نظرة جديدةتكيفات الكائنات الحية للعيش في بيئة الأرض والجو البيئة الأرضية والجويةمحاط بالهواء. كثافة الهواء منخفضة ، ونتيجة لذلك ، قوة رفع منخفضة ، ودعم ضئيل ومقاومة منخفضة لحركة الكائنات الحية. تعيش الكائنات الأرضية في ظروف ذات ضغط جوي منخفض وثابت نسبيًا ، ويرجع ذلك أيضًا إلى انخفاض كثافة الهواء.

يتمتع الهواء بسعة حرارية منخفضة ، لذا يسخن بسرعة ويبرد بنفس السرعة. معدل هذه العملية يرتبط عكسيا بكمية بخار الماء التي تحتوي عليها.

تتمتع الكتل الهوائية الخفيفة بقدر أكبر من الحركة ، أفقيًا وعموديًا. هذا يساعد في الحفاظ على مستوى ثابت لتكوين الغاز في الهواء. محتوى الأكسجين في الهواء أعلى بكثير منه في الماء ، لذا فإن الأكسجين الموجود على الأرض ليس عاملاً مقيدًا.

الضوء في ظروف السكن الأرضي ، بسبب الشفافية العالية للغلاف الجوي ، لا يعمل كعامل مقيد ، على عكس البيئة المائية.

تتميز البيئة الأرضية والجوية بأنماط مختلفة من الرطوبة: من التشبع الكامل والثابت للهواء ببخار الماء في بعض مناطق المناطق المدارية إلى غيابها شبه الكامل في الهواء الجاف للصحاري. كما أن التباين الكبير في رطوبة الهواء خلال النهار وفصول السنة.

تعمل الرطوبة على الأرض كعامل مقيد.

نظرًا لوجود الجاذبية وقلة الطفو ، فإن سكان الأرض لديهم أنظمة دعم متطورة تدعم أجسامهم. في النباتات ، هذه عبارة عن أنسجة ميكانيكية مختلفة ، تم تطويرها بقوة خاصة في الأشجار. طورت الحيوانات هيكلًا عظميًا خارجيًا (مفصليات الأرجل) وداخليًا (حبليًا) أثناء عملية التطور. تحتوي بعض مجموعات الحيوانات على هيكل مائي (ديدان أسطوانية وحلقيات). مشاكل الكائنات الأرضية مع الحفاظ على الجسم في الفضاء والتغلب على قوى الجاذبية قد حدت من الكتلة والحجم الأقصى. أكبر الحيوانات البرية أقل شأنا من حيث الحجم والكتلة من عمالقة البيئة المائية (تصل كتلة الفيل إلى 5 أطنان ، والحوت الأزرق - 150 طنًا).

ساهم انخفاض مقاومة الهواء في التطور التدريجي لأنظمة الحركة للحيوانات الأرضية. لذلك ، اكتسبت الثدييات أعلى سرعة للحركة على الأرض ، وتتقن الطيور بيئة الهواء ، بعد أن طورت قدرتها على الطيران.

تستخدم بعض الكائنات الأرضية حركة عالية للهواء في الاتجاهات الرأسية والأفقية في مراحل مختلفة من تطورها للاستقرار بمساعدة التيارات الهوائية (العناكب الصغيرة ، الحشرات ، الأبواغ ، البذور ، ثمار النبات ، الأكياس البروتستية). عن طريق القياس مع الكائنات الحية العوالق المائية ، كتأقلم مع الارتفاع السلبي في الهواء ، طورت الحشرات تكيفات مماثلة - أحجام جسم صغيرة ، نواتج مختلفة تزيد من السطح النسبي للجسم أو بعض أجزائه. تحتوي البذور والفاكهة التي تشتت بفعل الرياح على ملاحق جناحية وجذرية مختلفة تزيد من قدرتها على التخطيط.

تتنوع أيضًا تكيفات الكائنات الأرضية للحفاظ على الرطوبة. في الحشرات ، يكون الجسم محميًا بشكل موثوق من الجفاف بواسطة بشرة متعددة الطبقات تحتوي على دهون ومواد تشبه الشمع. تم تطوير تكيفات مماثلة لتوفير المياه أيضًا في الزواحف. إن القدرة على الإخصاب الداخلي التي تطورت في الحيوانات البرية جعلتها مستقلة عن وجود البيئة المائية.

التربةهو نظام معقد يتكون من جزيئات صلبة محاطة بالهواء والماء.

حسب النوع - طيني ، رملي ، طيني رمليوغيرها - تتخلل التربة إلى حد ما مع تجاويف مليئة بمزيج من الغازات والمحاليل المائية. في التربة ، بالمقارنة مع الطبقة السطحية للهواء ، يتم تخفيف تقلبات درجات الحرارة ، وعلى عمق متر واحد ، فإن التغيرات الموسمية في درجات الحرارة غير محسوسة أيضًا.

يحتوي أفق التربة العلوي على أكثر أو أقل الدبال ،التي تعتمد عليها إنتاجية النبات. تحتوي الطبقة الوسطى الموجودة تحتها على مغسولة من الطبقة العليا و المواد المحولة.الطبقة السفلية سلالة الأم.

الماء في التربة موجود في الفراغات ، أصغر المساحات. يتغير تكوين هواء التربة بشكل كبير مع العمق: ينخفض ​​محتوى الأكسجين ويزداد ثاني أكسيد الكربون. تظهر مناطق نقص الأكسجين عند غمر التربة بالماء أو التحلل المكثف للمخلفات العضوية. وهكذا تختلف ظروف الوجود في التربة باختلاف آفاقها.

في سياق التطور ، تم إتقان هذه البيئة في وقت متأخر عن الماء. تكمن خصوصيته في حقيقة أنه غازي ، لذلك يتميز بانخفاض الرطوبة والكثافة والضغط ومحتوى الأكسجين العالي.

في سياق التطور ، طورت الكائنات الحية التعديلات التشريحية والصرفية والفسيولوجية والسلوكية وغيرها من التعديلات الضرورية.

تتحرك الحيوانات في بيئة الأرض والجو عبر التربة أو عبر الهواء (الطيور والحشرات) ، وتتأصل النباتات في التربة. في هذا الصدد ، طورت الحيوانات الرئتين والقصبة الهوائية ، بينما طورت النباتات جهازًا للفم ، أي

الأعضاء التي يمتص بها سكان الأرض الأكسجين مباشرة من الهواء. إن أعضاء الهيكل العظمي ، التي توفر استقلالية الحركة على الأرض وتدعم الجسم بجميع أعضائه في ظروف كثافة منخفضة من الوسط ، أقل بآلاف المرات من الماء ، قد تلقت تطورًا قويًا.

تختلف العوامل البيئية في البيئة الأرضية والجوية عن الموائل الأخرى في شدة الضوء العالية ، والتقلبات الكبيرة في درجة حرارة الهواء والرطوبة ، وارتباط جميع العوامل بالموقع الجغرافي ، وتغير فصول السنة والوقت من اليوم.

يرتبط تأثيرها على الكائنات الحية ارتباطًا وثيقًا بحركة الهواء والموقع بالنسبة للبحار والمحيطات ويختلف تمامًا عن التأثير في البيئة المائية (الجدول 1).

الجدول 5

الظروف المعيشية للكائنات المائية والهواء

(وفقًا لـ D.F Mordukhai-Boltovsky ، 1974)

بيئة الهواء

البيئة المائية

رطوبة	مهم جدًا (غالبًا ما يكون قليل العرض)	لا يوجد (دائما في الزائدة)
كثافة	طفيفة (باستثناء التربة)	كبير بالمقارنة مع دوره لسكان الهواء
ضغط	تقريبا لا	كبير (يمكن أن يصل إلى 1000 الغلاف الجوي)
درجة الحرارة	كبير (يتقلب ضمن حدود واسعة جدًا - من -80 إلى + 100 درجة مئوية وأكثر)	أقل من القيمة بالنسبة لسكان الهواء (تتقلب أقل بكثير ، عادة من -2 إلى + 40 درجة مئوية)
الأكسجين	طفيفة (في الغالب زائدة)	أساسي (غالبًا ما يكون قليل العرض)
المواد الصلبة العالقة	غير مهم؛ لا يستخدم للطعام (المعدني بشكل رئيسي)	هام (مصدر غذائي ، خاصة المواد العضوية)
يذوب في البيئة	إلى حد ما (ذات صلة فقط بمحاليل التربة)	هام (مطلوب بكمية معينة)

طورت الحيوانات والنباتات البرية تكيفات أصلية خاصة بها مع العوامل البيئية الضارة: التركيب المعقد للجسم وتكامله ، وتواتر وإيقاع دورات الحياة ، وآليات التنظيم الحراري ، إلخ.

ظهر التنقل الهادف للحيوانات بحثًا عن الغذاء المتطور ، والجراثيم التي تحملها الرياح ، والبذور وحبوب اللقاح للنباتات ، وكذلك النباتات والحيوانات ، التي ترتبط حياتها بالكامل بالهواء. تم تشكيل علاقة وظيفية وموارد وميكانيكية وثيقة بشكل استثنائي مع التربة.

العديد من التعديلات التي ناقشناها أعلاه كأمثلة في توصيف العوامل البيئية اللاأحيائية.

لذلك لا معنى للتكرار الآن ، لأننا سنعود إليهم في تمارين عملية

التربة كموطن

الأرض هي الكوكب الوحيد الذي يحتوي على تربة (الغلاف الجوفي ، الغلاف الأرضي) - قشرة خاصة ، علوية من الأرض.

تشكلت هذه القوقعة في وقت متوقع تاريخيًا - إنه نفس عمر الحياة على الأرض على هذا الكوكب. لأول مرة ، أجاب M.V. Lomonosov ("على طبقات الأرض"): "... أتت التربة من انحناء الأجسام الحيوانية والنباتية ... حسب طول الوقت ...".

و أنت العالم الروسي العظيم. أنت. كان Dokuchaev (1899: 16) أول من أطلق على التربة جسماً طبيعياً مستقلاً وأثبت أن التربة "... نفس الجسم الطبيعي التاريخي المستقل مثل أي نبات أو حيوان أو أي معدن ... وظيفة النشاط التراكمي المتبادل للمناخ في منطقة معينة ، والكائنات الحية النباتية والحيوانية فيها ، وتضاريس البلد وعمره ... ، وأخيراً ، باطن الأرض ، أي

صخور الأم الأرض. ... كل هذه العوامل المكونة للتربة ، في جوهرها ، متكافئة تمامًا من حيث الحجم وتشارك بشكل متساوٍ في تكوين التربة الطبيعية ... ".

وعالم التربة الحديث المعروف ن. أ.

