MỘT CÁI NHÌN MỚI Sự thích nghi của sinh vật với môi trường sống trong môi trường không khí trên mặt đấtSinh vật sống trong môi trường không khí mặt đất bao quanh bởi không khí. Không khí có mật độ thấp và do đó, lực nâng thấp, hỗ trợ không đáng kể và khả năng chống lại sự di chuyển của các sinh vật thấp. Các sinh vật trên cạn sống trong điều kiện áp suất khí quyển tương đối thấp và không đổi, cũng là do mật độ không khí thấp.

Không khí có nhiệt dung thấp nên nóng lên nhanh và nguội đi cũng nhanh. Tốc độ của quá trình này tỷ lệ nghịch với lượng hơi nước mà nó chứa.

Các khối không khí nhẹ có tính di động cao hơn, theo cả chiều ngang và chiều dọc. Điều này giúp duy trì mức độ không đổi của thành phần khí trong không khí. Hàm lượng oxy trong không khí cao hơn nhiều so với trong nước, vì vậy oxy trên đất liền không phải là yếu tố hạn chế.

Ánh sáng trong điều kiện sống trên cạn, do độ trong suốt cao của khí quyển, không đóng vai trò là yếu tố hạn chế, trái ngược với môi trường nước.

Môi trường không khí trên mặt đất có các chế độ độ ẩm khác nhau: từ sự bão hòa hoàn toàn và liên tục của không khí với hơi nước ở một số khu vực của vùng nhiệt đới đến sự vắng mặt gần như hoàn toàn của chúng trong không khí khô của sa mạc. Sự biến đổi của độ ẩm không khí trong ngày và các mùa trong năm cũng rất lớn.

Độ ẩm trên đất đóng vai trò là một yếu tố hạn chế.

Do sự hiện diện của trọng lực và thiếu sức nổi, cư dân trên cạn của đất liền có hệ thống hỗ trợ phát triển tốt để hỗ trợ cơ thể của họ. Ở thực vật, đây là các mô cơ học khác nhau, đặc biệt phát triển mạnh mẽ trên cây. Động vật đã phát triển cả bộ xương bên ngoài (động vật chân đốt) và bộ xương bên trong (chordate) trong quá trình tiến hóa. Một số nhóm động vật có bộ xương thủy dịch (giun tròn và giun đốt). Các vấn đề ở các sinh vật trên cạn với việc duy trì cơ thể trong không gian và khắc phục lực hấp dẫn đã hạn chế khối lượng và kích thước tối đa của chúng. Các động vật trên cạn lớn nhất có kích thước và khối lượng kém hơn so với những sinh vật khổng lồ trong môi trường nước (khối lượng của một con voi đạt 5 tấn và một con cá voi xanh - 150 tấn).

Lực cản không khí thấp đã góp phần vào sự tiến hóa dần dần của các hệ thống vận động của động vật trên cạn. Vì vậy, động vật có vú có tốc độ di chuyển cao nhất trên cạn và chim làm chủ môi trường không khí, đã phát triển khả năng bay.

Tính di động cao của không khí theo hướng dọc và ngang được sử dụng bởi một số sinh vật trên cạn ở các giai đoạn phát triển khác nhau của chúng để định cư với sự trợ giúp của các luồng không khí (nhện non, côn trùng, bào tử, hạt, quả thực vật, u nang nguyên sinh). Bằng cách tương tự với các sinh vật phù du dưới nước, để thích nghi với việc bay lên thụ động trong không khí, côn trùng đã phát triển các khả năng thích nghi tương tự - kích thước cơ thể nhỏ, các đợt phát triển khác nhau làm tăng bề mặt tương đối của cơ thể hoặc một số bộ phận của nó. Hạt và quả phát tán nhờ gió có nhiều phần phụ màng bướm và paragayate làm tăng khả năng lập kế hoạch của chúng.

Sự thích nghi của các sinh vật trên cạn đối với việc duy trì độ ẩm cũng rất đa dạng. Ở côn trùng, cơ thể được bảo vệ một cách đáng tin cậy khỏi bị khô nhờ lớp biểu bì nhiều lớp được chitin hóa, lớp ngoài cùng chứa chất béo và các chất giống như sáp. Sự thích nghi tiết kiệm nước tương tự cũng được phát triển ở loài bò sát. Khả năng thụ tinh bên trong được phát triển ở động vật trên cạn khiến chúng không phụ thuộc vào sự hiện diện của môi trường nước.

Đất là một hệ thống phức tạp bao gồm các hạt rắn được bao quanh bởi không khí và nước.

Tùy thuộc vào loại - sét, cát, sét-cát và những thứ khác - đất ít nhiều thấm vào các hốc chứa đầy hỗn hợp khí và dung dịch nước. Trong đất, so với lớp không khí bề mặt, sự dao động nhiệt độ được làm dịu đi và ở độ sâu 1 m, sự thay đổi nhiệt độ theo mùa cũng không thể nhận thấy.

Tầng đất trên cùng chứa ít nhiều mùn, năng suất cây trồng phụ thuộc vào đâu. Lớp giữa nằm bên dưới nó chứa lớp trên cùng bị cuốn trôi và chất bị biến đổi. Lớp dưới cùng là giống mẹ.

Nước trong đất hiện diện trong các khoảng trống, những khoảng trống nhỏ nhất. Thành phần của không khí trong đất thay đổi đáng kể theo độ sâu: hàm lượng oxy giảm và carbon dioxide tăng lên. Khi đất bị ngập trong nước hoặc sự phân hủy mạnh mẽ của dư lượng hữu cơ, vùng anoxic xuất hiện. Do đó, các điều kiện tồn tại trong đất là khác nhau ở các chân trời khác nhau của nó.

Trong quá trình tiến hóa, môi trường này được làm chủ muộn hơn nước. Điểm đặc biệt của nó nằm ở chỗ nó ở thể khí nên được đặc trưng bởi độ ẩm, mật độ và áp suất thấp, hàm lượng oxy cao.

Trong quá trình tiến hóa, các sinh vật sống đã phát triển các thích nghi cần thiết về giải phẫu, hình thái, sinh lý, hành vi và các đặc điểm khác.

Động vật trong môi trường không khí trên mặt đất di chuyển trong đất hoặc trong không khí (chim, côn trùng) và thực vật bén rễ trong đất. Về vấn đề này, động vật đã phát triển phổi và khí quản, trong khi thực vật phát triển bộ máy khí khổng, tức là

các cơ quan mà cư dân trên đất liền của hành tinh hấp thụ oxy trực tiếp từ không khí. Các cơ quan xương, cung cấp khả năng tự chủ di chuyển trên cạn và hỗ trợ cơ thể với tất cả các cơ quan của nó trong điều kiện môi trường có mật độ thấp, ít hơn nước hàng nghìn lần, đã nhận được sự phát triển mạnh mẽ.

Các yếu tố sinh thái trong môi trường không khí trên cạn khác với các môi trường sống khác ở cường độ ánh sáng cao, sự dao động đáng kể của nhiệt độ và độ ẩm không khí, mối tương quan của tất cả các yếu tố với vị trí địa lý, sự thay đổi của các mùa trong năm và thời gian trong ngày.

Tác động của chúng đối với các sinh vật gắn bó chặt chẽ với sự chuyển động của không khí và vị trí so với biển và đại dương và rất khác so với tác động trong môi trường nước (Bảng 1).

Bảng 5

Điều kiện sống của sinh vật không khí và nước

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

môi trường không khí

môi trường nước

độ ẩm	Rất quan trọng (thường khan hiếm)	Không có (luôn thừa)
Tỉ trọng	Nhỏ (trừ đất)	To lớn so với vai trò của nó đối với cư dân trên không
Sức ép	hầu như không có	Lớn (có thể đạt tới 1000 atm)
Nhiệt độ	Đáng kể (dao động trong giới hạn rất rộng - từ -80 đến + 100 ° С và hơn thế nữa)	Ít hơn giá trị cho cư dân của không khí (dao động ít hơn nhiều, thường là từ -2 đến + 40 ° C)
Ôxy	Nhỏ (chủ yếu là vượt quá)	Cần thiết (thường thiếu hụt)
chất rắn lơ lửng	không quan trọng; không dùng làm thực phẩm (chủ yếu là khoáng sản)	Quan trọng (nguồn thức ăn, đặc biệt là chất hữu cơ)
Các chất hòa tan trong môi trường	Ở một mức độ nào đó (chỉ liên quan đến dung dịch đất)	Quan trọng (ở một số lượng nhất định cần thiết)

Động vật và thực vật trên cạn đã phát triển sự thích nghi của riêng chúng, không kém phần nguyên bản đối với các yếu tố môi trường bất lợi: cấu trúc phức tạp của cơ thể và lớp vỏ của nó, tần suất và nhịp điệu của vòng đời, cơ chế điều nhiệt, v.v.

Sự di chuyển có mục đích của động vật để tìm kiếm thức ăn đã phát triển, các bào tử, hạt và phấn hoa của thực vật, cũng như thực vật và động vật, có cuộc sống hoàn toàn kết nối với không khí, đã xuất hiện. Một mối quan hệ đặc biệt chặt chẽ về chức năng, tài nguyên và cơ học với đất đã được hình thành.

Nhiều sự thích nghi mà chúng ta đã thảo luận ở trên là những ví dụ trong việc mô tả đặc điểm của các yếu tố môi trường phi sinh học.

Do đó, sẽ không có ý nghĩa gì khi lặp lại bây giờ, bởi vì chúng ta sẽ quay lại với chúng trong các bài tập thực hành

Đất như môi trường sống

Trái đất là hành tinh duy nhất có đất (edasphere, pedosphere) - một lớp vỏ đặc biệt, phía trên của đất.

Lớp vỏ này được hình thành trong một thời gian lịch sử có thể đoán trước được - nó bằng tuổi với sự sống trên cạn trên hành tinh. Lần đầu tiên, câu hỏi về nguồn gốc của đất được trả lời bởi M.V. Lomonosov ("Trên các lớp đất"): "... đất hình thành từ sự uốn cong của các xác động vật và thực vật ... theo thời gian ...".

