Наземно-повітряне середовище як життя. Загальна характеристика

Нежива і жива природа, що оточує рослини, тварин і людини, носить назву довкілля (життєве середовище, зовнішнє середовище). За визначенням Н. П. Наумова (1963), середовище – «все, що оточує організми і безпосередньо чи опосередковано впливає їх стан, розвиток, виживання і розмноження». З довкілля організми отримують все необхідне життя й у неї виділяють продукти свого обміну речовин.

Організми можуть вести своє існування в одному або кількох середовищах життя. Наприклад, людина, більшість птахів, ссавців, насіннєвих рослин, лишайників є мешканцями лише наземно-повітряного середовища; більшість риб мешкають лише у водному середовищі; бабки одну фазу проводять у водному, а іншу - у повітряному середовищі.

Водне середовище життя

Водне середовище характеризується великою своєрідністю фізико-хімічних властивостей сприятливих життя організмів. Серед них: прозорість, висока теплопровідність, висока щільність (приблизно у 800 разів перевищує щільність повітря) та в'язкість, розширення при замерзанні, здатність розчиняти багато мінеральних та органічних сполук, велика рухливість (плинність), відсутність різких коливань температур (як добової, так і сезонної), здатність однаково легко підтримувати організми, що значно відрізняються за масою.

Несприятливими властивостями водного середовища є: сильні перепади тиску, слабка аерація (вміст кисню у водному середовищі мінімум у 20 разів нижче, ніж в атмосфері), нестача світла (особливо мало його в глибині водойм), нестача нітратів та фосфатів (необхідні для синтезу живої речовини ).

Розрізняють прісну та морську води, які відрізняються як за складом, так і за кількістю розчинених мінеральних речовин. Морська вода багата натрієм, магнієм, хлорид-і сульфат-іонами, тоді як у прісній воді переважають кальцій та карбонат-іони.

Організми, що мешкають у водному середовищі життя, становлять одну біологічну групу – гідробіонтів.

У водоймах зазвичай розрізняють два екологічно особливих місцеперебування (біотопу): товща води (пелагіаль) і дно (бенталь). Організми, що мешкають там, отримали назви пелагос та бентос.

Серед пелагосу розрізняють такі форми організмів: планктон – пасивно плаваючі дрібні представники (фітопланктон та зоопланктон); нектон – активно плаваючі великі форми (риби, черепахи, головоногі молюски); нейстон - мікроскопічні та дрібні жителі поверхневої плівки води. У прісних водоймах (озера, ставки, річки, болота тощо) подібна екологічна зональність не дуже чітко виражена. Нижня межа життя в пелагіалі визначається глибиною проникнення сонячних променів, достатніх для фотосинтезу і рідко сягає глибини понад 2000 м-коду.

У бенталі також виділяють спеціальні екологічні зони життя: зона плавного зниження суші (до глибини 200-2200 м); зона крутого схилу, океанічне ложе (із середньою глибиною 2800-6000 м); западини океанічного ложа (до 10 000 м); край берега, що заливається припливами (літораль). Мешканці літоралі живуть в умовах рясного сонячного освітлення при низькому тиску, з частими і значними коливаннями температурного режиму. Мешканці зони океанічного ложа навпроти існують у темряві, при постійно низькій температурі, дефіциті кисню і при величезному тиску, що досягає майже тисячі атмосфер.

Наземно-повітряне середовище життя

Наземно-повітряне середовище життя є найскладнішим за екологічними умовами і має велику різноманітність областей проживання. Це зумовило найбільше різноманіття сухопутних організмів. Абсолютна більшість тварин у цьому середовищі пересуваються по твердій поверхні - ґрунті, а рослини вкорінюються і ним. Організми цього середовища життя називають аеробіонтами (терабіонтами, від латів. terra – земля).

Характерною особливістю розглянутого середовища є те, що живуть тут організми істотно впливають на середовище життя і багато в чому самі створюють його.

Сприятливим для організмів характеристиками даного середовища є - велика кількість повітря з високим вмістом кисню та сонячного освітлення. До несприятливих рис можна віднести: різкі коливання температури, вологості та освітлення (залежно від сезону, часу доби та географічного положення), постійний дефіцит вологи та наявність її у вигляді пари або крапель, снігу чи льоду, вітер, зміна пір року, особливості рельєфу місцевості та ін.

Для всіх організмів наземно-повітряного середовища життя характерні системи економного витрачання води, різноманітні механізми терморегуляції, висока ефективність окисних процесів, особливі органи засвоєння атмосферного кисню, сильні скелетні утворення, що дозволяють підтримувати тіло в умовах низької щільності середовища, різні пристрої для захисту від різких коливань .