يعطي Kachinsky ("التربة ، خصائصها وحياتها" ، 1975) التعريف التالي للتربة: "تحت التربة يجب فهم جميع الطبقات السطحية للصخور ، ومعالجتها وتغييرها من خلال التأثير المشترك للمناخ (الضوء والحرارة والهواء ، الماء) والكائنات الحية النباتية والحيوانية ".

العناصر الهيكلية الرئيسية للتربة هي: القاعدة المعدنية والمواد العضوية والهواء والماء.

قاعدة معدنية (هيكل عظمي)(50-60٪ من إجمالي التربة) عبارة عن مادة غير عضوية تكونت نتيجة الصخور الجبلية الكامنة (الأم ، الأصل) نتيجة للعوامل الجوية.

أحجام الجزيئات الهيكلية: من الصخور والأحجار إلى أصغر حبيبات الرمل وجزيئات الطمي. يتم تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة بشكل أساسي من خلال تكوين الصخور الأم.

تعتمد نفاذية ومسامية التربة ، والتي تضمن دوران كل من الماء والهواء ، على نسبة الطين والرمل في التربة ، وحجم الشظايا.

في المناخات المعتدلة ، يكون مثاليًا إذا كانت التربة تتكون من كميات متساوية من الطين والرمل ، أي يمثل طفال.

في هذه الحالة ، لا تكون التربة مهددة إما بالتشبع بالمياه أو بالجفاف. كلاهما ضار بنفس القدر لكل من النباتات والحيوانات.

المواد العضوية- ما يصل إلى 10 ٪ من التربة ، تتكون من الكتلة الحيوية الميتة (الكتلة النباتية - فضلات الأوراق ، والفروع والجذور ، والجذوع الميتة ، وخرق العشب ، وكائنات الحيوانات النافقة) ، يتم سحقها ومعالجتها إلى دبال التربة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة ومجموعات معينة من الحيوانات والنباتات.

العناصر الأبسط التي تشكلت نتيجة تحلل المواد العضوية يتم استيعابها مرة أخرى بواسطة النباتات وتشارك في الدورة البيولوجية.

هواء(15-25٪) في التربة محتواة في التجاويف - المسام ، بين الجزيئات العضوية والمعدنية. في حالة عدم وجود (تربة طينية ثقيلة) أو عندما تمتلئ المسام بالماء (أثناء الفيضانات ، ذوبان الجليد السرمدي) ، تتفاقم التهوية في التربة وتتطور الظروف اللاهوائية.

في ظل هذه الظروف ، يتم تثبيط العمليات الفسيولوجية للكائنات التي تستهلك الأكسجين - الهوائية - ، كما أن تحلل المواد العضوية يكون بطيئًا. تتراكم تدريجيا ، فإنها تشكل الجفت. تعتبر الاحتياطيات الكبيرة من الخث من سمات المستنقعات وغابات المستنقعات ومجتمعات التندرا. يتجلى تراكم الخث بشكل خاص في المناطق الشمالية ، حيث البرودة والتشبع بالمياه في التربة يحددان ويكمل كل منهما الآخر.

ماء(25-30٪) في التربة ممثلة بأربعة أنواع: الجاذبية ، والرطوبة (المربوطة) ، والشعري ، والبخار.

الجاذبية- المياه المتنقلة ، التي تشغل فجوات واسعة بين جزيئات التربة ، تتسرب تحت وزنها إلى مستوى المياه الجوفية.

تمتصه النباتات بسهولة.

استرطابي ، أو ملزمة- يتم امتصاصه حول الجسيمات الغروية (الطين ، الكوارتز) من التربة ويتم الاحتفاظ به في شكل غشاء رقيق بسبب الروابط الهيدروجينية. يتم إطلاقها منها عند درجة حرارة عالية (102-105 درجة مئوية). لا يمكن الوصول إليه من النباتات ، ولا يتبخر. في التربة الطينية ، تصل هذه المياه إلى 15 ٪ ، في التربة الرملية - 5 ٪.

شعري- يقبع حول جزيئات التربة بقوة التوتر السطحي.

من خلال المسام والقنوات الضيقة - الشعيرات الدموية ، ترتفع من مستوى المياه الجوفية أو تنحرف عن التجاويف بمياه الجاذبية. من الأفضل الاحتفاظ بها عن طريق التربة الطينية ، وتتبخر بسهولة.

تمتصه النباتات بسهولة.

ضبابي- يحتل جميع المسام الخالية من الماء. يتبخر أولا.

هناك تبادل مستمر للتربة السطحية والمياه الجوفية ، كحلقة وصل في دورة المياه العامة في الطبيعة ، وتغيير السرعة والاتجاه حسب الموسم والظروف الجوية.

معلومات ذات صله:

بحث الموقع:

تكوين الغاز في الغلاف الجويهو أيضا عامل مناخي مهم.

منذ ما يقرب من 3-3.5 مليار سنة ، احتوى الغلاف الجوي على النيتروجين والأمونيا والهيدروجين والميثان وبخار الماء ، ولم يكن فيه أكسجين حر. تم تحديد تكوين الغلاف الجوي إلى حد كبير بواسطة الغازات البركانية.

في البيئة الأرضية ، على أساس الكفاءة العالية لعمليات الأكسدة في الجسم ، نشأت الحرارة المتجانسة للحيوان. الأكسجين ، بسبب محتواه العالي باستمرار في الهواء ، ليس عاملاً يحد من الحياة في البيئة الأرضية. فقط في الأماكن ، في ظل ظروف محددة ، يحدث عجز مؤقت ، على سبيل المثال ، في تراكمات مخلفات النباتات المتحللة ، ومخزونات الحبوب ، والدقيق ، إلخ.

على سبيل المثال ، في حالة عدم وجود الرياح في وسط المدن الكبيرة ، يزيد تركيزها عشرة أضعاف. التغيرات اليومية المنتظمة في محتوى ثاني أكسيد الكربون في الطبقات السطحية ، المرتبطة بإيقاع التمثيل الضوئي للنبات ، والموسمية ، نتيجة للتغيرات في شدة تنفس الكائنات الحية ، وخاصة التجمعات الميكروسكوبية للتربة. يحدث تشبع الهواء المتزايد بثاني أكسيد الكربون في مناطق النشاط البركاني ، بالقرب من الينابيع الحرارية والمنافذ الأخرى لهذا الغاز تحت الأرض.

كثافة هواء منخفضةيحدد قوة الرفع المنخفضة وقدرة التحمل الضئيلة.

يجب أن يكون لسكان الهواء نظام دعم خاص بهم يدعم الجسم: النباتات - مجموعة متنوعة من الأنسجة الميكانيكية والحيوانات - هيكل عظمي صلب أو في كثير من الأحيان هيكل عظمي هيدروستاتيكي.

ريح

العواصف

ضغط

تسبب كثافة الهواء المنخفضة ضغطًا منخفضًا نسبيًا على الأرض. عادة ما يساوي 760 مم زئبق ، فن. مع زيادة الارتفاع ، ينخفض ​​الضغط. على ارتفاع 5800 م ، يكون نصف المعدل الطبيعي فقط. الضغط المنخفض قد يحد من توزيع الأنواع في الجبال. بالنسبة لمعظم الفقاريات ، يبلغ الحد الأعلى للحياة حوالي 6000 متر ، وينطوي انخفاض الضغط على انخفاض في إمداد الأكسجين وجفاف الحيوانات بسبب زيادة معدل التنفس.

تقريبًا نفس حدود التقدم إلى جبال النباتات العليا. أكثر قوة إلى حد ما هي المفصليات (ذيل الربيع ، العث ، العناكب) التي يمكن العثور عليها على الأنهار الجليدية فوق حدود الغطاء النباتي.

بشكل عام ، جميع الكائنات الأرضية أكثر شدة من الكائنات المائية.

الموئل الأرضي-الجوي

في سياق التطور ، تم إتقان هذه البيئة في وقت متأخر عن الماء. تختلف العوامل البيئية في البيئة الأرضية والجوية عن الموائل الأخرى في شدة الضوء العالية ، والتقلبات الكبيرة في درجة حرارة الهواء والرطوبة ، وارتباط جميع العوامل بالموقع الجغرافي ، وتغير فصول السنة والوقت من اليوم.

البيئة غازية ، لذلك تتميز بانخفاض الرطوبة والكثافة والضغط ومحتوى الأكسجين العالي.

توصيف العوامل البيئية اللاأحيائية من الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة - راجع المحاضرة السابقة.

تكوين الغاز في الغلاف الجويهو أيضا عامل مناخي مهم. منذ ما يقرب من 3-3.5 مليار سنة ، احتوى الغلاف الجوي على النيتروجين والأمونيا والهيدروجين والميثان وبخار الماء ، ولم يكن فيه أكسجين حر. تم تحديد تكوين الغلاف الجوي إلى حد كبير بواسطة الغازات البركانية.

في الوقت الحاضر ، يتكون الغلاف الجوي بشكل أساسي من النيتروجين والأكسجين وكميات أصغر نسبيًا من الأرجون وثاني أكسيد الكربون.

يتم احتواء جميع الغازات الأخرى الموجودة في الغلاف الجوي بكميات ضئيلة فقط. من الأهمية بمكان بالنسبة للكائنات الحية المحتوى النسبي للأكسجين وثاني أكسيد الكربون.

في البيئة الأرضية ، على أساس الكفاءة العالية لعمليات الأكسدة في الجسم ، نشأت الحرارة المتجانسة للحيوان. الأكسجين ، بسبب محتواه العالي باستمرار في الهواء ، ليس عاملاً يحد من الحياة في البيئة الأرضية.

فقط في الأماكن ، في ظل ظروف محددة ، يحدث عجز مؤقت ، على سبيل المثال ، في تراكمات مخلفات النباتات المتحللة ، ومخزونات الحبوب ، والدقيق ، إلخ.

يمكن أن يختلف محتوى ثاني أكسيد الكربون في مناطق معينة من الطبقة السطحية للهواء في نطاق كبير إلى حد ما. على سبيل المثال ، في حالة عدم وجود الرياح في وسط المدن الكبيرة ، يزيد تركيزها عشرة أضعاف. التغيرات اليومية المنتظمة في محتوى ثاني أكسيد الكربون في الطبقات السطحية ، المرتبطة بإيقاع التمثيل الضوئي للنبات ، والموسمية ، نتيجة للتغيرات في شدة تنفس الكائنات الحية ، وخاصة التجمعات الميكروسكوبية للتربة.

