V prostredí zem-vzduch majú prevádzkové faktory prostredia množstvo charakteristické znaky: vyššia intenzita svetla v porovnaní s iným prostredím, výrazné kolísanie teploty, zmeny vlhkosti v závislosti od geografickej polohy, ročného obdobia a dennej doby. Vplyv vyššie uvedených faktorov je neoddeliteľne spojený s pohybom vzdušných hmôt - vetrom.

V procese evolúcie si živé organizmy prostredia zem-vzduch vyvinuli charakteristické anatomicko-morfologické, fyziologické, behaviorálne a iné adaptácie. Uvažujme o črtách vplyvu základných environmentálnych faktorov na rastliny a živočíchy v prízemnom a vzdušnom prostredí života.

Nízka hustota vzduchu určuje jeho nízku zdvíhaciu silu a nevýznamnú podporu. Všetci obyvatelia vzduchu sú úzko spojení s povrchom zeme, ktorý im slúži na pripútanie a oporu. Pre väčšinu organizmov je pobyt vo vzduchu spojený len s usadzovaním alebo hľadaním koristi. Nízka vztlaková sila vzduchu určuje maximálnu hmotnosť a veľkosť suchozemských organizmov. Najväčšie zvieratá žijúce na povrchu zeme sú menšie ako obri vodné prostredie.

Nízka hustota vzduchu vytvára malý odpor voči pohybu. Ekologické výhody tejto vlastnosti vzdušného prostredia využili počas evolúcie mnohé suchozemské živočíchy, ktoré nadobudli schopnosť lietať: 75 % všetkých druhov suchozemských živočíchov je schopných aktívneho letu.

Vďaka pohyblivosti vzduchu, ktorý existuje v spodných vrstvách atmosféry, vertikálnemu a horizontálnemu pohybu vzdušných hmôt je možný pasívny let jednotlivé druhy organizmov, je vyvinutá anemochória - rozptýlenie pomocou prúdov vzduchu. Vetrom opeľované rastliny majú množstvo úprav, ktoré zlepšujú aerodynamické vlastnosti peľu.

Ich kvetinová vrstva je zvyčajne redukovaná a prašníky nie sú nijako chránené pred vetrom. Vertikálne konvekčné prúdenie vzduchu a slabé vetry hrajú hlavnú úlohu pri šírení rastlín, živočíchov a mikroorganizmov. Búrky a hurikány majú výrazný environmentálny dopad na suchozemské organizmy.

V oblastiach, kde neustále fúka silný vietor, je druhové zloženie malých lietajúcich zvierat zvyčajne chudobné, pretože nie sú schopné odolávať silným prúdom vzduchu. Vietor spôsobuje u rastlín zmenu intenzity transpirácie, ktorá je výrazná najmä pri horúcich vetroch, ktoré vysušujú vzduch, a môže viesť k úhynu rastlín. Hlavná ekologická úloha horizontálnych pohybov vzduchu (vetrov) je nepriama a spočíva pri posilňovaní alebo zoslabovaní vplyvu takých dôležitých environmentálnych faktorov na suchozemské organizmy, ako je teplota a vlhkosť.

Biotop zem-vzduch

ZÁKLADNÉ ŽIVOTNÉ PROSTREDIA

VODNÉ PROSTREDIE

Vodné prostredie života (hydrosféra) zaberá 71 % rozlohy zemegule. Viac ako 98 % vody je sústredených v moriach a oceánoch, 1,24 % tvorí ľad v polárnych oblastiach, 0,45 % tvorí sladká voda riek, jazier a močiarov.

Vo svetových oceánoch existujú dve ekologické oblasti:

vodný stĺpec - pelagické a spodok - bentál.

Vodné prostredie je domovom približne 150 000 druhov živočíchov, teda asi 7 % z ich celkového počtu, a 10 000 druhov rastlín – 8 %. Rozlišujú sa tieto: environmentálnych skupín hydrobionty. Pelagiálny – obývajú ho organizmy rozdelené na nektón a planktón.

Nekton (nektos - plávajúci) - Ide o zbierku pelagických aktívne sa pohybujúcich živočíchov, ktoré nemajú priame spojenie s dnom. Ide najmä o veľké živočíchy, ktoré dokážu prekonať veľké vzdialenosti a silné vodné prúdy. Vyznačujú sa aerodynamickým tvarom tela a dobre vyvinutými pohybovými orgánmi (ryby, chobotnice, plutvonožce, veľryby okrem rýb zahŕňajú nektón obojživelníky a aktívne sa pohybujúci hmyz).

Planktón (putujúci, plávajúci) - Ide o súbor pelagických organizmov, ktoré nemajú schopnosť rýchlych aktívnych pohybov. Delia sa na fyto- a zooplanktón (drobné kôrovce, prvoky - foraminifera, rádiolariáni; medúzy, pteropódy). Fytoplanktón – rozsievky a zelené riasy.

