NOVI IZGLED Prilagodbe organizama na život u zemljino-zračnom okolišu Živi organizmi u tlo-zračno okruženje okružena zrakom. Zrak ima malu gustoću i kao rezultat toga nisku silu dizanja, neznatan oslonac i nizak otpor kretanju organizama. Kopneni organizmi žive u uvjetima relativno niskog i konstantnog atmosferskog tlaka, također zbog niske gustoće zraka.

Zrak ima mali toplinski kapacitet pa se brzo zagrijava i jednako brzo hladi. Brzina ovog procesa obrnuto je povezana s količinom vodene pare koju sadrži.

Lagane zračne mase imaju veću pokretljivost, i horizontalno i okomito. To pomaže u održavanju konstantne razine plinovitog sastava zraka. Sadržaj kisika u zraku je puno veći nego u vodi, pa kisik na kopnu nije ograničavajući čimbenik.

Svjetlost u uvjetima kopnenog stanovanja, zbog velike prozirnosti atmosfere, ne djeluje kao ograničavajući čimbenik, za razliku od vodenog okoliša.

Okoliš tlo-zračni ima različite načine vlažnosti: od potpune i stalne zasićenosti zraka vodenom parom u nekim područjima tropskih krajeva do njihove gotovo potpune odsutnosti u suhom zraku pustinja. Velika je i varijabilnost vlažnosti zraka tijekom dana i godišnjih doba.

Vlaga na zemljištu djeluje kao ograničavajući čimbenik.

Zbog prisutnosti gravitacije i nedostatka uzgona, kopneni stanovnici kopna imaju dobro razvijene sustave potpore koji podupiru njihovo tijelo. U biljkama su to razna mehanička tkiva, posebno snažno razvijena u drveću. Životinje su tijekom evolucijskog procesa razvile i vanjski (člankonožaci) i unutarnji (hordatni) kostur. Neke skupine životinja imaju hidroskelet (okrugli crvi i anelidi). Problemi kopnenih organizama s održavanjem tijela u svemiru i prevladavanjem sila gravitacije ograničili su njihovu maksimalnu masu i veličinu. Najveće kopnene životinje inferiorne su po veličini i masi od divova vodenog okoliša (masa slona doseže 5 tona, a plavog kita - 150 tona).

Nizak otpor zraka pridonio je progresivnoj evoluciji sustava kretanja kopnenih životinja. Dakle, sisavci su stekli najveću brzinu kretanja na kopnu, a ptice su ovladale zračnim okruženjem, razvijajući sposobnost letenja.

Visoku pokretljivost zraka u vertikalnom i horizontalnom smjeru neki kopneni organizmi u različitim fazama svog razvoja koriste za naseljavanje uz pomoć zračnih strujanja (mladi pauci, kukci, spore, sjemenke, plodovi biljaka, ciste protista). Po analogiji s vodenim planktonskim organizmima, kao prilagodbe za pasivno lebdenje u zraku, kukci su razvili slične prilagodbe - male veličine tijela, razne izrasline koje povećavaju relativnu površinu tijela ili nekih njegovih dijelova. Sjemenke i plodovi raspršeni vjetrom imaju razne pterygoidne i paragajate dodatke koji povećavaju njihovu sposobnost planiranja.

Raznolike su i prilagodbe kopnenih organizama na očuvanje vlage. Kod insekata tijelo je pouzdano zaštićeno od isušivanja višeslojnom hitiniziranom kutikulom čiji vanjski sloj sadrži masti i tvari slične vosku. Slične prilagodbe za uštedu vode razvijene su i kod gmazova. Sposobnost unutarnje oplodnje razvijena kod kopnenih životinja učinila ih je neovisnima o prisutnosti vodenog okoliša.

Tlo je složen sustav koji se sastoji od čvrstih čestica okruženih zrakom i vodom.

Ovisno o vrsti - ilovasti, pjeskovit, glinovito-pjeskovit i drugi - tlo je manje-više prožeto šupljinama ispunjenim mješavinom plinova i vodenih otopina. U tlu su u usporedbi s površinskim slojem zraka izglađena temperaturna kolebanja, a na dubini od 1 m sezonske promjene temperature također su neprimjetne.

Najgornji horizont tla sadrži više ili manje humus, o čemu ovisi produktivnost biljaka. Srednji sloj koji se nalazi ispod njega sadrži isprane iz gornjeg sloja i pretvorene tvari. Donji sloj je matična pasmina.

Voda u tlu je prisutna u prazninama, najmanjim prostorima. Sastav zraka u tlu dramatično se mijenja s dubinom: sadržaj kisika se smanjuje, a ugljični dioksid se povećava. Kada je tlo preplavljeno vodom ili intenzivno propadanje organskih ostataka, pojavljuju se anoksične zone. Dakle, uvjeti postojanja u tlu su različiti na različitim horizontima.

Tijekom evolucije, ovo okruženje je ovladano kasnije od vode. Njegova posebnost leži u činjenici da je plinovit, stoga ga karakterizira niska vlažnost, gustoća i tlak, visok sadržaj kisika.

Živi organizmi su tijekom evolucije razvili potrebne anatomske, morfološke, fiziološke, bihevioralne i druge prilagodbe.

Životinje u zemno-zračnom okolišu kreću se kroz tlo ili kroz zrak (ptice, kukci), a biljke se ukorijenjuju u tlu. S tim u vezi životinje su razvile pluća i dušnik, dok su biljke razvile stomatalni aparat, t.j.

organi pomoću kojih kopneni stanovnici planeta apsorbiraju kisik izravno iz zraka. Snažan razvoj dobili su skeletni organi koji osiguravaju autonomiju kretanja na kopnu i podupiru tijelo svim njegovim organima u uvjetima niske gustoće medija, tisućama puta manje od vode.

Čimbenici okoliša u kopneno-zračnom okolišu razlikuju se od ostalih staništa po velikom intenzitetu osvjetljenja, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti zraka, korelaciji svih čimbenika s geografskim položajem, promjeni godišnjih doba i doba dana.

Njihov utjecaj na organizme neraskidivo je povezan s kretanjem zraka i položajem u odnosu na mora i oceane i vrlo se razlikuje od utjecaja u vodenom okolišu (tablica 1.).

Tablica 5

Uvjeti života zračnih i vodenih organizama

(prema D. F. Mordukhai-Boltovsky, 1974.)

zračno okruženje

vodeni okoliš

Vlažnost	Vrlo važno (često nedostaje)	Nema (uvijek u višku)
Gustoća	Manji (osim tla)	Velika u usporedbi sa svojom ulogom za stanovnike zraka
Pritisak	Gotovo da nema	Veliki (može doseći 1000 atmosfera)
Temperatura	Značajno (fluktuira u vrlo širokim granicama - od -80 do + 100 ° C i više)	Manje od vrijednosti za stanovnike zraka (mnogo manje varira, obično od -2 do + 40 ° C)
Kisik	Manji (uglavnom višak)	Bitan (često u nedostatku)
suspendirane krutine	nevažno; ne koristi se za hranu (uglavnom mineralna)	Važno (izvor hrane, posebno organske tvari)
Otopine u okolišu	Do određene mjere (relevantno samo u otopinama tla)	Važno (u određenoj količini potrebno)

Kopnene životinje i biljke razvile su vlastite, ne manje originalne prilagodbe na nepovoljne čimbenike okoliša: složenu strukturu tijela i njegove integumente, učestalost i ritam životnih ciklusa, mehanizme termoregulacije itd.

Razvila se namjerna mobilnost životinja u potrazi za hranom, pojavile su se spore koje se prenose vjetrom, sjemenke i pelud biljaka, te biljaka i životinja čiji je život u potpunosti povezan sa zrakom. Formiran je iznimno blizak funkcionalni, resursni i mehanički odnos s tlom.

Mnoge prilagodbe o kojima smo gore raspravljali kao primjeri u karakterizaciji abiotskih čimbenika okoliša.

Stoga sada nema smisla ponavljati, jer ćemo im se vratiti u praktičnim vježbama

Tlo kao stanište

Zemlja je jedini planet koji ima tlo (edasferu, pedosferu) - posebnu, gornju ljusku zemlje.

Ova ljuska nastala je u povijesno predvidljivom vremenu - iste je godine kao i kopneni život na planeti. Po prvi put je na pitanje porijekla tla odgovorio M.V. Lomonosov ("O slojevima zemlje"): "... tlo je proizašlo iz savijanja životinjskih i biljnih tijela ... po dužini vremena ...".