Và bạn là nhà khoa học vĩ đại người Nga. Bạn. Dokuchaev (1899: 16) là người đầu tiên gọi đất là một cơ thể tự nhiên độc lập và chứng minh rằng đất là "... cơ thể lịch sử tự nhiên độc lập giống như bất kỳ thực vật, động vật, khoáng chất nào ... nó là kết quả, một chức năng của hoạt động tích lũy, tương hỗ của khí hậu của một khu vực nhất định, các sinh vật thực vật và động vật của nó, địa hình và tuổi của đất nước ..., cuối cùng là lòng đất, tức là.

đá mẹ mặt đất. ... Tất cả các tác nhân hình thành đất này, về bản chất, là hoàn toàn tương đương về độ lớn và chiếm một phần như nhau trong quá trình hình thành đất thông thường ... ".

Và nhà khoa học đất nổi tiếng hiện đại N.A.

Kachinsky ("Đất, tính chất và cuộc sống của nó", 1975) đưa ra định nghĩa sau về đất: "Dưới đất nên được hiểu là tất cả các lớp bề mặt của đá, được xử lý và thay đổi bởi ảnh hưởng tổng hợp của khí hậu (ánh sáng, nhiệt, không khí, nước), các sinh vật thực vật và động vật".

Các yếu tố cấu trúc chính của đất là: cơ sở khoáng chất, chất hữu cơ, không khí và nước.

Cơ sở khoáng chất (bộ xương)(50-60% tổng số đất) là một chất vô cơ được hình thành do đá núi (mẹ, mẹ) bên dưới do quá trình phong hóa của nó.

Kích thước của các hạt xương: từ những tảng đá và đá đến những hạt cát và hạt phù sa nhỏ nhất. Tính chất lý hóa của đất chủ yếu do thành phần của đá mẹ quyết định.

Độ thấm và độ xốp của đất, đảm bảo sự lưu thông của cả nước và không khí, phụ thuộc vào tỷ lệ đất sét và cát trong đất, kích thước của các mảnh.

Ở vùng khí hậu ôn đới, lý tưởng nhất là đất được hình thành bởi một lượng đất sét và cát bằng nhau, tức là tượng trưng cho mùn.

Trong trường hợp này, đất không bị đe dọa bởi ngập úng hoặc khô hạn. Cả hai đều bất lợi như nhau cho cả thực vật và động vật.

chất hữu cơ- lên đến 10% đất, được hình thành từ sinh khối chết (khối lượng thực vật - lá, cành và rễ, thân cây chết, giẻ cỏ, sinh vật của động vật chết), được nghiền nát và xử lý thành mùn đất bởi vi sinh vật và một số nhóm nhất định động vật và thực vật.

Các nguyên tố đơn giản hơn được hình thành do sự phân hủy chất hữu cơ lại được thực vật đồng hóa và tham gia vào chu trình sinh học.

Hàng không(15-25%) trong đất được chứa trong các hốc - lỗ rỗng, giữa các hạt hữu cơ và khoáng chất. Trong trường hợp không có (đất sét nặng) hoặc khi các lỗ rỗng chứa đầy nước (trong quá trình lũ lụt, làm tan băng vĩnh cửu), quá trình sục khí trong đất trở nên tồi tệ hơn và điều kiện kỵ khí phát triển.

Trong điều kiện như vậy, các quá trình sinh lý của các sinh vật tiêu thụ oxy - hiếu khí - bị ức chế, quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra chậm. Dần dần tích lũy, chúng tạo thành than bùn. Trữ lượng than bùn lớn là đặc trưng của đầm lầy, rừng đầm lầy và cộng đồng vùng lãnh nguyên. Sự tích tụ than bùn đặc biệt rõ rệt ở các khu vực phía bắc, nơi mà sự lạnh giá và ngập úng của đất quyết định lẫn nhau và bổ sung cho nhau.

Nước uống(25-30%) trong đất được thể hiện bằng 4 loại: hấp dẫn, hút ẩm (liên kết), mao dẫn và hơi.

Trọng lực- nước di động, chiếm những khoảng trống rộng giữa các hạt đất, thấm xuống mực nước ngầm dưới trọng lượng của chính nó.

Dễ dàng hấp thụ bởi thực vật.

hút ẩm, hoặc bị ràng buộc– được hấp phụ xung quanh các hạt keo (sét, thạch anh) của đất và được giữ lại dưới dạng màng mỏng nhờ các liên kết hydro. Nó được giải phóng khỏi chúng ở nhiệt độ cao (102-105°C). Nó không thể tiếp cận với thực vật, không bay hơi. Trong đất sét, lượng nước như vậy lên tới 15%, trong đất cát - 5%.

mao mạch- được giữ xung quanh các hạt đất bằng lực căng bề mặt.

Thông qua các lỗ và kênh hẹp - mao mạch, nó trồi lên khỏi mực nước ngầm hoặc tách ra khỏi các hốc bằng nước hấp dẫn. Đất sét giữ lại tốt hơn, dễ bay hơi.

Cây dễ dàng hấp thụ nó.

hơi- chiếm tất cả các lỗ rỗng không chứa nước. Bay hơi đầu tiên.

Có sự trao đổi liên tục của đất bề mặt và nước ngầm, như một mắt xích trong vòng tuần hoàn nước chung trong tự nhiên, thay đổi tốc độ và hướng tùy theo mùa và điều kiện thời tiết.

Thông tin liên quan:

Tìm trang:

Thành phần khí của khí quyển cũng là một yếu tố khí hậu quan trọng.

Khoảng 3-3,5 tỷ năm trước, bầu khí quyển chứa nitơ, amoniac, hydro, metan và hơi nước, và không có oxy tự do trong đó. Thành phần của khí quyển phần lớn được xác định bởi khí núi lửa.

Chính trong môi trường trên cạn, trên cơ sở hiệu quả cao của các quá trình oxy hóa trong cơ thể, quá trình đồng hóa thân nhiệt của động vật đã phát sinh. Oxy, do hàm lượng cao liên tục trong không khí, không phải là yếu tố hạn chế sự sống trong môi trường trên cạn. Chỉ ở những nơi, trong những điều kiện cụ thể, thâm hụt tạm thời mới được tạo ra, ví dụ, trong sự tích tụ tàn dư thực vật đang phân hủy, dự trữ ngũ cốc, bột mì, v.v.

Ví dụ, trong trường hợp không có gió ở trung tâm các thành phố lớn, nồng độ của nó tăng gấp mười lần. Những thay đổi thường xuyên hàng ngày về hàm lượng carbon dioxide trong các lớp bề mặt, liên quan đến nhịp điệu quang hợp của thực vật và theo mùa, do thay đổi cường độ hô hấp của các sinh vật sống, chủ yếu là quần thể cực nhỏ của đất. Tăng độ bão hòa không khí với carbon dioxide xảy ra ở các khu vực hoạt động núi lửa, gần suối nước nóng và các cửa hàng ngầm khác của loại khí này.

Mật độ không khí thấp xác định lực nâng của nó thấp và khả năng chịu lực không đáng kể.

Cư dân của không khí phải có hệ thống hỗ trợ riêng để hỗ trợ cơ thể: thực vật - nhiều loại mô cơ học, động vật - chất rắn hoặc ít thường xuyên hơn là bộ xương thủy tĩnh.

Gió

bão tố

Sức ép

Mật độ không khí thấp gây ra áp suất tương đối thấp trên mặt đất. Thông thường, nó bằng 760 mm Hg, Art. Khi độ cao tăng, áp suất giảm. Ở độ cao 5800 m, nó chỉ bằng một nửa bình thường. Áp suất thấp có thể hạn chế sự phân bố của các loài ở vùng núi. Đối với hầu hết các động vật có xương sống, giới hạn trên của sự sống là khoảng 6000 m, áp suất giảm dẫn đến giảm cung cấp oxy và mất nước ở động vật do tăng nhịp hô hấp.

Gần như giống nhau là giới hạn tiến lên núi của thực vật bậc cao. Cứng rắn hơn một chút là động vật chân đốt (đuôi lò xo, ve, nhện) có thể được tìm thấy trên các sông băng phía trên ranh giới thực vật.

Nói chung, tất cả các sinh vật sống trên cạn đều có tính chất hẹp hơn nhiều so với sinh vật sống dưới nước.

Môi trường sống trên mặt đất

Trong quá trình tiến hóa, môi trường này được làm chủ muộn hơn nước. Các yếu tố sinh thái trong môi trường không khí trên cạn khác với các môi trường sống khác ở cường độ ánh sáng cao, sự dao động đáng kể của nhiệt độ và độ ẩm không khí, mối tương quan của tất cả các yếu tố với vị trí địa lý, sự thay đổi của các mùa trong năm và thời gian trong ngày.

Môi trường là khí, do đó nó được đặc trưng bởi độ ẩm, mật độ và áp suất thấp, hàm lượng oxy cao.

Đặc điểm các yếu tố môi trường vô sinh về ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm - xem bài trước.

Thành phần khí của khí quyển cũng là một yếu tố khí hậu quan trọng. Khoảng 3-3,5 tỷ năm trước, bầu khí quyển chứa nitơ, amoniac, hydro, metan và hơi nước, và không có oxy tự do trong đó. Thành phần của khí quyển phần lớn được xác định bởi khí núi lửa.

Hiện tại, bầu khí quyển bao gồm chủ yếu là nitơ, oxy và một lượng tương đối nhỏ argon và carbon dioxide.

Tất cả các loại khí khác có trong khí quyển chỉ được chứa ở dạng vết. Điều đặc biệt quan trọng đối với quần thể sinh vật là hàm lượng tương đối của oxy và carbon dioxide.

Chính trong môi trường trên cạn, trên cơ sở hiệu quả cao của các quá trình oxy hóa trong cơ thể, quá trình đồng hóa thân nhiệt của động vật đã phát sinh. Oxy, do hàm lượng cao liên tục trong không khí, không phải là yếu tố hạn chế sự sống trong môi trường trên cạn.

Chỉ ở những nơi, trong những điều kiện cụ thể, thâm hụt tạm thời mới được tạo ra, ví dụ, trong sự tích tụ tàn dư thực vật đang phân hủy, dự trữ ngũ cốc, bột mì, v.v.

Hàm lượng carbon dioxide có thể thay đổi ở một số khu vực nhất định của lớp không khí bề mặt trong một phạm vi khá đáng kể. Ví dụ, trong trường hợp không có gió ở trung tâm các thành phố lớn, nồng độ của nó tăng gấp mười lần. Những thay đổi thường xuyên hàng ngày về hàm lượng carbon dioxide trong các lớp bề mặt, liên quan đến nhịp điệu quang hợp của thực vật và theo mùa, do thay đổi cường độ hô hấp của các sinh vật sống, chủ yếu là quần thể cực nhỏ của đất.

