oksygenmetning i vann. Imidlertid en rekke typer stenoxybiont – de kan bare eksistere med tilstrekkelig høy oksygenmetning av vannet (regnbueørret, ørret, ørekyt, øyenvippeorm Planaria alpina, larver av maifluer, steinfluer, etc.). Mange arter er i stand til å falle inn i en inaktiv tilstand når det er mangel på oksygen - anoksybiose – og dermed oppleve en ugunstig periode.

Respirasjon av vannlevende organismer skjer enten gjennom overflaten av kroppen eller gjennom spesialiserte organer - gjeller, lunger, luftrør. I dette tilfellet kan integumentet tjene som et ekstra åndedrettsorgan. For eksempel forbruker loach-fisken i gjennomsnitt 63 % oksygen gjennom huden. Hvis gassutveksling skjer gjennom kroppens integumenter, er de veldig tynne. Pusten gjøres også lettere ved å øke overflaten. Dette oppnås under utviklingen av arter ved dannelse av forskjellige utvekster, utflating, forlengelse og en generell reduksjon i kroppsstørrelse. Noen arter, når det er mangel på oksygen, endrer aktivt størrelsen på luftveisoverflaten. Tubifex tubifex-ormer forlenger kroppen kraftig; hydra og sjøanemone - tentakler; pigghuder - ambulacrale ben. Mange fastsittende og stillesittende dyr fornyer vannet rundt seg, enten ved å skape en rettet strøm eller ved oscillerende bevegelser, noe som fremmer blandingen. Toskallede bløtdyr bruker flimmerhår som fôrer veggene i mantelhulen til dette formålet; krepsdyr - arbeidet til mage- eller thoraxbena. Igler, bjellemygglarver (blodormer) og mange oligochaeter svaier med kroppen og stikker opp av bakken.

Hos noen arter forekommer en kombinasjon av vann- og luftånding. Disse inkluderer lungefisker, siphonophores discophants, mange lunge bløtdyr, krepsdyr Gammarus lacustris, etc. Sekundære vannlevende dyr beholder vanligvis den atmosfæriske typen respirasjon da den er mer energisk gunstig og derfor krever kontakt med luften, for eksempel pinnipeds, hvaler, vannbeer. , mygglarver osv.

Mangel på oksygen i vann fører noen ganger til katastrofale fenomener - Jeg dør, ledsaget av døden til mange vannlevende organismer. Vinteren fryser ofte forårsaket av dannelsen av is på overflaten av vannmasser og opphør av kontakt med luft; sommer– en økning i vanntemperatur og en resulterende reduksjon i oksygenløselighet.

Hyppig død av fisk og mange virvelløse dyr om vinteren er karakteristisk for for eksempel den nedre delen av elvebassenget Ob, hvis vann, som renner fra våtmarkene i det vestsibirske lavlandet, er ekstremt fattig på oppløst oksygen. Noen ganger oppstår døden i havet.

I tillegg til mangel på oksygen, kan døden være forårsaket av en økning i konsentrasjonen av giftige gasser i vann - metan, hydrogensulfid, CO 2, etc., dannet som følge av nedbrytning av organisk materiale i bunnen av reservoarene .

Salt regime.Å opprettholde vannbalansen til vannlevende organismer har sine egne spesifikasjoner. Hvis det for landdyr og planter er viktigst å forsyne kroppen med vann under forhold med mangel, så er det for hydrobioner ikke mindre viktig å opprettholde en viss mengde vann i kroppen når det er et overskudd av det i miljøet . For store mengder vann i cellene fører til endringer i osmotisk trykk og forstyrrelse av de viktigste vitale funksjonene.

Mest vannlevende liv poikilosmotisk: det osmotiske trykket i kroppen deres avhenger av saltholdigheten i vannet rundt. Derfor er den viktigste måten for vannlevende organismer å opprettholde saltbalansen på å unngå habitater med uegnet saltholdighet. Ferskvannsformer kan ikke eksistere i havet, og marine former tåler ikke avsalting. Hvis saltholdigheten i vannet er gjenstand for endringer, beveger dyr seg på jakt etter et gunstig miljø. For eksempel når overflatelagene i havet avsaltes etter kraftig regn, kommer radiolarier, sjøkrepsdyr Calanus og andre ned til en dybde på 100 m. Virveldyr, høyere krepsdyr, insekter og deres larver som lever i vann tilhører bl.a. homoiosmotisk arter, opprettholde konstant osmotisk trykk i kroppen uavhengig av konsentrasjonen av salter i vannet.

Hos ferskvannsarter er kroppsjuicer hypertoniske i forhold til vannet rundt. De er i fare for overdreven vanning hvis tilførsel av vann ikke forhindres eller overflødig vann ikke fjernes fra kroppen. I protozoer oppnås dette ved arbeidet med utskillelsesvakuoler, i flercellede organismer - ved å fjerne vann gjennom utskillelsessystemet. Noen ciliater skiller ut en mengde vann som tilsvarer kroppsvolumet hvert 2.–2.5 minutt. Cellen bruker mye energi på å "pumpe ut" overflødig vann. Med økende saltholdighet bremses arbeidet til vakuoler. Således, i Paramecium-tøfler, ved en saltholdighet på 2,5 %o, pulserer vakuolen med intervaller på 9 s, ved 5 %o - 18 s, ved 7,5 %o - 25 s. Ved en saltkonsentrasjon på 17,5 % o slutter vakuolen å virke, siden forskjellen i osmotisk trykk mellom cellen og det ytre miljøet forsvinner.

Hvis vann er hypertonisk i forhold til kroppsvæskene til vannlevende organismer, risikerer de dehydrering som følge av osmotiske tap. Beskyttelse mot dehydrering oppnås ved å øke konsentrasjonen av salter også i kroppen til vannlevende organismer. Dehydrering forhindres av det vanngjennomtrengelige integumentet til homoiosmotiske organismer - pattedyr, fisk, høyerestående kreps, vannlevende insekter og deres larver.

Mange poikilosmotiske arter går over til en inaktiv tilstand - suspendert animasjon som et resultat av mangel på vann i kroppen med økende saltholdighet. Dette er karakteristisk for arter som lever i bassenger med sjøvann og i kystsonen: hjuldyr, flagellater, ciliater, noen krepsdyr, svartehavspolychaeten Nereis divesicolor, etc. Salt suspendert animasjon– et middel for å overleve ugunstige perioder under forhold med varierende saltholdighet i vannet.

Virkelig euryhalin Det er ikke mange arter blant akvatiske innbyggere som kan leve i aktiv tilstand i både ferskvann og saltvann. Dette er hovedsakelig arter som bor i elvemunninger, elvemunninger og andre brakkvannsforekomster.

Temperatur reservoarene er mer stabile enn på land. Dette skyldes de fysiske egenskapene til vann, først og fremst dets høye spesifikke varmekapasitet, på grunn av at mottak eller frigjøring av en betydelig mengde varme ikke forårsaker for plutselige endringer i temperaturen. Fordampningen av vann fra overflaten av reservoarene, som forbruker omtrent 2263,8 J/g, forhindrer overoppheting av de nedre lagene, og dannelsen av is, som frigjør fusjonsvarmen (333,48 J/g), bremser nedkjølingen.

Amplituden av årlige temperatursvingninger i de øvre lagene av havet er ikke mer enn 10–15 °C, i kontinentale farvann – 30–35 °C. Dype vannlag er preget av konstant temperatur. I ekvatorialfarvann er gjennomsnittlig årlig temperatur på overflatelagene +(26–27) °C, i polare farvann er den omtrent 0 °C og lavere. I varme landbaserte kilder kan vanntemperaturen nærme seg +100 °C, og i undervannsgeysirer, ved høyt trykk på havbunnen, er det registrert temperaturer på +380 °C.

Dermed er det en ganske betydelig variasjon av temperaturforhold i reservoarene. Mellom de øvre vannlagene med sesongmessige temperatursvingninger uttrykt i dem og de nedre, hvor det termiske regimet er konstant, er det en sone med temperaturhopp, eller termoklin. Termoklinen er mer uttalt i varme hav, hvor temperaturforskjellen mellom ytre og dype vann er større.

På grunn av det mer stabile temperaturregimet til vann er stenotermi vanlig blant vannlevende organismer i mye større grad enn blant landbefolkningen. Eurytermiske arter finnes hovedsakelig i grunne kontinentale reservoarer og i kystsonen til hav med høye og tempererte breddegrader, hvor daglige og sesongmessige temperatursvingninger er betydelige.

Lysmodus. Det er mye mindre lys i vann enn i luft. Noen av strålene som faller inn på overflaten av et reservoar reflekteres i luften. Jo lavere Solens posisjon er, desto sterkere er refleksjonen, så dagen under vann er kortere enn på land. For eksempel en sommerdag nær øya Madeira på 30 m - 5 timers dyp, og på 40 meters dyp kun 15 minutter. Den raske reduksjonen i mengden lys med dybden er assosiert med dets absorpsjon av vann. Stråler med forskjellige bølgelengder absorberes forskjellig: røde forsvinner nær overflaten, mens blågrønne trenger mye dypere. Skumringen i havet, som blir dypere med dybden, er først grønn, deretter blå, indigo og blåfiolett, og viker til slutt for konstant mørke. Følgelig erstatter grønne, brune og røde alger, spesialisert på å fange lys med forskjellige bølgelengder, hverandre med dybde.

Fargen på dyr endres like naturlig med dybden. Innbyggerne i de littorale og sublitorale sonene er mest klare og varierte farger. Mange dype organismer, som huleorganismer, har ikke pigmenter. I skumringssonen er rødfarging utbredt, som er komplementær til det blåfiolette lyset på disse dypene. Stråler med ekstra farge absorberes mest fullstendig av kroppen. Dette gjør at dyr kan gjemme seg for fiender, siden deres røde farge i blåfiolette stråler visuelt oppfattes som svart. Rødfarging er karakteristisk for skumringssonedyr som havabbor, røde koraller, forskjellige krepsdyr, etc.

Hos noen arter som lever nær overflaten av vannforekomster, er øynene delt inn i to deler med forskjellige evner til å bryte stråler. Den ene halvparten av øyet ser i luften, den andre i vann. En slik "fireøydhet" er karakteristisk for vertebrat biller, den amerikanske fisken Anableps tetraphthalmus og en av de tropiske artene av blenny Dialommus fuscus. Ved lavvann sitter denne fisken i fordypninger og avslører en del av hodet fra vannet (se fig. 26).