I veliki ruski znanstvenik ti. Vas. Dokuchaev (1899: 16) je prvi nazvao tlo neovisnim prirodnim tijelom i dokazao da je tlo "... isto neovisno prirodno-povijesno tijelo kao i svaka biljka, bilo koja životinja, bilo koji mineral... ono je rezultat, funkcija kumulativne, međusobne aktivnosti klime određenog područja, njegovih biljnih i životinjskih organizama, reljefa i starosti zemlje..., konačno, podzemlja, t.j.

prizemne matične stijene. ... Svi ti agensi za stvaranje tla, u biti, potpuno su jednaki po veličini i ravnopravno sudjeluju u formiranju normalnog tla ... ".

I suvremeni poznati znanstvenik za tlo N.A.

Kachinsky ("Tlo, njegova svojstva i život", 1975) daje sljedeću definiciju tla: "Pod tlom treba razumjeti sve površinske slojeve stijena, obrađene i promijenjene kombiniranim utjecajem klime (svjetlo, toplina, zrak, voda), biljni i životinjski organizmi".

Glavni strukturni elementi tla su: mineralna baza, organska tvar, zrak i voda.

Mineralna baza (kostur)(50-60% ukupnog tla) je anorganska tvar nastala kao rezultat temeljne planinske (matične, tlotvorne) stijene kao rezultat njenog trošenja.

Veličine skeletnih čestica: od gromada i kamenja do najsitnijih zrnaca pijeska i čestica mulja. Fizikalno-kemijska svojstva tla uglavnom su određena sastavom matičnih stijena.

Propusnost i poroznost tla, koji osiguravaju cirkulaciju i vode i zraka, ovise o omjeru gline i pijeska u tlu, veličini krhotina.

U umjerenim klimatskim uvjetima idealno je ako tlo čine jednake količine gline i pijeska, t.j. predstavlja ilovaču.

U tom slučaju tlu ne prijeti ni zalijevanje niti isušivanje. Obje su podjednako štetne i za biljke i za životinje.

organska tvar- do 10% tla, nastaje od mrtve biomase (biljne mase - leglo lišća, grana i korijena, mrtvih debla, travnatih krpa, organizama uginulih životinja), usitnjene i prerađene u humus tla od strane mikroorganizama i pojedinih skupina životinje i biljke.

Jednostavnije elemente koji nastaju kao rezultat razgradnje organske tvari biljke ponovno asimiliraju i uključuju se u biološki ciklus.

Zrak(15-25%) u tlu se nalazi u šupljinama - porama, između organskih i mineralnih čestica. U nedostatku (teška glinena tla) ili punjenja pora vodom (tijekom poplava, odmrzavanja permafrosta) pogoršava se aeracija u tlu i razvijaju se anaerobni uvjeti.

U takvim uvjetima inhibiraju se fiziološki procesi organizama koji troše kisik – aerobi, spora je razgradnja organske tvari. Postupno se nakupljajući, formiraju treset. Velike rezerve treseta karakteristične su za močvare, močvarne šume i zajednice tundre. Akumulacija treseta posebno je izražena u sjevernim krajevima, gdje se hladnoća i natopljenost tla međusobno određuju i nadopunjuju.

Voda(25-30%) u tlu je zastupljeno sa 4 vrste: gravitacijski, higroskopni (vezani), kapilarni i parni.

Gravitacija- pokretna voda, koja zauzima široke razmake između čestica tla, prodire pod vlastitom težinom do razine podzemne vode.

Biljke lako apsorbiraju.

higroskopna, ili vezana– adsorbira se oko koloidnih čestica (glina, kvarc) tla i zadržava se u obliku tankog filma zbog vodikovih veza. Iz njih se oslobađa na visokoj temperaturi (102-105°C). Nedostupan je biljkama, ne isparava. U glinenim tlima takva voda iznosi do 15%, u pjeskovitim tlima - 5%.

kapilarni- drži se oko čestica tla pomoću sile površinske napetosti.

Kroz uske pore i kanale – kapilare, diže se od razine podzemne vode ili se gravitacijskom vodom odvaja od šupljina. Bolje se zadržava na glinenim tlima, lako isparava.

Biljke ga lako apsorbiraju.

Parna- zauzima sve pore bez vode. Prvo ispari.

Postoji stalna izmjena površinskog tla i podzemnih voda, kao karika u općem ciklusu vode u prirodi, mijenjajući brzinu i smjer ovisno o godišnjem dobu i vremenskim uvjetima.

Povezane informacije:

Pretraživanje stranice:

Plinski sastav atmosfere je također važan klimatski čimbenik.

Prije otprilike 3-3,5 milijardi godina atmosfera je sadržavala dušik, amonijak, vodik, metan i vodenu paru, a u njoj nije bilo slobodnog kisika. Sastav atmosfere uvelike su određivali vulkanski plinovi.

Upravo u kopnenom okruženju, na temelju visoke učinkovitosti oksidativnih procesa u tijelu, nastala je životinjska homoiotermija. Kisik, zbog stalno visokog sadržaja u zraku, nije čimbenik koji ograničava život u kopnenom okolišu. Samo mjestimično, pod određenim uvjetima, stvara se privremeni deficit, na primjer, u nakupinama raspadajućih biljnih ostataka, zaliha žita, brašna itd.

Primjerice, u nedostatku vjetra u središtu velikih gradova, njegova se koncentracija deseterostruko povećava. Redovne dnevne promjene sadržaja ugljičnog dioksida u površinskim slojevima, povezane s ritmom fotosinteze biljaka, i sezonske, zbog promjena u intenzitetu disanja živih organizama, uglavnom mikroskopske populacije tla. Povećana zasićenost zraka ugljičnim dioksidom javlja se u zonama vulkanske aktivnosti, u blizini termalnih izvora i drugih podzemnih ispusta ovog plina.

Mala gustoća zraka određuje njegovu malu silu dizanja i neznatnu nosivost.

Stanovnici zraka moraju imati svoj sustav potpore koji podupire tijelo: biljke - razna mehanička tkiva, životinje - čvrsti ili, puno rjeđe, hidrostatski kostur.

Vjetar

oluje

Pritisak

Mala gustoća zraka uzrokuje relativno nizak pritisak na kopno. Normalno je jednak 760 mm Hg, čl. Kako se visina povećava, tlak se smanjuje. Na nadmorskoj visini od 5800 m to je samo upola normalno. Nizak tlak može ograničiti distribuciju vrsta u planinama. Za većinu kralježnjaka gornja granica života je oko 6000 m. Smanjenje tlaka povlači za sobom smanjenje opskrbe kisikom i dehidraciju životinja zbog povećanja brzine disanja.

Približno iste su granice napredovanja u planine viših biljaka. Nešto otporniji su člankonošci (proljetnice, grinje, pauci), koji se mogu naći na ledenjacima, iznad granice vegetacije.

Općenito, svi kopneni organizmi su mnogo više stenobatski od vodenih.

Zemljište-zračno stanište

Tijekom evolucije, ovo okruženje je ovladano kasnije od vode. Čimbenici okoliša u kopneno-zračnom okolišu razlikuju se od ostalih staništa po velikom intenzitetu osvjetljenja, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti zraka, korelaciji svih čimbenika s geografskim položajem, promjeni godišnjih doba i doba dana.

Okoliš je plinovit, stoga ga karakterizira niska vlažnost, gustoća i tlak, visok sadržaj kisika.

Karakterizacija abiotskih čimbenika okoliša svjetlosti, temperature, vlažnosti - vidi prethodno predavanje.

Plinski sastav atmosfere je također važan klimatski čimbenik. Prije otprilike 3-3,5 milijardi godina atmosfera je sadržavala dušik, amonijak, vodik, metan i vodenu paru, a u njoj nije bilo slobodnog kisika. Sastav atmosfere uvelike su određivali vulkanski plinovi.

Trenutno se atmosfera sastoji uglavnom od dušika, kisika i relativno manjih količina argona i ugljičnog dioksida.

Svi ostali plinovi prisutni u atmosferi sadržani su samo u tragovima. Za biotu je od posebne važnosti relativni sadržaj kisika i ugljičnog dioksida.

Upravo u kopnenom okruženju, na temelju visoke učinkovitosti oksidativnih procesa u tijelu, nastala je životinjska homoiotermija. Kisik, zbog stalno visokog sadržaja u zraku, nije čimbenik koji ograničava život u kopnenom okolišu.

Samo mjestimično, pod određenim uvjetima, stvara se privremeni deficit, na primjer, u nakupinama raspadajućih biljnih ostataka, zaliha žita, brašna itd.