Tăng độ bão hòa không khí với carbon dioxide xảy ra ở các khu vực hoạt động núi lửa, gần suối nước nóng và các cửa hàng ngầm khác của loại khí này. Hàm lượng carbon dioxide thấp ức chế quá trình quang hợp.

Trong điều kiện trong nhà, tốc độ quang hợp có thể tăng lên bằng cách tăng nồng độ carbon dioxide; điều này được sử dụng trong thực hành canh tác nhà kính và nhà kính.

Đối với hầu hết cư dân của môi trường trên cạn, nitơ không khí là khí trơ, nhưng một số vi sinh vật (vi khuẩn nốt sần, Azotobacter, clostridia, tảo lam, v.v.) có khả năng liên kết với nó và đưa nó vào chu trình sinh học.

Các tạp chất cục bộ đi vào không khí cũng có thể ảnh hưởng đáng kể đến các sinh vật sống.

Điều này đặc biệt đúng đối với các chất khí độc hại - metan, lưu huỳnh oxit (IV), carbon monoxide (II), nitơ oxit (IV), hydro sunfua, hợp chất clo, cũng như các hạt bụi, bồ hóng, v.v., gây ô nhiễm không khí trong khu công nghiệp. Nguồn hiện đại chính gây ô nhiễm hóa học và vật lý của bầu khí quyển là do con người: công việc của các doanh nghiệp công nghiệp và giao thông vận tải khác nhau, xói mòn đất, v.v.

n. Ôxít lưu huỳnh (SO2), ví dụ, độc hại đối với thực vật ngay cả ở nồng độ từ một phần năm mươi nghìn đến một phần triệu thể tích không khí .. Một số loài thực vật đặc biệt nhạy cảm với SO2 và đóng vai trò là chỉ số nhạy cảm về sự tích tụ của nó trong không khí (ví dụ, địa y.

Mật độ không khí thấp xác định lực nâng của nó thấp và khả năng chịu lực không đáng kể. Cư dân của không khí phải có hệ thống hỗ trợ riêng để hỗ trợ cơ thể: thực vật - nhiều loại mô cơ học, động vật - chất rắn hoặc ít thường xuyên hơn là bộ xương thủy tĩnh.

Ngoài ra, tất cả cư dân của môi trường không khí đều có mối liên hệ chặt chẽ với bề mặt trái đất, nơi giúp họ gắn bó và hỗ trợ. Cuộc sống ở trạng thái lơ lửng trong không khí là điều không thể. Đúng vậy, nhiều vi sinh vật và động vật, bào tử, hạt và phấn hoa của thực vật thường xuyên có mặt trong không khí và được các luồng không khí mang theo (anemochory), nhiều loài động vật có khả năng bay tích cực, nhưng ở tất cả các loài này, chức năng chính của vòng đời của chúng là là sự sinh sản.- được thực hiện trên bề mặt trái đất.

Đối với hầu hết chúng, việc ở trên không chỉ liên quan đến việc tái định cư hoặc tìm kiếm con mồi.

Gió Nó có tác dụng hạn chế đối với hoạt động và sự phân bố đồng đều của các sinh vật. Gió thậm chí có thể thay đổi diện mạo của thực vật, đặc biệt là ở các môi trường sống như vùng núi cao nơi các yếu tố khác đang hạn chế. Trong môi trường sống trên núi, gió hạn chế sự phát triển của thực vật, khiến thực vật bị uốn cong về phía đón gió.

Ngoài ra, gió làm tăng thoát hơi nước trong điều kiện độ ẩm thấp. Tầm quan trọng lớn là bão tố, mặc dù hành động của họ hoàn toàn là cục bộ. Bão, cũng như gió thông thường, có khả năng vận chuyển động vật và thực vật trên một khoảng cách dài và do đó làm thay đổi thành phần của các cộng đồng.

Sức ép, rõ ràng, không phải là một yếu tố hạn chế hành động trực tiếp, nhưng nó liên quan trực tiếp đến thời tiết và khí hậu, có tác động hạn chế trực tiếp.

Mật độ không khí thấp gây ra áp suất tương đối thấp trên mặt đất. Thông thường, nó bằng 760 mm Hg, Art. Khi độ cao tăng, áp suất giảm. Ở độ cao 5800 m, nó chỉ bằng một nửa bình thường.

Áp suất thấp có thể hạn chế sự phân bố của các loài ở vùng núi.

Đối với hầu hết các động vật có xương sống, giới hạn trên của sự sống là khoảng 6000 m, áp suất giảm dẫn đến giảm cung cấp oxy và mất nước ở động vật do tăng nhịp hô hấp. Gần như giống nhau là giới hạn tiến lên núi của thực vật bậc cao. Cứng rắn hơn một chút là động vật chân đốt (đuôi lò xo, ve, nhện) có thể được tìm thấy trên các sông băng phía trên ranh giới thực vật.

Một đặc điểm khác biệt của môi trường không khí trên mặt đất là sự hiện diện của không khí (hỗn hợp các loại khí khác nhau) trong đó.

Không khí có tỷ trọng thấp nên không thể đóng vai trò hỗ trợ cho các sinh vật (ngoại trừ sinh vật biết bay). Chính mật độ không khí thấp quyết định lực cản không đáng kể của nó khi các sinh vật di chuyển dọc theo bề mặt đất. Đồng thời, nó gây khó khăn cho việc di chuyển chúng theo phương thẳng đứng. Mật độ không khí thấp cũng quyết định áp suất thấp trên mặt đất (760 mm Hg = 1 atm). Không khí, nhỏ hơn nước, ngăn chặn sự xâm nhập của ánh sáng mặt trời. Nó có độ trong suốt cao hơn nước.

Thành phần khí của không khí là không đổi (bạn biết về điều này từ khóa học địa lý). Oxy và carbon dioxide, như một quy luật, không phải là yếu tố hạn chế. Hơi nước và các chất ô nhiễm khác nhau có mặt dưới dạng tạp chất trong không khí.

Trong thế kỷ qua, do các hoạt động của con người trong khí quyển, hàm lượng các chất ô nhiễm khác nhau đã tăng mạnh. Trong số đó, nguy hiểm nhất là: nitơ và oxit lưu huỳnh, amoniac, formaldehyd, kim loại nặng, hydrocacbon, v.v. Các sinh vật sống thực tế không thích nghi với chúng. Vì lý do này, ô nhiễm không khí là một vấn đề môi trường toàn cầu nghiêm trọng. Giải pháp của nó đòi hỏi phải thực hiện các biện pháp môi trường ở cấp độ của tất cả các quốc gia trên Trái đất.

Các khối khí chuyển động theo phương ngang và phương thẳng đứng. Điều này dẫn đến sự xuất hiện của một yếu tố môi trường như gió. Gió có thể gây ra sự dịch chuyển của cát trong sa mạc (bão cát). Nó có thể thổi bay các hạt đất trên mọi địa hình, làm giảm độ phì nhiêu của đất (xói mòn do gió). Gió có tác dụng cơ học đối với thực vật. Nó có khả năng gây ra gió thổi (đảo chiều cây bằng rễ), chắn gió (gãy thân cây), biến dạng tán cây. Sự chuyển động của các khối không khí ảnh hưởng đáng kể đến sự phân bố lượng mưa và chế độ nhiệt độ trong môi trường không khí mặt đất.

Chế độ nước của môi trường không khí mặt đất

Từ khóa học địa lý, bạn biết rằng môi trường không khí trên mặt đất có thể cực kỳ bão hòa với độ ẩm (vùng nhiệt đới) và rất nghèo độ ẩm (sa mạc). Lượng mưa phân bố không đều theo mùa và theo vùng địa lý. Độ ẩm trong môi trường dao động trong một phạm vi rộng. Nó là yếu tố hạn chế chính cho các sinh vật sống.

Chế độ nhiệt độ của môi trường không khí mặt đất

Nhiệt độ trong môi trường không khí trên mặt đất có tính tuần hoàn theo mùa và theo mùa. Các sinh vật đã thích nghi với nó kể từ khi xuất hiện sự sống trên cạn. Do đó, nhiệt độ ít có khả năng đóng vai trò là yếu tố hạn chế hơn độ ẩm.

Sự thích nghi của thực vật và động vật với đời sống trong môi trường không khí trên mặt đất

Với việc phát hành thực vật trên đất liền, họ đã phát triển các mô. Bạn đã học cấu trúc của các mô thực vật trong khóa học sinh học lớp 7. Do thực tế là không khí không thể đóng vai trò hỗ trợ đáng tin cậy, các mô cơ học (gỗ và sợi libe) đã phát sinh trong thực vật. Một loạt các thay đổi trong các yếu tố khí hậu đã gây ra sự hình thành các mô tích hợp dày đặc - lớp biểu bì, lớp vỏ. Do tính di động của không khí (gió), thực vật đã phát triển các cách thích nghi để thụ phấn, phát tán bào tử, quả và hạt.

Cuộc sống của động vật lơ lửng trong không khí là không thể do mật độ thấp. Nhiều loài (côn trùng, chim) đã thích nghi với hoạt động bay và có thể ở trong không khí trong một thời gian dài. Nhưng sự sinh sản của chúng xảy ra trên bề mặt đất.

Sự chuyển động của các khối không khí theo hướng ngang và dọc được một số sinh vật nhỏ sử dụng để định cư thụ động. Theo cách này, sinh vật nguyên sinh, nhện và côn trùng định cư. Mật độ không khí thấp gây ra sự cải thiện ở động vật trong quá trình tiến hóa của bộ xương bên ngoài (động vật chân đốt) và bên trong (đốt sống). Vì lý do tương tự, có giới hạn về khối lượng và kích thước tối đa của cơ thể động vật trên cạn. Động vật trên cạn lớn nhất, voi (trọng lượng lên tới 5 tấn), nhỏ hơn nhiều so với người khổng lồ biển, cá voi xanh (lên tới 150 tấn). Nhờ sự xuất hiện của các loại chi khác nhau, động vật có vú đã có thể cư trú trên các vùng đất có nhiều kiểu phù điêu khác nhau.