يحدث تشبع الهواء المتزايد بثاني أكسيد الكربون في مناطق النشاط البركاني ، بالقرب من الينابيع الحرارية والمنافذ الأخرى لهذا الغاز تحت الأرض. يمنع المحتوى المنخفض من ثاني أكسيد الكربون عملية التمثيل الضوئي.

في ظل الظروف الداخلية ، يمكن زيادة معدل التمثيل الضوئي عن طريق زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون ؛ يستخدم هذا في ممارسة الدفيئة والزراعة الدفيئة.

نيتروجين الهواء بالنسبة لمعظم سكان البيئة الأرضية هو غاز خامل ، لكن عددًا من الكائنات الحية الدقيقة (بكتيريا العقيدات ، Azotobacter ، المطثيات ، الطحالب الخضراء المزرقة ، إلخ) لديها القدرة على ربطها وإشراكها في الدورة البيولوجية.

يمكن أن تؤثر الشوائب المحلية التي تدخل الهواء بشكل كبير على الكائنات الحية.

ينطبق هذا بشكل خاص على المواد الغازية السامة - الميثان وأكسيد الكبريت (IV) وأول أكسيد الكربون (II) وأكسيد النيتروجين (IV) وكبريتيد الهيدروجين ومركبات الكلور وكذلك جزيئات الغبار والسخام وما إلى ذلك ، مما يؤدي إلى تلويث الهواء في المناطق الصناعية. المصدر الرئيسي الحديث للتلوث الكيميائي والفيزيائي للغلاف الجوي هو من صنع الإنسان: عمل مختلف المؤسسات الصناعية والنقل ، وتآكل التربة ، وما إلى ذلك.

ن. أكسيد الكبريت (SO2) ، على سبيل المثال ، سام للنباتات حتى بتركيزات من واحد وخمسين ألف إلى مليون من حجم الهواء .. بعض أنواع النباتات حساسة بشكل خاص لثاني أكسيد الكبريت وتعمل كمؤشر حساس لتراكمه. في الهواء (على سبيل المثال ، الأشنات.

كثافة هواء منخفضةيحدد قوة الرفع المنخفضة وقدرة التحمل الضئيلة. يجب أن يكون لسكان الهواء نظام دعم خاص بهم يدعم الجسم: النباتات - مجموعة متنوعة من الأنسجة الميكانيكية والحيوانات - هيكل عظمي صلب أو في كثير من الأحيان هيكل عظمي هيدروستاتيكي.

بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط جميع سكان بيئة الهواء ارتباطًا وثيقًا بسطح الأرض ، مما يخدمهم في التعلق والدعم. الحياة في حالة تعليق في الهواء مستحيلة. صحيح أن العديد من الكائنات الحية الدقيقة والحيوانات والجراثيم والبذور وحبوب اللقاح للنباتات موجودة بانتظام في الهواء وتحملها التيارات الهوائية (anemochory) ، العديد من الحيوانات قادرة على الطيران النشط ، ولكن في كل هذه الأنواع الوظيفة الرئيسية لدورة حياتها هو تكاثر - يتم إجراؤه على سطح الأرض.

بالنسبة لمعظمهم ، يرتبط التواجد في الهواء فقط بإعادة التوطين أو البحث عن الفريسة.

ريحله تأثير محدود على النشاط وحتى توزيع الكائنات الحية. يمكن للرياح أن تغير مظهر النباتات ، خاصة في الموائل مثل مناطق جبال الألب حيث توجد عوامل أخرى محدودة. في الموائل الجبلية المفتوحة ، تحد الرياح من نمو النبات ، مما يجعل النباتات تنحني إلى جانب الريح.

بالإضافة إلى ذلك ، تزيد الرياح من التبخر في ظروف الرطوبة المنخفضة. من الأهمية بمكان العواصف، على الرغم من أن عملهم محلي بحت. الأعاصير ، وكذلك الرياح العادية ، قادرة على نقل الحيوانات والنباتات لمسافات طويلة وبالتالي تغيير تكوين المجتمعات.

ضغط، على ما يبدو ، ليس عاملاً مقيدًا للعمل المباشر ، ولكنه يرتبط ارتباطًا مباشرًا بالطقس والمناخ ، مما له تأثير مقيد مباشر.

تسبب كثافة الهواء المنخفضة ضغطًا منخفضًا نسبيًا على الأرض. عادة ما يساوي 760 مم زئبق ، فن. مع زيادة الارتفاع ، ينخفض ​​الضغط. على ارتفاع 5800 م ، يكون نصف المعدل الطبيعي فقط.

الضغط المنخفض قد يحد من توزيع الأنواع في الجبال.

بالنسبة لمعظم الفقاريات ، يبلغ الحد الأعلى للحياة حوالي 6000 متر ، وينطوي انخفاض الضغط على انخفاض في إمداد الأكسجين وجفاف الحيوانات بسبب زيادة معدل التنفس. تقريبًا نفس حدود التقدم إلى جبال النباتات العليا. أكثر قوة إلى حد ما هي المفصليات (ذيل الربيع ، العث ، العناكب) التي يمكن العثور عليها على الأنهار الجليدية فوق حدود الغطاء النباتي.

السمة المميزة لبيئة الأرض والجو هي وجود الهواء (خليط من الغازات المختلفة) فيها.

كثافة الهواء منخفضة ، لذا لا يمكنها أن تعمل كدعم للكائنات (باستثناء الكائنات الطائرة). إن كثافة الهواء المنخفضة هي التي تحدد مقاومته الضئيلة عندما تتحرك الكائنات الحية على طول سطح التربة. في الوقت نفسه ، يصعب تحريكها في الاتجاه الرأسي. تحدد كثافة الهواء المنخفضة أيضًا الضغط المنخفض على الأرض (760 مم زئبق = 1 ضغط جوي). الهواء ، أصغر من الماء ، يمنع تغلغل ضوء الشمس. لديها شفافية أعلى من الماء.

تكوين الغاز في الهواء ثابت (تعلمون عن هذا من دورة الجغرافيا). الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، كقاعدة عامة ، ليسا من العوامل المحددة. يوجد بخار الماء والملوثات المختلفة كشوائب في الهواء.

على مدى القرن الماضي ، نتيجة للأنشطة البشرية في الغلاف الجوي ، زاد بشكل حاد محتوى الملوثات المختلفة. من بينها ، الأخطر: أكاسيد النيتروجين والكبريت ، والأمونيا ، والفورمالديهايد ، والمعادن الثقيلة ، والهيدروكربونات ، وما إلى ذلك ، والكائنات الحية لا تتكيف معها عمليًا. لهذا السبب ، يعد تلوث الهواء مشكلة بيئية عالمية خطيرة. يتطلب حلها تنفيذ تدابير بيئية على مستوى جميع دول الأرض.

تتحرك الكتل الهوائية في اتجاهات أفقية ورأسية. هذا يؤدي إلى ظهور عامل بيئي مثل الرياح. ريحيمكن أن يتسبب في زحزحة الرمال في الصحاري (العواصف الرملية). إنه قادر على تفجير جزيئات التربة على أي تضاريس ، مما يقلل من خصوبة الأرض (تآكل الرياح). للرياح تأثير ميكانيكي على النباتات. إنه قادر على إحداث هبوب رياح (عكس الأشجار ذات الجذور) ، مصدات الرياح (كسور جذوع الأشجار) ، تشوه تاج الشجرة. تؤثر حركة الكتل الهوائية بشكل كبير على توزيع هطول الأمطار ونظام درجة الحرارة في بيئة الأرض والجو.

نظام المياه في البيئة الأرضية والجوية

من مسار الجغرافيا ، أنت تعلم أن بيئة الهواء الأرضي يمكن أن تكون مشبعة للغاية بالرطوبة (المناطق المدارية) ورديئة جدًا فيها (الصحاري). يتم توزيع هطول الأمطار بشكل غير متساو موسميًا وجغرافيًا. تتقلب الرطوبة في البيئة على نطاق واسع. إنه العامل المحدد الرئيسي للكائنات الحية.

نظام درجة حرارة البيئة الأرضية والجوية

درجة الحرارة في بيئة الأرض والجو دورية يومية وموسمية. تكيفت الكائنات الحية معها منذ ظهور الحياة على الأرض. لذلك ، تقل احتمالية أن تعمل درجة الحرارة كعامل مقيد مقارنة بالرطوبة.

تكيفات النباتات والحيوانات مع الحياة في بيئة الأرض والجو

مع إطلاق النباتات على الأرض ، طوروا الأنسجة. لقد درست بنية الأنسجة النباتية في مقرر علم الأحياء للصف السابع. نظرًا لحقيقة أن الهواء لا يمكن أن يعمل كدعم موثوق ، نشأت الأنسجة الميكانيكية (الخشب والألياف اللحاء) في النباتات. تسببت مجموعة واسعة من التغييرات في العوامل المناخية في تكوين أنسجة غلافية كثيفة - حول الأدمة والقشرة. بسبب حركة الهواء (الرياح) ، طورت النباتات تكيفات للتلقيح وانتشار الجراثيم والفواكه والبذور.

حياة الحيوانات المعلقة في الهواء مستحيلة بسبب كثافتها المنخفضة. تكيفت العديد من الأنواع (الحشرات والطيور) مع الطيران النشط ويمكنها البقاء في الهواء لفترة طويلة. لكن تكاثرها يحدث على سطح التربة.

تستخدم حركة الكتل الهوائية في اتجاهات أفقية ورأسية من قبل بعض الكائنات الحية الصغيرة للتسوية السلبية. بهذه الطريقة ، تستقر الطلائعيات والعناكب والحشرات. تسببت كثافة الهواء المنخفضة في تحسن الحيوانات في عملية تطور الهياكل العظمية الخارجية (المفصليات) والداخلية (الفقرية). للسبب نفسه ، هناك قيود على الحد الأقصى لكتلة وحجم جسم الحيوانات الأرضية. أكبر حيوان بري ، الفيل (يصل وزنه إلى 5 أطنان) ، أصغر بكثير من العملاق البحري ، الحوت الأزرق (حتى 150 طنًا). بفضل ظهور أنواع مختلفة من الأطراف ، تمكنت الثدييات من ملء مناطق من الأرض بمجموعة متنوعة من أنماط الإغاثة.

الخصائص العامة للتربة كبيئة معيشية

التربة هي الطبقة العليا الخصبة من قشرة الأرض. تشكلت نتيجة تفاعل العوامل المناخية والبيولوجية مع الصخور الأساسية (الرمل ، الطين ، إلخ). التربة ملامسة للهواء وتعمل كدعم للكائنات الأرضية. كما أنه مصدر للتغذية المعدنية للنباتات. في الوقت نفسه ، تعتبر التربة بيئة معيشية لأنواع كثيرة من الكائنات الحية. تتميز التربة بالخصائص التالية: الكثافة ، الرطوبة ، درجة الحرارة ، التهوية (إمداد الهواء) ، التفاعل البيئي (درجة الحموضة) ، الملوحة.