Neuston– súbor organizmov, ktoré obývajú povrchový film vody na hranici so vzduchom. Sú to larvy desaťnožcov, lykožrútov, veslonôžok, ulitníkov a lastúrnikov, ostnatokožcov a rýb. Prechádzajúc larválnym štádiom opúšťajú povrchovú vrstvu, ktorá im slúžila ako útočisko, a presúvajú sa žiť na dno alebo pelagickú zónu.

Plaiston – ide o súbor organizmov, ktorých časť tela je nad hladinou vody a druhá vo vode - žaburinka, sifonofóry.

Benthos (hĺbka) - súbor organizmov, ktoré žijú na dne vodných plôch. Delí sa na fytobentos a zoobentos. Fytobentos – riasy – rozsievky, zelené, hnedé, červené a baktérie; pozdĺž pobrežia sú kvitnúce rastliny - zoster, ruppia. Zoobentos – foraminifera, špongie, coelenteráty, červy, mäkkýše, ryby.

V živote vodné organizmy hlavnú úlohu zohráva vertikálny pohyb vody, hustota, teplota, svetlo, soľ, plyn (obsah kyslíka a oxidu uhličitého), koncentrácia vodíkové ióny(pH).

Teplota: Vo vode sa líši po prvé menším prílevom tepla a po druhé väčšou stabilitou ako na súši. Časť tepelnej energie prichádzajúcej na povrch vody sa odráža, zatiaľ čo časť sa spotrebuje na odparovanie. Odparovanie vody z povrchu nádrží, ktoré spotrebuje asi 2263,8 J/g, zabraňuje prehrievaniu spodných vrstiev a tvorbe ľadu, ktorý uvoľňuje teplo topenia (333,48 J/g), spomaľuje ich ochladzovanie. Zmeny teploty v tečúcich vodách sledujú jej zmeny v okolitom vzduchu, líšia sa menšou amplitúdou.

V jazerách a rybníkoch miernych zemepisných šírok určuje tepelný režim známy fyzikálny jav – voda má maximálnu hustotu pri 4 o C. Voda v nich je zreteľne rozdelená do troch vrstiev:

1. epilimnion- horná vrstva, ktorej teplota zažíva prudké sezónne výkyvy;

2. metalimnion– prechodná vrstva teplotného skoku, dochádza k prudkému teplotnému rozdielu;

3. hypolimnion- hlbokomorská vrstva siahajúca až po samé dno, kde sa počas roka mierne mení teplota.

V lete sa najteplejšie vrstvy vody nachádzajú na povrchu a najchladnejšie na dne. Tento typ rozloženia teploty po vrstvách v zásobníku sa nazýva priama stratifikácia. V zime, keď teplota klesá, reverzná stratifikácia: povrchová vrstva má teplotu blízku 0 C, na dne je teplota cca 4 C, čo zodpovedá jej maximálnej hustote. Teplota teda rastie s hĺbkou. Tento jav sa nazýva teplotná dichotómia, pozorované vo väčšine jazier v miernom pásme v lete aj v zime. V dôsledku teplotnej dichotómie je narušená vertikálna cirkulácia - nastáva obdobie dočasnej stagnácie - stagnácia.

Na jar povrchová voda vplyvom zahriatia na 4°C zhustne a klesne hlbšie a teplejšia voda vystúpi z hĺbky, aby zaujala jej miesto. V dôsledku takejto vertikálnej cirkulácie dochádza v nádrži k homotermii, t.j. na nejaký čas sa teplota celej vodnej hmoty vyrovná. S ďalším zvyšovaním teploty sú horné vrstvy čoraz menej husté a už neklesajú - letná stagnácia. Na jeseň sa povrchová vrstva ochladzuje, stáva sa hustejšou a klesá hlbšie, čím vytláča teplejšiu vodu na povrch. K tomu dochádza pred začiatkom jesennej homotermie. Keď sa povrchové vody ochladia pod 4 °C, stanú sa menej husté a opäť zostanú na povrchu. V dôsledku toho sa cirkulácia vody zastaví a nastáva zimná stagnácia.

Voda sa vyznačuje výrazným hustota(800-krát) lepšie ako vzduch) a viskozita. IN V priemere sa tlak vo vodnom stĺpci na každých 10 m hĺbky zvýši o 1 atm. Tieto vlastnosti ovplyvňujú rastliny v tom, že ich mechanické tkanivo sa vyvíja veľmi slabo alebo vôbec, takže ich stonky sú veľmi elastické a ľahko sa ohýbajú. Väčšina vodných rastlín sa u mnohých vodných živočíchov vyznačuje vztlakom a schopnosťou vznášať sa vo vodnom stĺpci, kožná vrstva je mazaná hlienom, čo znižuje trenie pri pohybe a telo nadobúda aerodynamický tvar. Mnohí obyvatelia sú pomerne stenobatickí a obmedzení do určitej hĺbky.