Наземно-повітряне середовище за своїми фізико-хімічними характеристиками вважається досить суворим по відношенню до всього живого. Але, незважаючи на це життя на суші досягла дуже високого рівня, як за загальною масою органічної речовини, так і різноманітністю форм живої матерії.

Грунт

Ґрунтове середовище займає проміжне положення між водним та наземно-повітряним середовищами. Температурний режим, знижений вміст кисню, насиченість вологою, присутність значної кількості солей та органічних речовин зближують ґрунт із водним середовищем. А різкі зміни температурного режиму, сушіння, насичення повітрям, у тому числі киснем, зближують ґрунт із наземно-повітряним середовищем життя.

Грунт - це пухкий поверхневий шар суші, який є сумішшю мінеральних речовин, отриманих при розпаді гірських порід під впливом фізичних і хімічних агентів, і особливих органічних речовин, що виникли в результаті розкладання рослинних і тваринних залишків біологічними агентами. У поверхневих шарах грунту, куди надходить найсвіжіша мертва органічна речовина, мешкає безліч організмів-руйнівників - бактерій, грибів, черв'яків, дрібних членистоногих та ін. Їх активність забезпечує розвиток грунту зверху, тоді як фізичне та хімічне руйнування корінної породи сприяє утворенню грунту.

Як середовище життя ґрунт відрізняє ряд особливостей: велика щільність, відсутність світла, знижена амплітуда коливань температур, недостатність кисню, порівняно високий вміст вуглекислого газу. Крім того, ґрунт характеризується пухкою (пористою) структурою субстрату. Наявні порожнини заповнені сумішшю газів та водними розчинами, що визначає надзвичайно велику різноманітність умов для життя безлічі організмів. У середньому на 1м2 грунтового шару припадає понад 100 млрд. клітин найпростіших, мільйони коловраток і тихоходок, десятки мільйонів нематод, сотні тисяч членистоногих, десятки та сотні дощових черв'яків, молюсків та інших безхребетних, сотні мільйонів бактерій, мікроскопічних грибів (актиноміце) інших мікроорганізмів Все населення ґрунту – едафобіонти (едафобіус, від грец. edaphos – ґрунт, bios - життя) взаємодіє між собою, утворюючи своєрідний біоценотичний комплекс, що бере активну участь у створенні самого ґрунтового середовища життя і забезпечує його родючість. Види, що населяють ґрунтове середовище життя, називають також педобіонтами (від грец. paidos - дитя, тобто у своєму розвитку проходять стадію личинок).

У представників эдафобиуса у процесі еволюції виробилися своєрідні анатомо-морфологічні особливості. Наприклад, у тварин - валькувата форма тіла, малі розміри, порівняно міцні покриви, шкірне дихання, редукція очей, безбарвність покривів, сапрофагія (здатність харчуватися залишками інших організмів). Крім того, поряд з аеробністю широко представлена ​​анаеробність (здатність існувати за відсутності вільного кисню).

Організм як середовище життя

Як середовище життя організм для його мешканців характеризується такими позитивними особливостями як: їжа, що легко засвоюється; сталість температурного, сольового та осмотичного режимів; відсутність загрози висихання; захищеність від ворогів. Проблеми для мешканців організмів створюють такі фактори як: нестача кисню та світла; обмеженість життєвого простору; необхідність подолання захисних реакцій господаря; поширення від однієї особи господарів до інших осіб. Крім того, дане середовище завжди обмежене у часі життям господаря.

Під "середовищем" мається на увазі все те, що оточує організм і так чи інакше на нього впливає. Інакше кажучи, середовище життя характеризується певним набором екологічних чинників. Середа- середовище життя - водне середовище - наземно-повітряне середовище - ґрунтове середовище - організм як середовище життя - ключові поняття.

Загальновизнаним визначенням середиє визначення Миколи Павловича Наумова: " Середа- все, що оточує організми, прямо чи опосередковано впливає їх стан, розвиток, виживання і розмноження". На Землі розрізняють чотири якісно різні середовища життя, що володіють набором специфічних екологічних факторів: -наземно-повітряна (суша); - Водна; - грунт; - Інші організми.

Наземно-повітрянасередовище характеризується величезним розмаїттям умов існування, екологічних ніш і організмів, що їх заселяють. Організми відіграють першорядну роль формуванні умов наземно-повітряного середовища життя, і насамперед - газового складу атмосфери. Майже весь кисень земної атмосфери має біогенне походження. Основними особливостями наземно-повітряного середовища є

Великі зміни екологічних факторів,

Неоднорідність середовища,

Дія сил земного тяжіння,

Низька густина повітря.