Absorpsjonen av lys er sterkere, jo lavere gjennomsiktighet av vannet er, som avhenger av antall partikler som er suspendert i det.

Gjennomsiktighet kjennetegnes ved den maksimale dybden der en spesielt senket hvit skive med en diameter på ca. 20 cm (Secchi-skive) fortsatt er synlig. Det klareste vannet er i Sargassohavet: skiven er synlig til en dybde på 66,5 m. I Stillehavet er Secchi-skiven synlig opptil 59 m, i Det indiske hav - opptil 50, i grunt hav - opp til 5-15 m. Gjennomsiktigheten til elver er i gjennomsnitt 1–1 ,5 m, og i de gjørmete elvene, for eksempel i sentralasiatiske Amu Darya og Syr Darya, bare noen få centimeter. Grensen til den fotosyntetiske sonen varierer derfor sterkt i ulike vannmasser. I det klareste vannet eufotiske sone, eller sone for fotosyntese, strekker seg til dybder som ikke overstiger 200 m, crepuskulær eller dysfotiske, sonen okkuperer dybder på opptil 1000–1500 m, og dypere, i afotisk sone trenger ikke sollys i det hele tatt.

Mengden lys i de øvre lagene av reservoarene varierer sterkt avhengig av områdets breddegrad og årstiden. Lange polare netter begrenser i stor grad tiden tilgjengelig for fotosyntese i arktiske og antarktiske bassenger, og isdekke gjør det vanskelig for lys å nå alle frosne vannmasser om vinteren.

I havets mørke dyp bruker organismer lys som sendes ut av levende ting som en kilde til visuell informasjon. Gløden til en levende organisme kalles bioluminescens. Lysende arter finnes i nesten alle klasser av vannlevende dyr fra protozoer til fisk, så vel som blant bakterier, lavere planter og sopp. Bioluminescens ser ut til å ha oppstått flere ganger i forskjellige grupper på forskjellige stadier av evolusjonen.

Kjemien til bioluminescens er nå ganske godt forstått. Reaksjonene som brukes til å generere lys er varierte. Men i alle tilfeller er dette oksidasjon av komplekse organiske forbindelser (luciferiner) ved bruk av proteinkatalysatorer (luciferase). Luciferiner og luciferaser har forskjellige strukturer i forskjellige organismer. Under reaksjonen frigjøres overskuddsenergien til det eksiterte luciferinmolekylet i form av lyskvanter. Levende organismer sender ut lys i impulser, vanligvis som respons på stimuli som kommer fra det ytre miljøet.

Glød spiller kanskje ikke en spesiell økologisk rolle i livet til en art, men kan være et biprodukt av den vitale aktiviteten til celler, som for eksempel i bakterier eller lavere planter. Det får økologisk betydning bare hos dyr som har et tilstrekkelig utviklet nervesystem og visuelle organer. Hos mange arter får de selvlysende organene en svært kompleks struktur med et system av reflektorer og linser som forsterker stråling (fig. 40). En rekke fisk og blekksprut, som ikke er i stand til å generere lys, bruker symbiotiske bakterier som formerer seg i de spesielle organene til disse dyrene.

Ris. 40. Luminescensorganer fra vannlevende dyr (ifølge S. A. Zernov, 1949):

1 – en dyphavs breiflabb med en lommelykt over den tannede munnen;

2 - fordeling av lysende organer i fisk av familien. Mystophidae;

3 – lysende organ til fisken Argyropelecus affinis:

a – pigment, b – reflektor, c – lysende legeme, d – linse

Bioluminescens har hovedsakelig en signalverdi i dyrenes liv. Lyssignaler kan tjene til orientering i en flokk, tiltrekke individer av det motsatte kjønn, lokke ofre, for kamuflasje eller distraksjon. Et lysglimt kan fungere som et forsvar mot et rovdyr ved å blende eller desorientere det. For eksempel frigjør dyphavsblekksprut, som flykter fra en fiende, en sky av lysende sekresjon, mens arter som lever i opplyst vann bruker mørk væske til dette formålet. I noen bunnormer - polychaetes - utvikles lysende organer i løpet av modningen av reproduktive produkter, og hunnene lyser lysere, og øynene er bedre utviklet hos menn. Hos rovfisk fra breiflabb blir den første strålen av ryggfinnen forskjøvet til overkjeven og omgjort til en fleksibel "stang" som på enden bærer et ormlignende "agn" - en kjertel fylt med slim med lysende bakterier. Ved å regulere blodstrømmen til kjertelen og dermed oksygentilførselen til bakterien, kan fisken frivillig få «agnet» til å gløde, etterligne ormens bevegelser og lokke inn byttedyr.

I et terrestrisk miljø utvikles bioluminescens bare hos noen få arter, sterkest hos biller fra familien av ildfluer, som bruker lyssignalering for å tiltrekke seg individer av det motsatte kjønn i skumringen eller om natten.

4.1.3. Noen spesifikke tilpasninger av vannlevende organismer

Metoder for orientering av dyr i vannmiljøet.Å leve i konstant skumring eller mørke begrenser i stor grad mulighetene dine visuell orientering hydrobionter. På grunn av den raske dempingen av lysstråler i vann, kan selv de med velutviklede visuelle organer bare bruke dem til å navigere på nært hold.

Lyd beveger seg raskere i vann enn i luft. Fokuser på lyd I hydrobionter er den generelt bedre utviklet enn den visuelle. En rekke arter oppdager selv svært lavfrekvente vibrasjoner (infralyder), oppstår når bølgerytmen endres, og går ned fra overflatelagene til de dypere før stormen (for eksempel maneter). Mange innbyggere i vannforekomster - pattedyr, fisk, bløtdyr, krepsdyr - lager lyder selv. Krepsdyr gjør dette ved å gni ulike kroppsdeler mot hverandre; fisk - ved hjelp av svømmeblæren, svelgetenner, kjever, brystfinnestråler og andre midler. Lydsignalering tjener oftest til intraspesifikke forhold, for eksempel for orientering på en skole, tiltrekker individer av det motsatte kjønn, etc., og er spesielt utviklet blant innbyggere i grumsete vann og store dyp som lever i mørket.

En rekke hydrobioner finner mat og navigerer ved hjelp av ekkolokalisering– oppfatning av reflekterte lydbølger (hvaler). Mange oppfatter reflekterte elektriske impulser, produserer utladninger med forskjellige frekvenser mens du svømmer. Rundt 300 fiskearter er kjent for å generere elektrisitet og bruke den til orientering og signalering. Ferskvannselefantfisken (Mormyrus kannume) sender ut opptil 30 pulser per sekund, og oppdager virvelløse dyr som den søker i flytende gjørme uten hjelp av syn. Utslippsfrekvensen til noen marine fisker når 2000 pulser per sekund. En rekke fisker bruker også elektriske felt til forsvar og angrep (elektrisk rokke, elektrisk ål, etc.).

For orientering i dybden brukes den oppfatning av hydrostatisk trykk. Det utføres ved hjelp av statocyster, gasskamre og andre organer.

Den eldste orienteringsmetoden, karakteristisk for alle vannlevende dyr, er oppfatning av miljøets kjemi. Kjemoreseptorene til mange vannlevende organismer er ekstremt følsomme. I de tusen kilometer lange vandringene som er typiske for mange fiskearter, navigerer de hovedsakelig ved å lukte, finne gyte- eller fôringsplasser med utrolig nøyaktighet. Det er for eksempel eksperimentelt bevist at laks som er kunstig fratatt luktesansen, ikke finner munningen av elven når de vender tilbake for å gyte, men de tar aldri feil hvis de kan oppfatte lukt. Finessensen i luktesansen er ekstremt høy hos fisk som gjør spesielt lange vandringer.

Spesifikt om tilpasninger til livet i uttørking av vannforekomster. På jorden er det mange midlertidige, grunne reservoarer som dukker opp etter elveflom, kraftig regn, snøsmelting, etc. I disse reservoarene, til tross for at deres eksistens er kort, setter en rekke vannlevende organismer seg.

Fellestrekk for innbyggerne i tørkende bassenger er evnen til å føde mange avkom på kort tid og tåle lange perioder uten vann. Representanter for mange arter begraver seg i silt og går inn i en tilstand av redusert vital aktivitet - hypobiose. Slik oppfører seg skjellinsekter, cladocerans, planarians, oligochaete-ormer, bløtdyr og til og med fisk som loaches, afrikansk protopterus og den søramerikanske lepidosiren fra lungefisk. Mange små arter danner cyster som tåler tørke, som solsikker, ciliater, rhizopoder, en rekke copepoder, turbellarians og nematoder av slekten Rhabditis. Andre opplever en ugunstig periode i det svært resistente eggstadiet. Til slutt har noen små innbyggere i uttørkende reservoarer en unik evne til å tørke ut til en filmtilstand, og når de er fuktet, gjenoppta vekst og utvikling. Evnen til å tolerere fullstendig dehydrering av kroppen har blitt avslørt i hjuldyr av slektene Callidina, Philodina, etc., tardigrades Macrobiotus, Echiniscus, nematoder av slektene Tylenchus, Plectus, Cephalobus, etc. Disse dyrene bor i mikroreservoarer i putene av moser og lav og er tilpasset plutselige endringer i fuktighetsforholdene.

Filtrering som en type ernæring. Mange hydrobionter har et spesielt fôringsmønster - dette er filtrering eller sedimentering av partikler av organisk opprinnelse suspendert i vann og mange små organismer (fig. 41).

Ris. 41. Sammensetning av planktonisk mat fra ascidier fra Barentshavet (ifølge S. A. Zernov, 1949)

Denne fôringsmetoden, som ikke krever store mengder energi for å lete etter byttedyr, er karakteristisk for elastiske bløtdyr, fastsittende pigghuder, polychaetes, mosdyr, ascidier, planktoniske krepsdyr, etc. (Fig. 42). Filtermatende dyr spiller en viktig rolle i biologisk rensing av vannforekomster. Blåskjell som lever på et areal på 1 m2 kan drive 150–280 m3 vann gjennom mantelhulen per dag, og feller ut suspenderte partikler. Ferskvannsdafnier, cyclops, eller det mest tallrike krepsdyret i havet, Calanus finmarchicus, filtrerer opptil 1,5 liter vann per individ per dag. Den kystnære sonen i havet, spesielt rik på ansamlinger av filtermatende organismer, fungerer som et effektivt rensesystem.