Priehľadnosť a svetelný režim. To ovplyvňuje najmä distribúciu rastlín: v bahnitých vodných útvaroch žijú iba v povrchovej vrstve. Svetelný režim je určený aj prirodzeným úbytkom svetla s hĺbkou v dôsledku toho, že voda pohlcuje slnečné svetlo. Zároveň sa lúče s rôznymi vlnovými dĺžkami absorbujú odlišne: červené sa absorbujú najrýchlejšie, zatiaľ čo modrozelené prenikajú do významných hĺbok. Mení sa farebnosť prostredia, postupne prechádza zo zelenkastej na zelenú, modrú, indigovú, modrofialovú, vystrieda ju neustála tma. V súlade s tým sú s hĺbkou zelené riasy nahradené hnedými a červenými, ktorých pigmenty sú prispôsobené na zachytávanie slnečných lúčov rôznych vlnových dĺžok. S hĺbkou sa prirodzene mení aj farba zvierat. IN povrchové vrstvy Vody obývajú pestrofarebné a rôznofarebné živočíchy, kým hlbokomorské druhy sú bez pigmentov. Súmrakový biotop obývajú zvieratá maľované farbami s červenkastým odtieňom, čo im pomáha skrývať sa pred nepriateľmi, pretože červená farba v modrofialových lúčoch je vnímaná ako čierna.

Absorpcia svetla vo vode je tým silnejšia, čím je jej priehľadnosť nižšia. Transparentnosť sa vyznačuje extrémnou hĺbkou, kde je stále viditeľný špeciálne znížený Secchi disk (biely disk s priemerom 20 cm). Preto sa hranice zón fotosyntézy v rôznych vodných útvaroch veľmi líšia. V najviac čisté vody zóna fotosyntézy dosahuje hĺbku 200 m.

Slanosť vody. Voda je výborným rozpúšťadlom pre mnohé minerálne zlúčeniny. V dôsledku toho sa prírodné nádrže vyznačujú určitým chemické zloženie. Najvyššia hodnota majú sírany, uhličitany, chloridy. Množstvo rozpustených solí na 1 liter vody v sladkovodných útvaroch nepresahuje 0,5 g, v moriach a oceánoch - 35 g Sladkovodné rastliny a živočíchy žijú v hypotonickom prostredí, t.j. prostredie, v ktorom je koncentrácia rozpustených látok nižšia ako v telesných tekutinách a tkanivách. Vzhľadom na rozdiel v osmotický tlak Vonku aj vo vnútri tela voda neustále preniká do tela a sladkovodné hydrobionty sú nútené ju intenzívne odstraňovať. V tomto ohľade sú dobre vyjadrené ich osmoregulačné procesy. U prvokov sa to dosiahne prácou vylučovacích vakuol, v mnohobunkových organizmoch - odstránením vody cez vylučovací systém. Typické morské a typicky sladkovodné druhy netolerujú výrazné zmeny v slanosti vody - stenohalínové organizmy. Eurygalline - sladkovodný zubáč, pražma, šťuka, z mora - rodina parmice.

Plynový režim Hlavnými plynmi vo vodnom prostredí sú kyslík a oxid uhličitý.

Kyslík- najdôležitejší faktor životného prostredia. Do vody sa dostáva zo vzduchu a uvoľňujú ho rastliny pri fotosyntéze. Jeho obsah vo vode je nepriamo úmerný teplote, s klesajúcou teplotou sa zvyšuje rozpustnosť kyslíka vo vode (ale aj v iných plynoch). Vo vrstvách silne osídlených živočíchmi a baktériami môže dôjsť k nedostatku kyslíka v dôsledku zvýšenej spotreby kyslíka. Vo svetových oceánoch sa teda hĺbky bohaté na život od 50 do 1 000 m vyznačujú prudkým zhoršením prevzdušňovania. Je 7-10 krát nižšia ako v povrchových vodách obývaných fytoplanktónom. Podmienky na dne nádrží môžu byť blízke anaeróbnym.

Oxid uhličitý - sa rozpúšťa vo vode asi 35-krát lepšie ako kyslík a jeho koncentrácia vo vode je 700-krát vyššia ako v atmosfére. Zabezpečuje fotosyntézu vodných rastlín a podieľa sa na tvorbe vápnitých kostrových útvarov bezstavovcov.

Koncentrácia vodíkových iónov (pH)– sladkovodné bazény s pH = 3,7-4,7 sa považujú za kyslé, 6,95-7,3 – neutrálne, s pH 7,8 – zásadité. V sladkých vodách pH dokonca denne kolíše. Morská voda je zásaditejšia a jej pH sa mení oveľa menej ako sladká voda. pH klesá s hĺbkou. Koncentrácia vodíkových iónov hrá veľkú úlohu v distribúcii vodných organizmov.

Biotop zem-vzduch

Charakteristickým znakom prízemného a vzdušného prostredia života je, že tu žijúce organizmy sú obklopené plynným prostredím, ktoré sa vyznačuje nízkou vlhkosťou, hustotou a tlakom, vysoký obsah kyslík. Typicky sa živočíchy v tomto prostredí pohybujú po pôde (tvrdý substrát) a rastliny sa v nej zakoreňujú.