Sadržaj ugljičnog dioksida može varirati u određenim područjima površinskog sloja zraka u prilično značajnom rasponu. Primjerice, u nedostatku vjetra u središtu velikih gradova, njegova se koncentracija deseterostruko povećava. Redovne dnevne promjene sadržaja ugljičnog dioksida u površinskim slojevima, povezane s ritmom fotosinteze biljaka, i sezonske, zbog promjena u intenzitetu disanja živih organizama, uglavnom mikroskopske populacije tla.

Povećana zasićenost zraka ugljičnim dioksidom javlja se u zonama vulkanske aktivnosti, u blizini termalnih izvora i drugih podzemnih ispusta ovog plina. Nizak sadržaj ugljičnog dioksida inhibira proces fotosinteze.

U zatvorenim uvjetima, brzina fotosinteze može se povećati povećanjem koncentracije ugljičnog dioksida; ovo se koristi u praksi uzgoja u staklenicima i staklenicima.

Dušik zraka za većinu stanovnika kopnenog okoliša je inertan plin, ali brojni mikroorganizmi (kvržice, Azotobacter, klostridije, modrozelene alge i dr.) imaju sposobnost vezati ga i uključiti u biološki ciklus.

Lokalne nečistoće koje ulaze u zrak također mogu značajno utjecati na žive organizme.

To se posebno odnosi na otrovne plinovite tvari - metan, sumporov oksid (IV), ugljični monoksid (II), dušikov oksid (IV), sumporovodik, spojeve klora, kao i čestice prašine, čađe itd., koje zagađuju zrak u industrijskim područjima. Glavni suvremeni izvor kemijskog i fizičkog onečišćenja atmosfere je antropogeno: rad raznih industrijskih poduzeća i transporta, erozija tla itd.

n. Sumporov oksid (SO2), na primjer, otrovan je za biljke čak i u koncentracijama od jedne pedeset tisućinke do milijuntinke volumena zraka.. Neke su biljne vrste posebno osjetljive na SO2 i služe kao osjetljivi pokazatelj njegove akumulacije u zraku (na primjer, lišajevi.

Mala gustoća zraka određuje njegovu malu silu dizanja i neznatnu nosivost. Stanovnici zraka moraju imati svoj sustav potpore koji podupire tijelo: biljke - razna mehanička tkiva, životinje - čvrsti ili, puno rjeđe, hidrostatski kostur.

Osim toga, svi stanovnici zračnog okoliša usko su povezani s površinom zemlje, koja im služi za pričvršćivanje i potporu. Život u suspendiranom stanju u zraku je nemoguć. Istina, mnogi mikroorganizmi i životinje, spore, sjemenke i pelud biljaka redovito su prisutni u zraku i prenose se zračnim strujama (anemohorija), mnoge su životinje sposobne za aktivan let, ali kod svih ovih vrsta glavna je funkcija njihovog životnog ciklusa. je reprodukcija - vrši se na površini zemlje.

Za većinu njih, boravak u zraku povezan je samo s preseljenjem ili potragom za plijenom.

Vjetar Ima ograničavajući učinak na aktivnost i ravnomjernu raspodjelu organizama. Vjetar može čak promijeniti izgled biljaka, osobito u staništima poput alpskih zona gdje su drugi čimbenici ograničavajući. U otvorenim planinskim staništima vjetar ograničava rast biljaka, zbog čega se biljke savijaju u smjeru vjetra.

Osim toga, vjetar povećava evapotranspiraciju u uvjetima niske vlažnosti. Od velike važnosti su oluje, iako je njihovo djelovanje isključivo lokalno. Uragani, kao i obični vjetrovi, sposobni su prenijeti životinje i biljke na velike udaljenosti i time promijeniti sastav zajednica.

Pritisak, po svemu sudeći, nije ograničavajući čimbenik izravnog djelovanja, ali je izravno povezan s vremenom i klimom, koji imaju izravan ograničavajući učinak.

Mala gustoća zraka uzrokuje relativno nizak pritisak na kopno. Normalno je jednak 760 mm Hg, čl. Kako se visina povećava, tlak se smanjuje. Na nadmorskoj visini od 5800 m to je samo upola normalno.

Nizak tlak može ograničiti distribuciju vrsta u planinama.

Za većinu kralježnjaka gornja granica života je oko 6000 m. Smanjenje tlaka povlači za sobom smanjenje opskrbe kisikom i dehidraciju životinja zbog povećanja brzine disanja. Približno iste su granice napredovanja u planine viših biljaka. Nešto otporniji su člankonošci (proljetnice, grinje, pauci), koji se mogu naći na ledenjacima, iznad granice vegetacije.

Posebnost zemaljsko-zračnog okoliša je prisutnost zraka (mješavine raznih plinova) u njemu.

Zrak je male gustoće pa ne može djelovati kao potpora organizmima (osim letećih). Niska gustoća zraka određuje njegov neznatan otpor kada se organizmi kreću duž površine tla. Istodobno, otežava njihovo pomicanje u okomitom smjeru. Mala gustoća zraka određuje i nizak tlak na kopnu (760 mm Hg = 1 atm). Zrak, manji od vode, blokira prodiranje sunčeve svjetlosti. Ima veću prozirnost od vode.

Plinoviti sastav zraka je konstantan (o tome znate iz kolegija geografije). Kisik i ugljični dioksid u pravilu nisu ograničavajući čimbenici. Vodena para i razni zagađivači prisutni su kao nečistoće u zraku.

Tijekom proteklog stoljeća, kao rezultat ljudskih aktivnosti u atmosferi, naglo se povećao sadržaj raznih zagađivača. Među njima su najopasniji: dušikovi i sumporni oksidi, amonijak, formaldehid, teški metali, ugljikovodici itd. Živi organizmi praktički nisu prilagođeni njima. Zbog toga je zagađenje zraka ozbiljan globalni ekološki problem. Njegovo rješenje zahtijeva provedbu mjera zaštite okoliša na razini svih država Zemlje.

Zračne mase kreću se u horizontalnom i okomitom smjeru. To dovodi do pojave takvog ekološkog čimbenika kao što je vjetar. Vjetar može uzrokovati pomicanje pijeska u pustinjama (pješčane oluje). U stanju je ispuhati čestice tla na bilo kojem terenu, smanjujući plodnost zemljišta (erozija vjetrom). Vjetar ima mehanički učinak na biljke. Sposoban je uzrokovati udare vjetra (preokretanje stabala s korijenjem), vjetrolome (lomove stabala), deformaciju krošnje drveća. Kretanje zračnih masa značajno utječe na raspodjelu oborina i temperaturni režim u prizemno-zračnom okruženju.

Vodni režim prizemno-zračne sredine

Iz kolegija geografije znate da prizemno-zračni okoliš može biti i izrazito zasićen vlagom (tropi) i vrlo siromašan njome (pustinje). Oborine su neravnomjerno raspoređene i sezonski i zemljopisno. Vlažnost u okolišu varira u širokom rasponu. To je glavni ograničavajući čimbenik za žive organizme.

Temperaturni režim prizemno-zračne sredine

Temperatura u prizemno-zračnom okruženju ima dnevnu i sezonsku periodičnost. Organizmi su mu se prilagodili od pojave života na kopnu. Stoga je manje vjerojatno da će temperatura djelovati kao ograničavajući čimbenik od vlage.

Prilagodbe biljaka i životinja na život u prizemno-zračnom okolišu

Puštanjem biljaka na kopno razvili su tkiva. Proučavali ste građu biljnih tkiva u predmetu biologije 7. razreda. Zbog činjenice da zrak ne može poslužiti kao pouzdana potpora, u biljkama su nastala mehanička tkiva (drvo i lična vlakna). Širok raspon promjena klimatskih čimbenika uzrokovao je stvaranje gustih pokrovnih tkiva - periderma, kore. Zbog pokretljivosti zraka (vjetra) biljke su razvile prilagodbe za oprašivanje, širenje spora, plodova i sjemena.

Život životinja u suspenziji u zraku je nemoguć zbog male gustoće. Mnoge vrste (kukci, ptice) prilagodile su se aktivnom letu i mogu dugo ostati u zraku. Ali njihova reprodukcija se događa na površini tla.

Kretanje zračnih masa u horizontalnom i okomitom smjeru neki mali organizmi koriste za pasivno naseljavanje. Na taj se način naseljavaju protisti, pauci i kukci. Niska gustoća zraka uzrokovala je poboljšanje kod životinja u procesu evolucije vanjskog (člankonošci) i unutarnjeg (vertebralnog) kostura. Iz istog razloga postoji ograničenje maksimalne mase i veličine tijela kopnenih životinja. Najveća kopnena životinja, slon (težine do 5 tona), mnogo je manji od morskog diva, plavog kita (do 150 tona). Zahvaljujući pojavi različitih tipova udova, sisavci su mogli naseliti kopnene površine s različitim reljefnim uzorcima.