Ris. 42. Filtreringsanordninger av hydrobionter (ifølge S. A. Zernov, 1949):

1 – Simuliummygglarver på steinen (a) og deres filtervedheng (b);

2 – filterben av krepsdyret Diaphanosoma brachyurum;

3 – gjellespalter av ascidian Phasullia;

4 – Bosmina krepsdyr med filtrert tarminnhold;

5 – matstrøm av ciliate Bursaria

Miljøets egenskaper bestemmer i stor grad måtene for tilpasning av innbyggerne, deres livsstil og måter å bruke ressurser på, og skaper kjeder av årsak-og-virkningsavhengigheter. Dermed gjør den høye vanntettheten eksistensen av plankton mulig, og tilstedeværelsen av organismer som flyter i vann er en forutsetning for utvikling av en filtreringstype ernæring, der en stillesittende livsstil for dyr også er mulig. Som et resultat dannes en kraftig mekanisme for selvrensing av vannforekomster av biosfærebetydning. Det involverer et stort antall hydrobionter, både bentiske og pelagiske, fra encellede protozoer til virveldyr. I følge beregninger føres alt vannet i innsjøene i den tempererte sonen gjennom filtreringsapparatet til dyr fra flere til dusinvis av ganger i løpet av vekstsesongen, og hele volumet av verdenshavet filtreres i løpet av få dager. Forstyrrelse av aktiviteten til filtermatere av ulike menneskeskapte påvirkninger utgjør en alvorlig trussel mot å opprettholde vannrenheten.

4.2. Livets bakke-luft-miljø

Bakke-luft-miljøet er det mest komplekse når det gjelder miljøforhold. Livet på land krevde tilpasninger som viste seg å være mulig bare med et tilstrekkelig høyt organiseringsnivå av planter og dyr.

4.2.1. Luft som miljøfaktor for terrestriske organismer

Den lave tettheten av luft bestemmer dens lave løftekraft og lave luftmobilitet. Innbyggere i luften må ha sitt eget støttesystem som støtter kroppen: planter - med en rekke mekaniske vev, dyr - med et solid eller, mye sjeldnere, hydrostatisk skjelett. I tillegg er alle innbyggere i luften nært forbundet med jordens overflate, som tjener dem for feste og støtte. Livet suspendert i luften er umulig.

Riktignok er mange mikroorganismer og dyr, sporer, frø, frukt og pollen av planter regelmessig tilstede i luften og bæres av luftstrømmer (fig. 43), mange dyr er i stand til aktiv flukt, men i alle disse artene er hovedfunksjonen av deres livssyklus - reproduksjon - utføres på jordens overflate. For de fleste av dem er opphold i luften bare forbundet med å slå seg ned eller lete etter byttedyr.

Ris. 43. Fordeling av luftplankton leddyr etter høyde (ifølge Dajo, 1975)

Lav lufttetthet gir lav motstand mot bevegelse. Derfor, i løpet av evolusjonen, brukte mange landdyr de økologiske fordelene med denne egenskapen til luftmiljøet, og skaffet seg evnen til å fly. 75 % av artene av alle landdyr er i stand til å fly aktivt, hovedsakelig insekter og fugler, men flygeblad finnes også blant pattedyr og krypdyr. Landdyr flyr hovedsakelig ved hjelp av muskelanstrengelser, men noen kan også gli ved hjelp av luftstrømmer.

Takket være mobiliteten til luft og de vertikale og horisontale bevegelsene av luftmasser som eksisterer i de nedre lagene av atmosfæren, er passiv flukt for en rekke organismer mulig.

Anemofili - den eldste metoden for pollinering av planter. Alle gymnospermer pollineres av vind, og blant angiospermer utgjør anemofile planter omtrent 10 % av alle arter.

Anemofili er observert i familiene bøk, bjørk, valnøtt, alm, hamp, brennesle, casuarina, gåsefoot, sedge, frokostblandinger, palmer og mange andre. Vindbestøvede planter har en rekke tilpasninger som forbedrer de aerodynamiske egenskapene til pollenet deres, samt morfologiske og biologiske egenskaper som sikrer pollineringseffektivitet.

Livet til mange planter er helt avhengig av vinden, og spredning skjer med dens hjelp. En slik dobbel avhengighet er observert i gran, furu, poppel, bjørk, alm, ask, bomullsgress, cattail, saxaul, dzhuzgun, etc.

Mange arter har utviklet seg anemokori– setning ved hjelp av luftstrømmer. Anemochory er karakteristisk for sporer, frø og frukter av planter, protozoiske cyster, små insekter, edderkopper osv. Organismer som passivt transporteres av luftstrømmer kalles samlet flyplankton analogt med planktoniske innbyggere i vannmiljøet. Spesielle tilpasninger for passiv flukt er svært små kroppsstørrelser, en økning i området på grunn av utvekster, sterk disseksjon, en stor relativ overflate av vingene, bruk av en vev, etc. (Fig. 44). Anemokore frø og frukter av planter har også enten svært små størrelser (for eksempel orkidefrø) eller en rekke vingelignende og fallskjermliknende vedheng som øker deres evne til å planlegge (fig. 45).

Ris. 44. Tilpasninger for transport med luftstrømmer hos insekter:

1 – mygg Cardiocrepis brevirostris;

2 – gallmygg Porrycordila sp.;

3 – Hymenoptera Anargus fuscus;

4 – Hermes Dreyfusia nordmannianae;

5 – sigøynermølllarve Lymantria dispar

Ris. 45. Tilpasninger til vindoverføring i frukt og frø av planter:

1 – lind Tilia intermedia;

2 – lønn Acer monspessulanum;

3 – bjørk Betula pendula;

4 – bomullsgress Eriophorum;

5 – løvetann Taraxacum officinale;

6 – cattail Typha scuttbeworhii

I spredningen av mikroorganismer, dyr og planter spilles hovedrollen av vertikale konveksjonsluftstrømmer og svak vind. Sterk vind, stormer og orkaner har også betydelige miljøpåvirkninger på landlevende organismer.

Lav lufttetthet gir relativt lavt trykk på land. Normalt er det 760 mmHg. Kunst. Når høyden øker, synker trykket. I 5800 m høyde er det bare halvnormalt. Lavtrykk kan begrense utbredelsen av arter i fjellet. For de fleste virveldyr er den øvre grensen for liv ca 6000 m. En nedgang i trykk medfører en reduksjon i oksygentilførsel og dehydrering av dyr på grunn av økt respirasjonshastighet. Grensene for avansering av høyere planter inn i fjellene er omtrent de samme. Noe mer hardføre er leddyr (springhaler, midd, edderkopper), som kan finnes på isbreer over vegetasjonslinjen.

Generelt er alle landlevende organismer mye mer stenobatiske enn vannlevende, siden normale trykksvingninger i miljøet utgjør brøkdeler av atmosfæren og, selv for fugler som stiger til store høyder, ikke overstiger 1/3 av det normale.

Gasssammensetning av luft. I tillegg til luftens fysiske egenskaper, er dens kjemiske egenskaper ekstremt viktige for eksistensen av landlevende organismer. Gasssammensetningen av luft i overflatelaget av atmosfæren er ganske homogen når det gjelder innholdet av hovedkomponentene (nitrogen - 78,1%, oksygen - 21,0, argon - 0,9, karbondioksid - 0,035 volum%) på grunn av den høye diffusivitet av gasser og konstant blanding av konveksjon og vindstrømmer. Imidlertid kan ulike urenheter av gassformige, dråpe-væske og faste (støv)partikler som kommer inn i atmosfæren fra lokale kilder ha betydelig miljømessig betydning.

Det høye oksygeninnholdet bidro til en økning i metabolismen hos landlevende organismer sammenlignet med primære akvatiske. Det var i et terrestrisk miljø, på grunnlag av den høye effektiviteten til oksidative prosesser i kroppen, at dyre-homeothermi oppsto. Oksygen er, på grunn av det konstant høye innholdet i luften, ikke en faktor som begrenser livet i det terrestriske miljøet. Bare stedvis, under spesifikke forhold, skapes en midlertidig mangel, for eksempel i ansamlinger av nedbrytende planterester, reserver av korn, mel, etc.

Karbondioksidinnholdet kan variere i visse områder av overflatelaget av luft innenfor ganske betydelige grenser. For eksempel, i fravær av vind i sentrum av store byer, øker konsentrasjonen titalls ganger. Det er regelmessige daglige endringer i karbondioksidinnholdet i overflatelagene knyttet til rytmen til plantefotosyntesen. Sesongbetingede er forårsaket av endringer i intensiteten av respirasjon av levende organismer, hovedsakelig den mikroskopiske populasjonen av jord. Økt metning av luft med karbondioksid forekommer i områder med vulkansk aktivitet, nær termiske kilder og andre underjordiske utløp av denne gassen. I høye konsentrasjoner er karbondioksid giftig. I naturen er slike konsentrasjoner sjeldne.

I naturen er hovedkilden til karbondioksid den såkalte jordrespirasjonen. Jordmikroorganismer og dyr puster veldig intensivt. Karbondioksid diffunderer fra jorda til atmosfæren, spesielt kraftig under regn. Det er rikelig i jord som er moderat fuktig, godt oppvarmet og rik på organiske rester. For eksempel slipper jorda i en bøkeskog ut CO 2 fra 15 til 22 kg/ha i timen, og ugjødslet sandjord slipper ut bare 2 kg/ha.

Under moderne forhold har menneskelig aktivitet i forbrenning av fossile brenselreserver blitt en kraftig kilde til ytterligere mengder CO 2 som kommer inn i atmosfæren.

Luftnitrogen er en inert gass for de fleste innbyggerne i det terrestriske miljøet, men en rekke prokaryote organismer (knutebakterier, Azotobacter, clostridier, blågrønnalger osv.) har evnen til å binde den og involvere den i den biologiske syklusen.

Ris. 46. En fjellside med ødelagt vegetasjon på grunn av svoveldioksidutslipp fra omkringliggende industribedrifter

Lokale forurensninger som kommer inn i luften kan også påvirke levende organismer betydelig. Dette gjelder spesielt giftige gassformige stoffer - metan, svoveloksid, karbonmonoksid, nitrogenoksid, hydrogensulfid, klorforbindelser, samt støvpartikler, sot etc. som forurenser luften i industriområder. Den viktigste moderne kilden til kjemisk og fysisk forurensning av atmosfæren er menneskeskapt: arbeidet til ulike industribedrifter og transport, jorderosjon, etc. Svoveloksid (SO 2), for eksempel, er giftig for planter selv i konsentrasjoner fra en femti- tusendel til en milliondel av luftvolumet. Rundt industrisentre som forurenser atmosfæren med denne gassen, dør nesten all vegetasjon (fig. 46). Noen plantearter er spesielt følsomme for SO 2 og fungerer som en følsom indikator på opphopning i luften. For eksempel dør mange lav selv med spor av svoveloksid i atmosfæren rundt. Deres tilstedeværelse i skoger rundt store byer indikerer høy luftrenhet. Planters motstand mot urenheter i luften tas i betraktning ved valg av arter for landskapsarbeid i befolkede områder. Følsom for røyk, for eksempel vanlig gran og furu, lønn, lind, bjørk. De mest motstandsdyktige er thuja, kanadisk poppel, amerikansk lønn, hyllebær og noen andre.