Комплекс фізико-географічних та кліматичних факторів, що належать до певної природної зони, призводить до адаптації організмів до життя в цих умовах, різноманіттю форм життя. Високий вміст кисню в атмосфері (близько 21%) визначає можливість формування високого (енергетичного) рівня обміну речовин. Атмосферне повітря відрізняється низькою та мінливою вологістю. Ця обставина багато в чому обмежувала можливості освоєння наземно-повітряного середовища.

Атмосфера(від грецького atmos - пар та sphaira - куля), газоподібна оболонка землі. Точної верхньої межі земної атмосфери вказати не можна. Атмосфера має виражену шарувату будову. Основні шари атмосфери:

1)Тропосфера- Висота 8 - 17 км. в ній зосереджено всю водяну пару і 4/5 маси атмосфери та розвиваються всі явища погоди.

2)Стратосфера- Шар над тропосферою до 40 км. Характеризується майже повною незмінністю температури за висотою. У верхній частині стратосфери спостерігається максимальна концентрація озону, що поглинає велику кількість ультрафіолетової радіації Сонця.

3) Мезосфера- шар між 40 та 80 км; у нижній половині температура зростає від +20 до +30 градусів, у верхній - падає майже до -100 градусів.

4) Термосфера(іоносфера) - шар між 80 - 1000км, що володіє підвищеною іонізацією молекул газу (під впливом космічної радіації, що безперешкодно проникає).

5) Екзосфера(сфера розсіювання) - шар вище 800 - 1000 км, з якого молекули газів розсіюються в космічний простір. Атмосфера пропускає 3/4 сонячного випромінювання, збільшуючи цим загальна кількість тепла, що йде в розвиток природних процесів Землі.

Водне середовище життя. Гідросфера (від гідро... і сфера), уривчаста водна оболонка Землі, що розташовується між атмосферою і твердою земною корою (літосферою). Представляє сукупність океанів, морів, озер, річок, боліт, і навіть підземних вод. Гідросфера вкриває близько 71% земної поверхні. Хімічний склад гідросфери наближається до середнього складу морської води.

Кількість прісної води становить 2,5% усієї води на планеті; 85% - морська вода. Запаси прісної води розподілені вкрай нерівномірно: 72,2% - криги; 22,4% - ґрунтові води; 0,35% - атмосфера; 5, 05% - стійкий стік річок та вода озер. На частку води, яку ми можемо використовувати, припадає лише 10-12% усієї прісної води на Землі.

Первинним середовищемжиття було саме водне середовище. Насамперед більшість організмів не здатні до активної життєдіяльності без надходження води в організм або, без збереження певного вмісту рідини всередині організму. Головною особливістю водного середовища є: добові та сезонні коливання температури. Величезне екологічне значення, мають високу щільність та в'язкість води. Питома маса води можна порівняти з такої тіла живих організмів. Щільність води приблизно в 1000 разів вище за щільність повітря. Тому водні організми (особливо, що активно рухаються), стикаються з більшою силою гідродинамічного опору. Висока густина води є причиною того, що механічні коливання (вібрації) добре поширюються у водному середовищі. Це дуже важливо для органів чуття, орієнтації у просторі та між водними мешканцями. Швидкість звуку у водному середовищі має більшу частоту ехолокаційних сигналів. Більша, ніж у повітрі, вчетверо. Тому є ціла група водних організмів (як рослин, так і тварин), які існують без обов'язкового зв'язку з дном або іншим субстратом, що "парять" у водній товщі.

Наземно-повітряне середовище характеризується особливостями екологічних умов, що сформували специфічні пристосування у сухопутних рослин та тварин, що виявилося у різноманітності морфологічних, анатомічних, фізіологічних, біохімічних та поведінкових адаптацій.

Низька щільність атмосферного повітря ускладнює підтримку форми тіла, тому рослин і тварин утворилася опорна система. У рослин це механічні тканини (луб'яні та дерев'яні волокна), які забезпечують опір статичним та динамічним навантаженням: вітру, дощу, сніговому покриву. Напружений стан клітинної стінки (тургор), спричинений накопиченням у вакуолях клітин рідини з високим осмотичним тиском, зумовлює пружність листя, стебел трав, квіток. У тварин опору тілу створює гідроскелет (у круглих черв'яків), зовнішній скелет (у комах), внутрішній (у ссавців).

Низька щільність середовища полегшує пересування тварин. Багато наземних видів здатні до польоту (активного або плануючого) - птиці та комахи, є і представники ссавців, амфібій та рептилій. Активний політ можливий за рахунок модифікованих передніх кінцівок, розвинених грудних м'язів. У плануючих тварин утворилися між передніми та задніми кінцівками сформувалися шкірні складки, які розтягуються та грають роль парашута.