Đặc điểm chung của đất với tư cách là môi trường sống

Đất là lớp trên cùng của vỏ trái đất màu mỡ. Nó được hình thành do sự tương tác của các yếu tố khí hậu và sinh học với đá bên dưới (cát, đất sét, v.v.). Đất tiếp xúc với không khí và đóng vai trò là giá đỡ cho các sinh vật trên cạn. Nó còn là nguồn dinh dưỡng khoáng cho cây trồng. Đồng thời đất là môi trường sống của nhiều loại sinh vật. Đất được đặc trưng bởi các tính chất sau: mật độ, độ ẩm, nhiệt độ, độ thoáng khí (cung cấp không khí), phản ứng môi trường (pH), độ mặn.

Mật độ đất tăng theo độ sâu. Độ ẩm, nhiệt độ và độ thoáng khí của đất có mối liên hệ chặt chẽ và phụ thuộc lẫn nhau. Biến động nhiệt độ trong đất được làm mịn so với không khí bề mặt và không còn được theo dõi ở độ sâu 1-1,5 m. Đất được làm ẩm tốt sẽ nóng lên từ từ và hạ nhiệt dần. Sự gia tăng độ ẩm và nhiệt độ của đất làm xấu đi tình trạng sục khí của nó và ngược lại. Chế độ thủy nhiệt của đất và độ thông khí của nó phụ thuộc vào cấu trúc của đất. Đất sét giữ nước nhiều hơn đất cát. Nhưng chúng ít sục khí hơn và nóng lên tồi tệ hơn. Theo phản ứng của môi trường, đất được chia thành 3 loại: chua (pH< 7,0), нейтральные (рН ≈ 7,0) и щелочные (рН > 7,0).

Sự thích nghi của thực vật và động vật với đời sống trong đất

Đất trong đời sống của thực vật thực hiện các chức năng cố định, cung cấp nước, nguồn dinh dưỡng khoáng. Nồng độ các chất dinh dưỡng trong đất đã dẫn đến sự phát triển của hệ thống rễ và các mô dẫn ở thực vật.

Động vật sống trong đất có một số cách thích nghi. Chúng được đặc trưng bởi những cách di chuyển khác nhau trong đất. Nó có thể là di chuyển và đào hố, giống như một con gấu và một con chuột chũi. Giun đất có thể đẩy các hạt đất ra và tạo ra các lối đi. Ấu trùng côn trùng có thể bò giữa các hạt đất. Về vấn đề này, trong quá trình tiến hóa, các thích nghi phù hợp đã được phát triển. Sinh vật đào phát triển chi đào. Annelids có bộ xương thủy tĩnh, trong khi côn trùng và rết có móng vuốt.

Động vật đất có thân hình nhỏ gọn ngắn với lớp vỏ không thấm nước (động vật có vú) hoặc được bao phủ bởi chất nhầy. Cuộc sống trong đất như một môi trường sống đã dẫn đến sự teo hoặc kém phát triển của các cơ quan thị giác. Nốt ruồi có đôi mắt nhỏ, kém phát triển, thường ẩn dưới nếp gấp của da. Để tạo điều kiện di chuyển trong các đoạn đất hẹp, len nốt ruồi có khả năng khớp theo hai hướng.

Trong môi trường không khí trên mặt đất, các sinh vật được bao quanh bởi không khí. Nó có độ ẩm, mật độ và áp suất thấp, độ trong suốt và hàm lượng oxy cao. Độ ẩm là yếu tố hạn chế chính. Đất với tư cách là môi trường sống được đặc trưng bởi mật độ cao, chế độ thủy nhiệt nhất định và sục khí. Thực vật và động vật đã phát triển nhiều cách thích nghi với cuộc sống trong môi trường đất và không khí.

Môi trường sống trên mặt đất

MÔI TRƯỜNG SỐNG CƠ BẢN

MÔI TRƯỜNG NƯỚC

Môi trường nước của sự sống (thủy quyển) chiếm 71% diện tích địa cầu. Hơn 98% lượng nước tập trung ở biển và đại dương, 1,24% - băng của các vùng cực, 0,45% - nước ngọt của sông, hồ, đầm lầy.

Có hai vùng sinh thái trong các đại dương:

cột nước - cá nổi, và dưới cùng - sinh vật đáy.

Khoảng 150.000 loài động vật sống trong môi trường nước, chiếm khoảng 7% tổng số loài và 10.000 loài thực vật - 8%. Có những điều sau đây các nhóm sinh thái của hydrobiont. Pelagial - nơi sinh sống của các sinh vật được chia thành nekton và sinh vật phù du.

Nekton (nektos - nổi) -đây là một tập hợp các loài động vật di chuyển tích cực ngoài khơi không có mối liên hệ trực tiếp với đáy. Chúng chủ yếu là những động vật lớn có thể di chuyển quãng đường dài và dòng nước mạnh. Chúng được đặc trưng bởi hình dạng cơ thể thuôn dài và các cơ quan chuyển động phát triển tốt (cá, mực, pinniped, cá voi) Ở vùng nước ngọt, ngoài cá, động vật lưỡng cư và côn trùng di chuyển tích cực thuộc về nekton.

Sinh vật phù du (lang thang, bay bổng) -đây là một tập hợp các sinh vật nổi không có khả năng di chuyển tích cực nhanh. Chúng được chia thành thực vật và động vật phù du (động vật giáp xác nhỏ, động vật nguyên sinh - foraminifera, phóng xạ; sứa, pterepads). Thực vật phù du là tảo cát và tảo lục.

Neuston- một tập hợp các sinh vật sống trên màng bề mặt của nước ở biên giới với không khí. Đây là ấu trùng của động vật chân đốt, hàu, giáp xác chân chèo, động vật chân bụng và hai mảnh vỏ, động vật da gai và cá. Trải qua giai đoạn ấu trùng, chúng rời khỏi lớp bề mặt vốn là nơi trú ẩn của chúng, chuyển xuống sống ở tầng đáy hoặc tầng đáy.

Playston-đây là một tập hợp các sinh vật, một phần của cơ thể ở trên mặt nước và phần còn lại ở dưới nước - bèo tấm, siphonophores.

Benthos (độ sâu) - một nhóm các sinh vật sống ở dưới cùng của các vùng nước. Nó được chia thành phytobenthos và zoobenthos. Phytobenthos - tảo - tảo cát, xanh, nâu, đỏ và vi khuẩn; thực vật có hoa gần bờ biển - zostera, ruppia. Động vật đáy - trùng lỗ, bọt biển, đồng ruột, giun, động vật thân mềm, cá.

Trong đời sống của các sinh vật dưới nước, các chế độ chuyển động thẳng đứng của nước, mật độ, nhiệt độ, ánh sáng, muối, khí (hàm lượng oxy và carbon dioxide) và nồng độ của các ion hydro (pH) đóng một vai trò quan trọng.

chế độ nhiệt độ: Nó khác trong nước, thứ nhất, bởi dòng nhiệt nhỏ hơn, và thứ hai, bởi sự ổn định lớn hơn trên đất liền. Một phần năng lượng nhiệt đi vào mặt nước được phản xạ, một phần được dành cho sự bay hơi. Sự bay hơi của nước từ bề mặt của các vùng nước, tiêu thụ khoảng 2263,8 J/g, ngăn chặn quá nhiệt của các lớp bên dưới và sự hình thành băng, giải phóng nhiệt của phản ứng tổng hợp (333,48 J/g), làm chậm quá trình làm mát của chúng. Sự thay đổi nhiệt độ trong nước chảy kéo theo sự thay đổi của nó trong không khí xung quanh, khác nhau ở biên độ nhỏ hơn.

Trong các hồ và ao ở vĩ độ ôn đới, chế độ nhiệt được xác định bởi một hiện tượng vật lý nổi tiếng - nước có mật độ tối đa ở 4 ° C. Nước trong chúng được chia thành ba lớp rõ ràng:

1. sự kết thúc- lớp trên có nhiệt độ dao động mạnh theo mùa;

2. kim loại- lớp chuyển tiếp, nhảy nhiệt độ, nhiệt độ giảm mạnh;

3. suy giảm trí nhớ- một lớp biển sâu chạm đến đáy, nơi nhiệt độ thay đổi một chút trong suốt cả năm.

Vào mùa hè, các lớp nước ấm nhất nằm trên bề mặt và lạnh nhất - ở phía dưới. Kiểu phân bố nhiệt độ theo lớp này trong hồ chứa được gọi là phân tầng trực tiếp. Vào mùa đông, khi nhiệt độ giảm xuống, phân tầng ngược: lớp bề mặt có nhiệt độ gần 0 C, ở đáy nhiệt độ khoảng 4 C, tương ứng với mật độ tối đa của nó. Do đó, nhiệt độ tăng theo độ sâu. Hiện tượng này được gọi là phân đôi nhiệt độ,được quan sát thấy ở hầu hết các hồ của vùng ôn đới vào mùa hè và mùa đông. Do sự phân đôi nhiệt độ, sự lưu thông theo chiều dọc bị xáo trộn - một giai đoạn đình trệ tạm thời bắt đầu - trì trệ.

Vào mùa xuân, nước trên bề mặt, do nóng lên đến 4C, trở nên đặc hơn và chìm sâu hơn, và nước ấm hơn sẽ dâng lên từ độ sâu ở vị trí của nó. Do sự lưu thông theo chiều dọc như vậy, hiện tượng đồng nhất xảy ra trong hồ chứa, tức là trong một thời gian, nhiệt độ của toàn bộ khối nước được cân bằng. Với sự gia tăng nhiệt độ hơn nữa, các lớp trên trở nên ít dày đặc hơn và không còn rơi xuống nữa - sự trì trệ trong mùa hè. Vào mùa thu, lớp bề mặt nguội đi, trở nên đặc hơn và chìm sâu hơn, đẩy nước ấm hơn lên bề mặt. Điều này xảy ra trước khi bắt đầu mùa thu. Khi nước bề mặt được làm mát xuống dưới 4C, chúng trở nên ít đậm đặc hơn và lại ở lại trên bề mặt. Kết quả là, quá trình lưu thông nước bị dừng lại và tình trạng trì trệ trong mùa đông bắt đầu.