V prostredí zem-vzduch majú prevádzkové faktory prostredia množstvo charakteristických znakov: vyššia intenzita svetla v porovnaní s iným prostredím, výrazné kolísanie teploty, zmeny vlhkosti v závislosti od geografickej polohy, ročného obdobia a dennej doby. Vplyv vyššie uvedených faktorov je neoddeliteľne spojený s pohybom vzdušných hmôt - vetrom.

V procese evolúcie si živé organizmy prostredia zem-vzduch vyvinuli charakteristické anatomické, morfologické, fyziologické úpravy.

Uvažujme o vlastnostiach vplyvu základných environmentálnych faktorov na rastliny a živočíchy v prostredí zem-vzduch.

Vzduch. Vzduch ako environmentálny faktor sa vyznačuje stálym zložením – kyslíka v ňom býva okolo 21 %, oxidu uhličitého 0,03 %.

Nízka hustota vzduchu určuje jeho nízku zdvíhaciu silu a nevýznamnú podporu. Všetci obyvatelia vzduchu sú úzko spojení s povrchom zeme, ktorý im slúži na pripútanie a oporu. Hustota ovzdušia neposkytuje organizmom vysokú odolnosť pri pohybe po zemskom povrchu, ale sťažuje vertikálny pohyb. Pre väčšinu organizmov je pobyt vo vzduchu spojený len s usadzovaním alebo hľadaním koristi.

Nízka vztlaková sila vzduchu určuje maximálnu hmotnosť a veľkosť suchozemských organizmov. Najväčšie živočíchy žijúce na povrchu zeme sú menšie ako obri vodného prostredia. Veľké cicavce (veľkosť a hmotnosť modernej veľryby) nemohli žiť na súši, pretože by ich vlastná hmotnosť rozdrvila.

Nízka hustota vzduchu vytvára malý odpor voči pohybu. Ekologické výhody tejto vlastnosti vzdušného prostredia využili počas evolúcie mnohé suchozemské živočíchy, ktoré nadobudli schopnosť lietať. 75% druhov všetkých suchozemských živočíchov je schopných aktívneho letu, najmä hmyz a vtáky, ale letci sa nachádzajú aj medzi cicavcami a plazmi.

Vďaka pohyblivosti vzduchu a vertikálnym a horizontálnym pohybom vzdušných hmôt existujúcich v nižších vrstvách atmosféry je možný pasívny let množstva organizmov. U mnohých druhov sa vyvinula anemochória – rozptýlenie pomocou prúdov vzduchu. Anemochória je charakteristická pre spóry, semená a plody rastlín, cysty prvokov, drobný hmyz, pavúky atď. Organizmy pasívne transportované vzdušnými prúdmi sa súhrnne nazývajú aeroplanktón analogicky s planktónnymi obyvateľmi vodného prostredia.

Hlavná ekologická úloha horizontálnych pohybov vzduchu (vetrov) je nepriama v zosilňovaní a zoslabovaní vplyvu takých dôležitých faktorov prostredia, akými sú teplota a vlhkosť, na suchozemské organizmy. Vetry zvyšujú uvoľňovanie vlhkosti a tepla zo zvierat a rastlín.

Plynné zloženie vzduchu v prízemnej vrstve je vzduch celkom homogénny (kyslík - 20,9%, dusík - 78,1%, inertné plyny - 1%, oxid uhličitý - 0,03% obj.) vďaka vysokej difúzii a neustálemu miešaniu konvekciou a prúdením vetra. Avšak rôzne nečistoty plynných, kvapôčkovo-kvapalných a pevných (prachových) častíc vstupujúcich do atmosféry z miestnych zdrojov môžu mať významný environmentálny význam.

Vysoký obsah kyslíka prispel k zvýšenému metabolizmu v suchozemských organizmoch a na základe vysoká účinnosť oxidačné procesy viedli k homeotermii zvierat. Kyslík pre svoj neustále vysoký obsah vo vzduchu nie je faktorom obmedzujúcim život v suchozemskom prostredí. Len miestami, za špecifických podmienok, vzniká prechodný nedostatok, napríklad v akumuláciách rozkladajúcich sa rastlinných zvyškov, zásobách obilia, múky a pod.

Edafické faktory. Vlastnosti pôdy a terén ovplyvňujú aj životné podmienky suchozemských organizmov, predovšetkým rastlín. Vlastnosti zemského povrchu, ktoré majú ekologický dopad na jej obyvateľov, sa nazývajú edafické faktory prostredia.

Charakter koreňového systému rastlín závisí od hydrotermálneho režimu, prevzdušnenia, zloženia, zloženia a štruktúry pôdy. Napríklad koreňové systémy drevín (breza, smrekovec) v oblastiach s permafrostom sa nachádzajú v malých hĺbkach a sú široko rozložené. Tam, kde nie je permafrost, sú koreňové systémy tých istých rastlín menej rozšírené a prenikajú hlbšie. V mnohých stepných rastlinách sa korene môžu dostať súčasne do vody z veľkých hĺbok, majú aj veľa povrchových koreňov v humóznom pôdnom horizonte, odkiaľ rastliny absorbujú prvky minerálnej výživy.