Висока рухливість повітряних мас сформувала у рослин найдавніший спосіб запилення рослин вітром (анемофілія) характерну для багатьох рослин середньої смуги та розселення за допомогою вітру. Ця екологічна група організмів (аеропланктон) адаптувалася завдяки велику відносну площу поверхні за рахунок парашутиків, крил, виростів і навіть павутини, або за рахунок дуже дрібних розмірів.

Низький атмосферний тиск, який у нормі становить 760 мм ртутного стовпа (або 101 325 Па), малі перепади тиску, сформували майже у всіх мешканців суші чутливість до сильних перепадів тиску. Верхня межа життя більшості хребетних тварин - близько 6 000 м. Зниження атмосферного тиску з підвищенням висоти над рівнем моря зменшує розчинність кисню у крові. Це збільшує частоту дихання, а в результаті часто дихання призводить до зневоднення організму. Ця проста залежність не характерна лише для рідкісних видів птахів та деяких безхребетних.

Газовий склад наземно-повітряного середовища відрізняється високим вмістом кисню (більш ніж у 20 разів вищий, ніж у водному середовищі). Це дозволяє тваринам мати дуже високий рівень обміну речовин. Тому лише суші могла виникнути гомойтермность (здатність підтримувати постійну температуру тіла, переважно, з допомогою внутрішньої енергії).

Значення температури у житті організмів визначається впливом на швидкість біохімічних реакцій. Підвищення температури (до 60°С) довкілля викликає в організмів денатурацію білків. Сильне зниження температури призводить до зниження швидкості обміну речовин і як критичний стан - замерзання води в клітинах (кристали льоду в клітинах порушують цілісність внутрішньоклітинних структур). В основному на суші живі організми можуть існувати тільки в межах 0 - +50 °, т.к. ці температури сумісні з перебігом основних процесів життєдіяльності. Однак кожен вид має своє верхнє та нижнє летальне значення температури, значення температурного пригнічення та температурного оптимуму.

Організми, життєдіяльність та активність яких залежать від зовнішнього тепла (мікроорганізми, гриби, рослини, безхребетні, круглороті, риби, земноводні, плазуни) називаються пойкілотермами. Серед них є стенотерми (кріофіли – пристосовані невеликим перепадам низьких температур та термофіли – пристосовані невеликим перепадам високих температур) та евритерми, які можуть існувати при межах великої температурної амплітуди. Пристосування до перенесення низьких температур, що дозволяють регулювати обмін речовин протягом тривалого часу, здійснюється у організмів двома способами: а) здатність до біохімічних та фізіологічних перебудов - накопичення антифризів, які знижують точку замерзання рідин у клітинах та тканинах і, отже, перешкоджають утворенню льоду; зміна набору, концентрації та активності ферментів, зміна; б) витривалість до замерзання (холодостійкість) - це тимчасове припинення активного стану (гіпобіоз чи криптобіоз) чи накопичення у клітинах гліцерину, сорбіту, маніту, які перешкоджають кристалізації рідини.

У евритермів добре розвинена здатність переходу до латентного стану при значних відхиленнях температури від оптимального значення. Після холодового пригнічення організми за певної температури відновлюють нормальний обмін речовин, а це значення температури називається температурним порогом розвитку, або біологічним нулем розвитку.

У основі сезонних перебудов у видів – евритермів, мають поширення, лежить акліматація (зсув температурного оптимуму), коли відбувається інактивація одних генів і включення інших, відповідальних заміну одних ферментів іншими. Це виявляється у різних частинах ареалу.

У рослин метаболічне тепло вкрай мізерно, тому їх існування визначається температурою повітря в межах місця проживання. Рослини адаптуються до перенесення досить високих коливань температури. Головним є транспірація, що охолоджує поверхню листя при перегріві; зменшення листової пластинки, рухливість листа, опушення, восковий наліт. До холодних умов рослини пристосовуються за допомогою форми росту (карликовість, подушкоподібне зростання, шпалерність), забарвлення. Все це відноситься до фізичної терморегуляції. Фізіологічна терморегуляція – це опад листя, відмирання наземної частини, переведення вільної води у зв'язаний стан, накопичення антифризів тощо).

Пойкілотермні тварини мають можливість випарної терморегуляції, пов'язаної з їх переміщенням у просторі (земноводні, рептилії). Вони вибирають найбільш оптимальні умови, виробляють багато внутрішнього (ендогенного) тепла в процесі скорочення мускулатури або м'язового тремтіння (розігрівають м'язи під час пересування). Тварини мають поведінкові адаптації (поза, укриття, нори, гнізда).