Nước có ý nghĩa quan trọng Tỉ trọng(800 lần) cao hơn không khí) và độ nhớt. TẠI Trung bình trong cột nước cứ sâu 10 m thì áp suất tăng thêm 1 atm. Những đặc điểm này ảnh hưởng đến thực vật ở chỗ chúng phát triển rất ít hoặc hoàn toàn không có mô cơ học nào, vì vậy thân của chúng rất đàn hồi và dễ uốn cong. Hầu hết các loài thực vật thủy sinh vốn có khả năng nổi và khả năng lơ lửng trong cột nước, ở nhiều loài động vật thủy sinh, lớp vỏ được bôi trơn bằng chất nhầy, giúp giảm ma sát trong quá trình di chuyển và cơ thể có hình dạng thuôn dài. Nhiều cư dân tương đối hẹp và giới hạn ở những độ sâu nhất định.

Chế độ minh bạch và ánh sáng.Điều này đặc biệt ảnh hưởng đến sự phân bố của thực vật: trong các vùng nước bùn, chúng chỉ sống ở lớp bề mặt. Chế độ ánh sáng cũng được xác định bởi sự giảm ánh sáng đều đặn theo độ sâu do nước hấp thụ ánh sáng mặt trời. Đồng thời, các tia có bước sóng khác nhau được hấp thụ khác nhau: màu đỏ là nhanh nhất, trong khi màu xanh lục xuyên qua độ sâu đáng kể. Màu sắc của môi trường đồng thời thay đổi, chuyển dần từ xanh lục sang xanh lục, xanh dương, xanh lam, xanh tím, thay vào đó là bóng tối liên tục. Theo đó, với độ sâu, tảo xanh được thay thế bằng tảo nâu và đỏ, các sắc tố của chúng được điều chỉnh để bắt ánh sáng mặt trời với các bước sóng khác nhau. Màu sắc của động vật cũng tự nhiên thay đổi theo độ sâu. Các lớp bề mặt của nước là nơi sinh sống của các loài động vật có màu sắc rực rỡ và đa dạng, trong khi các loài sống dưới biển sâu không có sắc tố. Chạng vạng là nơi sinh sống của các loài động vật được sơn màu với tông màu hơi đỏ, giúp chúng trốn tránh kẻ thù, vì màu đỏ trong tia xanh tím được coi là màu đen.

Sự hấp thụ ánh sáng của nước càng mạnh thì độ trong của nó càng giảm. Độ trong suốt được đặc trưng bởi độ sâu cực cao, trong đó vẫn có thể nhìn thấy đĩa Secchi được hạ thấp đặc biệt (đĩa trắng có đường kính 20 cm). Do đó, ranh giới của các vùng quang hợp rất khác nhau ở các vùng nước khác nhau. Ở vùng nước tinh khiết nhất, vùng quang hợp đạt tới độ sâu 200 m.

Độ mặn của nước. Nước là một dung môi tuyệt vời cho nhiều hợp chất khoáng. Kết quả là các vùng nước tự nhiên có thành phần hóa học nhất định. Quan trọng nhất là sunfat, cacbonat, clorua. Lượng muối hòa tan trên 1 lít nước ở nước ngọt không vượt quá 0,5 g, ở biển và đại dương - 35 g Thực vật và động vật nước ngọt sống trong môi trường nhược trương, tức là một môi trường trong đó nồng độ các chất hòa tan thấp hơn trong dịch cơ thể và các mô. Do sự khác biệt về áp suất thẩm thấu bên ngoài và bên trong cơ thể, nước liên tục xâm nhập vào cơ thể và các hydrobiont nước ngọt buộc phải loại bỏ nó một cách mạnh mẽ. Về vấn đề này, chúng có các quá trình điều hòa thẩm thấu được xác định rõ ràng. Ở động vật nguyên sinh, điều này đạt được nhờ hoạt động của các không bào bài tiết, ở các sinh vật đa bào, bằng cách loại bỏ nước qua hệ thống bài tiết. Các loài sinh vật biển và nước ngọt điển hình không chịu được những thay đổi đáng kể về độ mặn của nước - sinh vật stenohaline. Eurygalline - cá rô nước ngọt, cá tráp, cá pike, từ biển - họ cá đối.

chế độ gas Các loại khí chính trong môi trường nước là oxy và carbon dioxide.

Ôxy là yếu tố môi trường quan trọng nhất. Nó xâm nhập vào nước từ không khí và được giải phóng bởi thực vật trong quá trình quang hợp. Hàm lượng của nó trong nước tỷ lệ nghịch với nhiệt độ, khi nhiệt độ giảm, độ hòa tan của oxy trong nước (cũng như các khí khác) tăng lên. Trong các tầng có nhiều động vật và vi khuẩn, tình trạng thiếu oxy có thể xảy ra do mức tiêu thụ tăng lên. Do đó, trong các đại dương trên thế giới, độ sâu giàu sự sống từ 50 đến 1000 m được đặc trưng bởi sự suy giảm mạnh về sục khí. Nó thấp hơn 7-10 lần so với vùng nước bề mặt có thực vật phù du sinh sống. Gần đáy của các vùng nước, điều kiện có thể gần với kỵ khí.

Khí cacbonic - hòa tan trong nước tốt hơn khoảng 35 lần so với oxy và nồng độ của nó trong nước lớn hơn 700 lần so với trong khí quyển. Cung cấp quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh và tham gia vào quá trình hình thành xương vôi của động vật không xương sống.

Nồng độ ion hydro (pH)- hồ nước ngọt có pH = 3,7-4,7 được coi là có tính axit, 6,95-7,3 - trung tính, với pH 7,8 - có tính kiềm. Trong các vùng nước ngọt, độ pH thậm chí còn trải qua những biến động hàng ngày. Nước biển có tính kiềm hơn và độ pH của nó thay đổi ít hơn nhiều so với nước ngọt. pH giảm dần theo độ sâu. Nồng độ của các ion hydro đóng một vai trò quan trọng trong việc phân phối các hydrobiont.

Môi trường sống trên mặt đất

Một đặc điểm của môi trường sống trên đất liền là các sinh vật sống ở đây được bao quanh bởi môi trường khí đặc trưng bởi độ ẩm, mật độ và áp suất thấp, hàm lượng oxy cao. Theo quy luật, động vật trong môi trường này di chuyển dọc theo đất (chất nền rắn) và thực vật bén rễ trong đó.

Trong môi trường không khí mặt đất, các yếu tố môi trường hoạt động có một số đặc điểm: cường độ ánh sáng cao hơn so với các môi trường khác, nhiệt độ dao động đáng kể, thay đổi độ ẩm tùy thuộc vào vị trí địa lý, mùa và thời gian trong ngày. Tác động của các yếu tố nêu trên gắn bó chặt chẽ với sự chuyển động của các khối không khí - gió.

Trong quá trình tiến hóa, các sinh vật sống trong môi trường không khí trên mặt đất đã phát triển những đặc điểm thích nghi về giải phẫu, hình thái và sinh lý.

Chúng ta hãy xem xét các đặc điểm về tác động của các yếu tố môi trường chính đối với thực vật và động vật trong môi trường không khí mặt đất.

Hàng không. Không khí với tư cách là một yếu tố môi trường được đặc trưng bởi thành phần không đổi - oxy trong đó thường là khoảng 21%, carbon dioxide 0,03%.

Mật độ không khí thấp xác định lực nâng của nó thấp và khả năng chịu lực không đáng kể. Tất cả cư dân của môi trường không khí được kết nối chặt chẽ với bề mặt trái đất, phục vụ họ để gắn bó và hỗ trợ. Mật độ của môi trường không khí không cung cấp lực cản cao cho các sinh vật khi chúng di chuyển dọc theo bề mặt trái đất, tuy nhiên, nó gây khó khăn cho việc di chuyển theo chiều dọc. Đối với hầu hết các sinh vật, việc ở trong không khí chỉ liên quan đến việc phân tán hoặc tìm kiếm con mồi.

Lực nâng nhỏ của không khí quyết định khối lượng và kích thước giới hạn của các sinh vật trên cạn. Những động vật lớn nhất sống trên bề mặt trái đất nhỏ hơn những sinh vật khổng lồ của môi trường nước. Các động vật có vú lớn (kích thước và trọng lượng của một con cá voi hiện đại) không thể sống trên cạn vì chúng sẽ bị đè bẹp bởi trọng lượng của chính mình.

Mật độ không khí thấp tạo ra lực cản nhẹ đối với chuyển động. Lợi ích sinh thái của tài sản này của môi trường không khí đã được sử dụng bởi nhiều động vật trên cạn trong quá trình tiến hóa, có được khả năng bay. 75% số loài của tất cả các loài động vật trên cạn có khả năng bay tích cực, chủ yếu là côn trùng và chim, nhưng ruồi cũng được tìm thấy ở động vật có vú và bò sát.

Do tính di động của không khí, chuyển động thẳng đứng và nằm ngang của các khối không khí tồn tại ở các tầng thấp hơn của khí quyển, có thể dẫn đến sự bay thụ động của một số sinh vật. Nhiều loài đã phát triển anemochory - tái định cư với sự trợ giúp của các luồng không khí. Anemochory là đặc trưng của bào tử, hạt và quả của thực vật, u nang đơn bào, côn trùng nhỏ, nhện, v.v. Các sinh vật được vận chuyển một cách thụ động bởi các luồng không khí được gọi chung là sinh vật phù du khí tương tự như cư dân sinh vật phù du trong môi trường nước.

Vai trò sinh thái chính của các chuyển động không khí ngang (gió) là gián tiếp tăng cường và làm suy yếu tác động của các yếu tố môi trường quan trọng như nhiệt độ và độ ẩm đối với các sinh vật trên cạn. Gió làm tăng độ ẩm và nhiệt trở lại cho động vật và thực vật.

Thành phần khí của không khíở lớp bề mặt, không khí khá đồng nhất (oxy - 20,9%, nitơ - 78,1%, khí trơ - 1%, carbon dioxide - 0,03% theo thể tích) do khả năng khuếch tán cao và trộn liên tục bởi các luồng đối lưu và gió. Tuy nhiên, các hỗn hợp khác nhau của các hạt khí, chất lỏng nhỏ giọt và chất rắn (bụi) xâm nhập vào khí quyển từ các nguồn địa phương có thể có tầm quan trọng sinh thái đáng kể.