4.2.2. Jord og avlastning. Vær og klimatiske trekk ved bakke-luft-miljøet

Edafiske miljøfaktorer. Jordegenskaper og terreng påvirker også leveforholdene til landlevende organismer, først og fremst planter. Egenskapene til jordoverflaten som har en økologisk innvirkning på dens innbyggere kalles samlet edafiske miljøfaktorer (fra gresk "edaphos" - fundament, jord).

Naturen til planterotsystemet avhenger av det hydrotermiske regimet, lufting, sammensetning, sammensetning og struktur av jorda. For eksempel er rotsystemene til treslag (bjørk, lerk) i områder med permafrost lokalisert på grunne dyp og spredt utover. Der det ikke er permafrost, er rotsystemene til de samme plantene mindre utbredt og trenger dypere inn. Hos mange steppeplanter kan røttene nå vann fra store dyp, samtidig har de også mange overflaterøtter i den humusrike jordhorisonten, hvorfra plantene tar opp elementer av mineralnæring. På vannmettet, dårlig luftet jord i mangrover har mange arter spesielle luftveisrøtter - pneumatoforer.

En rekke økologiske grupper av planter kan skilles ut i forhold til ulike jordegenskaper.

Så, i henhold til reaksjonen på jordsurhet, skiller de: 1) acidofil arter - vokser på sur jord med en pH mindre enn 6,7 (planter av sphagnummyrer, hvitt gress); 2) nøytrofil - gravitere mot jord med en pH på 6,7–7,0 (de fleste kulturplanter); 3) basofil– vokse ved en pH på mer enn 7,0 (mordovnik, skoganemone); 4) likegyldig – kan vokse på jord med forskjellige pH-verdier (liljekonvall, sauesvingel).

I forhold til jordas bruttosammensetning er det: 1) oligotrofisk planter som er fornøyd med en liten mengde askeelementer (skovfuru); 2) eutrofisk, de som trenger en stor mengde askeelementer (eik, vanlig stikkelsbær, flerårig trevegg); 3) mesotrofisk, krever en moderat mengde askeelementer (vanlig gran).

Nitrofiler– planter som foretrekker nitrogenrik jord (nesle).

Planter av saltholdig jord danner en gruppe halofytter(soleros, sarsazan, kokpek).

Noen plantearter er begrenset til forskjellige substrater: petrofytter vokse på steinete jord, og psammofytter bor i skiftende sand.

Terrenget og jordsmonnets natur påvirker den spesifikke bevegelsen til dyr. For eksempel trenger hovdyr, strutser og bustarder som lever i åpne områder hardt underlag for å øke frastøtingen når de løper fort. Hos øgler som lever på flytende sand, er tærne frynset med en kant av kåte skjell, noe som øker støtteflaten (fig. 47). For terrestriske innbyggere som graver hull, er tett jord ugunstig. Jordens beskaffenhet påvirker i noen tilfeller fordelingen av landdyr som graver huler, graver seg ned i jorda for å unnslippe varme eller rovdyr, eller legger egg i jorda osv.

Ris. 47. Viftegekko - innbygger i sanden i Sahara: A - viftegekko; B – gekko ben

Værfunksjoner. Leveforholdene i bakke-luft-miljøet er kompliserte, i tillegg, værforandringer. Vær - dette er en kontinuerlig skiftende tilstand av atmosfæren på jordoverflaten opp til en høyde på omtrent 20 km (grensen til troposfæren). Værvariasjoner kommer til uttrykk i konstante variasjoner i kombinasjonen av miljøfaktorer som temperatur og fuktighet, overskyethet, nedbør, vindstyrke og retning osv. Værendringer, sammen med deres naturlige veksling i årssyklusen, er preget av ikke-periodiske svingninger , som betydelig kompliserer forholdene for eksistens landlevende organismer. Været påvirker livet til akvatiske innbyggere i mye mindre grad og kun på befolkningen i overflatelagene.

Klimaet i området. Det langsiktige værregimet preger klimaet i området. Klimabegrepet inkluderer ikke bare gjennomsnittsverdiene av meteorologiske fenomener, men også deres årlige og daglige syklus, avvik fra den og deres frekvens. Klimaet bestemmes av de geografiske forholdene i området.

Sonemangfoldet av klima kompliseres av virkningen av monsunvind, fordelingen av sykloner og antisykloner, påvirkningen av fjellkjeder på bevegelsen av luftmasser, graden av avstand fra havet (kontinentaliteten) og mange andre lokale faktorer. I fjellet er det en klimatisk sonering, mye lik endring av soner fra lave breddegrader til høye breddegrader. Alt dette skaper et ekstraordinært mangfold av levekår på land.

For de fleste landlevende organismer, spesielt små, er det ikke så mye klimaet i området som er viktig som forholdene i deres umiddelbare habitat. Svært ofte endrer lokale miljøelementer (avlastning, eksponering, vegetasjon, etc.) regimet for temperatur, fuktighet, lys, luftbevegelse i et bestemt område på en slik måte at det skiller seg betydelig fra de klimatiske forholdene i området. Slike lokale klimaendringer som utvikles i overflatelaget av luft kalles mikroklima. Hver sone har svært forskjellige mikroklimaer. Mikroklimaer av vilkårlig små områder kan identifiseres. For eksempel opprettes et spesielt regime i kronene av blomster, som brukes av insektene som bor der. Forskjeller i temperatur, luftfuktighet og vindstyrke er allment kjent i åpne områder og i skog, i gressbestander og over nakne jordområder, i skråninger av nordlige og sørlige eksponeringer osv. Et spesielt stabilt mikroklima oppstår i huler, reir, huler , grotter og andre lukkede steder.

Nedbør. I tillegg til å gi vann og skape fuktighetsreserver, kan de spille andre økologiske roller. Derfor har store nedbørsmengder eller hagl noen ganger en mekanisk effekt på planter eller dyr.

Snødekkets økologiske rolle er spesielt mangfoldig. Daglige temperatursvingninger trenger inn i snødybden bare opp til 25 cm; dypere forblir temperaturen nesten uendret. Med frost på -20-30 °C under et snølag på 30-40 cm er temperaturen bare litt under null. Dyp snødekke beskytter fornyelsesknopper og beskytter grønne deler av planter mot frysing; mange arter går under snøen uten å kaste løvet, for eksempel hårete gress, Veronica officinalis, klauvgress, etc.

Ris. 48. Opplegg for telemetrisk studie av temperaturregimet til hasselryper lokalisert i et snøhull (ifølge A.V. Andreev, A.V. Krechmar, 1976)

Små landdyr fører også en aktiv livsstil om vinteren, og skaper hele gallerier av tunneler under snøen og i dens tykkelse. En rekke arter som lever av snødekt vegetasjon er til og med preget av vinterreproduksjon, noe som for eksempel noteres hos lemen, skog- og gulstrupemus, en del voler, vannrotter osv. Rypefugler - hasselryper , orrfugl, tundrarapphøne - graver seg ned i snøen for natten (fig. 48).

Vintersnødekke gjør det vanskelig for store dyr å skaffe mat. Mange hovdyr (rein, villsvin, moskus) lever utelukkende av snødekt vegetasjon om vinteren, og dypt snødekke, og spesielt den harde skorpen på overflaten som oppstår under isete forhold, dømmer dem til å sulte. Under nomadisk storfeavl i det førrevolusjonære Russland ble det en enorm katastrofe i de sørlige regionene. jute – massedødelighet for husdyr som følge av isete forhold, som fratar dyrene mat. Bevegelse på løs dyp snø er også vanskelig for dyr. Rever, for eksempel, i snørike vintre foretrekker områder i skogen under tette grantrær, hvor snølaget er tynnere, og går nesten aldri ut i åpne lysninger og skogkanter. Snødybde kan begrense den geografiske utbredelsen av arter. Ekte hjort trenger for eksempel ikke nordover inn i de områdene hvor snøtykkelsen om vinteren er mer enn 40–50 cm.

Hvitheten i snødekket avslører mørke dyr. Valg av kamuflasje for å matche bakgrunnsfargen spilte tilsynelatende en stor rolle i forekomsten av sesongmessige fargeendringer hos rype- og tundrarapphøns, fjellhare, hermelin, vesel og fjellrev. På Commander Islands, sammen med hvitrever, er det mange blårever. I følge observasjoner fra zoologer holder sistnevnte seg hovedsakelig nær mørke steiner og isfrie surfestriper, mens de hvite foretrekker områder med snødekke.

4.3. Jord som habitat

4.3.1. Jordegenskaper

Jorda er et løst tynt overflatelag av land i kontakt med luften. Til tross for sin ubetydelige tykkelse, spiller dette jordskallet en viktig rolle i spredningen av liv. Jordsmonnet er ikke bare et fast legeme, som de fleste bergarter i litosfæren, men et komplekst trefasesystem der faste partikler er omgitt av luft og vann. Den er gjennomsyret av hulrom fylt med en blanding av gasser og vandige løsninger, og derfor utvikles ekstremt forskjellige forhold i den, gunstige for livet til mange mikro- og makroorganismer (fig. 49). I jorda jevnes temperatursvingninger ut i forhold til overflatelaget av luft, og tilstedeværelsen av grunnvann og inntrengning av nedbør skaper fuktreserver og gir et fuktighetsregime mellom vann- og terrestriske miljøer. Jorden konsentrerer reserver av organiske og mineralske stoffer tilført av døende vegetasjon og dyrelik. Alt dette bestemmer den større metningen av jorda med liv.

Rotsystemene til landplanter er konsentrert i jorda (fig. 50).