Гомойтермні тварини (птахи та ссавці) мають постійну температуру тіла та мало залежать від температури навколишнього середовища. Їх характерні адаптації, засновані на різкому підвищенні окисних процесів внаслідок досконалості нервової, кровоносної, дихальної та інших систем органів. У них існує біохімічна терморегуляція (при зниженні температури повітря посилюється обмін ліпідів; посилюються окислювальні процеси, особливо в скелетних м'язах; є спеціалізована бура жирова тканина, в якій вся хімічна енергія, що звільняється, йде на утворення АТФ, а на обігрів організму; збільшується обсяг споживання . Але така терморегуляція має кліматичні обмеження (невигідна взимку, у полярних умовах, влітку в тропічному та екваторіальному поясах).

Екологічно вигідна фізична терморегуляція (рефлекторне звуження та розширення кровоносних судин шкіри, теплоізоляційна дія хутра та пір'я, протиточний теплообмін), т.к. здійснюється за рахунок збереження тепла в тілі (Чорнова, Билова, 2004).

Поведінкова терморегуляція гомойтермів характеризується різноманітністю: зміна пози, пошуки укриттів, спорудження складних нір, гнізд, міграції, групова поведінка та ін.

Найважливішим екологічним чинником для організмів є світло. Процеси, які протікають під впливом світла - це фотосинтез (використовується 1-5% падаючого світла), транспірація (використовується 75% падаючого світла витрачається випаровування води), синхронізація життєдіяльності, рух, зір, синтез вітамінів.

Морфологія рослин та структура рослинних угруповань організовані для найбільш ефективного сприйняття сонячної енергії. Світлоприймальна поверхня рослин Земної кулі в 4 рази більша, ніж поверхня планети (Акімова, Хаскін, 2000). Для живих організмів має значення довжина хвиль, т.к. промені різної довжини мають різне біологічне значення: інфрачервоне випромінювання (780 - 400 нм) діє на теплові центри нервової системи, регулюючи окислювальні процеси, рухові реакції та ін, ультрафіолетові промені (60 - 390 нм) діючи на покривні тканини, стимулюють зростання та розмноження клітин.

Особливого значення має видиме світло, т.к. для рослин важливим є якісний склад світла. У спектрі променів виділяють активну фотосинтетичну радіацію (ФАР). Довжина хвиль цього діапазону лежить не більше 380 – 710 (370- 720 нм).

Сезонна динаміка освітленості пов'язана із закономірностями астрономічного характеру, сезонною кліматичною ритмікою даної місцевості та на різних широтах виражена по-різному. Для нижніх ярусів ці закономірності накладається і фенологічний стан рослинності. Велике значення має добовий ритм зміни освітленості. Хід радіації порушується змінами стану атмосфери, хмарності та інших. (Горишина, 1979).

Рослина є непрозорим тілом, яке частково відображає світло, поглинає і пропускає. Для підвищення продуктивності рослини збільшують загальну площу і кількість фотосинтезуючих елементів, що досягається багатоповерховим розташуванням листя на рослині; ярусним розташуванням рослин у співтоваристві.

По відношенню до сили освітлення виділяють три групи: світлолюбні, тінелюбні, тіньовитривалі, які відрізняються анатомо-морфологічними адаптаціями (у світлолюбних рослин листя - дрібніше, рухливі, опушені, мають восковий наліт, товсту кутикулу, кристалічні вимикання та ін. , хлоропласти великі та численні); фізіологічними адаптаціями (різні значення світлової компенсації).

Реакція на довжину світлового дня (тривалість висвітлення) називається фотоперіодизмом. У рослин такі важливі процеси як цвітіння, утворення насіння, зростання, перехід у стан спокою, листопад пов'язаний із сезонними змінами довжини дня та температурою. Для цвітіння одних рослин потрібна довжина дня понад 14 годин, інших достатньо 7 годин, треті цвітуть незалежно від довжини дня.

Для тварин є світло інформаційне значення. Насамперед по добової активності тварини поділяються на денних, сутінкових, нічних. Органом, що допомагає орієнтуватися у просторі, є очі. У різних організмів різний стереоскопічний зір – у людини загальний зір 180° – стереоскопічний-140°, у кролика – загальний 360°, стереоскопічний20°. Бінокулярне зір переважно характерно для хижих тварин (котячих і птахів). Крім того, реакцією на світ визначається фототаксис (рух на світло),

розмноження, навігація (орієнтування на становище Сонця), біолюміненценція. Світло є сигналом для залучення особин іншої статі.