Hàm lượng oxy cao đã góp phần làm tăng quá trình trao đổi chất của các sinh vật trên cạn và trên cơ sở hiệu quả cao của các quá trình oxy hóa, quá trình đồng hóa thân nhiệt của động vật đã phát sinh. Oxy, do hàm lượng cao liên tục trong không khí, không phải là yếu tố hạn chế sự sống trong môi trường trên cạn. Chỉ ở những nơi, trong những điều kiện cụ thể, thâm hụt tạm thời mới được tạo ra, ví dụ, trong sự tích tụ tàn dư thực vật đang phân hủy, dự trữ ngũ cốc, bột mì, v.v.

các yếu tố phù du. Tính chất đất và địa hình cũng ảnh hưởng đến điều kiện sống của các sinh vật trên cạn, trước hết là thực vật. Các tính chất của bề mặt trái đất có tác động sinh thái đối với cư dân của nó được gọi là các yếu tố môi trường phù du.

Tính chất của hệ rễ cây trồng phụ thuộc vào chế độ thủy nhiệt, độ thoáng khí, thành phần, cấu tạo và cấu trúc của đất. Ví dụ, hệ thống rễ của các loài cây (bạch dương, thông rụng lá) ở những vùng có băng vĩnh cửu nằm ở độ sâu nông và trải rộng theo chiều rộng. Ở những nơi không có băng vĩnh cửu, hệ thống rễ của những loại cây này ít lan rộng hơn và đâm sâu hơn. Ở nhiều loài thực vật thảo nguyên, rễ có thể lấy nước từ độ sâu lớn, đồng thời chúng có nhiều rễ bề mặt trong tầng đất mùn, từ đó cây hấp thụ các chất dinh dưỡng khoáng.

Địa hình và tính chất của đất ảnh hưởng đến đặc điểm di chuyển của động vật. Ví dụ, động vật móng guốc, đà điểu, bán thân sống trong không gian mở cần nền tảng vững chắc để tăng cường lực đẩy khi chạy nhanh. Ở thằn lằn sống trên cát lỏng lẻo, các ngón tay được bao quanh bởi một rìa vảy sừng, làm tăng bề mặt của giá đỡ. Đối với cư dân trên cạn đào hố, đất dày đặc là không thuận lợi. Tính chất của đất trong một số trường hợp ảnh hưởng đến sự phân bố của các loài động vật trên cạn đào lỗ, chui xuống đất để trốn nhiệt hoặc động vật ăn thịt, hoặc đẻ trứng trong đất, v.v.

Thời tiết và đặc điểm khí hậu.Điều kiện sống trong môi trường không khí mặt đất rất phức tạp, thêm vào đó là sự thay đổi thời tiết. Thời tiết là trạng thái biến đổi liên tục của khí quyển gần bề mặt trái đất, cho đến độ cao khoảng 20 km (ranh giới của tầng đối lưu). Biến đổi thời tiết thể hiện ở sự biến đổi không ngừng trong tổ hợp của các yếu tố môi trường như nhiệt độ và độ ẩm không khí, lượng mây, lượng mưa, cường độ và hướng gió, v.v. Cùng với sự luân phiên thường xuyên của chúng trong chu kỳ hàng năm, sự thay đổi thời tiết được đặc trưng bởi những biến động không định kỳ, làm phức tạp đáng kể các điều kiện tồn tại của các sinh vật trên cạn. Thời tiết ảnh hưởng đến cuộc sống của cư dân dưới nước ở mức độ thấp hơn nhiều và chỉ ảnh hưởng đến dân số của các lớp bề mặt.

Khí hậu của khu vực. Chế độ thời tiết dài hạn đặc trưng cho khí hậu của khu vực. Khái niệm khí hậu không chỉ bao gồm các giá trị trung bình của các hiện tượng khí tượng, mà còn cả quá trình hàng năm và hàng ngày, độ lệch khỏi nó và tần suất của chúng. Khí hậu được xác định bởi các điều kiện địa lý của khu vực.

Sự đa dạng về khu vực của khí hậu rất phức tạp do tác động của gió mùa, sự phân bố của lốc xoáy và xoáy thuận, ảnh hưởng của các dãy núi đối với sự chuyển động của các khối không khí, mức độ xa đại dương và nhiều yếu tố địa phương khác.

Đối với hầu hết các sinh vật trên cạn, đặc biệt là những sinh vật nhỏ, điều quan trọng không phải là khí hậu của khu vực mà là điều kiện môi trường sống trực tiếp của chúng. Rất thường xuyên, các yếu tố môi trường địa phương (cứu trợ, thảm thực vật, v.v.) thay đổi chế độ nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, chuyển động không khí trong một khu vực cụ thể theo cách khác biệt đáng kể so với điều kiện khí hậu của khu vực. Những thay đổi khí hậu cục bộ như vậy hình thành trong lớp không khí bề mặt được gọi là vi khí hậu. Trong mỗi khu vực, vi khí hậu rất đa dạng. Có thể chọn ra các vi khí hậu của các khu vực nhỏ tùy ý. Ví dụ, một chế độ đặc biệt được tạo ra trong tràng hoa, được sử dụng bởi những cư dân sống ở đó. Một vi khí hậu ổn định đặc biệt xảy ra trong hang, tổ, hốc, hang động và những nơi kín khác.

Sự kết tủa. Ngoài việc cung cấp nước và tạo dự trữ độ ẩm, chúng có thể đóng một vai trò sinh thái khác. Do đó, mưa lớn hoặc mưa đá đôi khi có tác động cơ học đối với thực vật hoặc động vật.

Vai trò sinh thái của tuyết phủ đặc biệt đa dạng. Biến động nhiệt độ hàng ngày xâm nhập vào độ dày của tuyết chỉ lên tới 25 cm, sâu hơn, nhiệt độ hầu như không thay đổi. Với sương giá -20-30 C dưới lớp tuyết dày 30-40 cm, nhiệt độ chỉ dưới 0 một chút. Lớp tuyết phủ sâu bảo vệ chồi non, bảo vệ những phần xanh của cây khỏi bị đóng băng; nhiều loài đi dưới tuyết mà không rụng lá, ví dụ, cây me chua, Veronica officinalis, v.v.

Các động vật nhỏ trên cạn cũng có lối sống năng động vào mùa đông, đặt toàn bộ các hành lang dưới lớp tuyết và độ dày của nó. Đối với một số loài ăn thực vật có tuyết, sinh sản ngay cả trong mùa đông cũng là đặc trưng, ​​​​ví dụ, điều này được ghi nhận ở loài vượn cáo, chuột gỗ và chuột họng vàng, một số loài chuột đồng, chuột nước, v.v. gà gô đen, gà gô lãnh nguyên - đào hang trong tuyết qua đêm.

Lớp phủ tuyết mùa đông ngăn cản các loài động vật lớn kiếm ăn. Nhiều loài động vật móng guốc (tuần lộc, lợn rừng, bò xạ hương) chỉ ăn thảm thực vật có tuyết vào mùa đông, lớp tuyết phủ sâu và đặc biệt là lớp vỏ cứng trên bề mặt xuất hiện trong băng khiến chúng chết đói. Độ sâu của lớp tuyết phủ có thể hạn chế sự phân bố địa lý của các loài. Ví dụ, hươu thật không xâm nhập về phía bắc vào những khu vực có độ dày của tuyết vào mùa đông hơn 40-50 cm.

Chế độ sáng. Lượng bức xạ đến bề mặt Trái đất được xác định bởi vĩ độ địa lý của khu vực, độ dài của ngày, độ trong suốt của bầu khí quyển và góc tới của các tia sáng mặt trời. Trong các điều kiện thời tiết khác nhau, 42-70% hằng số năng lượng mặt trời chạm tới bề mặt Trái đất. Sự chiếu sáng trên bề mặt Trái đất rất khác nhau. Tất cả phụ thuộc vào độ cao của Mặt trời so với đường chân trời hoặc góc tới của các tia sáng Mặt trời, độ dài của ngày và điều kiện thời tiết cũng như độ trong suốt của bầu khí quyển. Cường độ ánh sáng cũng dao động tùy thuộc vào thời gian trong năm và thời gian trong ngày. Ở một số khu vực trên Trái đất, chất lượng ánh sáng cũng không đồng đều, chẳng hạn như tỷ lệ giữa các tia sóng dài (màu đỏ) và sóng ngắn (màu xanh và tia cực tím). Tia sóng ngắn, như đã biết, bị khí quyển hấp thụ và tán xạ nhiều hơn tia sóng dài.

Động vật được định cư gần như trên toàn bộ bề mặt Trái đất. Do tính di động, khả năng thích nghi tiến hóa với điều kiện tồn tại lạnh hơn, do không phụ thuộc trực tiếp vào ánh sáng mặt trời, động vật đã chiếm nhiều môi trường sống hơn thực vật. Tuy nhiên, cần nhớ rằng động vật phụ thuộc vào thực vật, vì thực vật là nguồn thức ăn cho chúng (đối với động vật ăn cỏ và động vật ăn thịt ăn động vật ăn cỏ).

Ở đây, trong bối cảnh môi trường sống của động vật, chúng ta sẽ hiểu Môi trường sống động vật.

Tổng cộng, có bốn môi trường sống cho động vật. Đó là 1) không khí trong đất, 2) nước, 3) đất và 4) các sinh vật sống khác. Nói về môi trường không khí trên mặt đất của sự sống, đôi khi nó được chia thành mặt đất và không khí riêng biệt. Tuy nhiên, ngay cả những động vật biết bay cũng đáp xuống mặt đất sớm hay muộn. Ngoài ra, di chuyển trên mặt đất, con vật cũng ở trên không. Do đó, môi trường mặt đất và không khí được kết hợp thành một môi trường không khí mặt đất.

Có những loài động vật cùng lúc sống trong hai môi trường. Ví dụ, nhiều loài lưỡng cư (ếch) sống cả dưới nước và trên cạn, một số loài gặm nhấm sống trong đất và trên bề mặt trái đất.

Môi trường sống trên mặt đất

Trong môi trường không khí trên mặt đất, hầu hết các loài động vật. Theo một nghĩa nào đó, đất đai hóa ra lại là môi trường thuận lợi nhất cho cuộc sống của họ. Mặc dù trong quá trình tiến hóa, động vật (và thực vật) đã phát sinh trong nước và chỉ sau đó mới nổi lên mặt nước.

Hầu hết giun, côn trùng, lưỡng cư, bò sát, chim và động vật có vú đều sống trên cạn. Nhiều loài động vật có khả năng bay, vì vậy chúng dành một phần cuộc đời của mình trong không trung.

Động vật của môi trường không khí trên mặt đất thường được đặc trưng bởi khả năng vận động cao, tầm nhìn tốt.