Terén a charakter pôdy ovplyvňujú špecifický pohyb zvierat. Napríklad kopytníky, pštrosy a dropy, ktoré žijú na otvorených priestranstvách, potrebujú tvrdú pôdu, aby zvýšili odpor pri rýchlom behu. U jašteríc, ktoré žijú na pohyblivých pieskoch, sú prsty lemované okrajmi nadržaných šupín, čo zväčšuje povrch opory. Pre suchozemských obyvateľov, ktorí kopú diery, sú husté pôdy nepriaznivé. Charakter pôdy v niektorých prípadoch ovplyvňuje rozšírenie suchozemských živočíchov, ktoré si vyhrabávajú nory, zaliezajú do pôdy, aby unikli teplu či predátorom, alebo kladú do pôdy vajíčka atď.

Počasie a klimatické vlastnosti.Životné podmienky v prostredí zem-vzduch komplikujú aj zmeny počasia. Počasie je neustále sa meniaci stav atmosféry na zemskom povrchu až do nadmorskej výšky približne 20 km (hranica troposféry). Premenlivosť počasia sa prejavuje neustálym kolísaním kombinácie faktorov prostredia, ako je teplota a vlhkosť vzduchu, oblačnosť, zrážky, sila a smer vetra atď. Zmeny počasia spolu s ich pravidelným striedaním v ročnom cykle sú charakteristické neperiodickým kolísaním, čo výrazne komplikuje podmienky pre existenciu suchozemských organizmov. Počasie ovplyvňuje život vodných obyvateľov v oveľa menšej miere a len na populáciu povrchových vrstiev.

Klíma oblasti. Klímu oblasti charakterizuje dlhodobý režim počasia. Pojem podnebie zahŕňa nielen priemerné hodnoty meteorologických javov, ale aj ich ročný a denný cyklus, odchýlky od neho a ich frekvenciu. Podnebie je určené geografickými podmienkami oblasti.

Zónovú diverzitu podnebia komplikuje pôsobenie monzúnových vetrov, rozloženie cyklónov a anticyklón, vplyv pohorí na pohyb vzdušných hmôt, miera vzdialenosti od oceánu a mnohé ďalšie lokálne faktory.

Pre väčšinu suchozemských organizmov, najmä malých, nie je dôležitá ani tak klíma oblasti, ako podmienky ich bezprostredného biotopu. Miestne prvky prostredia (reliéf, vegetácia a pod.) veľmi často menia režim teploty, vlhkosti, svetla, pohybu vzduchu v určitej oblasti tak, že sa výrazne líši od klimatické podmienky terén. Takéto lokálne zmeny klímy, ktoré vznikajú v povrchovej vrstve vzduchu, sa nazývajú mikroklíma. Každá zóna má veľmi rôznorodú mikroklímu. Je možné identifikovať mikroklímy ľubovoľne malých oblastí. Napríklad v korunách kvetov je vytvorený špeciálny režim, ktorý využívajú tamojší obyvatelia. Špeciálna stabilná mikroklíma sa vyskytuje v norách, hniezdach, dutinách, jaskyniach a iných uzavretých miestach.

Zrážky. Okrem poskytovania vody a vytvárania zásob vlhkosti môžu plniť aj ďalšie ekologické úlohy. Výdatné zrážky alebo krupobitie majú teda niekedy mechanický vplyv na rastliny alebo živočíchy.

Ekologická úloha snehovej pokrývky je obzvlášť rôznorodá. Denné teplotné výkyvy prenikajú do hĺbky snehu len do 25 cm, hlbšie zostáva teplota takmer nezmenená. Pri mrazoch -20-30 C pod vrstvou snehu 30-40 cm je teplota len slabo pod nulou. Hlboká snehová pokrývka chráni obnovovacie púčiky a chráni zelené časti rastlín pred mrazom; mnohé druhy idú pod sneh bez toho, aby zhodili lístie, napríklad chlpatá tráva, Veronica officinalis atď.

Malé suchozemské zvieratá žijú aj v zime aktívny obrázokživota, vytyčujúcich celé galérie priechodov pod snehom a v jeho hrúbke. Mnohé druhy, ktoré sa živia zasneženou vegetáciou, sa dokonca vyznačujú zimným rozmnožovaním, čo zaznamenávajú napr. , tetrov hlucháň, jarabica tundra - hrabať sa na noc do snehu.

Zimná snehová pokrývka sťažuje získavanie potravy pre veľké zvieratá. Mnohé kopytníky (soby, diviaky, pižmoň) sa v zime živia výlučne zasneženou vegetáciou a hlboká snehová pokrývka a najmä tvrdá kôra na jej povrchu, ktorá vzniká pri ľadových podmienkach, ich odsudzuje na hladomor. Hĺbka snehu môže obmedziť geografické rozšírenie druhov. Napríklad skutočná zver nepreniká na sever do oblastí, kde je hrúbka snehu v zime viac ako 40-50 cm.