Opće karakteristike tla kao životne sredine

Tlo je gornji sloj zemljine kore koji je plodan. Nastala je kao rezultat interakcije klimatskih i bioloških čimbenika s temeljnom stijenom (pijesak, glina itd.). Tlo je u dodiru sa zrakom i djeluje kao potpora kopnenim organizmima. Također je izvor mineralne prehrane za biljke. Istodobno, tlo je životna sredina za mnoge vrste organizama. Tlo karakteriziraju sljedeća svojstva: gustoća, vlažnost, temperatura, aeracija (dovod zraka), reakcija okoliša (pH), salinitet.

Gustoća tla raste s dubinom. Vlažnost, temperatura i aeracija tla usko su međusobno povezani i međusobno ovisni. Temperaturne fluktuacije u tlu su izglađene u odnosu na površinski zrak i više se ne prate na dubini od 1-1,5 m. Dobro navlažena tla se polako zagrijavaju i polako hlade. Povećanje vlažnosti i temperature tla pogoršava njegovu prozračnost, i obrnuto. Hidrotermalni režim tla i njegova aeracija ovise o građi tla. Glinena tla više zadržavaju vodu od pješčanih tla. Ali oni su manje prozračeni i lošije se zagrijavaju. Prema reakciji okoline, tla se dijele na tri tipa: kisela (pH< 7,0), нейтральные (рН ≈ 7,0) и щелочные (рН > 7,0).

Prilagodbe biljaka i životinja na život u tlu

Tlo u životu biljaka obavlja funkciju fiksiranja, opskrbe vodom i izvora mineralne prehrane. Koncentracija hranjivih tvari u tlu dovela je do razvoja korijenskog sustava i vodljivih tkiva u biljkama.

Životinje koje žive u tlu imaju brojne prilagodbe. Karakteriziraju ih različiti načini kretanja u tlu. To može biti kopanje poteza i rupa, poput medvjeda i krtice. Gliste mogu razdvojiti čestice tla i napraviti prolaze. Ličinke insekata mogu puzati među česticama tla. U tom smislu, u procesu evolucije, razvijene su odgovarajuće prilagodbe. Kopajući organizmi razvili su udove za kopanje. Annelidi imaju hidrostatski kostur, dok kukci i stonoge imaju kandže.

Životinje u tlu imaju kratko zbijeno tijelo s nemokrim pokrovima (sisavci) ili prekriveno sluzi. Život u tlu kao staništu doveo je do atrofije ili nerazvijenosti organa vida. Madež ima malene, nerazvijene oči često skrivene ispod nabora kože. Kako bi se olakšalo kretanje u uskim prolazima tla, vuna krtica stekla je sposobnost uklapanja u dva smjera.

U zemno-zračnom okolišu organizmi su okruženi zrakom. Ima nisku vlažnost, gustoću i tlak, visoku prozirnost i sadržaj kisika. Vlažnost je glavni ograničavajući čimbenik. Tlo kao životnu sredinu karakterizira velika gustoća, određeni hidrotermalni režim i prozračnost. Biljke i životinje razvile su različite prilagodbe na život u zemlji, zraku i tlu.

Zemljište-zračno stanište

OSNOVNA ŽIVOTNA OKRUŽENJA

VODENI OKOLIŠ

Vodeni okoliš života (hidrosfera) zauzima 71% površine zemaljske kugle. Više od 98% vode koncentrirano je u morima i oceanima, 1,24% - ledu polarnih područja, 0,45% - slatke vode rijeka, jezera, močvara.

Postoje dvije ekološke regije u oceanima:

vodeni stupac - pelagijalni, a dolje - bental.

U vodenom okolišu živi oko 150.000 vrsta životinja ili oko 7% njihovog ukupnog broja, a 10.000 vrsta biljaka - 8%. Postoje sljedeće ekološke skupine hidrobionata. Pelagijalni - naseljavaju organizmi podijeljeni na nekton i plankton.

Nekton (nektos - plutajući) - ovo je zbirka pelagičnih aktivno pokretnih životinja koje nemaju izravnu vezu s dnom. Uglavnom su velike životinje koje mogu putovati na velike udaljenosti i jake vodene struje. Odlikuje ih aerodinamičan oblik tijela i dobro razvijeni organi kretanja (ribe, lignje, perjadi, kitovi).U slatkim vodama nekton, osim riba, uključuje vodozemce i insekte koji se aktivno kreću.

Plankton (lutanje, uzdizanje) - ovo je skup pelagičnih organizama koji nemaju sposobnost brzog aktivnog kretanja. Dijele se na fito- i zooplankton (mali rakovi, protozoe - foraminifere, radiolarije; meduze, pteropodi). Fitoplankton su dijatomeje i zelene alge.

Neuston- skup organizama koji naseljavaju površinski film vode na granici sa zrakom. To su ličinke desetonožaca, školjkaša, kopepoda, puževa i školjkaša, bodljokožaca i riba. Prolazeći kroz stadij ličinke, napuštaju površinski sloj, koji im je služio kao utočište, sele se živjeti na dnu ili pelagijalu.

Playston - ovo je skup organizama čiji je dio tijela iznad površine vode, a drugi u vodi - patka, sifonofori.

Bentos (dubina) - skupina organizama koji žive na dnu vodenih tijela. Dijeli se na fitobentos i zoobentos. Phytobenthos - alge - dijatomeje, zelene, smeđe, crvene i bakterije; cvjetnice u blizini obala - zostera, ruppia. Zoobenthos - foraminifere, spužve, koelenterati, crvi, mekušci, ribe.

U životu vodenih organizama važnu ulogu imaju vertikalno kretanje vode, gustoća, temperatura, svjetlo, sol, plin (sadržaj kisika i ugljičnog dioksida) te koncentracija vodikovih iona (pH).

Temperaturni režim: Razlikuje se u vodi, prvo, manjim dotokom topline, a drugo, većom stabilnošću nego na kopnu. Dio toplinske energije koja ulazi u površinu vode se reflektira, dio se troši na isparavanje. Isparavanjem vode s površine vodenih tijela, koje troši oko 2263,8 J/g, sprječava se pregrijavanje nižih slojeva, a stvaranje leda koji oslobađa toplinu fuzije (333,48 J/g) usporava njihovo hlađenje. Promjena temperature u tekućim vodama prati njezine promjene u okolnom zraku, razlikuju se u manjoj amplitudi.

U jezerima i ribnjacima umjerenih geografskih širina toplinski je režim određen dobro poznatim fizičkim fenomenom - voda ima najveću gustoću na 4 ° C. Voda u njima jasno je podijeljena u tri sloja:

1. epilimnion- gornji sloj čija temperatura doživljava oštre sezonske fluktuacije;

2. metalimnion- prijelazni, temperaturni skok sloja, postoji oštar pad temperature;

3. hipolimnion- dubokomorski sloj, koji seže do samog dna, gdje temperatura lagano varira tijekom cijele godine.

Ljeti se najtopliji slojevi vode nalaze na površini, a najhladniji - na dnu. Ova vrsta slojevite raspodjele temperature u rezervoaru naziva se izravna stratifikacija. Zimi, kako temperatura pada, obrnuta stratifikacija: površinski sloj ima temperaturu blizu 0 C, na dnu je temperatura oko 4 C, što odgovara njegovoj maksimalnoj gustoći. Dakle, temperatura raste s dubinom. Ovaj fenomen se zove temperaturna dihotomija, uočeno u većini jezera umjerenog pojasa ljeti i zimi. Kao rezultat temperaturne dihotomije, vertikalna cirkulacija je poremećena - nastupa razdoblje privremene stagnacije - stagnacija.

U proljeće površinska voda zbog zagrijavanja na 4C postaje gušća i tone dublje, a na njeno mjesto iz dubine se diže toplija voda. Kao rezultat takve vertikalne cirkulacije dolazi do homotermije u rezervoaru, t.j. neko vrijeme se izjednači temperatura cjelokupne vodene mase. S daljnjim povećanjem temperature, gornji slojevi postaju manje gusti i više ne padaju - ljetna stagnacija. U jesen se površinski sloj hladi, postaje gušći i tone dublje, istiskujući topliju vodu na površinu. To se događa prije početka jesenske homotermije. Kad se površinske vode ohlade ispod 4C, postaju manje gustoće i opet ostaju na površini. Kao rezultat toga, cirkulacija vode prestaje i dolazi do zimske stagnacije.