Môi trường không khí trên đất liền được đặc trưng bởi nhiều điều kiện môi trường sống (rừng nhiệt đới và rừng ôn đới, đồng cỏ và thảo nguyên, sa mạc, lãnh nguyên, v.v.). Do đó, các loài động vật trong môi trường sống này được đặc trưng bởi sự đa dạng tuyệt vời, chúng có thể khác biệt rất nhiều với nhau.

môi trường sống dưới nước

Môi trường sống dưới nước khác với không khí ở mật độ lớn hơn. Ở đây các loài động vật có thể có cơ thể rất đồ sộ (cá voi, cá mập) vì nước hỗ trợ chúng và làm cho cơ thể chúng nhẹ hơn. Tuy nhiên, việc di chuyển trong một môi trường dày đặc khó khăn hơn, vì vậy động vật dưới nước thường có hình dạng cơ thể thuôn dài.

Hầu như không có ánh sáng mặt trời xuyên qua độ sâu của biển, vì vậy các cơ quan thị giác có thể kém phát triển ở động vật biển sâu.

Động vật thủy sinh được chia thành sinh vật phù du, nekton và sinh vật đáy. sinh vật phù du bơi thụ động trong cột nước (ví dụ: đơn bào), nekton- đây là những động vật bơi lội tích cực (cá, cá voi, v.v.), sinh vật đáy sống ở đáy (san hô, bọt biển, v.v.).

môi trường sống đất

Đất như một môi trường sống được đặc trưng bởi mật độ rất cao và thiếu ánh sáng mặt trời. Ở đây các loài động vật không cần các cơ quan thị giác. Do đó, chúng không phát triển (sâu) hoặc giảm (nốt ruồi). Mặt khác, trong đất không có nhiệt độ giảm đáng kể như trên bề mặt. Nhiều loại giun, ấu trùng côn trùng, kiến ​​sống trong đất. Ngoài ra còn có cư dân đất trong số các động vật có vú: chuột chũi, chuột chũi, động vật đào hang.

BÀI 4

MÔI TRƯỜNG SỐNG VÀ SỰ THÍCH NGHI CỦA CÁC SINH VẬT VỚI CHÚNG.

Môi trường nước.

Đây là môi trường lâu đời nhất mà sự sống bắt nguồn và phát triển trong một thời gian dài ngay cả trước khi những sinh vật đầu tiên xuất hiện trên đất liền. Theo thành phần của môi trường nước của sự sống, hai biến thể chính của nó được phân biệt: môi trường nước ngọt và biển.

Hơn 70% bề mặt hành tinh được bao phủ bởi nước. Tuy nhiên, do điều kiện của môi trường này tương đối đồng đều (“nước luôn ẩm ướt”) nên sự đa dạng của các sinh vật trong môi trường nước ít hơn nhiều so với trên cạn. Chỉ có một phần mười loài của giới thực vật gắn liền với môi trường nước, sự đa dạng của động vật dưới nước có phần cao hơn. Tỷ lệ chung về số loài sống trên cạn/nước là khoảng 1:5.

Mật độ của nước cao hơn 800 lần so với mật độ của không khí. Và áp suất đối với các sinh vật sống ở đó cũng cao hơn nhiều so với điều kiện trên cạn: cứ 10 m sâu thì tăng thêm 1 atm. Một trong những hướng thích nghi chính của sinh vật với cuộc sống trong môi trường nước là tăng khả năng nổi bằng cách tăng bề mặt cơ thể và hình thành các mô và cơ quan chứa không khí. Các sinh vật có thể nổi trong nước (như đại diện của sinh vật phù du - tảo, động vật nguyên sinh, vi khuẩn) hoặc tích cực di chuyển, giống như cá hình thành nekton. Một phần đáng kể của các sinh vật được gắn vào bề mặt đáy hoặc di chuyển dọc theo nó. Như đã lưu ý, một yếu tố quan trọng trong môi trường nước là dòng chảy.

Bảng 1 - Đặc điểm so sánh của môi trường sống và sự thích nghi của các sinh vật sống với chúng

Cơ sở sản xuất của hầu hết các hệ sinh thái dưới nước là sinh vật tự dưỡng, sử dụng ánh sáng mặt trời xuyên qua cột nước. Khả năng "xuyên thủng" độ dày này được quyết định bởi độ trong của nước. Trong làn nước trong vắt của đại dương, tùy thuộc vào góc tới của ánh sáng mặt trời, sự sống tự dưỡng có thể diễn ra ở độ sâu 200 m ở vùng nhiệt đới và 50 m ở vĩ độ cao (ví dụ: ở vùng biển Bắc Băng Dương). Trong các hồ chứa nước ngọt bị xáo trộn mạnh, một lớp nơi sinh vật tự dưỡng (nó được gọi là ánh sáng), có thể chỉ vài chục cm.

Phần màu đỏ của quang phổ ánh sáng được nước hấp thụ tích cực nhất, do đó, như đã lưu ý, vùng nước sâu của biển là nơi sinh sống của tảo đỏ, có khả năng đồng hóa ánh sáng xanh lục do có thêm các sắc tố. Độ trong của nước được xác định bằng một thiết bị đơn giản - đĩa Secchi, là một vòng tròn màu trắng có đường kính 20 cm. Độ trong của nước được đánh giá bằng độ sâu mà tại đó đĩa trở nên không thể phân biệt được.

Đặc tính quan trọng nhất của nước là thành phần hóa học của nó - hàm lượng muối (bao gồm cả chất dinh dưỡng), khí, ion hydro (pH). Theo nồng độ của các chất dinh dưỡng, đặc biệt là phốt pho và nitơ, các vùng nước được chia thành oligotrophic, mesotrophic và phú dưỡng. Với sự gia tăng hàm lượng chất dinh dưỡng, ví dụ, khi một hồ chứa bị ô nhiễm nước thải, quá trình phú dưỡng của hệ sinh thái thủy sinh xảy ra.

Hàm lượng oxy trong nước thấp hơn khoảng 20 lần so với trong khí quyển và là 6-8 ml/l. Nó giảm khi nhiệt độ tăng, cũng như trong các vùng nước tù đọng vào mùa đông, khi nước bị cô lập khỏi khí quyển bởi một lớp băng. Nồng độ oxy giảm có thể gây ra cái chết của nhiều cư dân trong hệ sinh thái dưới nước, ngoại trừ các loài đặc biệt chống lại tình trạng thiếu oxy, chẳng hạn như cá diếc hoặc cá mè, có thể sống ngay cả khi hàm lượng oxy giảm xuống 0,5 ml/l. Ngược lại, hàm lượng carbon dioxide trong nước cao hơn trong khí quyển. Trong nước biển có thể chứa tới 40-50 ml/l, cao hơn trong khí quyển khoảng 150 lần. Mức tiêu thụ carbon dioxide của thực vật phù du trong quá trình quang hợp mạnh không vượt quá 0,5 ml/l mỗi ngày.

Nồng độ của các ion hydro trong nước (pH) có thể thay đổi trong khoảng 3,7-7,8. Nước có độ pH từ 6,45 đến 7,3 được coi là trung tính. Như đã lưu ý, với sự giảm độ pH, tính đa dạng sinh học của các sinh vật sống trong môi trường nước giảm nhanh chóng. Tôm càng, nhiều loại nhuyễn thể chết ở pH dưới 6, cá rô, pike chịu được pH đến 5, lươn, than sống được khi pH xuống 5-4,4. Ở vùng nước có tính axit hơn, chỉ một số loài động vật phù du và thực vật phù du sống sót. Mưa axit liên quan đến việc giải phóng một lượng lớn lưu huỳnh và oxit nitơ vào khí quyển của các doanh nghiệp công nghiệp đã trở thành nguyên nhân gây axit hóa nước hồ ở Châu Âu và Hoa Kỳ và làm suy giảm mạnh tính đa dạng sinh học của chúng. Oxy thường là yếu tố hạn chế. Hàm lượng của nó thường không vượt quá 1% theo thể tích. Với sự gia tăng nhiệt độ, làm giàu chất hữu cơ và trộn yếu, hàm lượng oxy trong nước giảm. Khả năng cung cấp oxy thấp cho các sinh vật cũng liên quan đến sự khuếch tán yếu của nó (trong nước ít hơn hàng nghìn lần so với trong không khí). Yếu tố hạn chế thứ hai là ánh sáng. Độ rọi giảm nhanh theo độ sâu. Ở vùng nước hoàn toàn sạch, ánh sáng có thể xuyên qua độ sâu 50-60 m, ở vùng nước bị ô nhiễm nặng - chỉ vài cm.

Môi trường này là đồng nhất nhất trong số những môi trường khác. Nó ít thay đổi theo không gian, không có ranh giới rõ ràng giữa các hệ sinh thái riêng lẻ. Biên độ của các giá trị yếu tố cũng nhỏ. Chênh lệch giữa nhiệt độ tối đa và tối thiểu ở đây thường không vượt quá 50°C (trong khi ở môi trường không khí mặt đất lên tới 100°C). Môi trường có mật độ cao. Đối với nước biển, nó bằng 1,3 g/cm 3 , đối với nước ngọt, nó gần bằng 1. Áp suất chỉ thay đổi theo độ sâu: mỗi lớp nước dài 10 mét làm tăng áp suất thêm 1 atm.

Có ít động vật máu nóng trong nước, hoặc đồng nhiệt(tiếng Hy Lạp homa - giống nhau, nhiệt - nhiệt), sinh vật. Đây là kết quả của hai nguyên nhân: nhiệt độ dao động nhỏ và thiếu oxy. Cơ chế thích nghi chính của homoiothermia là khả năng chống lại nhiệt độ bất lợi. Trong nước, nhiệt độ như vậy khó xảy ra và ở các tầng sâu, nhiệt độ gần như không đổi (+4°C). Duy trì nhiệt độ cơ thể không đổi nhất thiết phải liên quan đến các quá trình trao đổi chất mạnh mẽ, điều này chỉ có thể thực hiện được khi được cung cấp oxy tốt. Không có điều kiện như vậy trong nước. Động vật máu nóng của môi trường nước (cá voi, hải cẩu, hải cẩu, v.v.) là cư dân cũ của vùng đất. Sự tồn tại của chúng là không thể nếu không có sự giao tiếp định kỳ với môi trường không khí.