Svetelný režim. Množstvo žiarenia dopadajúceho na zemský povrch je určené zemepisnou šírkou oblasti, dĺžkou dňa, priehľadnosťou atmosféry a uhlom dopadu slnečných lúčov. Za rôznych poveternostných podmienok sa na povrch Zeme dostane 42 – 70 % slnečnej konštanty. Osvetlenie na zemskom povrchu sa značne líši. Všetko závisí od výšky Slnka nad horizontom či uhla dopadu slnečných lúčov, dĺžky dňa a poveternostných podmienok a priehľadnosti atmosféry. Intenzita svetla tiež kolíše v závislosti od ročného obdobia a dennej doby. V určitých oblastiach Zeme je aj kvalita svetla nerovnaká, napríklad pomer dlhovlnných (červených) a krátkovlnných (modré a ultrafialové) lúče. Je známe, že krátkovlnné lúče sú absorbované a rozptýlené atmosférou viac ako dlhovlnné lúče.

Prednáška 2. BÝVANIE A ICH CHARAKTERISTIKA

V procese historického vývoja si živé organizmy osvojili štyri biotopy. Prvým je voda. Život vznikal a vyvíjal sa vo vode mnoho miliónov rokov. Druhé - zem-vzduch - rastliny a živočíchy vznikli na súši a v atmosfére a rýchlo sa prispôsobili novým podmienkam. Postupnou premenou hornej vrstvy zeme – litosféry, vytvorili tretí biotop – pôdu a sami sa stali štvrtým biotopom.

Vodný biotop

Voda pokrýva 71 % rozlohy zeme. Väčšina vody je sústredená v moriach a oceánoch - 94-98%, polárny ľad obsahuje asi 1,2% vody a veľmi malý podiel - menej ako 0,5%, v sladkých vodách riek, jazier a močiarov.

Vo vodnom prostredí žije asi 150 000 druhov živočíchov a 10 000 rastlín, čo predstavuje len 7 a 8 % z celkového počtu druhov na Zemi.

V moriach a oceánoch, rovnako ako v horách, je vyjadrené vertikálne členenie. Pelagický - celý vodný stĺpec - a bentický - dno - sa obzvlášť výrazne líšia v ekológii. Vodný stĺpec, pelagická zóna, je vertikálne rozdelený do niekoľkých zón: epipeligálny, batypeligálny, abysopeligový a ultraabysopeligový(obr. 2).

V závislosti od strmosti zostupu a hĺbky na dne sa rozlišuje aj niekoľko zón, ktoré zodpovedajú uvedeným pelagickým zónam:

Littoral - okraj pobrežia, ktorý je zaplavený počas prílivu.

Supralitoral – časť pobrežia nad hornou prílivovou čiarou, kam siahajú príboje.

Podbrežie - postupný pokles pôdy na 200m.

Bathial - strmá depresia zeme (kontinentálny svah),

Abyssal - postupné znižovanie dna oceánskeho dna; hĺbka oboch zón spolu dosahuje 3-6 km.

Ultra-priepasť - hlbokomorské depresie od 6 do 10 km.

Ekologické skupiny hydrobiontov. Najväčšiu rozmanitosť života nájdeme v teplé moria a oceánov (40 000 druhov živočíchov) v rovníku a trópoch, na severe a juhu je flóra a fauna morí stokrát vyčerpaná. Čo sa týka rozšírenia organizmov priamo v mori, väčšina z nich je sústredená v povrchových vrstvách (epipelagických) a v sublitorálnej zóne. V závislosti od spôsobu pohybu a pobytu v určitých vrstvách sú morskí obyvatelia rozdelení do troch ekologických skupín: nektón, planktón a bentos.

Nekton (nektos - plávajúci) - aktívne sa pohybujúce veľké zvieratá, ktoré dokážu prekonať veľké vzdialenosti a silné prúdy: ryby, chobotnice, plutvonožce, veľryby. V sladkovodných útvaroch nektón zahŕňa obojživelníky a mnoho hmyzu.

Planktón (planktos – putujúci, vznášajúci sa) – súbor rastlín (fytoplanktón: rozsievky, zelené a modrozelené (iba sladkovodné útvary) riasy, bičíkovce rastlín, peridineans atď.) a organizmy malých živočíchov (zooplanktón: malé kôrovce, väčšie - pteropódy, mäkkýše, medúzy, ctenofory, niektoré červy), ktoré žijú v rôznych hĺbkach, ale nie sú schopné aktívneho pohybu a odolnosti voči prúdom. Planktón zahŕňa aj larvy zvierat, ktoré tvoria špeciálnu skupinu - Neuston . Ide o pasívne plávajúcu „dočasnú“ populáciu najvrchnejšej vrstvy vody, ktorú predstavujú rôzne živočíchy (desaťnožce, mreny a veslonôžky, ostnatokožce, mnohoštetinavce, ryby, mäkkýše a pod.) v štádiu lariev. Larvy, ktoré vyrastajú, sa presúvajú do spodných vrstiev pelagelu. Nad neustonom sa nachádza plaiston - sú to organizmy, u ktorých horná časť tela rastie nad vodou a spodná časť vo vode (žaburinka - Lemma, sifonofóry atď.). Planktón hrá dôležitú úlohu v trofických vzťahoch biosféry, pretože je potravou pre mnohých vodných obyvateľov, vrátane hlavnej potravy pre veľryby veľké (Myatcoceti).