Ris. 49. Underjordiske passasjer av Brandtsmus: A – sett ovenfra; B – sett fra siden

Ris. 50. Plassering av røtter i steppe chernozem jord (ifølge M. S. Shalyt, 1950)

I gjennomsnitt er det per 1 m 2 jordlag mer enn 100 milliarder protozoceller, millioner av hjuldyr og tardigrader, titalls millioner nematoder, titalls og hundretusener av midd og spretthaler, tusenvis av andre leddyr, titusenvis av enchytraeider, titalls og hundrevis av meitemark, bløtdyr og andre virvelløse dyr. I tillegg inneholder 1 cm 2 jord titalls og hundrevis av millioner bakterier, mikroskopiske sopp, aktinomyceter og andre mikroorganismer. I de opplyste overflatelagene lever hundretusenvis av fotosyntetiske celler av grønne, gulgrønne, kiselalger og blågrønne alger i hvert gram. Levende organismer er like karakteristiske for jorda som dens ikke-levende komponenter. Derfor klassifiserte V.I. Vernadsky jorda som en bio-inert naturkropp, og understreket dens metning med liv og dens uløselige forbindelse med den.

Heterogeniteten i jordforholdene er mest uttalt i vertikal retning. Med dybde endres en rekke av de viktigste miljøfaktorene som påvirker livet til jordinnbyggere dramatisk. Først av alt er dette knyttet til jordstrukturen. Den inneholder tre hovedhorisonter, som er forskjellige i morfologiske og kjemiske egenskaper: 1) den øvre humus-akkumulerende horisonten A, hvor organisk materiale samler seg og omdannes og hvorfra noen av forbindelsene føres ned av vaskevann; 2) innvaskingshorisonten, eller illuvial B, hvor stoffene som vaskes ut ovenfra setter seg og omdannes, og 3) moderbergarten, eller horisonten C, hvis materiale omdannes til jord.

Innenfor hver horisont skilles det fra flere underinndelte lag, som også er svært forskjellige i egenskaper. For eksempel, i en temperert klimasone under bartrær eller blandingsskog horisonten EN består av søppel (A 0)– et lag med løs ansamling av planterester, et mørkfarget humuslag (A 1), hvor partikler av organisk opprinnelse er blandet med mineralske, og et podzolisk lag (A 2)– askegrå i fargen, hvor silisiumforbindelser dominerer, og alle løselige stoffer vaskes ned i dypet av jordprofilen. Både strukturen og kjemien til disse lagene er svært forskjellige, og derfor befinner planterøtter og jordbeboere, som beveger seg bare noen få centimeter opp eller ned, seg i forskjellige forhold.

Størrelsen på hulrom mellom jordpartikler som er egnet for dyr å leve i, avtar vanligvis raskt med dybden. For eksempel, i engjord er den gjennomsnittlige diameteren av hulrom i en dybde på 0–1 cm 3 mm, ved 1–2 cm – 2 mm, og i en dybde på 2–3 cm – bare 1 mm; dypere er jordporene enda mindre. Jordtettheten endres også med dybden. De løseste lagene er de som inneholder organisk materiale. Porøsiteten til disse lagene bestemmes av det faktum at organiske stoffer limer mineralpartikler til større aggregater, hvor volumet av hulrom mellom disse øker. Den illuviale horisonten er vanligvis den tetteste I, sementert av kolloidale partikler vasket inn i den.

Fuktighet i jorda er tilstede i forskjellige tilstander: 1) bundet (hygroskopisk og film) fast holdt av overflaten av jordpartikler; 2) kapillær opptar små porer og kan bevege seg langs dem i forskjellige retninger; 3) gravitasjon fyller større tomrom og siver sakte ned under påvirkning av tyngdekraften; 4) damp er inneholdt i jordluften.

Vanninnholdet varierer i forskjellige jordarter og til forskjellige tider. Hvis det er for mye gravitasjonsfuktighet, er jordregimet nært reservoarregimet. I tørr jord gjenstår bare bundet vann og forholdene nærmer seg de som finnes på land. Men selv i de tørreste jorda er luften fuktigere enn jordluften, så innbyggerne i jorda er mye mindre utsatt for trusselen om uttørking enn på overflaten.

Sammensetningen av jordluft er variabel. Med dybden synker oksygeninnholdet i den sterkt og konsentrasjonen av karbondioksid øker. På grunn av tilstedeværelsen av nedbrytende organiske stoffer i jorda kan jordluften inneholde en høy konsentrasjon av giftige gasser som ammoniakk, hydrogensulfid, metan etc. Når jorda er oversvømmet eller intens råtning av planterester kan helt anaerobe forhold forekomme enkelte steder.

Svingninger i skjæretemperatur kun på jordoverflaten. Her kan de være enda sterkere enn i overflatelaget av luft. Men for hver centimeter i dybden blir daglige og sesongmessige temperaturendringer mindre og mindre, og på 1–1,5 m dybde er de praktisk talt ikke lenger sporbare (fig. 51).

Ris. 51. Nedgang i årlige svingninger i jordtemperatur med dybde (ifølge K. Schmidt-Nilsson, 1972). Den skraverte delen er rekkevidden av årlige temperatursvingninger

Alle disse funksjonene fører til det faktum at til tross for den store heterogeniteten av miljøforholdene i jorda, fungerer det som et ganske stabilt miljø, spesielt for mobile organismer. Den bratte gradienten av temperatur og fuktighet i jordprofilen gjør at jorddyr kan forsyne seg med et passende økologisk miljø gjennom mindre bevegelser.

4.3.2. Jordinnbyggere

Jordens heterogenitet fører til at den for organismer av forskjellige størrelser fungerer som et annet miljø. For mikroorganismer er den enorme totale overflaten av jordpartikler av spesiell betydning, siden det overveldende flertallet av den mikrobielle befolkningen er adsorbert på dem. Kompleksiteten til jordmiljøet skaper et bredt spekter av forhold for en rekke funksjonelle grupper: aerobe og anaerobe, forbrukere av organiske og mineralske forbindelser. Fordelingen av mikroorganismer i jorda er preget av fin fokalitet, siden selv innen noen få millimeter forskjellige økologiske soner kan endres.

For små jorddyr (fig. 52, 53), som er kombinert under navnet mikrofauna (protozoer, hjuldyr, tardigrader, nematoder, etc.), er jord et system av mikroreservoarer. I hovedsak er dette vannlevende organismer. De lever i jordporer fylt med gravitasjons- eller kapillærvann, og en del av livet kan, som mikroorganismer, være i adsorbert tilstand på overflaten av partikler i tynne lag med filmfuktighet. Mange av disse artene lever også i vanlige vannmasser. Imidlertid er jordformer mye mindre enn ferskvannsformer, og i tillegg utmerker de seg ved deres evne til å forbli i en innkapslet tilstand i lang tid og vente på ugunstige perioder. Mens ferskvannsamøber er 50-100 mikron store, er jordamøber bare 10-15. Representanter for flagellater er spesielt små, ofte bare 2–5 mikron. Jordsiliater har også dvergstørrelser og kan dessuten i stor grad endre kroppsformen.

Ris. 52. Testate amøber som lever av bakterier på råtnende blader i skogbunnen

Ris. 53. Jordmikrofauna (ifølge W. Dunger, 1974):

1–4 – flagella; 5–8 - nakne amøber; 9-10 – testate amøber; 11–13 – ciliater; 14–16 – rundorm; 17–18 – hjuldyr; 19–20 – tardigrader

For litt større luftpustende dyr fremstår jorda som et system av små huler. Slike dyr er gruppert under navnet mesofauna (Fig. 54). Størrelsene på jordmesofaunarepresentanter varierer fra tideler til 2–3 mm. Denne gruppen inkluderer hovedsakelig leddyr: tallrike grupper av midd, primære vingeløse insekter (collembolas, proturus, tohalede insekter), små arter av vingede insekter, symphila tusenbein, etc. De har ikke spesielle tilpasninger for graving. De kryper langs veggene i jordhulene ved å bruke lemmene eller vrir seg som en orm. Jordluft mettet med vanndamp tillater å puste gjennom dekslene. Mange arter har ikke luftrørsystem. Slike dyr er svært følsomme for uttørking. Den viktigste måten å unnslippe fra svingninger i luftfuktigheten er å bevege seg dypere. Men muligheten for dyp migrasjon gjennom jordhuler er begrenset av en rask reduksjon i porediameter, så bevegelse gjennom jordhull er bare tilgjengelig for de minste artene. Større representanter for mesofaunaen har noen tilpasninger som lar dem tolerere en midlertidig reduksjon i jordluftfuktigheten: beskyttende skalaer på kroppen, delvis ugjennomtrengelighet av integumentet, et solid tykkvegget skall med en epikutikel i kombinasjon med et primitivt luftrørssystem som sikrer åndedrett.

Ris. 54. Jord mesofauna (ingen W. Danger, 1974):

1 - falsk skorion; 2 – gama ny klokkebunn; 3–4 oribatidmidd; 5 – tusenbein pauroioda; 6 – chironomid mygglarve; 7 - bille fra denne familien. Ptiliidae; 8–9 springhaler

Representanter for mesofaunaen overlever perioder med jordflom i luftbobler. Luft holdes tilbake rundt kroppen til dyr på grunn av deres ikke-fuktbare integument, som også er utstyrt med hår, skjell osv. Luftboblen fungerer som en slags "fysisk gjelle" for et lite dyr. Respirasjon utføres på grunn av at oksygen diffunderer inn i luftlaget fra vannet rundt.

Representanter for mikro- og mesofauna er i stand til å tolerere vinterfrysing av jorda, siden de fleste arter ikke kan bevege seg ned fra lag utsatt for negative temperaturer.

Større jorddyr, med kroppsstørrelser fra 2 til 20 mm, kalles representanter makrofauna (Fig. 55). Dette er insektlarver, tusenbein, enchytraeider, meitemark osv. For dem er jorda et tett medium som gir betydelig mekanisk motstand ved bevegelse. Disse relativt store formene beveger seg i jorda enten ved å utvide naturlige brønner ved å skyve fra hverandre jordpartikler, eller ved å grave nye tunneler. Begge bevegelsesmetodene etterlater et avtrykk på den ytre strukturen til dyr.