Voda ima značajan gustoća(800 puta) superiorniji od zraka) i viskoznost. NA U prosjeku, u vodenom stupcu, na svakih 10 m dubine, tlak se povećava za 1 atm. Ove značajke utječu na biljke u tome što razvijaju vrlo malo ili uopće ne razvijaju mehaničko tkivo, pa su im stabljike vrlo elastične i lako se savijaju. Većini vodenih biljaka svojstvena je uzgona i sposobnost suspendiranja u vodenom stupcu; kod mnogih vodenih životinja integument je podmazan sluzom, što smanjuje trenje tijekom kretanja, a tijelo poprima aerodinamičan oblik. Mnogi stanovnici su relativno stenobatni i ograničeni na određene dubine.

Transparentnost i svjetlosni način rada. To posebno utječe na distribuciju biljaka: u muljevitim vodenim tijelima žive samo u površinskom sloju. Svjetlosni režim je također određen redovitim smanjenjem svjetlosti s dubinom zbog činjenice da voda apsorbira sunčevu svjetlost. Istodobno, zrake različitih valnih duljina apsorbiraju se različito: crvene su najbrže, dok plavo-zelene prodiru u znatne dubine. Boja okoliša se u isto vrijeme mijenja, postupno se kreće od zelenkaste do zelene, plave, plave, plavo-ljubičaste, zamijenjene stalnom tamom. Sukladno tome, s dubinom, zelene alge zamjenjuju se smeđim i crvenim, čiji su pigmenti prilagođeni hvatanju sunčeve svjetlosti različitih valnih duljina. Boja životinja također se prirodno mijenja s dubinom. Površinske slojeve vode obitavaju životinje jarkih i raznolikih boja, dok su dubokomorske vrste lišene pigmenata. U sumraku žive životinje obojane u bojama s crvenkastom nijansom, što im pomaže da se sakriju od neprijatelja, jer se crvena u plavo-ljubičastim zrakama percipira kao crna.

Apsorpcija svjetlosti u vodi je jača što je njena prozirnost manja. Transparentnost karakterizira velika dubina, gdje je još uvijek vidljiv posebno spušten Secchi disk (bijeli disk promjera 20 cm). Stoga se granice zona fotosinteze uvelike razlikuju u različitim vodnim tijelima. U najčišćim vodama zona fotosinteze doseže dubinu od 200 m.

Salinitet vode. Voda je izvrsno otapalo za mnoge mineralne spojeve. Kao rezultat toga, prirodna vodna tijela imaju određeni kemijski sastav. Najvažniji su sulfati, karbonati, kloridi. Količina otopljenih soli po 1 litri vode u slatkoj vodi ne prelazi 0,5 g, u morima i oceanima - 35 g. Slatkovodne biljke i životinje žive u hipotoničnom okruženju, t.j. okolina u kojoj je koncentracija otopljenih tvari niža nego u tjelesnim tekućinama i tkivima. Zbog razlike u osmotskom tlaku izvan i unutar tijela, voda neprestano prodire u tijelo, a slatkovodni hidrobionti prisiljeni su je intenzivno uklanjati. U tom smislu, oni imaju dobro definirane procese osmoregulacije. Kod protozoa se to postiže radom vakuola za izlučivanje, kod višestaničnih organizama uklanjanjem vode kroz sustav izlučivanja. Tipično morske i tipično slatkovodne vrste ne podnose značajne promjene saliniteta vode - stenohalni organizmi. Eurygalline - slatkovodni smuđ, deverika, štuka, iz mora - obitelj cipala.

Plinski način rada Glavni plinovi u vodenom okolišu su kisik i ugljični dioksid.

Kisik je najvažniji čimbenik okoliša. U vodu ulazi iz zraka, a biljke ga oslobađaju tijekom fotosinteze. Njegov sadržaj u vodi obrnuto je proporcionalan temperaturi; s padom temperature, topljivost kisika u vodi (kao i drugih plinova) raste. U slojevima koji su jako naseljeni životinjama i bakterijama, može se stvoriti nedostatak kisika zbog njegove povećane potrošnje. Dakle, u svjetskim oceanima dubine bogate životom od 50 do 1000 m karakterizira naglo pogoršanje aeracije. To je 7-10 puta niže nego u površinskim vodama naseljenim fitoplanktonom. U blizini dna vodenih tijela uvjeti mogu biti bliski anaerobnim.

Ugljični dioksid - otapa se u vodi oko 35 puta bolje od kisika i njegova koncentracija u vodi je 700 puta veća nego u atmosferi. Omogućuje fotosintezu vodenih biljaka i sudjeluje u formiranju vapnenačkih skeletnih formacija beskralježnjaka.

Koncentracija vodikovih iona (pH)- slatkovodni bazeni s pH = 3,7-4,7 smatraju se kiselim, 6,95-7,3 - neutralnim, s pH 7,8 - alkalnim. U slatkovodnim tijelima pH ima čak i dnevne fluktuacije. Morska voda je alkalnija i pH joj se mijenja mnogo manje nego u slatkoj vodi. pH se smanjuje s dubinom. Koncentracija vodikovih iona igra važnu ulogu u raspodjeli hidrobionta.

Zemljište-zračno stanište

Značajka kopneno-zračnog okoliša života je da su organizmi koji ovdje žive okruženi plinovitom okolinom koju karakterizira niska vlažnost, gustoća i tlak, visok sadržaj kisika. Životinje se u ovom okruženju u pravilu kreću po tlu (čvrsta podloga), a biljke se u njemu ukorijenjuju.

U prizemno-zračnom okolišu čimbenici radnog okoliša imaju niz karakterističnih značajki: veći intenzitet svjetlosti u usporedbi s drugim medijima, značajne temperaturne fluktuacije, promjene vlažnosti ovisno o geografskom položaju, godišnjem dobu i dobu dana. Utjecaj gore navedenih čimbenika neraskidivo je povezan s kretanjem zračnih masa – vjetrom.

U procesu evolucije živi organizmi zemaljsko-zračne sredine razvili su karakteristične anatomske, morfološke i fiziološke prilagodbe.

Razmotrimo značajke utjecaja glavnih čimbenika okoliša na biljke i životinje u zemno-zračnom okolišu.

Zrak. Zrak kao okolišni čimbenik karakterizira konstantan sastav – kisika u njemu obično ima oko 21%, ugljičnog dioksida 0,03%.

Mala gustoća zraka određuje njegovu malu silu dizanja i neznatnu nosivost. Svi stanovnici zračnog okoliša usko su povezani s površinom zemlje, koja im služi za pričvršćivanje i potporu. Gustoća zračnog medija ne pruža veliki otpor organizmima kada se kreću duž površine zemlje, ali otežava okomito kretanje. Za većinu organizama boravak u zraku povezan je samo s raspršivanjem ili potragom za plijenom.

Mala sila dizanja zraka određuje graničnu masu i veličinu kopnenih organizama. Najveće životinje koje žive na površini zemlje manje su od divova vodenog okoliša. Veliki sisavci (veličine i težine modernog kita) nisu mogli živjeti na kopnu, jer bi bili zgnječeni vlastitom težinom.

Niska gustoća zraka stvara blagi otpor kretanju. Ekološke prednosti ovog svojstva zračnog okoliša koristile su mnoge kopnene životinje tijekom evolucije, stječući sposobnost letenja. 75% vrsta svih kopnenih životinja sposobno je za aktivan let, uglavnom kukci i ptice, ali letači se nalaze i među sisavcima i gmazovima.

Zbog pokretljivosti zraka, vertikalnih i horizontalnih kretanja zračnih masa koje postoje u nižim slojevima atmosfere, moguć je pasivni let niza organizama. Mnoge vrste su razvile anemokoriju - preseljenje uz pomoć zračnih struja. Anemohorija je karakteristična za spore, sjemenke i plodove biljaka, ciste protozoa, male kukce, pauke itd. Organizmi koji se pasivno prenose zračnim strujama zajednički su nazivani aeroplankton po analogiji s planktonskim stanovnicima vodenog okoliša.

Glavna ekološka uloga horizontalnih kretanja zraka (vjetrova) je neizravna u jačanju i slabljenju utjecaja na kopnene organizme tako važnih čimbenika okoliša kao što su temperatura i vlažnost. Vjetrovi povećavaju povrat vlage i topline životinjama i biljkama.

Plinski sastav zraka u površinskom sloju zrak je prilično homogen (kisik - 20,9%, dušik - 78,1%, inertni plinovi - 1%, ugljični dioksid - 0,03% volumena) zbog visokog difuzijskog kapaciteta i stalnog miješanja konvekcijskim i strujanjima vjetra. Međutim, različite primjese plinovitih, kapljično-tekućih i čvrstih (prašinskih) čestica koje ulaze u atmosferu iz lokalnih izvora mogu biti od značajne ekološke važnosti.