كثافة التربة تزداد مع العمق. الرطوبة ودرجة الحرارة وتهوية التربة مترابطة بشكل وثيق ومترابطة. يتم تلطيف تقلبات درجات الحرارة في التربة مقارنة بالهواء السطحي ولم يعد يتم تتبعها على عمق 1-1.5 متر. التربة المبللة جيدًا تسخن ببطء وتبرد ببطء. تؤدي زيادة رطوبة التربة ودرجة حرارتها إلى تفاقم تهويتها ، والعكس صحيح. يعتمد النظام الحراري المائي للتربة وتهويتها على بنية التربة. التربة الطينية أكثر احتفاظًا بالمياه من التربة الرملية. لكنها أقل تهوية وتسخن أسوأ. وفقًا لرد فعل البيئة ، تنقسم التربة إلى ثلاثة أنواع: حمضية (pH< 7,0), нейтральные (рН ≈ 7,0) и щелочные (рН > 7,0).

تكيفات النباتات والحيوانات مع الحياة في التربة

تؤدي التربة في حياة النباتات وظائف التثبيت وإمدادات المياه ومصدر التغذية المعدنية. أدى تركيز العناصر الغذائية في التربة إلى تطوير أنظمة الجذر والأنسجة الموصلة في النباتات.

الحيوانات التي تعيش في التربة لديها عدد من التكيفات. تتميز بطرق مختلفة للتنقل في التربة. يمكن أن يكون حفر الحركات والثقوب ، مثل الدب والشامة. يمكن لديدان الأرض أن تفكك جزيئات التربة وتشكل ممرات. يرقات الحشرات قادرة على الزحف بين جزيئات التربة. في هذا الصدد ، في عملية التطور ، تم تطوير التكيفات المناسبة. تطورت الكائنات الحية حفر الأطراف. Annelids لها هيكل عظمي هيدروستاتيكي ، في حين أن الحشرات ومئويات لها مخالب.

تمتلك حيوانات التربة جسمًا قصيرًا مضغوطًا بأغطية غير مبللة (ثدييات) أو مغطاة بالمخاط. أدت الحياة في التربة كموطن إلى ضمور أو تخلف في أجهزة الرؤية. الشامة لها عيون صغيرة متخلفة غالبًا ما تكون مخفية تحت ثنية الجلد. لتسهيل الحركة في ممرات التربة الضيقة ، اكتسب صوف الخلد القدرة على التوافق في اتجاهين.

في بيئة الأرض والجو ، الكائنات الحية محاطة بالهواء. لديها رطوبة منخفضة وكثافة وضغط وشفافية عالية ومحتوى أكسجين. الرطوبة هي العامل المحدد الرئيسي. تتميز التربة كبيئة معيشية بكثافة عالية ونظام حراري مائي معين وتهوية. طورت النباتات والحيوانات مجموعة متنوعة من التكيفات مع الحياة في بيئات الأرض والجو والتربة.

الموئل الأرضي-الجوي

بيئات الحياة الأساسية

البيئة المائية

تحتل البيئة المائية للحياة (الغلاف المائي) 71٪ من مساحة الكرة الأرضية. أكثر من 98٪ من المياه تتركز في البحار والمحيطات ، 1.24٪ - جليد المناطق القطبية ، 0.45٪ - مياه الأنهار العذبة والبحيرات والمستنقعات.

هناك منطقتان بيئيتان في المحيطات:

عمود الماء - بلاجي، وأسفل - بنتال.

يعيش ما يقرب من 150000 نوع من الحيوانات في البيئة المائية ، أو حوالي 7٪ من العدد الإجمالي ، و 10000 نوع من النباتات - 8٪. هناك ما يلي المجموعات البيئية من hydrobionts. Pelagial - يسكنها كائنات تنقسم إلى نيكتون وعوالق.

نيكتون (نيكتوس - عائم) -هذه مجموعة من الحيوانات البحرية التي تتحرك بنشاط ليس لها اتصال مباشر بالقاع. هم في الأساس حيوانات كبيرة يمكنها السفر لمسافات طويلة والتيارات المائية القوية. وهي تتميز بشكل جسم انسيابي وأعضاء حركة متطورة (الأسماك ، والحبار ، والزعانف ، والحيتان) في المياه العذبة ، وبصرف النظر عن الأسماك ، تنتمي البرمائيات والحشرات النشطة إلى النيكتون.

العوالق (تجول ، مرتفعة) -هذه مجموعة من الكائنات البحرية التي لا تملك القدرة على الحركة النشطة السريعة. وهي مقسمة إلى عوالق نباتية وعوالق حيوانية (قشريات صغيرة ، طفيليات - فورامينيفيرا ، راديولاريا ، قنديل البحر ، بتيروبودس). العوالق النباتية هي الدياتومات والطحالب الخضراء.

نيوستون- مجموعة من الكائنات الحية التي تسكن الطبقة السطحية للماء عند الحدود مع الهواء. هذه هي يرقات ديسياتيبود ، البرنقيل ، مجدافيات الأرجل ، بطنيات الأرجل وذوات الصدفتين ، شوكيات الجلد ، والأسماك. بعد مرورها بمرحلة اليرقات ، تترك الطبقة السطحية ، التي خدمتهم كملاذ ، وتتحرك لتعيش في القاع أو السطح.

بلايستون -هذه مجموعة من الكائنات الحية ، جزء من جسمها فوق سطح الماء ، والآخر في الماء - طحلب البط ، سيفونوفور.

بينثوس (العمق) -مجموعة من الكائنات الحية تعيش في قاع المسطحات المائية. تنقسم إلى نباتات نباتية و zoobenthos. Phytobenthos - الطحالب - الدياتومات والأخضر والبني والأحمر والبكتيريا ؛ النباتات المزهرة بالقرب من السواحل - zostera ، ruppia. Zoobenthos - المنخربات ، الإسفنج ، تجاويف الأمعاء ، الديدان ، الرخويات ، الأسماك.

في حياة الكائنات المائية ، تلعب أنظمة الحركة العمودية للماء والكثافة ودرجة الحرارة والضوء والملح والغاز (محتوى الأكسجين وثاني أكسيد الكربون) وتركيز أيونات الهيدروجين (pH) دورًا مهمًا.

نظام درجة الحرارة: يختلف في الماء ، أولاً ، عن طريق تدفق أقل للحرارة ، وثانيًا ، عن طريق ثبات أكبر مما هو على الأرض. ينعكس جزء من الطاقة الحرارية التي تدخل سطح الماء ، ويتم إنفاق جزء منها على التبخر. إن تبخر الماء من سطح المسطحات المائية ، والذي يستهلك حوالي 2263.8 جول / جم ، يمنع ارتفاع درجة حرارة الطبقات السفلية ، وتكوين الجليد الذي يطلق حرارة الانصهار (333.48 جول / جم) يبطئ من تبريدها. يتبع التغيير في درجة الحرارة في المياه المتدفقة تغيراتها في الهواء المحيط ، والتي تختلف في السعة الأصغر.

في البحيرات والبرك في مناطق خطوط العرض المعتدلة ، يتم تحديد النظام الحراري من خلال ظاهرة فيزيائية معروفة - الماء له كثافة قصوى عند 4 درجات مئوية.من الواضح أن الماء فيها مقسم إلى ثلاث طبقات:

1. إبليمنيون- الطبقة العليا التي تتعرض درجة حرارتها لتقلبات موسمية حادة ؛

2. ميتاليمنون- طبقة قفزة انتقالية في درجة الحرارة ، هناك انخفاض حاد في درجة الحرارة ؛

3. hypolimnion- طبقة أعماق البحار تصل إلى القاع ، حيث تختلف درجة الحرارة قليلاً على مدار العام.

في الصيف ، توجد طبقات الماء الأكثر دفئًا على السطح ، والأبرد - في القاع. يسمى هذا النوع من توزيع درجات الحرارة الطبقية في الخزان التقسيم الطبقي المباشر.في الشتاء ، حيث تنخفض درجة الحرارة ، التقسيم الطبقي العكسي: الطبقة السطحية لها درجة حرارة قريبة من 0 درجة مئوية ، في الأسفل تكون درجة الحرارة حوالي 4 درجة مئوية ، وهو ما يتوافق مع أقصى كثافة لها. وهكذا ترتفع درجة الحرارة مع العمق. هذه الظاهرة تسمى انقسام درجة الحرارة ،لوحظ في معظم بحيرات المنطقة المعتدلة في الصيف والشتاء. نتيجة لانقسام درجة الحرارة ، فإن الدوران الرأسي مضطرب - فترة ركود مؤقت تبدأ في - ركود.

في الربيع ، تصبح المياه السطحية ، بسبب التسخين إلى 4 درجات مئوية ، أكثر كثافة وتغرق بشكل أعمق ، وترتفع المياه الأكثر دفئًا في مكانها من العمق. نتيجة لهذا الدوران الرأسي ، يحدث التماثل الحراري في الخزان ، أي لبعض الوقت درجة حرارة كتلة الماء بأكملها متساوية. مع زيادة أخرى في درجة الحرارة ، تصبح الطبقات العليا أقل كثافة ولم تعد تسقط - ركود الصيف. في الخريف ، تبرد الطبقة السطحية وتصبح أكثر كثافة وتغرق بشكل أعمق ، مما يؤدي إلى إزاحة المياه الدافئة إلى السطح. يحدث هذا قبل بداية فصل الخريف. عندما يتم تبريد المياه السطحية إلى أقل من 4 درجات مئوية ، فإنها تصبح أقل كثافة وتبقى على السطح مرة أخرى. ونتيجة لذلك ، يتوقف دوران المياه ويبدأ ركود الشتاء.

الماء له أهمية كثافة(800 مرة) متفوقة على الهواء) و اللزوجة. فيفي المتوسط ​​، في عمود الماء ، لكل 10 أمتار من العمق ، يزداد الضغط بمقدار 1 ضغط جوي. تؤثر هذه الميزات على النباتات من حيث أنها تطور القليل جدًا من الأنسجة الميكانيكية أو لا تتطور على الإطلاق ، لذا فإن سيقانها مرنة جدًا وسهلة الانحناء. معظم النباتات المائية متأصلة في الطفو والقدرة على التعليق في عمود الماء ، في العديد من الحيوانات المائية ، يتم تزييت التكامل بالمخاط ، مما يقلل الاحتكاك أثناء الحركة ، ويأخذ الجسم شكلاً انسيابيًا. العديد من السكان يعانون من الاختناق نسبيًا ومحصورون في أعماق معينة.