Ris. 55. Jordmakrofauna (ingen W. Danger, 1974):

1 - meitemark; 2 – trelus; 3 – Skolopender; 4 – tobent tusenbein; 5 – malt billelarve; 6 – klikk bille larve; 7 – føflekk cricket; 8 - Khrusjtsjov larve

Evnen til å bevege seg gjennom tynne hull, nesten uten å ty til graving, er bare iboende hos arter som har en kropp med et lite tverrsnitt, som er i stand til å bøye seg sterkt i svingete passasjer (tusenbein - drupes og geofiler). Ved å skyve fra hverandre jordpartikler på grunn av trykket fra kroppsveggene, beveger meitemark, larver av langbeinte mygg osv. Etter å ha fikset bakenden, tynner og forlenger de fronten, trenger inn i trange jordspalter, og fester deretter fronten. del av kroppen og øke diameteren. I dette tilfellet, i det utvidede området, på grunn av musklenes arbeid, skapes et sterkt hydraulisk trykk av den ikke-komprimerbare intrakavitære væsken: i ormer - innholdet i de coelomic sekkene, og i tipulids - hemolymfen. Trykk overføres gjennom kroppsveggene til jorda, og dermed utvider dyret brønnen. Samtidig forblir den bakre passasjen åpen, noe som truer med å øke fordampningen og forfølgelsen av rovdyr. Mange arter har utviklet tilpasninger til en økologisk mer fordelaktig type bevegelse i jorda - graving og blokkering av passasjen bak dem. Graving utføres ved å løsne og rake bort jordpartikler. Larvene til forskjellige insekter bruker til dette den fremre enden av hodet, mandiblene og forbenene, utvidet og forsterket av et tykt lag med kitin, ryggrader og utvekster. På den bakre enden av kroppen utvikles enheter for sterk fiksering - uttrekkbare støtter, tenner, kroker. For å lukke passasjen på de siste segmentene har en rekke arter en spesiell nedsenket plattform innrammet av kitinholdige sider eller tenner, en slags trillebår. Lignende områder dannes på baksiden av elytra og i barkbiller, som også bruker dem til å tette gangene med bormel. Når de lukker passasjen bak dem, er dyrene som bor i jorden konstant i et lukket kammer, mettet med dampene fra deres egne kropper.

Gassutveksling av de fleste arter av denne økologiske gruppen utføres ved hjelp av spesialiserte luftveisorganer, men samtidig suppleres den med gassutveksling gjennom integumentet. Det er til og med mulig at utelukkende kutan respirasjon er mulig, for eksempel hos meitemark og enchytraeider.

Gravende dyr kan bevege seg bort fra lag der det oppstår et ugunstig miljø. Under tørke og vinter konsentrerer de seg i dypere lag, vanligvis flere titalls centimeter fra overflaten.

Megafauna jordsmonn er store spissmus, hovedsakelig pattedyr. En rekke arter tilbringer hele livet i jorda (føflekker, føflekker, zokora, eurasiske føflekker, gylne føflekker

Afrika, pungdyrføflekker i Australia, etc.). De skaper hele systemer av passasjer og huler i jorda. Utseendet og de anatomiske egenskapene til disse dyrene gjenspeiler deres tilpasningsevne til en gravende underjordisk livsstil. De har underutviklede øyne, en kompakt, rillet kropp med kort hals, kort tykk pels, sterke gravende lemmer med sterke klør. Føfleksrotter og føflekker løsner bakken med fortennene sine. Jord-megafauna inkluderer også store oligochaeter, spesielt representanter for familien Megascolecidae, som lever i tropene og på den sørlige halvkule. Den største av dem, den australske Megascolides australis, når en lengde på 2,5 og til og med 3 m.

I tillegg til de faste innbyggerne i jorda, kan en stor økologisk gruppe skilles ut blant store dyr grave innbyggere (gophers, murmeldyr, jerboas, kaniner, grevlinger, etc.). De lever på overflaten, men formerer seg, går i dvale, hviler og slipper unna fare i jorda. En rekke andre dyr bruker hulene sine, og finner i dem et gunstig mikroklima og ly fra fiender. Gravere har strukturelle trekk som er karakteristiske for landdyr, men har en rekke tilpasninger knyttet til den gravende livsstilen. For eksempel har grevlinger lange klør og sterke muskler på forbenene, et smalt hode og små ører. Sammenlignet med harer som ikke graver hull, har kaniner merkbart forkortede ører og bakbein, en mer holdbar hodeskalle, mer utviklede bein og muskler i underarmene osv.

For en rekke økologiske trekk er jord et middels mellomledd mellom vannlevende og terrestriske. Jorden ligner på vannmiljøet på grunn av dets temperaturregime, lavt oksygeninnhold i jordluften, dens metning med vanndamp og tilstedeværelsen av vann i andre former, tilstedeværelsen av salter og organiske stoffer i jordløsninger, og evnen å bevege seg i tre dimensjoner.

Jorden bringes nærmere luftmiljøet ved tilstedeværelsen av jordluft, trusselen om uttørking i de øvre horisontene og ganske skarpe endringer i temperaturregimet til overflatelagene.

De mellomliggende økologiske egenskapene til jord som habitat for dyr tyder på at jord spilte en spesiell rolle i utviklingen av dyreverdenen. For mange grupper, spesielt leddyr, tjente jord som et medium der innbyggere i vann var i stand til å gå over til en terrestrisk livsstil og erobre land. Denne utviklingen av leddyr ble bevist av verkene til M. S. Gilyarov (1912–1985).

4.4. Levende organismer som habitat

Mange typer heterotrofe organismer, gjennom hele livet eller deler av livssyklusen, lever i andre levende vesener, hvis kropper tjener som et miljø for dem, vesentlig forskjellige i egenskaper fra den ytre.

Ris. 56. Bladlus som infiserer bladlus

Ris. 57. Skjær galle på et bøkeblad med en larve av gallemygg Mikiola fagi

Det er flere hovedlivsmiljøer på planeten Jorden:

vann

bakke-luft

jord

levende organisme.

Akvatisk bomiljø.

Organismer som lever i vann har tilpasninger bestemt av vannets fysiske egenskaper (tetthet, termisk ledningsevne, evne til å løse opp salter).

På grunn av den flytende kraften til vannet er mange små innbyggere i vannmiljøet suspendert og er ikke i stand til å motstå strømmer. Samlingen av slike små vannlevende innbyggere kalles plankton. Plankton inkluderer mikroskopiske alger, små krepsdyr, fiskeegg og -larver, maneter og mange andre arter.

Plankton

Planktoniske organismer bæres av strømmer og er ikke i stand til å motstå dem. Tilstedeværelsen av plankton i vannet gjør en filtreringstype av ernæring mulig, det vil si siling, ved bruk av forskjellige enheter, små organismer og matpartikler suspendert i vann. Den er utviklet i både flytende og fastsittende bunndyr, som crinoider, blåskjell, østers og andre. Et stillesittende liv ville være umulig for vannlevende innbyggere hvis det ikke fantes plankton, og dette er igjen bare mulig i et miljø med tilstrekkelig tetthet.

Vannets tetthet gjør aktiv bevegelse i den vanskelig, så hurtigsvømmende dyr, som fisk, delfiner, blekksprut, må ha sterke muskler og en strømlinjeformet kroppsform.

Mako hai

På grunn av den høye tettheten av vann, øker trykket kraftig med dybden. Dyphavsinnbyggere er i stand til å motstå trykk som er tusenvis av ganger høyere enn på landoverflaten.

Lys trenger bare inn i vann til en liten dybde, så planteorganismer kan bare eksistere i de øvre horisontene av vannsøylen. Selv i de reneste hav er fotosyntese bare mulig til dybder på 100-200 m. På større dyp er det ingen planter, og dypvannsdyr lever i fullstendig mørke.

Temperaturregimet i reservoarene er mildere enn på land. På grunn av den høye varmekapasiteten til vann jevnes temperatursvingninger i det ut, og innbyggere i vann har ikke behov for å tilpasse seg alvorlig frost eller førti-graders varme. Bare i varme kilder kan vanntemperaturen nærme seg kokepunktet.

En av vanskelighetene i livet til akvatiske innbyggere er den begrensede mengden oksygen. Løseligheten er ikke særlig høy og avtar dessuten sterkt når vannet forurenses eller varmes opp. Derfor er det noen ganger sult i reservoarer - massedød av innbyggere på grunn av mangel på oksygen, som oppstår av forskjellige årsaker.

Fisk dreper

Saltsammensetningen i miljøet er også svært viktig for vannlevende organismer. Marine arter kan ikke leve i ferskvann, og ferskvannsarter kan ikke leve i hav på grunn av forstyrrelse av cellefunksjonen.

Livets bakke-luft-miljø.

Dette miljøet har et annet sett med funksjoner. Det er generelt mer komplekst og variert enn akvatisk. Den har mye oksygen, mye lys, skarpere endringer i temperatur i tid og rom, betydelig svakere trykkfall, og det oppstår ofte fuktmangel. Selv om mange arter kan fly, og små insekter, edderkopper, mikroorganismer, frø og plantesporer bæres av luftstrømmer, skjer fôring og reproduksjon av organismer på overflaten av bakken eller planter. I et miljø med så lav tetthet som luft trenger organismer støtte. Derfor har landplanter utviklet mekanisk vev, og landdyr har et mer uttalt indre eller ytre skjelett enn vannlevende dyr. Den lave tettheten av luft gjør det lettere å bevege seg rundt i den. Omtrent to tredjedeler av landboerne har mestret aktiv og passiv flukt. De fleste av dem er insekter og fugler.

Svart drage

Caligo sommerfugl

Luft er en dårlig varmeleder. Dette gjør det lettere å bevare varme som genereres inne i organismer og opprettholde en konstant temperatur hos varmblodige dyr. Selve utviklingen av varmblodighet ble mulig i et terrestrisk miljø. Forfedrene til moderne akvatiske pattedyr - hvaler, delfiner, hvalrosser, sel - levde en gang på land.

Landboere har et bredt utvalg av tilpasninger knyttet til å forsyne seg med vann, spesielt under tørre forhold. Hos planter er dette et kraftig rotsystem, et vanntett lag på overflaten av blader og stengler, og evnen til å regulere vannfordampning gjennom stomata. Hos dyr er dette også ulike strukturelle trekk ved kroppen og integumentet, men i tillegg bidrar passende oppførsel også til å opprettholde vannbalansen. De kan for eksempel migrere til vannhull eller aktivt unngå spesielt tørkende forhold. Noen dyr kan leve hele livet på tørrfor, som jerboaer eller den velkjente klesmøllen. I dette tilfellet oppstår vannet som kroppen trenger på grunn av oksidasjon av matkomponenter.

Kameltornrot

Mange andre miljøfaktorer spiller også en viktig rolle i livet til terrestriske organismer, som luftsammensetning, vinder og jordoverflatens topografi. Vær og klima er spesielt viktig. Innbyggerne i land-luft-miljøet må være tilpasset klimaet i den delen av jorden der de bor og tåle variasjoner i værforhold.

Jord som levemiljø.