Visok sadržaj kisika pridonio je povećanju metabolizma kopnenih organizama, a na temelju visoke učinkovitosti oksidativnih procesa nastala je homoiotermija životinja. Kisik, zbog stalno visokog sadržaja u zraku, nije čimbenik koji ograničava život u kopnenom okolišu. Samo mjestimično, pod određenim uvjetima, stvara se privremeni deficit, na primjer, u nakupinama raspadajućih biljnih ostataka, zaliha žita, brašna itd.

edafski čimbenici. Svojstva tla i teren također utječu na uvjete života kopnenih organizama, prvenstveno biljaka. Svojstva zemljine površine koja imaju ekološki utjecaj na njene stanovnike nazivaju se edafski čimbenici okoliša.

Priroda korijenskog sustava biljaka ovisi o hidrotermalnom režimu, aeraciji, sastavu, sastavu i strukturi tla. Na primjer, korijenski sustavi vrsta drveća (breza, ariš) u područjima s permafrostom nalaze se na maloj dubini i šire se u širinu. Gdje nema permafrosta, korijenski sustavi tih istih biljaka manje su rašireni i prodiru dublje. Kod mnogih stepskih biljaka korijenje može dobiti vodu iz velikih dubina, dok istovremeno ima mnogo površinskih korijena u horizontu humusnog tla, odakle biljke upijaju mineralna hranjiva.

Teren i priroda tla utječu na specifičnosti kretanja životinja. Na primjer, kopitari, nojevi, droplje koji žive na otvorenim prostorima trebaju čvrsto tlo kako bi pojačali odbojnost kada brzo trče. U guštera koji žive na rastresitom pijesku, prsti su obrubljeni rubom ljuski od roga, što povećava površinu potpore. Za kopnene stanovnike koji kopaju rupe, gusta tla su nepovoljna. Priroda tla u nekim slučajevima utječe na distribuciju kopnenih životinja koje kopaju rupe, kopaju se u zemlju kako bi pobjegle od vrućine ili grabežljivaca, ili polažu jaja u tlo itd.

Vremenske i klimatske značajke. Uvjeti života u zemno-zračnom okruženju komplicirani su, osim toga, vremenskim promjenama. Vrijeme je stanje atmosfere koja se neprestano mijenja u blizini zemljine površine, do visine od oko 20 km (granica troposfere). Vremenska varijabilnost očituje se u stalnoj varijaciji u kombinaciji čimbenika okoliša kao što su temperatura i vlažnost zraka, oblačnost, oborine, jačina i smjer vjetra itd. Uz njihovu redovitu izmjenu u godišnjem ciklusu, vremenske promjene karakteriziraju neperiodične fluktuacije, što značajno otežava uvjete za postojanje kopnenih organizama. Vrijeme utječe na život vodenih stanovnika u znatno manjoj mjeri i to samo na populaciju površinskih slojeva.

Klima područja. Dugotrajni vremenski režim karakterizira klimu tog područja. Pojam klime uključuje ne samo prosječne vrijednosti meteoroloških pojava, već i njihov godišnji i dnevni tijek, odstupanja od njega i njihovu učestalost. Klima je određena zemljopisnim uvjetima područja.

Zonska raznolikost klime komplicirana je djelovanjem monsunskih vjetrova, distribucijom ciklona i anticiklona, ​​utjecajem planinskih lanaca na kretanje zračnih masa, stupnjem udaljenosti od oceana i mnogim drugim lokalnim čimbenicima.

Za većinu kopnenih organizama, posebice malih, nije toliko važna klima područja, već uvjeti njihovog neposrednog staništa. Vrlo često lokalni elementi okoliša (reljef, vegetacija i dr.) mijenjaju režim temperature, vlažnosti, svjetlosti, kretanja zraka na pojedinom području na način da se značajno razlikuje od klimatskih uvjeta područja. Takve lokalne klimatske promjene koje se oblikuju u površinskom sloju zraka nazivaju se mikroklimama. U svakoj zoni mikroklima je vrlo raznolika. Moguće je izdvojiti mikroklime proizvoljno malih područja. Na primjer, u vjenčićima cvijeća stvara se poseban način rada, koji koriste stanovnici koji tamo žive. Posebna stabilna mikroklima javlja se u jazbinama, gnijezdima, udubinama, špiljama i drugim zatvorenim mjestima.

Taloženje. Osim što osiguravaju vodu i stvaraju rezerve vlage, mogu imati još jednu ekološku ulogu. Tako jaki pljuskovi ili tuča ponekad imaju mehanički učinak na biljke ili životinje.

Posebno je raznolika ekološka uloga snježnog pokrivača. Dnevne temperaturne fluktuacije prodiru u debljinu snijega samo do 25 cm, dublje se temperatura gotovo ne mijenja. Uz mrazeve od -20-30 C pod slojem snijega od 30-40 cm temperatura je tek nešto ispod nule. Duboki snježni pokrivač štiti pupove od obnove, štiti zelene dijelove biljaka od smrzavanja; mnoge vrste prolaze ispod snijega bez osipanja lišća, na primjer, dlakavi kiseljak, Veronica officinalis itd.

Male kopnene životinje također vode aktivan način života zimi, postavljajući cijele galerije prolaza ispod snijega i u njegovoj debljini. Za niz vrsta koje se hrane snježnim raslinjem karakteristično je čak i zimsko razmnožavanje, što se bilježi npr. kod leminga, šumskih i žutogrlih miševa, niza voluharica, vodenih štakora itd. Tetrijeb - tetrijeb, tetrijeb, jarebice tundre - zakopajte se u snijeg za noć.

Zimski snježni pokrivač sprječava velike životinje u potrazi za hranom. Mnogi kopitari (sob, divlje svinje, mošusni volovi) zimi se hrane isključivo snježnim raslinjem, a duboki snježni pokrivač, a posebno tvrda kora na njegovoj površini koja se javlja u ledu, osuđuju ih na glad. Dubina snježnog pokrivača može ograničiti geografsku rasprostranjenost vrsta. Na primjer, pravi jeleni ne prodiru na sjever u ona područja gdje je debljina snijega zimi veća od 40-50 cm.

Svjetlosni način rada. Količina zračenja koja dopire do Zemljine površine određena je zemljopisnom širinom područja, duljinom dana, prozirnošću atmosfere i kutom upada sunčevih zraka. U različitim vremenskim uvjetima 42-70% sunčeve konstante dospijeva na površinu Zemlje. Osvjetljenje Zemljine površine uvelike varira. Sve ovisi o visini Sunca iznad horizonta ili kutu upada sunčevih zraka, duljini dana i vremenskim uvjetima te prozirnosti atmosfere. Intenzitet svjetla također varira ovisno o godišnjem dobu i dobu dana. U nekim dijelovima Zemlje kvaliteta svjetlosti je također nejednaka, na primjer, omjer dugovalnih (crvenih) i kratkovalnih (plavih i ultraljubičastih) zraka. Kratkovalne zrake, kao što je poznato, atmosfera više apsorbira i raspršuje od dugovalnih.

Životinje su naseljene gotovo na cijeloj površini Zemlje. Zbog svoje mobilnosti, sposobnosti evolucijske prilagodbe na hladnije uvjete postojanja, zbog neposredne ovisnosti o sunčevoj svjetlosti, životinje su zauzele više staništa nego biljke. Međutim, treba imati na umu da životinje ovise o biljkama, jer im biljke služe kao izvor hrane (za biljojede, a grabežljivci jedu biljojede).

Ovdje ćemo, u kontekstu staništa životinja, razumjeti staništa životinja.

Ukupno postoje četiri staništa za životinje. To su 1) tlo-zrak, 2) voda, 3) tlo i 4) drugi živi organizmi. Govoreći o zemaljsko-zračnom okruženju života, ponekad se dijeli na tlo i zasebno na zrak. Međutim, čak i leteće životinje prije ili kasnije slete na tlo. Osim toga, krećući se po tlu, životinja je također u zraku. Stoga se tlo i zračno okruženje spajaju u jednu prizemno-zračnu okolinu.

Postoje životinje koje žive u dva okruženja odjednom. Na primjer, mnogi vodozemci (žabe) žive i u vodi i na kopnu, brojni glodavci žive u tlu i na površini zemlje.

Zemljište-zračno stanište

U zemno-zračnom okolišu većina vrsta životinja. Ispostavilo se da je zemlja u izvjesnom smislu najpovoljnije okruženje za njihov život. Iako su u evoluciji životinje (i biljke) nastale u vodi i tek kasnije izašle na površinu.

Većina crva, insekata, vodozemaca, gmazova, ptica i sisavaca živi na kopnu. Mnoge vrste životinja sposobne su za let pa dio života provode isključivo u zraku.