Найважливішим екологічним чинником у житті наземних організмів є вода. Вона необхідна підтримки структурної цілісності клітин, тканин, всього організму, т.к. є основною частиною протоплазми клітин, тканин, рослинних та тваринних соків. Завдяки воді здійснюються біохімічні реакції, надходження поживних речовин, газообмін, виділення та інше. у тілах комах – 46-92%, земноводних – до 93%, ссавців – 62-83%).

Існування наземно-повітряного середовища ставить перед організмами важливу проблему збереження води в тілі. Тому форма та функції рослин та тварин суші пристосовані до захисту від висушення. У житті рослин важливо надходження води, проведення її і транспірація, водний баланс (Вальтер, 1031, 1937, Шафер, 1956). Зміни водного балансу найкраще відбиває сисна сила коренів.

Рослина може всмоктувати воду з ґрунту до тих пір, поки сисальна сила коренів може конкурувати з сисною силою ґрунту. Сильно розгалужена коренева система забезпечує велику площу зіткнення поглинаючої частини кореня з ґрунтовими розчинами. Загальна довжина коренів може досягати 60 км. Смоктальна сила коренів змінюється в залежності від погоди, від екологічних властивостей. Чим більша всмоктувальна поверхня коренів, тим більше води поглинається.

За регуляцією водного балансу рослини поділяються на пойкілогідрічні (водорості, мохи, папороті, деякі квіткові) та гомойгідрічні (більшість вищих рослин).

По відношенню до водного режиму виділяють екологічні групи рослин.

1. Гігрофіти - наземні рослини, що мешкають у вологих місцях проживання з високою вологістю повітря і грунтовим водопостачанням. Характерними ознаками гігрофітів є товсте слаборозгалужене коріння, повітроносні порожнини в тканинах, відкриті продихи.

2. Мезофіти-рослини помірно зволожених місцепроживання. Здатність переносити ґрунтову та атмосферну посуху у них обмежені. Можуть зустрічатися в посушливих місцеперебуваннях - швидко розвиваючись за короткий період. Характерна добре розвинена коренева система з численними кореневими волосками, регулювання інтенсивності транспірації.

3. Ксерофіти – рослини сухих місцепроживання. Це посухостійкі рослини, сухотерпці. Степові ксерофіти можуть втрачати без шкоди до 25% води, пустельні - до 50% води, що міститься в них (для порівняння лісові мезофіти в'януть при втраті 1% води, що міститься в листі). За характером анатомо-морфологічних і фізіологічних адаптацій, що забезпечують активне життя цих рослин при дефіциті вологи, ксерофіти поділяються на сукуленти (мають м'ясисте і соковите листя і стебла, здатні накопичувати в тканинах велику кількість води, розвивають невелику сисну силу і вбирають в склерофіти (сухі на вигляд рослини, що інтенсивно випаровують вологу, мають вузьке і дрібне листя, яке іноді згортається в трубочку, здатне витримувати сильне зневоднення, смокчуча сила коренів може бути до декількох десятків атмосфер).

У різних груп тварин у процесі пристосування до умов наземного існування головним було запобігання втратам води. Тварини отримують воду різними способами – через питво, із соковитою їжею, внаслідок метаболізму (за рахунок окислення та розщеплення жирів, білків та вуглеводів). Деякі тварини можуть убирати воду через покриви з вологого субстрату або повітря. Втрати води відбуваються в результаті випаровування з покривів, випаровування зі слизових оболонок дихальних шляхів, виділення сечі та неперетравлених залишків їжі. Тварини, які отримують воду через питво, залежать від розташування водойм (великі ссавці, багато птахів).

Важливим чинником тварин є вологість повітря, т.к. цей показник визначає величину випаровування з поверхні тіла. Саме тому водного балансу організму тварин має значення будова покривів тіла. У комах зменшення випаровування води з поверхні тіла забезпечує майже непроникна кутикула та спеціалізовані органи виділення (мальпігієві трубочки), що виділяють майже нерозчинний продукт обміну, та дихальця, що зменшують втрати води через систему газообміну – через трахеї та трахеоли.

У амфібій переважна більшість води в організм надходить через проникну шкіру. Проникність шкіри регулюється гормоном, який виділяється задньою часткою гіпофіза. Амфібії виділяють дуже велику кількість розведеної сечі, гіпотонічної по відношенню до рідин тіла. У посушливих умовах амфібії можуть зменшувати втрати води із сечею. Крім того, ці тварини можуть накопичувати воду в сечовому міхурі та підшкірних лімфатичних просторах.

Рептилії мають безліч адаптацій різного рівня - морфологічних (втрати води перешкоджає ороговіла шкіра), фізіологічних (легкі, розташовані всередині тіла, що знижує втрати води), біохімічних (у тканинах утворюється сечова кислота, яка виводиться без великої втрати вологи, тканини здатні переносити підвищення концентрації). солей на 50%.