Benthos (bentos – hĺbka) – spodné hydrobionty. Predstavujú ho najmä prisaté alebo pomaly sa pohybujúce živočíchy (zoobentos: foramínfory, ryby, špongie, coelenteráty, červy, mäkkýše, ascídiány atď.), početnejšie v plytkej vode. V plytkej vode bentos zahŕňa aj rastliny (fytobentos: rozsievky, zelené, hnedé, červené riasy, baktérie). V hĺbkach, kde nie je svetlo, fytobentos chýba. Skalnaté oblasti dna sú najbohatšie na fytobentos.

V jazerách je zoobentos menej hojný a rozmanitý ako v mori. Tvoria ho prvoky (nálevníky, dafnie), pijavice, mäkkýše, larvy hmyzu atď. Fytobentos jazier tvoria voľne plávajúce rozsievky, zelené a modrozelené riasy; hnedé a červené riasy chýbajú.

Určuje vysoká hustota vodného prostredia špeciálne zloženie a charakter zmien faktorov podporujúcich život. Niektoré z nich sú rovnaké ako na súši – teplo, svetlo, iné sú špecifické: tlak vody (s hĺbkou sa zvyšuje o 1 atm na každých 10 m), obsah kyslíka, zloženie solí, kyslosť. Vďaka vysokej hustote prostredia sa hodnoty tepla a svetla menia s výškovým gradientom oveľa rýchlejšie ako na súši.

Tepelný režim. Vodné prostredie sa vyznačuje menšími tepelnými ziskami, pretože jeho významná časť sa odráža a rovnako významná časť sa vynakladá na odparovanie. V súlade s dynamikou teplôt súše vykazuje teplota vody menšie kolísanie denných a sezónnych teplôt. Nádrže navyše výrazne vyrovnávajú teplotu v atmosfére pobrežných oblastí. Pri absencii ľadovej škrupiny majú moria v chladnom období otepľujúci účinok na priľahlé pevniny a v lete ochladzujúci a zvlhčujúci účinok.

Rozsah teplôt vody vo svetovom oceáne je 38 ° (od -2 do +36 ° C), v sladkých vodách - 26 ° (od -0,9 do +25 ° C). S hĺbkou teplota vody prudko klesá. Do 50 m sú denné teplotné výkyvy, do 400 – sezónne, hlbšie sa stávajú konštantné, klesajú na +1-3°C. Keďže teplotný režim v nádržiach je relatívne stabilný, ich obyvatelia majú tendenciu stenotermnosť.

Kvôli v rôznej miere zahrievanie hornej a dolnej vrstvy počas roka, odlivy a odlivy, prúdy a búrky neustále miešajú vodné vrstvy. Úloha miešania vody pre vodných obyvateľov je mimoriadne dôležitá, pretože zároveň sa vyrovnáva distribúcia kyslíka a živín v nádržiach, čím sa zabezpečujú metabolické procesy medzi organizmami a prostredím.

V stojatých nádržiach (jazerách) miernych zemepisných šírok dochádza na jar a na jeseň k vertikálnemu miešaniu a v týchto ročných obdobiach sa teplota v celej nádrži stáva rovnomernou, t.j. prichádza homotermia. V lete a v zime v dôsledku prudkého zvýšenia ohrevu alebo ochladzovania horných vrstiev sa miešanie vody zastaví. Tento jav sa nazýva teplotná dichotómia, a obdobím dočasnej stagnácie je stagnácia(leto alebo zima). V lete zostávajú na povrchu ľahšie teplé vrstvy umiestnené nad ťažkými studenými (obr. 3). V zime je naopak teplejšia voda v spodnej vrstve, keďže priamo pod ľadom je teplota povrchových vôd nižšia ako +4°C a tie v dôsledku fyzikálne a chemické vlastnosti vody sa stávajú ľahšími ako voda s teplotou nad +4°C.

V obdobiach stagnácie sa zreteľne rozlišujú tri vrstvy: horná (epilimnion) s najdramatickejšími sezónnymi výkyvmi teploty vody, stredná (metalimnion resp. termoklin), v ktorom dochádza k prudkému skoku v teplote, a dno ( hypolimnion), v ktorom sa teplota počas roka len málo mení. V období stagnácie dochádza k nedostatku kyslíka vo vodnom stĺpci - v spodnej časti v lete a v hornej časti v zime, v dôsledku čoho zimné obdobieČasto dochádza k zabitiu rýb.

Svetelný režim. Intenzita svetla vo vode je značne oslabená v dôsledku jeho odrazu od hladiny a absorpcie samotnou vodou. To výrazne ovplyvňuje vývoj fotosyntetických rastlín.

Absorpcia svetla je tým silnejšia, čím je priehľadnosť vody nižšia, čo závisí od počtu častíc v nej suspendovaných (minerálne suspenzie, planktón). S rýchlym vývojom klesá malé organizmy v lete av miernych a severných zemepisných šírkach - aj v zime, po vytvorení ľadovej pokrývky a jej pokrytí snehom.