وضع الشفافية والضوء.يؤثر هذا بشكل خاص على توزيع النباتات: في المسطحات المائية الموحلة ، تعيش فقط في الطبقة السطحية. يتم تحديد نظام الضوء أيضًا من خلال الانخفاض المنتظم في الضوء مع العمق بسبب حقيقة أن الماء يمتص ضوء الشمس. في الوقت نفسه ، يتم امتصاص الأشعة ذات الأطوال الموجية المختلفة بشكل مختلف: الأحمر هو الأسرع ، بينما يخترق اللون الأزرق الأخضر إلى أعماق كبيرة. يتغير لون البيئة في نفس الوقت ، ويتحول تدريجياً من الأخضر إلى الأخضر والأزرق والأزرق والأزرق البنفسجي ، ويحل محله الظلام المستمر. وفقًا لذلك ، مع العمق ، يتم استبدال الطحالب الخضراء بأخرى بنية وحمراء ، حيث يتم تكييف أصباغها لالتقاط أشعة الشمس بأطوال موجية مختلفة. يتغير لون الحيوانات أيضًا بشكل طبيعي مع العمق. تسكن الطبقات السطحية للمياه حيوانات ذات ألوان زاهية ومتنوعة ، بينما تخلو أنواع أعماق البحار من الصبغات. يسكن الشفق حيوانات مطلية بالألوان ذات صبغة حمراء ، مما يساعدها على الاختباء من الأعداء ، حيث يُنظر إلى اللون الأحمر في الأشعة الزرقاء البنفسجية على أنه أسود.

يكون امتصاص الضوء في الماء أقوى ، وكلما قلت شفافيته. تتميز الشفافية بعمق شديد ، حيث لا يزال قرص Secchi منخفض بشكل خاص (قرص أبيض بقطر 20 سم) مرئيًا. وبالتالي ، تختلف حدود مناطق التمثيل الضوئي اختلافًا كبيرًا في المسطحات المائية المختلفة. في أنقى المياه تصل منطقة التمثيل الضوئي إلى عمق 200 متر.

ملوحة الماء.الماء مذيب ممتاز للعديد من المركبات المعدنية. نتيجة لذلك ، تحتوي المسطحات المائية الطبيعية على تركيبة كيميائية معينة. أهمها الكبريتات والكربونات والكلوريدات. لا تتجاوز كمية الأملاح الذائبة لكل 1 لتر من الماء في المياه العذبة 0.5 غرام ، في البحار والمحيطات - 35 غرامًا. تعيش نباتات وحيوانات المياه العذبة في بيئة منخفضة التوتر ، أي بيئة يكون فيها تركيز المواد المذابة أقل من تركيز سوائل الجسم والأنسجة. بسبب الاختلاف في الضغط الاسموزي خارج وداخل الجسم ، يتغلغل الماء باستمرار في الجسم ، وتضطر hydrobionts المياه العذبة إلى إزالته بشكل مكثف. في هذا الصدد ، لديهم عمليات محددة جيدًا لتنظيم التناضح. في البروتوزوا ، يتم تحقيق ذلك من خلال عمل الفجوات الإخراجية ، في الكائنات متعددة الخلايا ، عن طريق إزالة الماء من خلال نظام الإخراج. لا تتحمل الأنواع البحرية وأنواع المياه العذبة عادةً التغيرات الكبيرة في ملوحة المياه - كائنات ستنوهالين. Eurygalline - سمك البايك في المياه العذبة ، والدنيس ، والبايك ، من البحر - عائلة البوري.

وضع الغازالغازات الرئيسية في البيئة المائية هي الأكسجين وثاني أكسيد الكربون.

الأكسجينهو أهم عامل بيئي. يدخل الماء من الهواء وتطلقه النباتات أثناء عملية التمثيل الضوئي. محتواه في الماء يتناسب عكسيا مع درجة الحرارة ؛ مع انخفاض درجة الحرارة ، تزداد قابلية ذوبان الأكسجين في الماء (وكذلك الغازات الأخرى). في الطبقات المكتظة بالحيوانات والبكتيريا ، يمكن أن يحدث نقص الأكسجين بسبب زيادة استهلاكه. وهكذا ، في محيطات العالم ، تتميز الأعماق الغنية بالحياة من 50 إلى 1000 متر بتدهور حاد في التهوية. إنه أقل بـ7-10 مرات من المياه السطحية التي تسكنها العوالق النباتية. بالقرب من قاع المسطحات المائية ، يمكن أن تكون الظروف قريبة من اللاهوائية.

ثاني أكسيد الكربون -يذوب في الماء حوالي 35 مرة أفضل من الأكسجين وتركيزه في الماء 700 مرة أكبر من تركيزه في الغلاف الجوي. يوفر التمثيل الضوئي للنباتات المائية ويشارك في تكوين التكوينات الهيكلية الجيرية من اللافقاريات.

تركيز أيون الهيدروجين (pH)- تعتبر حمامات المياه العذبة ذات الرقم الهيدروجيني = 3.7-4.7 حمضية ، 6.95-7.3 - متعادلة ، مع الرقم الهيدروجيني 7.8 - القلوية. في المسطحات المائية العذبة ، يتعرض الأس الهيدروجيني لتقلبات يومية. مياه البحر قلوية بدرجة أكبر ويتغير الرقم الهيدروجيني لها بدرجة أقل بكثير من المياه العذبة. يتناقص الرقم الهيدروجيني مع العمق. يلعب تركيز أيونات الهيدروجين دورًا مهمًا في توزيع الهيدروبيونات.

الموئل الأرضي-الجوي

من سمات بيئة الحياة الأرضية والجوية أن الكائنات الحية التي تعيش هنا محاطة ببيئة غازية تتميز بانخفاض الرطوبة والكثافة والضغط ومحتوى الأكسجين العالي. كقاعدة عامة ، تتحرك الحيوانات في هذه البيئة على طول التربة (الركيزة الصلبة) ، وتتأصل النباتات فيها.

في البيئة الأرضية والجوية ، تتمتع العوامل البيئية التشغيلية بعدد من السمات المميزة: كثافة إضاءة أعلى مقارنة بالبيئات الأخرى ، وتقلبات كبيرة في درجات الحرارة ، وتغيرات في الرطوبة حسب الموقع الجغرافي ، والموسم ، والوقت من اليوم. يرتبط تأثير العوامل المذكورة أعلاه ارتباطًا وثيقًا بحركة الكتل الهوائية - الريح.

في عملية التطور ، طورت الكائنات الحية في بيئة الأرض والجو تكيفات تشريحية وصرفية وفسيولوجية مميزة.

دعونا ننظر في سمات تأثير العوامل البيئية الرئيسية على النباتات والحيوانات في بيئة الأرض والجو.

هواء.يتميز الهواء كعامل بيئي بتركيب ثابت - يكون الأكسجين فيه عادة حوالي 21٪ ، وثاني أكسيد الكربون 0.03٪.

كثافة هواء منخفضةيحدد قوة الرفع المنخفضة وقدرة التحمل الضئيلة. يرتبط جميع سكان البيئة الهوائية ارتباطًا وثيقًا بسطح الأرض ، مما يخدمهم في التعلق والدعم. لا توفر كثافة وسط الهواء مقاومة عالية للكائنات الحية عندما تتحرك على طول سطح الأرض ، ومع ذلك ، فإنها تجعل من الصعب التحرك عموديًا. بالنسبة لمعظم الكائنات الحية ، يرتبط البقاء في الهواء فقط بالتشتت أو البحث عن الفريسة.

تحدد قوة الرفع الصغيرة للهواء كتلة وحجم الكائنات الأرضية. أكبر الحيوانات التي تعيش على سطح الأرض أصغر من عمالقة البيئة المائية. لا تستطيع الثدييات الكبيرة (بحجم ووزن الحوت الحديث) أن تعيش على الأرض ، لأنها سوف تسحق بوزنها.

تخلق كثافة الهواء المنخفضة مقاومة طفيفة للحركة. تم استخدام الفوائد البيئية لهذه الخاصية لبيئة الهواء من قبل العديد من الحيوانات الأرضية أثناء التطور ، واكتسبت القدرة على الطيران. 75٪ من أنواع جميع الحيوانات البرية قادرة على الطيران النشط ، وخاصة الحشرات والطيور ، ولكن توجد أيضًا منشورات بين الثدييات والزواحف.

نظرًا لحركة الهواء ، والحركات الرأسية والأفقية للكتل الهوائية الموجودة في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي ، فإن الطيران السلبي لعدد من الكائنات الحية ممكن. طورت العديد من الأنواع شذوذ المزاج - إعادة التوطين بمساعدة التيارات الهوائية. Anemochory هي سمة من سمات الأبواغ ، بذور وفواكه النباتات ، الخراجات الأولية ، الحشرات الصغيرة ، العناكب ، إلخ. تم استدعاء الكائنات الحية التي تنقلها التيارات الهوائية بشكل سلبي بشكل جماعي العوالق الهوائية عن طريق القياس مع العوالق التي تعيش في البيئة المائية.

إن الدور البيئي الرئيسي لحركات الهواء الأفقية (الرياح) غير مباشر في تقوية وإضعاف التأثير على الكائنات الأرضية لعوامل بيئية مهمة مثل درجة الحرارة والرطوبة. تزيد الرياح من عودة الرطوبة والحرارة للحيوانات والنباتات.

تكوين الغاز في الهواءفي الطبقة السطحية ، يكون الهواء متجانسًا تمامًا (الأكسجين - 20.9٪ ، النيتروجين - 78.1٪ ، الغازات الخاملة - 1٪ ، ثاني أكسيد الكربون - 0.03٪ من حيث الحجم) نظرًا لقدرته العالية على الانتشار والخلط المستمر بالحمل الحراري وتدفقات الرياح. ومع ذلك ، فإن الخلائط المختلفة للجسيمات الغازية والقطيرة السائلة والصلبة (الغبار) التي تدخل الغلاف الجوي من المصادر المحلية يمكن أن تكون ذات أهمية بيئية كبيرة.

ساهم محتوى الأكسجين العالي في زيادة التمثيل الغذائي للكائنات الأرضية ، وعلى أساس الكفاءة العالية للعمليات المؤكسدة ، نشأت الحرارة المتجانسة للحيوانات. الأكسجين ، بسبب محتواه العالي باستمرار في الهواء ، ليس عاملاً يحد من الحياة في البيئة الأرضية. فقط في الأماكن ، في ظل ظروف محددة ، يحدث عجز مؤقت ، على سبيل المثال ، في تراكمات مخلفات النباتات المتحللة ، ومخزونات الحبوب ، والدقيق ، إلخ.