У птахів швидкість випаровування невелика (шкіра відносно непроникна для води, відсутні потові залози та пір'я). Птахи втрачають воду (до 35% ваги тіла за добу) при диханні через високу вентиляцію в легенях та високу температуру тіла. У птахів є процес реабсорбції води із частини води із сечі та фекалій. У деяких морських птахів (пінгвіни, олуші, баклани, альбатроси), які харчуються рибою та п'ють морську воду, є сольові залози, розташовані в очницях, за допомогою яких виводиться надлишок солей з організму.

У ссавців органами виділення та осморегуляції служать парні складно влаштовані нирки, які постачаються кров'ю та регулюють склад крові. Це забезпечує постійний склад внутрішньоклітинної та внутрішньотканинної рідини. Відносно стабільний осмотичний тиск крові підтримується за рахунок балансу між надходженням води з питтям і втратою води з повітрям, що видихається, потім, що виділяються калом і сечею. Відповідальним за тонку регуляцію осмотичного тиску є антидіуретичний гормон (АДГ), що виділяється із задньої частки гіпофіза.

Серед тварин виділяють групи: гігрофілів, у яких механізми регуляції водного обміну слабо розвинені або взагалі відсутні (це вологолюбні тварини, які потребують високої вологості середовища - ногохвостки, мокриці, комарі, інші членистоногі, наземні молюски та амфібії); ксерофілів, які мають добре розвинені механізми регуляції водного обміну та пристосування до утримання води в тілі, що мешкають у посушливих умовах; мезофілів, що мешкають в умовах помірної вологості.

Непрямим екологічним фактором у наземно-повітряному середовищі є рельєф. Усі форми рельєфу впливають поширення рослин і тварин через зміна гідротермічного режиму чи грунтово-грунтового зволоження.

У горах різною висоті над рівнем моря змінюються кліматичні умови, наслідком є ​​висотна поясність. Географічна ізоляція в горах сприяє утворенню ендеміків, збереженню реліктових видів рослин та тварин. Річкові заплави сприяють просуванню північ більш південних угруповань рослин та тварин. Велике значення має експозиція схилів, яка створює умови для поширення на північ південними схилами теплолюбних спільнот, а північними схилами на південь холодолюбних спільнот («правило попередження», В.В. Альохіна).

Ґрунт існує лише у наземно-повітряному середовищі та формується внаслідок взаємодії віку території, материнської породи, клімату, рельєфу, рослин та тварин, діяльності людини. Екологічне значення має механічний склад (розмір мінеральних частинок), хімічний склад (рН водного розчину), засолення ґрунтів, ґрунтове багатство. Характеристики ґрунтів також діють на живі організми як непрямі фактори, змінюючи термо-гідрологічний режим, викликаючи у рослин (насамперед) пристосування до динаміки цих умов та впливаючи на просторову диференціацію організмів.

І прямо чи опосередковано впливає його життєдіяльність, зростання, розвиток, розмноження.

Кожен організм живе у певному середовищі проживання. Елементи чи властивості середовища називаються екологічними факторами. На нашій планеті виділяють чотири середовища життя: наземно-повітряну, водну, грунтову, інший організм. Живі організми пристосовані до існування в певних умовах життя і в певному середовищі.

Одні організми живуть на суші, інші – у ґрунті, треті – у воді. Деякі обрали місцем свого проживання тіла інших організмів. Таким чином, виділяють чотири середовища життя: наземно-повітряне, водне, ґрунтове, інший організм (рис. 3). Кожна із середовищ життя характеризується певними властивостями, до яких пристосовані живуть у ній організми.

Наземно-повітряне середовище

Наземно-повітряне середовище характеризується низькою щільністю повітря, великою кількістю світла, швидкою зміною температури, змінною вологістю. Тому організми, що живуть у наземно-повітряному середовищі, мають добре розвинені опорні структури - зовнішній або внутрішній скелет у тварин, спеціальні структури у рослин.

Багато тварин мають органи пересування землею — кінцівки чи крила для польоту. Завдяки розвиненим органам зору вони добре бачать. Сухопутні організми мають пристосування, які захищають їх від коливань температури і вологості (наприклад, спеціальні покриви тіла, пристрій гнізд, нір). У рослин добре розвинене коріння, стебло, листя.

Водне середовище

Для водного середовища характерна більш висока щільність у порівнянні з повітрям, тому вода має виштовхуючу силу. Багато організмів «парять» у товщі води — дрібні тварини, бактерії, протисти. Інші активно рухаються. Для цього вони мають органи пересування у вигляді плавників або ласт (риби, кити, тюлені). У активних плавців, як правило, обтічна форма тіла.