Životinje zemaljsko-zračnog okoliša obično se odlikuju velikom pokretljivošću, dobrim vidom.

Kopneno-zračni okoliš karakterizira široka raznolikost stanišnih uvjeta (tropske i umjerene šume, livade i stepe, pustinje, tundre i još mnogo toga). Stoga se životinje ovog životnog okruženja odlikuju velikom raznolikošću, mogu se jako razlikovati jedna od druge.

vodeno stanište

Vodeno stanište se razlikuje od zraka po većoj gustoći. Ovdje si životinje mogu priuštiti da imaju vrlo masivna tijela (kitovi, morski psi) jer ih voda podržava i čini njihova tijela lakšima. No, kretanje u gustom okruženju je teže, pa vodene životinje najčešće imaju aerodinamičan oblik tijela.

U morske dubine gotovo nimalo sunčeve svjetlosti ne prodire, pa su u dubokomorskih životinja organi vida možda slabo razvijeni.

Vodene životinje dijele se na plankton, nekton i bentos. Plankton pasivno pliva u vodenom stupcu (na primjer, jednoćelijski), nekton- to su životinje koje aktivno plivaju (ribe, kitovi itd.), bentosživi na dnu (koralji, spužve itd.).

stanište tla

Tlo kao stanište karakterizira vrlo velika gustoća i nedostatak sunčeve svjetlosti. Ovdje životinje ne trebaju organe vida. Stoga ili nisu razvijeni (crvi) ili su smanjeni (moleži). S druge strane, u tlu nema tako značajnih padova temperature kao na površini. U tlu žive mnogi crvi, ličinke insekata, mravi. Među sisavcima postoje i stanovnici tla: krtice, krtice, životinje ukopane.

PREDAVANJE 4

OKRUŽENJA ŽIVOTA I PRILAGOĐAVANJE ORGANIZAMA NA NJIH.

Vodeni okoliš.

Ovo je najstariji okoliš u kojem je život nastao i evoluirao dugo vremena i prije nego što su se prvi organizmi pojavili na kopnu. Prema sastavu vodenog okoliša života razlikuju se dvije njegove glavne varijante: slatkovodni i morski okoliš.

Više od 70% površine planeta prekriveno je vodom. Međutim, zbog usporedne ujednačenosti uvjeta ovog okoliša („voda je uvijek mokra“), raznolikost organizama u vodenom okolišu znatno je manja nego na kopnu. Tek svaka deseta vrsta biljnog carstva povezana je s vodenim okolišem, raznolikost vodenih životinja je nešto veća. Opći omjer broja vrsta kopno/voda je oko 1:5.

Gustoća vode je 800 puta veća od gustoće zraka. A pritisak na organizme koji ga nastanjuju također je mnogo veći nego u zemaljskim uvjetima: za svakih 10 m dubine povećava se za 1 atm. Jedan od glavnih pravaca prilagodbe organizama na život u vodenom okolišu je povećanje uzgona povećanjem površine tijela i stvaranjem tkiva i organa koji sadrže zrak. Organizmi mogu plutati u vodi (kao predstavnici planktona - alge, protozoe, bakterije) ili se aktivno kretati, poput riba koje stvaraju nekton. Značajan dio organizama pričvršćen je za površinu dna ili se kreće duž nje. Kao što je već spomenuto, važan čimbenik u vodenom okolišu je struja.

Tablica 1 - Usporedne karakteristike staništa i prilagodbe živih organizama na njih

Temelj proizvodnje većine vodenih ekosustava su autotrofi koji koriste sunčevu svjetlost koja se probija kroz vodeni stup. Mogućnost "probijanja" ove debljine određena je prozirnošću vode. U čistoj vodi oceana, ovisno o kutu upada sunčeve svjetlosti, moguć je autotrofni život do dubine od 200 m u tropima i 50 m u visokim geografskim širinama (na primjer, u morima Arktičkog oceana). U jako poremećenim slatkovodnim akumulacijama, sloj u kojem žive autotrofi (tzv. fotičan), može biti samo nekoliko desetaka centimetara.

Crveni dio svjetlosnog spektra najaktivnije apsorbira voda, stoga, kao što je navedeno, duboke vode mora naseljavaju crvene alge, koje su sposobne asimilirati zeleno svjetlo zbog dodatnih pigmenata. Prozirnost vode određuje se jednostavnim uređajem - Secchi diskom, koji je krug bijele boje promjera 20 cm. Stupanj prozirnosti vode ocjenjuje se dubinom na kojoj disk postaje nerazlučiv.

Najvažnija karakteristika vode je njezin kemijski sastav – sadržaj soli (uključujući hranjive tvari), plinova, vodikovih iona (pH). Prema koncentraciji hranjivih tvari, posebice fosfora i dušika, vodna tijela se dijele na oligotrofna, mezotrofna i eutrofna. S povećanjem sadržaja hranjivih tvari, na primjer, kada je rezervoar zagađen otpadnim vodama, dolazi do procesa eutrofikacije vodenih ekosustava.

Sadržaj kisika u vodi je oko 20 puta manji nego u atmosferi i iznosi 6-8 ml/l. Smanjuje se s povećanjem temperature, kao i u stajaćim vodnim tijelima zimi, kada je voda izolirana od atmosfere slojem leda. Smanjenje koncentracije kisika može uzrokovati smrt mnogih stanovnika vodenih ekosustava, isključujući vrste koje su posebno otporne na nedostatak kisika, kao što su karac ili linjak, koji mogu živjeti i kada sadržaj kisika padne na 0,5 ml/l. Sadržaj ugljičnog dioksida u vodi je, naprotiv, veći nego u atmosferi. U morskoj vodi može sadržavati do 40-50 ml/l, što je oko 150 puta više nego u atmosferi. Potrošnja ugljičnog dioksida od strane fitoplanktona tijekom intenzivne fotosinteze ne prelazi 0,5 ml/l dnevno.

Koncentracija vodikovih iona u vodi (pH) može varirati unutar 3,7-7,8. Vode s pH od 6,45 do 7,3 smatraju se neutralnim. Kao što je već navedeno, sa smanjenjem pH, biološka raznolikost organizama koji nastanjuju vodeni okoliš brzo se smanjuje. Rakovi, mnoge vrste mekušaca umiru na pH ispod 6, smuđ i štuka mogu izdržati pH do 5, jegulja i ugljen prežive kada pH padne na 5-4,4. U kiselijim vodama opstaju samo neke vrste zooplanktona i fitoplanktona. Kisele kiše povezane s ispuštanjem velikih količina sumpornih i dušikovih oksida u atmosferu od strane industrijskih poduzeća postale su uzrok zakiseljavanja voda jezera u Europi i Sjedinjenim Državama i oštrog iscrpljivanja njihove biološke raznolikosti. Kisik je često ograničavajući faktor. Njegov sadržaj obično ne prelazi 1% volumena. S povećanjem temperature, obogaćivanjem organskom tvari i slabim miješanjem, sadržaj kisika u vodi se smanjuje. Niska dostupnost kisika organizmima također je povezana s njegovom slabom difuzijom (u vodi ga je tisuće puta manje nego u zraku). Drugi ograničavajući faktor je svjetlost. Osvjetljenje se brzo smanjuje s dubinom. U savršeno čistim vodama svjetlost može prodrijeti do dubine od 50-60 m, u jako onečišćenim vodama - samo nekoliko centimetara.

Ovo okruženje je najhomogenije među ostalima. Malo se razlikuje u prostoru, nema jasnih granica između pojedinih ekosustava. Amplitude vrijednosti faktora su također male. Razlika između maksimalne i minimalne temperature ovdje obično ne prelazi 50°C (dok je u prizemno-zračnom okruženju do 100°C). Medij ima veliku gustoću. Za oceanske vode jednak je 1,3 g/cm 3 , za slatke vode je blizu jedinice. Tlak se mijenja samo s dubinom: svaki sloj vode od 10 metara povećava tlak za 1 atmosferu.

Malo je toplokrvnih životinja u vodi, odn homoiotermalni(grč. homa - isto, thermo - toplina), organizmi. To je posljedica dvaju uzroka: male fluktuacije temperature i nedostatka kisika. Glavni adaptivni mehanizam homoiotermije je otpornost na nepovoljne temperature. U vodi su takve temperature malo vjerojatne, a u dubokim slojevima temperatura je gotovo konstantna (+4°C). Održavanje stalne tjelesne temperature nužno je povezano s intenzivnim metaboličkim procesima, što je moguće samo uz dobru opskrbu kisikom. U vodi nema takvih uvjeta. Toplokrvne životinje vodenog okoliša (kitovi, tuljani, tuljani i dr.) bivši su stanovnici kopna. Njihovo postojanje nemoguće je bez periodične komunikacije sa zračnim okolišem.