Jord er et tynt lag av landoverflaten, behandlet av aktiviteten til levende vesener. Faste partikler gjennomsyres i jorda med porer og hulrom, fylt delvis med vann og delvis med luft, slik at også små vannlevende organismer kan leve i jorda. Volumet av små hulrom i jorda er en veldig viktig egenskap ved den. I løs jord kan det være opptil 70%, og i tett jord - omtrent 20%. I disse porene og hulrommene eller på overflaten av faste partikler lever et stort utvalg av mikroskopiske skapninger: bakterier, sopp, protozoer, rundormer, leddyr. Større dyr lager selv passasjer i jorda.

Jordinnbyggere

Hele jorda er penetrert av planterøtter. Jorddybden bestemmes av dybden av rotpenetrasjon og aktiviteten til gravende dyr. Det er ikke mer enn 1,5-2 m.

Luften i jordhulene er alltid mettet med vanndamp, dens sammensetning er beriket på karbondioksid og utarmet oksygen. På denne måten minner leveforholdene i jorda på vannmiljøet. På den annen side er forholdet mellom vann og luft i jordsmonn stadig i endring avhengig av værforhold. Temperatursvingninger er svært skarpe i overflaten, men jevner seg raskt ut med dybden.

Hovedtrekket i jordmiljøet er den konstante tilførselen av organisk materiale, hovedsakelig på grunn av døende planterøtter og fallende blader. Det er en verdifull energikilde for bakterier, sopp og mange dyr, så jord er det mest livrike miljøet. Hennes skjulte verden er veldig rik og mangfoldig.

Levende organismer som et levende miljø.

Bred bendelorm

Les også: A) Tjenestealternativer Vis skjermstatuslinje for menykommandoer A) skape betingelser for livet til andre arter av en gitt biocenose Jeg blokkerer 9. Profesjonell utvikling av personlighet. Forutsetninger for effektiv faglig selvbestemmelse. I. Funksjoner ved dannelsen av et sektorielt godtgjørelsessystem for ansatte i helseinstitusjoner II. Egenskaper ved regnskap for operasjoner for å utføre funksjonene til hovedsjefen, lederen og mottakeren av føderale budsjettmidler III Blokk: 5. Funksjoner ved arbeidet til en sosiallærer med foreldreløse og barn uten foreldreomsorg. PR-arrangementer for media (typer, egenskaper, funksjoner). Absolutt monarki i England. Forutsetninger for fremvekst, sosial og statlig system. Funksjoner ved engelsk absolutisme.

Generelle egenskaper. I løpet av evolusjonen ble land-luft-miljøet mestret mye senere enn vannmiljøet. Livet på land krevde tilpasninger som ble mulig først med et relativt høyt organiseringsnivå både hos planter og dyr. Et trekk ved livets land-luft-miljø er at organismene som lever her er omgitt av et gassformet miljø preget av lav fuktighet, tetthet og trykk, og høyt oksygeninnhold. Typisk beveger dyr i dette miljøet seg på jorda (hardt underlag) og planter slår rot i det.

I bakke-luft-miljøet har driftsmiljøfaktorene en rekke karakteristiske trekk: høyere lysintensitet sammenlignet med andre miljøer, betydelige temperatursvingninger, endringer i fuktighet avhengig av geografisk plassering, årstid og tid på døgnet.

I evolusjonsprosessen har levende organismer i land-luft-miljøet utviklet karakteristiske anatomiske, morfologiske, fysiologiske, atferdsmessige og andre tilpasninger. For eksempel har det dukket opp organer som gir direkte absorpsjon av atmosfærisk oksygen under respirasjon (lungene og luftrøret til dyr, stomata til planter). Skjelettformasjonene (dyreskjelett, mekaniske og støttende vev av planter) som støtter kroppen har fått sterk utvikling
under forhold med lav tetthet av miljøet. Tilpasninger er utviklet for å beskytte mot ugunstige faktorer, som periodisitet og rytme i livssykluser, integumentets komplekse struktur, termoreguleringsmekanismer osv. Det har dannet seg en nær forbindelse med jorda (dyrelemmer, planterøtter), mobilitet av dyr på jakt etter mat har utviklet seg, og luftstrømmer har dukket opp, frø, frukt og pollen fra planter, flygende dyr.

Lav lufttetthet bestemmer dens lave løftekraft og ubetydelige støtte. Alle innbyggere i luften er nært forbundet med jordoverflaten, som tjener dem for feste og støtte. Tettheten i luftmiljøet gir ikke høy motstand mot organismer når de beveger seg langs jordoverflaten, men det gjør det vanskelig å bevege seg vertikalt. For de fleste organismer er opphold i luften bare forbundet med å slå seg ned eller lete etter byttedyr.

Luftens lave løftekraft bestemmer den maksimale massen og størrelsen til terrestriske organismer. De største dyrene som lever på jordens overflate er mindre enn gigantene i vannmiljøet. Store pattedyr (størrelsen og massen til en moderne hval) kunne ikke leve på land, siden de ble knust av sin egen vekt.

Lav lufttetthet skaper liten motstand mot bevegelse. 75 % av alle arter av landdyr er i stand til å fly aktivt.

Vind øker frigjøringen av fuktighet og varme fra dyr og planter. Når det er vind er varmen lettere å bære og frosten er mer alvorlig, og uttørking og avkjøling av organismer skjer raskere. Vind forårsaker endringer i intensiteten av transpirasjon i planter og spiller en rolle i pollineringen av anemofile planter.

Gasssammensetning av luft– oksygen – 20,9 %, nitrogen – 78,1 %, inerte gasser – 1 %, karbondioksid – 0,03 volumprosent. Oksygen bidrar til å øke stoffskiftet i terrestriske organismer.

Lysmodus. Mengden stråling som når jordoverflaten bestemmes av områdets geografiske breddegrad, lengden på dagen, gjennomsiktigheten av atmosfæren og innfallsvinkelen til solstrålene. Belysningen på jordens overflate varierer mye.

Trær, busker og plantevekster skygger området og skaper et spesielt mikroklima som svekker strålingen.

Således, i forskjellige habitater, er ikke bare intensiteten av stråling forskjellig, men også dens spektrale sammensetning, varigheten av belysning av planter, romlig og tidsmessig fordeling av lys med forskjellige intensiteter, etc. Følgelig er tilpasningene av organismer til liv i en terrestriske miljøer under et eller annet lysregime er også variert. . I forhold til lys er det tre hovedgrupper av planter: lyselskende (heliofytter), skyggeelskende (sciofytter) og skyggetolerante.

Planter i bakke-luft-miljøet har utviklet anatomiske, morfologiske, fysiologiske og andre tilpasninger til forskjellige lysforhold:

Et eksempel på anatomiske og morfologiske tilpasninger er en endring i ytre utseende under forskjellige lysforhold, for eksempel ulik størrelse på bladblader i planter relatert i systematisk posisjon, som lever under forskjellig belysning (engklokke Cumpanula patula og skog - C. trachelium, åkerfiol - Viola arvensis, vokser i åker, enger, skogkanter og skogfioler - V. mirabilis).

I heliofyttplanter er bladene orientert for å redusere tilstrømningen av stråling i løpet av de mest "farlige" dagtimer. Bladbladene er plassert vertikalt eller i stor vinkel til horisontalplanet, så i løpet av dagen mottar bladene stort sett glidende stråler.

I skyggetolerante planter er bladene arrangert slik at de mottar maksimal mengde innfallende stråling.

En særegen form for fysiologisk tilpasning under skarp mangel på lys er tapet av plantens evne til å fotosyntetisere og overgangen til heterotrof ernæring med ferdige uorganiske stoffer. Noen ganger ble en slik overgang irreversibel på grunn av tap av klorofyll av planter, for eksempel orkideer av skyggefulle granskoger (Goodyera repens, Weottia nidus avis), orkideer (Monotropa hypopitys).

Fysiologiske tilpasninger av dyr. For de aller fleste landdyr med dag- og nattaktivitet er syn en av orienteringsmetodene og viktig for å lete etter byttedyr. Mange dyrearter har også fargesyn. I denne forbindelse utviklet dyr, spesielt ofre, adaptive egenskaper. Disse inkluderer beskyttende, kamuflasje- og advarselsfarging, beskyttende likhet, mimikk, etc. Utseendet til fargerike blomster av høyere planter er også assosiert med egenskapene til det visuelle apparatet til pollinatorer og, til syvende og sist, med lysregimet til miljøet.

Vannmodus. Fuktighetsmangel er en av de viktigste egenskapene til livets land-luft-miljø. Utviklingen av landlevende organismer skjedde gjennom tilpasning til å skaffe og bevare fuktighet.

()bur (regn, hagl, snø), i tillegg til å gi vann og skape fuktighetsreserver, spiller ofte en annen økologisk rolle. For eksempel ved kraftig regn har ikke jorda tid til å absorbere fuktighet, vannet renner raskt i sterke bekker og fører ofte svakt rotfestede planter, smådyr og fruktbar jord ut i innsjøer og elver.

Hagl har også en negativ effekt på planter og dyr. Landbruksavlinger på individuelle felt blir noen ganger fullstendig ødelagt av denne naturkatastrofen.

Den økologiske rollen til snødekke er mangfoldig; for planter hvis fornyelsesknopper er plassert i jorda eller nær overflaten, og for mange små dyr, spiller snø rollen som et varmeisolerende dekke, og beskytter dem mot lave vintertemperaturer. Vintersnødekke hindrer ofte store dyr i å skaffe mat og bevege seg, spesielt når det dannes en isskorpe på overflaten. Ofte under snørike vintre observeres død av rådyr og villsvin.

Store snømengder har også negativ innvirkning på planter. I tillegg til mekaniske skader i form av snøflis eller snøfreser, kan et tykt snølag føre til avdemping av planter, og når snøen smelter, spesielt i en lang vår, til bløtlegging av planter.

Temperatur. Et særtrekk ved land-luft-miljøet er det store spekteret av temperatursvingninger. I de fleste landområder er daglige og årlige temperaturområder titalls grader.

Terrestriske planter okkuperer en sone ved siden av jordoverflaten, det vil si "grensesnittet" der overgangen av innfallende stråler fra ett medium til et annet skjer, fra gjennomsiktig til ugjennomsiktig. Et spesielt termisk regime er opprettet på denne overflaten: om dagen er det sterk oppvarming på grunn av absorpsjon av varmestråler, om natten er det sterk avkjøling på grunn av stråling. Derfor opplever overflatelaget av luft de skarpeste daglige temperatursvingningene, som er mest uttalt over bar jord.