العوامل المؤثرة.تؤثر خصائص التربة والتضاريس أيضًا على الظروف المعيشية للكائنات الأرضية ، وخاصة النباتات. تسمى خصائص سطح الأرض التي لها تأثير بيئي على سكانها بالعوامل البيئية المؤثرة.

تعتمد طبيعة نظام جذر النباتات على النظام الحراري المائي والتهوية والتكوين والتكوين وهيكل التربة. على سبيل المثال ، توجد أنظمة الجذر لأنواع الأشجار (البتولا ، الصنوبر) في المناطق ذات التربة الصقيعية على عمق ضحل وتنتشر على نطاق واسع. في حالة عدم وجود التربة الصقيعية ، تكون أنظمة الجذر لهذه النباتات نفسها أقل انتشارًا وتخترق أعمق. في العديد من نباتات السهوب ، يمكن للجذور الحصول على المياه من أعماق كبيرة ، بينما في نفس الوقت لها العديد من الجذور السطحية في أفق تربة الدبال ، حيث تمتص النباتات المغذيات المعدنية.

تؤثر التضاريس وطبيعة التربة على خصوصيات حركة الحيوانات. على سبيل المثال ، تحتاج ذوات الحوافر والنعام والحبارى التي تعيش في الأماكن المفتوحة إلى أرضية صلبة لتعزيز التنافر عند الجري بسرعة. في السحالي التي تعيش على رمال فضفاضة ، تحد الأصابع هامش من حراشف القرن ، مما يزيد من سطح الدعم. بالنسبة لسكان الأرض الذين يحفرون الثقوب ، فإن التربة الكثيفة غير مواتية. تؤثر طبيعة التربة في بعض الحالات على توزيع الحيوانات البرية التي تحفر ثقوبًا أو تحفر في الأرض للهروب من الحرارة أو الحيوانات المفترسة أو تضع البيض في التربة ، إلخ.

الطقس والسمات المناخية.بالإضافة إلى ذلك ، فإن الظروف المعيشية في بيئة الأرض والجو معقدة بسبب التغيرات المناخية. الطقس هو حالة الغلاف الجوي المتغيرة باستمرار بالقرب من سطح الأرض ، حتى ارتفاع حوالي 20 كم (حدود طبقة التروبوسفير). تتجلى تقلبات الطقس في التباين المستمر في مجموعة العوامل البيئية مثل درجة حرارة الهواء والرطوبة ، والغيوم ، وهطول الأمطار ، وقوة الرياح واتجاهها ، إلخ. إلى جانب تناوبها المنتظم في الدورة السنوية ، تتميز التغيرات المناخية بتقلبات غير دورية ، مما يعقد بشكل كبير ظروف وجود الكائنات الأرضية. يؤثر الطقس على حياة الأحياء المائية بدرجة أقل بكثير وعلى سكان الطبقات السطحية فقط.

مناخ المنطقة.نظام الطقس طويل المدى يميز مناخ المنطقة. لا يشمل مفهوم المناخ متوسط ​​قيم الظواهر الجوية فحسب ، بل يشمل أيضًا مسارها السنوي واليومي والانحرافات عنها وتواترها. يتم تحديد المناخ من خلال الظروف الجغرافية للمنطقة.

إن التنوع الجغرافي للمناخات معقد بفعل الرياح الموسمية وتوزيع الأعاصير والأعاصير المضادة وتأثير السلاسل الجبلية على حركة الكتل الهوائية ودرجة المسافة عن المحيط والعديد من العوامل المحلية الأخرى.

بالنسبة لمعظم الكائنات الأرضية ، وخاصة الصغيرة منها ، ليس مناخ المنطقة هو المهم ، ولكن ظروف موطنها المباشر. في كثير من الأحيان ، تعمل العناصر المحلية للبيئة (التضاريس ، والنباتات ، وما إلى ذلك) على تغيير نظام درجة الحرارة والرطوبة والضوء وحركة الهواء في منطقة معينة بطريقة تختلف اختلافًا كبيرًا عن الظروف المناخية للمنطقة. تسمى تعديلات المناخ المحلية التي تتشكل في الطبقة السطحية من الهواء بالمناخات المحلية. في كل منطقة ، تتنوع المناخات المحلية بشكل كبير. من الممكن تمييز المناخ المحلي لمناطق صغيرة بشكل تعسفي. على سبيل المثال ، يتم إنشاء وضع خاص في كورولا الزهور ، والذي يستخدمه السكان الذين يعيشون هناك. يحدث مناخ محلي مستقر خاص في الجحور ، والأعشاش ، والمجوف ، والكهوف ، والأماكن المغلقة الأخرى.

تساقط.بالإضافة إلى توفير المياه وإنشاء احتياطيات الرطوبة ، يمكنهم لعب دور بيئي آخر. وبالتالي ، فإن الأمطار الغزيرة أو البَرَد يكون لها أحيانًا تأثير ميكانيكي على النباتات أو الحيوانات.

يتنوع الدور البيئي للغطاء الثلجي بشكل خاص. تتغلغل تقلبات درجات الحرارة اليومية في سمك الثلج حتى 25 سم فقط ؛ وأعمق من ذلك ، لا تتغير درجة الحرارة تقريبًا. مع الصقيع من -20-30 درجة مئوية تحت طبقة من الثلج 30-40 سم ، تكون درجة الحرارة أقل بقليل من الصفر. غطاء ثلجي عميق يحمي براعم التجديد ، ويحمي الأجزاء الخضراء من النباتات من التجمد ؛ العديد من الأنواع تمر تحت الجليد دون تساقط أوراق الشجر ، على سبيل المثال ، حميض مشعر ، فيرونيكا أوفيسيناليس ، إلخ.

تعيش الحيوانات الأرضية الصغيرة أيضًا أسلوب حياة نشطًا في فصل الشتاء ، حيث تضع صالات كاملة من الممرات تحت الجليد وفي سمكها. بالنسبة لعدد من الأنواع التي تتغذى على النباتات الثلجية ، حتى التكاثر في فصل الشتاء هو سمة مميزة ، وهو ما يُلاحظ ، على سبيل المثال ، في القوارض والخشب والفئران ذات الحلق الأصفر وعدد من الفئران والجرذان المائية وما إلى ذلك. طيهوج أسود ، حجل التندرا - اختبأ في الثلج طوال الليل.

يمنع الغطاء الثلجي الشتوي الحيوانات الكبيرة من البحث عن الطعام. يتغذى العديد من ذوات الحوافر (الرنة ، والخنازير البرية ، وثيران المسك) حصريًا على الغطاء النباتي الثلجي في الشتاء ، والغطاء الثلجي العميق ، وخاصة القشرة الصلبة على سطحه التي تحدث في الجليد ، مما يؤدي إلى الموت جوعاً. يمكن أن يحد عمق الغطاء الثلجي من التوزيع الجغرافي للأنواع. على سبيل المثال ، لا تخترق الغزلان الحقيقية شمالًا إلى تلك المناطق التي يزيد فيها سمك الثلج في الشتاء عن 40-50 سم.

وضع الضوء.يتم تحديد كمية الإشعاع التي تصل إلى سطح الأرض من خلال خط العرض الجغرافي للمنطقة وطول اليوم وشفافية الغلاف الجوي وزاوية حدوث أشعة الشمس. في ظل ظروف جوية مختلفة ، يصل 42-70٪ من الثابت الشمسي إلى سطح الأرض. تختلف الإضاءة على سطح الأرض على نطاق واسع. كل هذا يتوقف على ارتفاع الشمس فوق الأفق أو زاوية سقوط أشعة الشمس وطول النهار والظروف الجوية وشفافية الغلاف الجوي. تتقلب شدة الضوء أيضًا تبعًا للوقت من السنة والوقت من اليوم. في بعض مناطق الأرض ، تكون جودة الضوء أيضًا غير متكافئة ، على سبيل المثال ، نسبة أشعة الموجة الطويلة (الحمراء) والموجة القصيرة (الزرقاء والأشعة فوق البنفسجية). كما هو معروف ، فإن أشعة الموجة القصيرة يمتصها الغلاف الجوي ويتناثرها أكثر من الموجات الطويلة.

تستقر الحيوانات على سطح الأرض بالكامل تقريبًا. نظرًا لقدرتها على التنقل ، والقدرة على التكيف تطوريًا مع ظروف الوجود الأكثر برودة ، نظرًا لافتقارها إلى الاعتماد المباشر على ضوء الشمس ، احتلت الحيوانات موائل أكثر من النباتات. ومع ذلك ، يجب أن نتذكر أن الحيوانات تعتمد على النباتات ، حيث تعمل النباتات كمصدر للغذاء لها (للحيوانات العاشبة ، والحيوانات المفترسة تأكل العواشب).

هنا ، في سياق موائل الحيوانات ، سوف نفهم موائل الحيوانات.

في المجموع ، هناك أربعة موائل للحيوانات. هذه هي 1) الأرض - الهواء ، 2) الماء ، 3) التربة و 4) الكائنات الحية الأخرى. عند الحديث عن بيئة الحياة الأرضية والجوية ، يتم تقسيمها أحيانًا إلى أرضية ، وهواء بشكل منفصل. ومع ذلك ، حتى الحيوانات الطائرة تهبط على الأرض عاجلاً أم آجلاً. بالإضافة إلى ذلك ، يتحرك الحيوان على الأرض في الهواء أيضًا. لذلك ، يتم دمج البيئتين الأرضية والجوية في بيئة أرضية وجوية واحدة.

هناك حيوانات تعيش في بيئتين في آن واحد. على سبيل المثال ، يعيش العديد من البرمائيات (الضفادع) في الماء وعلى الأرض ، ويعيش عدد من القوارض في التربة وعلى سطح الأرض.

الموئل الأرضي-الجوي

في بيئة الأرض والجو ، معظم أنواع الحيوانات. تبين أن الأرض ، بمعنى ما ، هي البيئة الأكثر ملاءمة لحياتهم. على الرغم من أن الحيوانات (والنباتات) نشأت في الماء ولم تظهر على السطح إلا في وقت لاحق.

تعيش معظم الديدان والحشرات والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات على الأرض. العديد من أنواع الحيوانات قادرة على الطيران ، لذا فهي تقضي جزءًا من حياتها في الهواء حصريًا.

تتميز حيوانات البيئة الأرضية والجوية عادة بحركة عالية ورؤية جيدة.

تتميز بيئة الأرض والجو بمجموعة متنوعة من ظروف الموائل (الغابات الاستوائية والغابات المعتدلة والمروج والسهوب والصحاري والتندرا وغير ذلك الكثير). لذلك ، تتميز حيوانات بيئة الحياة هذه بتنوع كبير ، ويمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض.