Tipični stanovnici vodenog okoliša imaju promjenjivu tjelesnu temperaturu i pripadaju skupini poikiotermni(grč. poikios - raznolik). Donekle nadoknađuju nedostatak kisika povećanjem kontakta dišnih organa s vodom. Mnogi stanovnici vode (hidrobionti) troše kisik kroz sve integumente tijela. Često se disanje kombinira s filtracijskom vrstom prehrane, u kojoj se velika količina vode propušta kroz tijelo. Neki organizmi tijekom razdoblja akutnog nedostatka kisika u stanju su drastično usporiti svoju vitalnu aktivnost, sve do stanja suspendirana animacija(gotovo potpuni prestanak metabolizma).

Organizmi se prilagođavaju velikoj gustoći vode uglavnom na dva načina. Neki ga koriste kao potporu i u stanju su slobodnog lebdenja. Gustoća (specifična težina) takvih organizama obično se malo razlikuje od gustoće vode. Tome olakšava potpuna ili gotovo potpuna odsutnost kostura, prisutnost izraslina, kapljica masti u tijelu ili zračnim šupljinama. Takvi su organizmi grupirani plankton(grč. planktos - lutanje). Postoji biljni (fito-) i životinjski (zoo-) plankton. Veličina planktonskih organizama obično je mala. Ali oni čine većinu vodenog svijeta.

Organizmi koji se aktivno kreću (plivači) prilagođavaju se prevladavanju velike gustoće vode. Karakteriziraju ih izduženi oblik tijela, dobro razvijeni mišići i prisutnost struktura koje smanjuju trenje (sluz, ljuske). Općenito, velika gustoća vode rezultira smanjenjem udjela skeleta u ukupnoj tjelesnoj masi hidrobionata u usporedbi s kopnenim organizmima. U uvjetima nedostatka svjetlosti ili njezine odsutnosti, organizmi koriste zvuk za orijentaciju. U vodi se širi mnogo brže nego u zraku. Za otkrivanje raznih prepreka koristi se reflektirani zvuk prema vrsti eholokacije. Za orijentaciju se koriste i fenomeni mirisa (mirisi se puno bolje osjećaju u vodi nego u zraku). U dubinama voda mnogi organizmi imaju svojstvo samoluminiscencije (bioluminiscencije).

Biljke koje žive u vodenom stupcu koriste najdublje plave, plave i plavo-ljubičaste zrake u procesu fotosinteze. Sukladno tome, boja biljaka mijenja se dubinom od zelene do smeđe i crvene.

Sljedeće skupine vodenih organizama razlikuju se adekvatno mehanizmima prilagodbe: plankton- slobodno plutajući nekton(grč. nektos - plutajući) - aktivno se kreće, bentos(grčki benthos - dubina) - stanovnici dna, pelagos(grčki pelagos - otvoreno more) - stanovnici vodenog stupca, neuston- stanovnici gornjeg filma vode (dio tijela može biti u vodi, dio - u zraku).

Ljudski utjecaj na vodeni okoliš očituje se u smanjenju transparentnosti, promjeni kemijskog sastava (zagađenje) i temperature (toplinsko onečišćenje). Posljedica ovih i drugih utjecaja je nedostatak kisika, smanjena produktivnost, promjene u sastavu vrsta i druga odstupanja od norme.

Prizemno-zračno okruženje.

Zrak ima mnogo manju gustoću od vode. Iz tog razloga, razvoj zračnog okoliša, koji se dogodio mnogo kasnije od nastanka života i njegovog razvoja u vodenom okolišu, bio je popraćen porastom razvoja mehaničkih tkiva, što je omogućilo organizmima da se odupru djelovanju zakona. univerzalne gravitacije i vjetra (kostur u kralježnjaka, hitinske školjke u kukaca, sklerenhim u biljkama). U uvjetima samo zraka, niti jedan organizam ne može trajno živjeti, pa se čak i najbolji "letači" (ptice i kukci) moraju povremeno spuštati na tlo. Kretanje organizama kroz zrak moguće je zahvaljujući posebnim napravama - krilima kod ptica, kukaca, nekih vrsta sisavaca pa čak i riba, padobranima i krilima u sjemenkama, zračnim vrećicama u peludi crnogorice itd.

Zrak je loš provodnik topline, pa su upravo u zračnom okruženju na kopnu nastale endotermne (toplokrvne) životinje koje je lakše grijati nego ektotermne stanovnike vodenog okoliša. Za toplokrvne vodene životinje, uključujući divovske kitove, vodeni okoliš je sekundaran, preci ovih životinja nekada su živjeli na kopnu.

Život u zraku zahtijevao je složenije reproduktivne mehanizme koji bi eliminirali opasnost od isušivanja zametnih stanica (višestanične anteridije i arhegonije, a potom i ovule i jajnici u biljaka, unutarnja oplodnja kod životinja, jaja s gustom ljuskom kod ptica, gmazova, vodozemaca, itd.).

Općenito, mnogo je više mogućnosti za stvaranje raznih kombinacija čimbenika u zemno-zračnom okolišu nego u vodi. Upravo se u tom okruženju najjasnije očituju razlike u klimi različitih regija (i na različitim visinama iznad razine mora unutar iste regije). Stoga je raznolikost kopnenih organizama mnogo veća od raznolikosti vodenih.

Ovo okruženje jedno je od najsloženijih i po svojstvima i po raznolikosti prostora. Karakterizira ga niska gustoća zraka, velika temperaturna kolebanja (godišnje amplitude do 100°C), velika pokretljivost atmosfere. Ograničavajući čimbenici najčešće su nedostatak ili višak topline i vlage. U nekim slučajevima, na primjer, pod krošnjama šume, nedostaje svjetlosti.

Velika kolebanja temperature tijekom vremena i njezina značajna varijabilnost u prostoru, kao i dobra opskrba kisikom, bili su motivi za pojavu organizama s konstantnom tjelesnom temperaturom (homeotermni). Homeotermija je omogućila stanovnicima kopna da značajno prošire svoje stanište (raspon vrsta), ali to je neizbježno povezano s povećanom potrošnjom energije.

Za organizme okoliša tlo-zrak tipična su tri mehanizma prilagodbe temperaturnom faktoru: fizički, kemijski, bihevioralni. Fizički kontrolira prijenosom topline. Njegovi čimbenici su koža, tjelesna masnoća, isparavanje vode (znojenje kod životinja, transpiracija kod biljaka). Ovaj put je karakterističan za poikiotermne i homeotermne organizme. Kemijske prilagodbe na temelju održavanja određene tjelesne temperature. Zahtijeva intenzivan metabolizam. Takve prilagodbe karakteristične su za homoiotermne i samo djelomično poikiotermne organizme. put ponašanja provodi se izborom preferiranih položaja organizama (otvorena za sunce ili zasjenjena mjesta, razne vrste skloništa i sl.). Karakteristična je za obje skupine organizama, ali u većoj mjeri poikiotermna. Biljke se temperaturnom faktoru prilagođavaju uglavnom fizičkim mehanizmima (pokrivači, isparavanje vode), a tek djelomično bihevioralnim (rotacija lisnih ploški u odnosu na sunčeve zrake, korištenje topline zemlje i uloga snježnog pokrivača u zagrijavanju).

Prilagodbe na temperaturu također se provode kroz veličinu i oblik tijela organizama. Za prijenos topline, veće su veličine povoljnije (od što je tijelo veće, to je manja njegova površina po jedinici mase, a time i prijenos topline, i obrnuto). Iz tog razloga, iste vrste koje se nalaze u hladnijim sredinama (na sjeveru) obično su veće od onih koje se nalaze u toplijoj klimi. Ovaj uzorak se zove Bergmanovo pravilo. Regulacija temperature se također provodi kroz izbočene dijelove tijela (uši, udovi, njušni organi). Oni su obično manji u hladnijim predjelima nego u toplijim regijama. (Allenovo pravilo).

Ovisnost prijenosa topline o veličini tijela može se suditi po količini kisika koju tijekom disanja potroše različiti organizmi po jedinici mase. Što je veća, to su životinje manje. Dakle, po 1 kg težine, potrošnja kisika (cm 3 / sat) bila je: konj - 220, zec - 480, štakor - 1800, miš - 4100.

©2015-2019 stranica
Sva prava pripadaju njihovim autorima. Ova stranica ne tvrdi autorstvo, ali omogućuje besplatno korištenje.
Datum izrade stranice: 30.06.2017