I bakke-luft-miljøet er leveforholdene komplisert av eksistensen av værforandringer. Været er den kontinuerlig skiftende tilstanden til atmosfæren på jordens overflate, opp til omtrent 20 km høyde. Værvariasjoner manifesteres i konstant variasjon av miljøfaktorer: temperatur, luftfuktighet, overskyet, nedbør, vindstyrke, retning. Det langsiktige værregimet preger klimaet i området. Klimaet bestemmes av de geografiske forholdene i området. Hvert habitat er preget av et visst økologisk klima, det vil si klimaet i grunnlaget av luft, eller økoklima.

Geografisk sonalitet og sonalitet. Fordelingen av levende organismer på jorden er nært knyttet til geografiske soner og soner. Det er 13 geografiske soner på jordklodens overflate, som endres fra ekvator til polene og fra havene til det indre av kontinentene. Innenfor beltene skilles det ut bredde- og meridiale eller langsgående naturlige soner. Førstnevnte strekker seg fra vest til øst, sistnevnte fra nord til sør. Hver klimasone er preget av sin egen unike vegetasjon og dyrebestand. De rikeste på liv og mest produktive er tropiske skoger, flomsletter, prærier og skoger i subtropene og overgangssonen. Ørkener, enger og stepper er mindre produktive. En av de viktige betingelsene for variasjonen til organismer og deres sonefordeling på jorden er variasjonen i den kjemiske sammensetningen av miljøet. Sammen med horisontal sonalitet er høyde- eller vertikal sonalitet tydelig tydelig i det terrestriske miljøet. Vegetasjonen i fjellrike land er rikere enn på de tilstøtende slettene. Tilpasninger til livet i fjellet: Planter domineres av en puteformet livsform, stauder, som har utviklet tilpasning til sterk ultrafiolett stråling og redusert transpirasjon. Hos dyr øker hjertets relative volum og hemoglobininnholdet i blodet øker. Dyr: fjellkalkuner, fjellfinker, lerker, gribber, værer, geiter, gemser, yaks, bjørner, gauper.

Funksjoner av bakken-luft-habitatet. Det er nok lys og luft i bakke-luft-miljøet. Men luftfuktighet og temperatur varierer veldig. I sumpete områder er det en overdreven mengde fuktighet, i steppene er det mye mindre. Daglige og sesongmessige temperatursvingninger er også merkbare.

Tilpasning av organismer til liv under forhold med forskjellige temperaturer og fuktighet. Et stort antall tilpasninger av organismer i bakke-luft-miljøet er assosiert med lufttemperatur og fuktighet. Dyr på steppen (skorpioner, taranteller og karakurt-edderkopper, gophers, voles) gjemmer seg fra varmen i huler. Økt fordampning av vann fra bladene beskytter planten mot de varme solstrålene. Hos dyr er en slik tilpasning utskillelsen av svette.

Med begynnelsen av kaldt vær flyr fugler bort til varmere strøk for å returnere om våren til stedet der de ble født og hvor de skal føde. Et trekk ved bakke-luft-miljøet i de sørlige regionene i Ukraina eller Krim er en utilstrekkelig mengde fuktighet.

Sjekk ut fig. 151 med planter som har tilpasset seg tilsvarende forhold.

Tilpasning av organismer til bevegelse i bakken-luft-miljøet. For mange dyr i land-luft-miljøet er bevegelse på jordoverflaten eller i luften viktig. For å gjøre dette har de utviklet visse tilpasninger, og lemmene deres har forskjellige strukturer. Noen har tilpasset seg løping (ulv, hest), andre til hopping (kenguru, jerboa, gresshoppe), og andre til flukt (fugler, flaggermus, insekter) (fig. 152). Slanger og hoggormer har ingen lemmer. De beveger seg ved å bøye kroppen.

Betydelig færre organismer har tilpasset seg livet høyt til fjells, siden det er lite jord, fuktighet og luft for planter, og dyr har vanskeligheter med å bevege seg. Men noen dyr, for eksempel muflonfjellgeiter (fig. 154), er i stand til å bevege seg nesten vertikalt opp og ned hvis det er i det minste små ujevnheter. Derfor kan de bo høyt til fjells. Materiale fra siden

Tilpasning av organismer til ulike lysforhold. En av plantenes tilpasninger til ulik belysning er retningen på bladene mot lyset. I skyggen er bladene arrangert horisontalt: på denne måten mottar de flere lysstråler. Lyselskende snøklokker og ryast utvikler seg og blomstrer tidlig på våren. I løpet av denne perioden har de nok lys, siden bladene ennå ikke har dukket opp på trærne i skogen.

Tilpasningen av dyr til den spesifiserte faktoren i bakken-luft-habitatet er strukturen og størrelsen på øynene. De fleste dyr i dette miljøet har velutviklede synsorganer. For eksempel ser en hauk fra høyden av flyturen en mus løpe over et jorde.

Gjennom mange århundrer med utvikling har organismer i land-luft-miljøet tilpasset seg påvirkningen fra dets faktorer.

Fant du ikke det du lette etter? Bruk søket

På denne siden er det stoff om følgende emner:

• rapport om emnet habitat til en levende organisme, grad 6
• snøuglens tilpasningsevne til miljøet
• vilkår om temaet luft
• rapport om land-luft-habitat
• tilpasning av rovfugler til miljøet

Med «miljø» mener vi alt som omgir kroppen og påvirker den på en eller annen måte. Bomiljøet er med andre ord preget av et visst sett av miljøfaktorer. onsdag- bomiljø - vannmiljø - grunn-luft-miljø - jordmiljø - organisme som levemiljø - sentrale begreper.

Generelt akseptert definisjon miljø er definisjonen av Nikolai Pavlovich Naumov: " onsdag- alt som omgir organismer påvirker direkte eller indirekte deres tilstand, utvikling, overlevelse og reproduksjon." På jorden er det fire kvalitativt forskjellige livsmiljøer som har et sett med spesifikke miljøfaktorer: -grunn-akvatisk (land); - vann; - jorden; - andre organismer.

Bakke-luft Miljøet er preget av et stort mangfold av levekår, økologiske nisjer og organismene som bor i dem. Organismer spiller en primær rolle i å forme forholdene i livets land-luft-miljø, og fremfor alt gasssammensetningen i atmosfæren. Nesten alt oksygenet i jordens atmosfære er av biogen opprinnelse. Hovedtrekkene i bakke-luft-miljøet er

Store endringer i miljøfaktorer,

heterogenitet av miljøet,

Virkningen av tyngdekreftene,

Lav lufttetthet.

Et kompleks av fysisk-geografiske og klimatiske faktorer knyttet til en viss naturlig sone fører til tilpasning av organismer til livet under disse forholdene og mangfoldet av livsformer. Det høye oksygeninnholdet i atmosfæren (ca. 21%) bestemmer muligheten for å danne et høyt (energi)nivå av metabolisme. Den atmosfæriske luften er preget av lav og variabel luftfuktighet. Denne omstendigheten begrenset i stor grad mulighetene for å utvikle bakke-luft-miljøet.

Atmosfære(fra den greske atmosfæren - damp og sphaira - ball), jordens gassformige skall. Det er umulig å angi den eksakte øvre grensen for jordens atmosfære. Atmosfæren har en utpreget lagdelt struktur. Hovedlag i atmosfæren:

1)Troposfæren- høyde 8 - 17 km. all vanndamp og 4/5 av massen av atmosfæren er konsentrert i den og alle værfenomener utvikler seg.

2)Stratosfæren- lag over troposfæren opp til 40 km. Den er preget av nesten fullstendig konstant temperatur med høyde over havet. I den øvre delen av stratosfæren er det en maksimal konsentrasjon av ozon, som absorberer en stor mengde ultrafiolett stråling fra solen.

3) Mesosfæren- lag mellom 40 og 80 km; i den nedre halvdelen stiger temperaturen fra +20 til +30 grader, i den øvre halvdelen synker den til nesten -100 grader.

4) Termosfære(ionosfære) - et lag mellom 80 - 1000 km, som har økt ionisering av gassmolekyler (under påvirkning av uhindret penetrerende kosmisk stråling).

5) Eksosfære(spredningssfære) - et lag over 800 - 1000 km, hvorfra gassmolekyler blir spredt ut i verdensrommet. Atmosfæren overfører 3/4 av solstrålingen, og øker dermed den totale mengden varme som brukes til utvikling av naturlige prosesser på jorden.

Vannlevende miljø. Hydrosfære (fra hydro... og sfære), det diskontinuerlige vannskallet på jorden, som ligger mellom atmosfæren og den faste skorpen (litosfæren). Representerer helheten av hav, hav, innsjøer, elver, sumper, så vel som grunnvann. Hydrosfæren dekker omtrent 71 % av jordens overflate. Den kjemiske sammensetningen av hydrosfæren nærmer seg den gjennomsnittlige sammensetningen av sjøvann.

Mengden ferskvann utgjør 2,5 % av alt vann på planeten; 85% - sjøvann. Ferskvannsreserver er ekstremt ujevnt fordelt: 72,2% - is; 22,4% - grunnvann; 0,35% - atmosfære; 5,05 % - stabil elveføring og innsjøvann. Vannet vi kan bruke utgjør bare 10-12% av alt ferskvann på jorden.

Primærmiljø livet var nettopp vannmiljøet. For det første er de fleste organismer ikke i stand til å leve aktivt uten at vann kommer inn i kroppen eller uten å opprettholde et visst væskeinnhold inne i kroppen. Hovedtrekket ved vannmiljøet er daglige og sesongmessige temperatursvingninger. Enorm økologisk betydning, har en høy tetthet og viskositet av vann. Vannets egenvekt er sammenlignbar med den til kroppen til levende organismer. Vannets tetthet er omtrent 1000 ganger høyere enn luftens tetthet. Derfor møter vannlevende organismer (spesielt aktivt bevegelige) en større kraft av hydrodynamisk motstand. Den høye tettheten av vann er årsaken til at mekaniske vibrasjoner (vibrasjoner) forplanter seg godt i vannmiljøet. Dette er svært viktig for sansene, orienteringen i rommet og mellom innbyggere i vann. Lydhastigheten i vannmiljøet har en høyere frekvens av ekkolokaliseringssignaler. Fire ganger større enn i luften. Derfor er det en hel gruppe vannlevende organismer (både planter og dyr) som eksisterer uten obligatorisk tilknytning til bunnen eller annet substrat, "flytende" i vannsøylen.