Багато водні організми (прибережні рослини, водорості, коралові поліпи) ведуть прикріплений образ життя, інші - малорухливий (деякі молюски, морські зірки).

Вода накопичує та утримує тепло, тому у воді не буває таких різких коливань температури, як на суші. Кількість світла у водоймах змінюється залежно від глибини. Тому автотрофи заселяють тільки ту частину водоймища, куди проникає світло. Гетеротрофні організми освоїли всю товщу води.

Ґрунтове середовище

У ґрунтовому середовищі немає світла, немає різкої зміни температури, висока щільність. У грунті живуть бактерії, протисти, гриби, деякі тварини (комахи та його личинки, черв'яки, кроти, землерийки). Ґрунтові тварини мають компактне тіло. У деяких з них є копальні кінцівки, відсутні або недорозвинені органи зору (крот).

Сукупність необхідних організму елементів середовища, без яких він не може існувати, називається умовами існування або умовами життя.

На цій сторінці матеріал за темами:

• середовище проживання землерийки наземно-повітряний водний грунт або інший

• організм як довкілля приклади

• приклади організмів, що живуть у нашому середовищі

• які властивості характерні для водного довкілля

• організми, що живуть у тілі інших організмів

Запитання до цієї статті:

• Що таке місце існування та умови існування?

• Що називають екологічними факторами?

• Які групи екологічних факторів виокремлюють?

• Які властивості характерні для наземно-повітряного середовища?

• Чому вважають, що наземно-повітряне середовище життя більш складне, ніж водне чи ґрунтове?

• У чому полягають особливості організмів, що живуть всередині інших організмів?

• Особливості наземно-повітряного середовища проживання.У наземно-повітряному середовищі достатньо світла та повітря. Але зволоженість і температура повітря відрізняються великою різноманітністю. На болотистих територіях — надмірна кількість вологи, у степах її значно менше. Відчутні також добові та сезонні коливання температури.

  Пристосування організмів до життя в умовах різної температури та увлажне-нності. Велика кількість пристосувань організмів наземно-повітряного середовища пов'язана з температурою та вологістю повітря. Тварини степу (скорпіони, павуки тарантул і каракурт, ховрахи, миші полівки) ховаються від спеки в норках. Від спекотного сонячного проміння рослини захищає підвищене випаровування води листям. У тварин таким пристосуванням є виділення поту.

  З настанням холодів птахи відлітають у теплі краї, щоб навесні знову повернутись на місце, де народилися і де дадуть потомство. Особливістю наземно-повітряного середовища у південних областях України або в Криму є недостатня кількість вологи.

  Ознайомтеся з рис. 151 з рослинами, які пристосувалися до подібних умов.

  Пристосування організмів до пересування у наземно-повітряному середовищі.Для багатьох тварин наземно-повітряного середовища важливо рух по земній поверхні або в повітрі. Для цього у них з'явилися певні пристосування, а їх кінцівки мають різну будову. Одні пристосувалися до бігу (вовк, кінь), другі - до стрибків (кенгуру, тушканчик, коник), треті - до польоту (птахи, кажани, комахи) (рис. 152). Вужі, гадюки не мають кінцівок. Вони рухаються, згинаючи тіло.

  До життя високо в горах пристосувалося значно менше організмів, оскільки для рослин там мало ґрунту, вологи та повітря, а у тварин виникають труднощі з переміщенням. Але деякі тварини, наприклад гірські козли муфлони (рис. 154), здатні рухатися майже вертикально вгору і вниз, якщо є хоча б невеликі нерівності. Тому вони можуть жити високо у горах. Матеріал із сайту

  Пристосування організмів до різного освітлення.Одним з пристосувань рослин до різного освітлення є спрямованість листя до світла. У тіні листя розташовуються горизонтально: так на них потрапляє більше світлових променів. Світлолюбні пролісок і ряст розвиваються і цвітуть ранньою весною. У цей період їм достатньо світла, оскільки листя на деревах у лісі ще не з'явилося.

  Пристосування тварин до зазначеного фактора наземно-повітряного довкілля — будова та розміри очей. У більшості тварин цього середовища добре розвинені органи зору. Наприклад, яструб з висоти свого польоту бачить мишу, що біжить по полю.

  За багато століть розвитку організми наземно-повітряного середовища пристосувалися до впливу її факторів.

  Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком

  На цій сторінці матеріал за темами:

  • доповідь на тему довкілля живого організму 6 клас
  • пристосованість білої сови до довкілля
  • терміни на тему повітряне середовище
  • доповідь на тему наземно-повітряне середовище проживання
  • пристосування хижих птахів до довкілля