Cư dân điển hình của môi trường nước có nhiệt độ cơ thể thay đổi và thuộc nhóm năng lượng nhiệt(tiếng Hy Lạp poikios - đa dạng). Ở một mức độ nào đó, chúng bù đắp cho việc thiếu oxy bằng cách tăng sự tiếp xúc của các cơ quan hô hấp với nước. Nhiều cư dân vùng sông nước (hydrobiont) tiêu thụ oxy thông qua tất cả các tích hợp của cơ thể. Thông thường, hơi thở được kết hợp với một loại dinh dưỡng lọc, trong đó một lượng lớn nước được truyền qua cơ thể. Một số sinh vật trong thời kỳ thiếu oxy cấp tính có thể làm chậm đáng kể hoạt động sống còn của chúng, cho đến trạng thái hoạt hình bị đình chỉ(gần như ngừng hoàn toàn quá trình trao đổi chất).

Các sinh vật thích nghi với mật độ nước cao chủ yếu theo hai cách. Một số sử dụng nó như một sự hỗ trợ và đang ở trạng thái bay bổng tự do. Mật độ (trọng lượng riêng) của những sinh vật như vậy thường khác rất ít so với mật độ của nước. Điều này được tạo điều kiện thuận lợi bởi sự vắng mặt hoàn toàn hoặc gần như hoàn toàn của bộ xương, sự hiện diện của các khối u, giọt mỡ trong cơ thể hoặc các hốc khí. Những sinh vật như vậy được nhóm lại sinh vật phù du(tiếng Hy Lạp planktos - lang thang). Có sinh vật phù du thực vật (phyto-) và động vật (zoo-). Kích thước của sinh vật phù du thường nhỏ. Nhưng chúng chiếm phần lớn đời sống thủy sinh.

Các sinh vật di chuyển tích cực (vận động viên bơi lội) thích nghi để vượt qua mật độ cao của nước. Chúng được đặc trưng bởi hình dạng cơ thể thon dài, cơ bắp phát triển tốt và sự hiện diện của các cấu trúc giảm ma sát (chất nhầy, vảy). Nhìn chung, mật độ nước cao dẫn đến giảm tỷ lệ khung xương trong tổng khối lượng cơ thể của các sinh vật sống dưới nước so với các sinh vật trên cạn. Trong điều kiện thiếu ánh sáng hoặc không có ánh sáng, sinh vật sử dụng âm thanh để định hướng. Nó lây lan trong nước nhanh hơn nhiều so với trong không khí. Để phát hiện các chướng ngại vật khác nhau, âm thanh phản xạ được sử dụng theo loại định vị bằng tiếng vang. Hiện tượng mùi cũng được sử dụng để định hướng (mùi trong nước được cảm nhận tốt hơn nhiều so với trong không khí). Ở độ sâu của nước, nhiều sinh vật có đặc tính tự phát quang (phát quang sinh học).

Thực vật sống trong cột nước sử dụng các tia xanh lam, xanh lam và xanh tím thâm nhập sâu nhất trong quá trình quang hợp. Theo đó, màu sắc của cây thay đổi theo chiều sâu từ xanh sang nâu và đỏ.

Các nhóm sinh vật dưới nước sau đây được phân biệt đầy đủ theo cơ chế thích nghi: sinh vật phù du- nổi tự do nekton(tiếng Hy Lạp nektos - nổi) - tích cực di chuyển, sinh vật đáy(động vật đáy Hy Lạp - độ sâu) - cư dân ở đáy, cá nổi(tiếng Hy Lạp pelagos - biển khơi) - cư dân của cột nước, nơ-tron- cư dân của màng nước phía trên (một phần của cơ thể có thể ở trong nước, một phần - trong không khí).

Tác động của con người đến môi trường nước thể hiện ở sự giảm độ trong, thay đổi thành phần hóa học (ô nhiễm) và nhiệt độ (ô nhiễm nhiệt). Hậu quả của những tác động này và các tác động khác là cạn kiệt oxy, giảm năng suất, thay đổi thành phần loài và các sai lệch khác so với định mức.

Môi trường không khí mặt đất.

Không khí có mật độ thấp hơn nhiều so với nước. Vì lý do này, sự phát triển của môi trường không khí, diễn ra muộn hơn nhiều so với nguồn gốc của sự sống và sự phát triển của nó trong môi trường nước, đi kèm với sự gia tăng sự phát triển của các mô cơ học, cho phép các sinh vật chống lại tác động của môi trường nước. luật vạn vật hấp dẫn và gió (bộ xương ở động vật có xương sống, vỏ kitin ở côn trùng, màng cứng ở thực vật). Không một sinh vật nào có thể sống vĩnh viễn trong điều kiện chỉ có môi trường không khí, và do đó, ngay cả những loài "bay" tốt nhất (chim và côn trùng) cũng phải định kỳ rơi xuống đất. Sự di chuyển của các sinh vật trong không khí có thể thực hiện được nhờ các thiết bị đặc biệt - cánh ở chim, côn trùng, một số loài động vật có vú và thậm chí cả cá, dù và cánh trong hạt, túi khí trong phấn hoa lá kim, v.v.

Không khí là một chất dẫn nhiệt kém, và do đó, chính trong môi trường không khí trên cạn đã phát sinh động vật biến nhiệt (máu nóng), chúng dễ giữ ấm hơn so với cư dân ngoại nhiệt trong môi trường nước. Đối với động vật thủy sinh máu nóng, bao gồm cả cá voi khổng lồ, môi trường nước chỉ là thứ yếu, tổ tiên của những động vật này đã từng sống trên cạn.

Sự sống trong không khí đòi hỏi các cơ chế sinh sản phức tạp hơn để loại bỏ nguy cơ tế bào mầm bị khô (bao phấn đa bào và vi khuẩn cổ, sau đó là noãn và buồng trứng ở thực vật, thụ tinh bên trong ở động vật, trứng có vỏ dày ở chim, bò sát, lưỡng cư, v.v.).

Nói chung, có nhiều cơ hội hơn để hình thành các tổ hợp yếu tố khác nhau trong môi trường không khí trên mặt đất hơn là trong nước. Chính trong môi trường này, sự khác biệt về khí hậu của các vùng khác nhau (và ở các độ cao khác nhau so với mực nước biển trong cùng một vùng) được thể hiện rõ nét nhất. Do đó, sự đa dạng của các sinh vật trên cạn cao hơn nhiều so với dưới nước.

Môi trường này là một trong những môi trường phức tạp nhất cả về tính chất và sự đa dạng trong không gian. Nó được đặc trưng bởi mật độ không khí thấp, dao động nhiệt độ lớn (biên độ hàng năm lên tới 100°C), tính linh động của khí quyển cao. Các yếu tố hạn chế thường là thiếu hoặc thừa nhiệt và độ ẩm. Trong một số trường hợp, chẳng hạn dưới tán rừng thiếu ánh sáng.

Sự dao động nhiệt độ lớn theo thời gian và sự thay đổi đáng kể của nó trong không gian, cũng như nguồn cung cấp oxy tốt, là động lực cho sự xuất hiện của các sinh vật có nhiệt độ cơ thể không đổi (nhiệt cơ). Phương pháp gia nhiệt cho phép cư dân trên cạn mở rộng đáng kể môi trường sống của chúng (phạm vi loài), nhưng điều này chắc chắn liên quan đến việc tăng chi tiêu năng lượng.

Đối với các sinh vật trong môi trường không khí trên mặt đất, ba cơ chế thích nghi với yếu tố nhiệt độ là điển hình: vật lý, hóa học, hành vi. Vật lýđiều khiển bằng truyền nhiệt. Các yếu tố của nó là da, mỡ trong cơ thể, sự bốc hơi nước (đổ mồ hôi ở động vật, thoát hơi nước ở thực vật). Con đường này là đặc trưng của sinh vật biến nhiệt và sinh vật biến nhiệt. thích ứng hóa học dựa trên việc duy trì nhiệt độ cơ thể nhất định. Nó đòi hỏi một sự trao đổi chất mạnh mẽ. Sự thích nghi như vậy là đặc trưng của các sinh vật đồng nhiệt và chỉ một phần sinh vật biến nhiệt. con đường hành vi nó được thực hiện bằng cách lựa chọn các vị trí ưa thích của các sinh vật (mở ra ánh nắng mặt trời hoặc những nơi có bóng râm, các loại nơi trú ẩn khác nhau, v.v.). Nó là đặc trưng của cả hai nhóm sinh vật, nhưng khả năng biến nhiệt ở mức độ lớn hơn. Thực vật thích nghi với yếu tố nhiệt độ chủ yếu thông qua các cơ chế vật lý (lớp che phủ, sự bốc hơi nước) và chỉ một phần thông qua các cơ chế hành vi (sự quay của phiến lá so với tia nắng mặt trời, sử dụng sức nóng của trái đất và vai trò sưởi ấm của lớp phủ tuyết).

Sự thích nghi với nhiệt độ còn được thực hiện thông qua kích thước và hình dạng cơ thể của các sinh vật. Đối với truyền nhiệt, kích thước lớn có lợi hơn (so với cơ thể càng lớn thì diện tích bề mặt trên một đơn vị khối lượng càng nhỏ, và do đó truyền nhiệt, và ngược lại). Vì lý do này, cùng một loài được tìm thấy trong môi trường lạnh hơn (ở phía bắc) có xu hướng lớn hơn so với những loài được tìm thấy ở vùng khí hậu ấm hơn. Mẫu này được gọi là quy tắc Bergman. Việc điều hòa nhiệt độ còn được thực hiện thông qua các bộ phận nhô ra của cơ thể (tai, tứ chi, khứu giác). Chúng có xu hướng nhỏ hơn ở những vùng lạnh hơn so với những vùng ấm hơn. (Quy tắc Allen).

Sự phụ thuộc của truyền nhiệt vào kích thước cơ thể có thể được đánh giá bằng lượng oxy tiêu thụ trong quá trình hô hấp trên một đơn vị khối lượng của các sinh vật khác nhau. Nó càng lớn, kích thước của động vật càng nhỏ. Vì vậy, trên 1 kg cân nặng, mức tiêu thụ oxy (cm 3 / giờ) là: ngựa - 220, thỏ - 480, chuột -1800, chuột - 4100.

©2015-2019 trang web
Tất cả các quyền thuộc về tác giả của họ. Trang web này không yêu cầu quyền tác giả, nhưng cung cấp quyền sử dụng miễn phí.
Ngày tạo trang: 30-06-2017