الموائل المائية

يختلف الموائل المائية عن الهواء بكثافة أكبر. هنا يمكن للحيوانات تحمل أجسام ضخمة جدًا (الحيتان وأسماك القرش) لأن الماء يدعمهم ويجعل أجسامهم أخف وزناً. ومع ذلك ، فإن التحرك في بيئة كثيفة يعد أكثر صعوبة ، لذلك غالبًا ما يكون للحيوانات المائية شكل جسم انسيابي.

يكاد لا يخترق أي ضوء من الشمس أعماق البحار ، لذلك قد تكون أعضاء الرؤية ضعيفة التطور في حيوانات أعماق البحار.

تنقسم الحيوانات المائية إلى العوالق والنيكتون والقيعان. العوالقيسبح بشكل سلبي في عمود الماء (على سبيل المثال ، أحادي الخلية) ، السوابح- هذه حيوانات تسبح بنشاط (أسماك ، حيتان ، إلخ) ، benthosيعيش في القاع (الشعاب المرجانية ، الإسفنج ، إلخ).

موطن التربة

تتميز التربة كموطن بكثافة عالية جدًا ونقص في ضوء الشمس. هنا لا تحتاج الحيوانات إلى أجهزة الرؤية. لذلك ، فهي إما غير متطورة (ديدان) أو مقلصة (شامات). من ناحية أخرى ، لا توجد انخفاضات كبيرة في درجة الحرارة في التربة كما هو الحال على السطح. يعيش العديد من الديدان ويرقات الحشرات والنمل في التربة. يوجد أيضًا سكان التربة بين الثدييات: حيوانات الخلد ، فئران الخلد ، حيوانات الجحور.

المحاضرة 4

بيئات الحياة وتكيف الكائنات معها.

البيئة المائية.

هذه هي أقدم بيئة نشأت فيها الحياة وتطورت لفترة طويلة حتى قبل ظهور الكائنات الحية الأولى على الأرض. وفقًا لتكوين البيئة المائية للحياة ، يتم تمييز اثنين من المتغيرات الرئيسية: المياه العذبة والبيئات البحرية.

أكثر من 70٪ من سطح الكوكب مغطى بالمياه. ومع ذلك ، نظرًا للتساوي المقارن لظروف هذه البيئة ("الماء دائمًا رطب") ، فإن تنوع الكائنات الحية في البيئة المائية أقل بكثير من تنوع الكائنات على الأرض. يرتبط فقط كل عشر نوع من المملكة النباتية بالبيئة المائية ، وتنوع الحيوانات المائية أعلى إلى حد ما. تبلغ النسبة العامة لعدد الأنواع البرية / المائية حوالي 1: 5.

كثافة الماء 800 مرة أعلى من كثافة الهواء. كما أن الضغط على الكائنات الحية التي تسكنه أعلى بكثير منه في الظروف الأرضية: لكل 10 أمتار من العمق ، يزداد بمقدار 1 ضغط جوي. أحد الاتجاهات الرئيسية لتكيف الكائنات الحية مع الحياة في البيئة المائية هو زيادة الطفو عن طريق زيادة سطح الجسم وتكوين الأنسجة والأعضاء التي تحتوي على الهواء. يمكن أن تطفو الكائنات الحية في الماء (كممثلين للعوالق - الطحالب ، والأوليات ، والبكتيريا) أو تتحرك بنشاط ، مثل الأسماك التي تتشكل السوابح.يرتبط جزء كبير من الكائنات الحية بالسطح السفلي أو يتحرك على طوله. كما لوحظ بالفعل ، فإن العامل المهم في البيئة المائية هو التيار.

الجدول 1 - الخصائص المقارنة للموائل وتكيف الكائنات الحية معها

أساس إنتاج معظم النظم البيئية المائية هو التغذية الذاتية ، باستخدام ضوء الشمس الذي يخترق عمود الماء. يتم تحديد إمكانية "ثقب" هذا السمك من خلال شفافية الماء. في المياه الصافية للمحيطات ، اعتمادًا على زاوية حدوث ضوء الشمس ، تكون الحياة ذاتية التغذية ممكنة حتى عمق 200 متر في المناطق المدارية و 50 مترًا في خطوط العرض العليا (على سبيل المثال ، في بحار المحيط المتجمد الشمالي). في خزانات المياه العذبة المضطربة بشدة ، طبقة يسكنها ذاتية التغذية (يطلق عليها ضوئي)،قد لا يتجاوز بضع عشرات من السنتيمترات.

يمتص الماء الجزء الأحمر من طيف الضوء بشكل أكثر نشاطًا ، لذلك ، كما لوحظ ، تسكن المياه العميقة للبحار الطحالب الحمراء ، القادرة على استيعاب الضوء الأخضر بسبب الأصباغ الإضافية. يتم تحديد شفافية المياه بواسطة جهاز بسيط - قرص Secchi ، وهو عبارة عن دائرة بيضاء اللون يبلغ قطرها 20 سم ، ويتم الحكم على درجة شفافية الماء من خلال العمق الذي لا يمكن تمييز القرص عنده.

أهم ما يميز الماء هو تركيبته الكيميائية - محتوى الأملاح (بما في ذلك العناصر الغذائية) والغازات وأيونات الهيدروجين (pH). وفقًا لتركيز العناصر الغذائية ، وخاصة الفوسفور والنيتروجين ، تنقسم المسطحات المائية إلى قليل التغذية ، ومتوسط ​​التغذية ، ومتخثر. مع زيادة محتوى المغذيات ، على سبيل المثال ، عندما يتلوث خزان بمياه الصرف ، تحدث عملية التخثث للنظم الإيكولوجية المائية.

محتوى الأكسجين في الماء أقل بحوالي 20 مرة منه في الغلاف الجوي ، وهو 6-8 مل / لتر. يتناقص مع زيادة درجة الحرارة ، وكذلك في المسطحات المائية الراكدة في الشتاء ، عندما يتم عزل الماء عن الغلاف الجوي بواسطة طبقة من الجليد. يمكن أن يتسبب الانخفاض في تركيز الأكسجين في موت العديد من سكان النظم البيئية المائية ، باستثناء الأنواع المقاومة بشكل خاص لنقص الأكسجين ، مثل الكارب الدوع أو التنش ، والتي يمكن أن تعيش حتى عندما ينخفض ​​محتوى الأكسجين إلى 0.5 مل / لتر. على العكس من ذلك ، فإن محتوى ثاني أكسيد الكربون في الماء أعلى منه في الغلاف الجوي. في مياه البحر ، يمكن أن تحتوي على ما يصل إلى 40-50 مل / لتر ، وهو أعلى بحوالي 150 مرة من الغلاف الجوي. لا يتجاوز استهلاك العوالق النباتية ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التمثيل الضوئي المكثف 0.5 مل / لتر يوميًا.

يمكن أن يختلف تركيز أيونات الهيدروجين في الماء (pH) في غضون 3.7-7.8. تعتبر المياه ذات الأس الهيدروجيني من 6.45 إلى 7.3 محايدة. كما لوحظ بالفعل ، مع انخفاض درجة الحموضة ، يتناقص التنوع البيولوجي للكائنات التي تعيش في البيئة المائية بسرعة. جراد البحر ، العديد من أنواع الرخويات تموت عند درجة حموضة أقل من 6 ، يمكن أن يتحمل سمك الفرخ والبايك درجة الحموضة حتى 5 ، ويعيش ثعبان البحر والشار عندما ينخفض ​​الرقم الهيدروجيني إلى 5-4.4. في المياه الأكثر حمضية ، تبقى بعض أنواع العوالق الحيوانية والعوالق النباتية فقط على قيد الحياة. أصبحت الأمطار الحمضية المرتبطة بإطلاق كميات كبيرة من أكاسيد الكبريت والنيتروجين في الغلاف الجوي من قبل المؤسسات الصناعية سببًا في تحمض مياه البحيرات في أوروبا والولايات المتحدة والاستنفاد الحاد لتنوعها البيولوجي. غالبًا ما يكون الأكسجين هو العامل المحدد. لا يتجاوز محتواها عادة 1٪ من حيث الحجم. مع زيادة درجة الحرارة والتخصيب بالمواد العضوية والخلط الضعيف ، ينخفض ​​محتوى الأكسجين في الماء. يرتبط قلة توافر الأكسجين للكائنات أيضًا بضعف انتشاره (فهو أقل بآلاف المرات في الماء منه في الهواء). العامل المحدد الثاني هو الضوء. الإضاءة تتناقص بسرعة مع العمق. في المياه النظيفة تمامًا ، يمكن للضوء أن يخترق حتى عمق 50-60 مترًا ، في المياه شديدة التلوث - فقط بضعة سنتيمترات.

هذه البيئة هي الأكثر تجانسا من بين أمور أخرى. يختلف قليلاً في الفضاء ، ولا توجد حدود واضحة بين النظم البيئية الفردية. اتساع قيم العوامل صغيرة أيضًا. الفرق بين درجات الحرارة القصوى والدنيا هنا عادة لا يتجاوز 50 درجة مئوية (بينما في بيئة الهواء الأرضي تصل إلى 100 درجة مئوية). الوسيط ذو كثافة عالية. بالنسبة لمياه المحيطات ، فهي تساوي 1.3 جم / سم 3 ، أما المياه العذبة فهي قريبة من الوحدة. يتغير الضغط فقط مع العمق: كل طبقة من الماء بطول 10 أمتار تزيد الضغط بمقدار 1 جو.

هناك عدد قليل من الحيوانات ذوات الدم الحار في الماء ، أو متماثل الحرارة(هوما اليونانية - نفس الشيء ، الحرارة - الحرارة) ، الكائنات الحية. هذا نتيجة لسببين: تقلب بسيط في درجات الحرارة ونقص في الأكسجين. آلية التكيف الرئيسية للحرارة المتجانسة هي مقاومة درجات الحرارة غير المواتية. في الماء ، درجات الحرارة هذه غير محتملة ، وفي الطبقات العميقة تكون درجة الحرارة ثابتة تقريبًا (+ 4 درجة مئوية). يرتبط الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم بالضرورة بعمليات التمثيل الغذائي المكثفة ، والتي لا يمكن تحقيقها إلا بإمداد جيد من الأكسجين. لا توجد مثل هذه الظروف في الماء. الحيوانات ذوات الدم الحار في البيئة المائية (الحيتان ، الفقمة ، فقمات الفراء ، إلخ) هي سكان الأرض السابقون. وجودهم مستحيل دون الاتصال الدوري بالبيئة الجوية.

السكان النموذجيون للبيئة المائية لديهم درجة حرارة جسم متغيرة وينتمون إلى المجموعة بويكيثيرمال(poikios اليونانية - متنوعة). إلى حد ما ، فإنها تعوض نقص الأكسجين عن طريق زيادة اتصال أعضاء الجهاز التنفسي بالماء. كثير من سكان المياه (hydrobionts)تستهلك الأكسجين من خلال جميع مكونات الجسم. في كثير من الأحيان ، يتم الجمع بين التنفس ونوع ترشيح من التغذية ، حيث يتم تمرير كمية كبيرة من الماء عبر الجسم. بعض الكائنات الحية خلال فترات النقص الحاد في الأكسجين قادرة على إبطاء نشاطها الحيوي بشكل كبير ، وصولاً إلى الحالة الرسوم المتحركة المعلقة(توقف شبه كامل لعملية التمثيل الغذائي).

تتكيف الكائنات الحية مع كثافة المياه العالية بطريقتين أساسيتين. يستخدمه البعض كدعم وهم في حالة ارتفاع حر. عادة ما تختلف كثافة (الثقل النوعي) لهذه الكائنات قليلاً عن كثافة الماء. يتم تسهيل ذلك من خلال الغياب الكامل أو شبه الكامل للهيكل العظمي ، أو وجود نواتج ، أو قطرات من الدهون في الجسم أو تجاويف هوائية. يتم تجميع هذه الكائنات الحية العوالق(اليونانية planktos - تجول). هناك عوالق نباتية (نباتية) وحيوانية (حديقة حيوان). عادة ما يكون حجم الكائنات العوالق صغيرة. لكنهم يمثلون الجزء الأكبر من الحياة المائية.

تتكيف الكائنات الحية المتحركة (السباحون) للتغلب على كثافة الماء العالية. تتميز بشكل جسم ممدود ، وعضلات متطورة ، ووجود هياكل تقلل الاحتكاك (مخاط ، قشور). بشكل عام ، تؤدي الكثافة العالية للماء إلى انخفاض نسبة الهيكل العظمي في إجمالي كتلة الجسم للهيدروبيونت مقارنة بالكائنات الأرضية. في ظروف نقص الضوء أو غيابه ، تستخدم الكائنات الصوت للتوجيه. ينتشر في الماء أسرع بكثير منه في الهواء. لاكتشاف العوائق المختلفة ، يتم استخدام الصوت المنعكس بواسطة نوع تحديد الموقع بالصدى. تُستخدم ظاهرة الرائحة أيضًا في تحديد الاتجاه (يتم الشعور بالروائح بشكل أفضل في الماء عنها في الهواء). في أعماق المياه ، تمتلك العديد من الكائنات الحية خاصية التألق الذاتي (تلألؤ بيولوجي).

تستخدم النباتات التي تعيش في عمود الماء أكثر الأشعة الزرقاء والأزرق والبنفسجي اختراقًا في عملية التمثيل الضوئي. تبعا لذلك ، يتغير لون النباتات مع العمق من الأخضر إلى البني والأحمر.

تتميز المجموعات التالية من الكائنات المائية بشكل مناسب بآليات التكيف: العوالق- التعويم الحر السوابح(اليونانية nektos - عائمة) - تتحرك بنشاط ، benthos(اليونانية benthos - العمق) - سكان القاع ، البيلاجوس(البيلاجوس اليوناني - البحر المفتوح) - سكان العمود المائي ، نيوستون- سكان الطبقة العليا من الماء (جزء من الجسم يمكن أن يكون في الماء ، وجزء - في الهواء).

يتجلى تأثير الإنسان على البيئة المائية في انخفاض الشفافية وتغير في التركيب الكيميائي (التلوث) ودرجة الحرارة (التلوث الحراري). نتيجة هذه التأثيرات وغيرها هي استنفاد الأكسجين ، وانخفاض الإنتاجية ، والتغيرات في تكوين الأنواع ، والانحرافات الأخرى عن القاعدة.

بيئة الأرض والجو.

كثافة الهواء أقل بكثير من كثافة الماء. لهذا السبب ، فإن تطور البيئة الهوائية ، الذي حدث في وقت متأخر جدًا عن نشأة الحياة وتطورها في البيئة المائية ، كان مصحوبًا بزيادة في تطور الأنسجة الميكانيكية ، مما سمح للكائنات بمقاومة عمل الكائنات الحية. قانون الجاذبية العامة والرياح (الهيكل العظمي في الفقاريات ، الأصداف الكيتينية في الحشرات ، الصلبة في النباتات). لا يمكن لأي كائن حي أن يعيش بشكل دائم في ظروف بيئة الهواء فقط ، وبالتالي يجب أن يهبط حتى أفضل "الطيارين" (الطيور والحشرات) بشكل دوري على الأرض. يمكن تحريك الكائنات الحية عبر الهواء بسبب الأجهزة الخاصة - الأجنحة في الطيور والحشرات وبعض أنواع الثدييات وحتى الأسماك والمظلات والأجنحة في البذور والأكياس الهوائية في حبوب اللقاح الصنوبرية ، إلخ.

الهواء هو موصل ضعيف للحرارة ، ولذلك نشأت الحيوانات الماصة للحرارة (ذوات الدم الحار) في بيئة الهواء على الأرض ، والتي يسهل الحفاظ عليها دافئة من السكان الخارجيين للحرارة في البيئة المائية. بالنسبة للحيوانات المائية ذوات الدم الحار ، بما في ذلك الحيتان العملاقة ، تعتبر البيئة المائية ثانوية ؛ فقد عاش أسلاف هذه الحيوانات على الأرض.

تتطلب الحياة في الهواء آليات تكاثر أكثر تعقيدًا من شأنها أن تقضي على خطر جفاف الخلايا الجرثومية (antheridia و archegonia متعددة الخلايا ، ثم البويضات والمبيض في النباتات ، والتخصيب الداخلي في الحيوانات ، والبيض ذو القشرة الكثيفة في الطيور ، والزواحف ، والبرمائيات ، إلخ).

بشكل عام ، هناك العديد من الفرص لتشكيل مجموعات مختلفة من العوامل في بيئة الهواء-الأرض أكثر من الماء. في هذه البيئة تتجلى بشكل واضح الاختلافات في مناخ المناطق المختلفة (وعلى ارتفاعات مختلفة فوق مستوى سطح البحر داخل نفس المنطقة). لذلك ، فإن تنوع الكائنات الأرضية أعلى بكثير من تنوع الكائنات المائية.

هذه البيئة هي واحدة من أكثر البيئة تعقيدًا من حيث الخصائص والتنوع في الفضاء. يتميز بكثافة الهواء المنخفضة ، والتقلبات الكبيرة في درجات الحرارة (السعات السنوية حتى 100 درجة مئوية) ، والتنقل الجوي العالي. غالبًا ما تكون العوامل المحددة هي نقص أو زيادة الحرارة والرطوبة. في بعض الحالات ، على سبيل المثال ، تحت مظلة الغابة ، هناك نقص في الضوء.

كانت التقلبات الكبيرة في درجة الحرارة بمرور الوقت والتنوع الكبير في الفضاء ، بالإضافة إلى الإمداد الجيد بالأكسجين ، هي الدوافع لظهور الكائنات الحية ذات درجة حرارة الجسم الثابتة (الحرارة المثلية). سمحت الحرارة المنزلية لسكان الأراضي بتوسيع موائلهم بشكل كبير (نطاقات الأنواع) ، ولكن هذا يرتبط حتماً بزيادة إنفاق الطاقة.

بالنسبة للكائنات الحية في بيئة الأرض - الهواء ، هناك ثلاث آليات للتكيف مع عامل درجة الحرارة نموذجية: الفيزيائية والكيميائية والسلوكية. بدنييتم التحكم فيها عن طريق نقل الحرارة. عوامله هي الجلد ، ودهون الجسم ، وتبخر الماء (التعرق عند الحيوانات ، والنتح في النباتات). هذا المسار هو سمة من سمات الكائنات الحية الحرارية والمتحولة الحرارة. التكيفات الكيميائيةعلى أساس الحفاظ على درجة حرارة معينة للجسم. يتطلب التمثيل الغذائي المكثف. هذه التكيفات هي سمة من سمات الكائنات المتجانسة الحرارة والكائنات شديدة الحرارة جزئياً فقط. المسار السلوكييتم تنفيذه عن طريق اختيار المواضع المفضلة من قبل الكائنات الحية (مفتوحة للشمس أو الأماكن المظللة ، أنواع مختلفة من المأوى ، إلخ). إنها مميزة لكلا مجموعتي الكائنات الحية ، ولكنها شديدة الحرارة إلى حد كبير. تتكيف النباتات مع عامل درجة الحرارة بشكل رئيسي من خلال الآليات الفيزيائية (الأغطية ، تبخر الماء) وجزئيًا فقط من خلال السلوكيات (دوران شفرات الأوراق بالنسبة لأشعة الشمس ، واستخدام حرارة الأرض ودور الاحتباس الحراري للغطاء الثلجي).

تتم أيضًا عمليات التكيف مع درجة الحرارة من خلال حجم وشكل جسم الكائنات الحية. بالنسبة لنقل الحرارة ، تكون الأحجام الكبيرة أكثر فائدة (من كلما زاد حجم الجسم ، كانت مساحة سطحه أصغر لكل وحدة كتلة ،وبالتالي انتقال الحرارة والعكس صحيح). لهذا السبب ، تميل الأنواع نفسها الموجودة في البيئات الباردة (في الشمال) إلى أن تكون أكبر من تلك الموجودة في المناخات الأكثر دفئًا. هذا النمط يسمى حكم بيرجمان.يتم تنظيم درجة الحرارة أيضًا من خلال الأجزاء البارزة من الجسم (الأذنين والأطراف وأعضاء حاسة الشم). تميل إلى أن تكون أصغر في المناطق الباردة منها في المناطق الأكثر دفئًا. (حكم ألين).

يمكن الحكم على اعتماد نقل الحرارة على حجم الجسم من خلال كمية الأكسجين المستهلكة أثناء التنفس لكل وحدة كتلة من قبل الكائنات الحية المختلفة. إنه أكبر ، أصغر حجم الحيوانات. لذلك ، لكل 1 كجم من الوزن ، كان استهلاك الأكسجين (سم 3 / ساعة): حصان - 220 ، أرنب - 480 ، فأر -1800 ، فأر - 4100.

© 2015-2019 الموقع
جميع الحقوق تنتمي إلى مؤلفيها. لا يدعي هذا الموقع حقوق التأليف ، ولكنه يوفر الاستخدام المجاني.
تاريخ إنشاء الصفحة: 2017-06-30