Transparentnosť sa vyznačuje maximálnou hĺbkou, v ktorej je ešte viditeľný špeciálne znížený biely kotúč s priemerom cca 20 cm (Secchiho disk). Najviac čisté vody- v Sargasovom mori: disk je viditeľný do hĺbky 66,5 m V Tichom oceáne je Secchiho disk viditeľný do 59 m, v Indickom oceáne - do 50, v plytkých moriach - do 5-15 m. . Priehľadnosť riek je v priemere 1-1,5 m a v najbahnitejších riekach len niekoľko centimetrov.

V oceánoch, kde je voda veľmi priehľadná, preniká do hĺbky 140 m 1 % svetelného žiarenia a v malých jazerách v hĺbke 2 m len desatiny percenta. Lúče rôzne časti spektrum sa absorbuje vo vode inak; červené lúče sa absorbujú najskôr. S hĺbkou tmavne a farba vody sa najprv zmení na zelenú, potom modrú, indigovú a nakoniec modrofialovú, ktorá sa mení na úplnú tmu. Podľa toho menia aj hydrobionty farbu, prispôsobujú sa nielen zloženiu svetla, ale aj jeho nedostatku – chromatickému prispôsobeniu. Vo svetlých zónach, v plytkých vodách, prevládajú zelené riasy (Chlorophyta), ktorých chlorofyl pohlcuje červené lúče, s hĺbkou ich vystrieda hnedá (Phaephyta) a potom červená (Rhodophyta). Vo veľkých hĺbkach fytobentos chýba.

Rastliny sa prispôsobili nedostatku svetla vývojom chromatofórov. veľké veľkosti, ako aj zväčšenie oblasti asimilačných orgánov (index povrchu listu). Pre hlbokomorské riasy sú typické silne členité listy, čepele listov sú tenké a priesvitné. Poloponorené a plávajúce rastliny sa vyznačujú heterofýliou - listy nad vodou sú rovnaké ako listy suchozemských rastlín, majú pevnú čepeľ, prieduchový aparát je vyvinutý a vo vode sú listy veľmi tenké, pozostávajúce z úzkych nitkovité laloky.

Zvieratá, podobne ako rastliny, prirodzene menia svoju farbu s hĺbkou. V horných vrstvách sú pestrofarebné v rôznych farbách, v zóne súmraku (morský ostriež, koraly, kôrovce) sú natreté farbami s červeným odtieňom - ​​je vhodnejšie skryť sa pred nepriateľmi. Hlbokomorským druhom chýbajú pigmenty. V temných hlbinách oceánu organizmy využívajú svetlo vyžarované živými bytosťami ako zdroj vizuálnych informácií. bioluminiscencia.

Vysoká hustota(1 g/cm3, čo je 800-násobok hustoty vzduchu) a viskozita vody ( 55-krát vyššia ako u vzduchu) viedla k vývoju špeciálnych adaptácií vodných organizmov :

1) Rastliny majú veľmi slabo vyvinuté alebo úplne chýbajúce mechanické pletivá – podporuje ich samotná voda. Väčšina sa vyznačuje vztlakom v dôsledku medzibunkových dutín prenášajúcich vzduch. Charakterizované aktívnym vegetatívnym rozmnožovaním, rozvojom hydrochorie - odstraňovaním stoniek kvetov nad vodou a distribúciou peľu, semien a spór povrchovými prúdmi.

2) U zvierat žijúcich vo vodnom stĺpci a aktívne plávajúcich má telo prúdnicový tvar a je mazané hlienom, čo znižuje trenie pri pohybe. Vyvinuté zariadenia na zvýšenie vztlaku: nahromadenie tuku v tkanivách, plávacie mechúre u rýb, vzduchové dutiny v sifonoforoch. U pasívne plávajúcich zvierat sa špecifický povrch tela zvyšuje v dôsledku výrastkov, tŕňov a príveskov; telo je sploštené a kostrové orgány sú zmenšené. Rôzne cesty lokomócia: ohýbanie tela pomocou bičíkov, mihalníc, reaktívny spôsob lokomócie (hlavonožce).

U bentických zvierat kostra mizne alebo je slabo vyvinutá, zväčšuje sa telesná veľkosť, je bežné zmenšovanie zraku a vyvíjajú sa hmatové orgány.

Prúdy. Charakteristickým znakom vodného prostredia je pohyblivosť. Spôsobujú ho prílivy a odlivy, morské prúdy, búrky, na rôznych úrovniach výškové značky koryta riek. Adaptácie hydrobiontov:

1) V tečúcich nádržiach sú rastliny pevne pripevnené k stacionárnym podvodným objektom. Spodná plocha je pre ne predovšetkým substrátom. Sú to zelené a rozsievkové riasy, vodné machy. Mechy dokonca tvoria hustú pokrývku na rýchlych riečnych puškách. V prílivovej zóne morí má veľa živočíchov zariadenia na prichytenie na dno (gastropody, mreny) alebo sa schovávajú v štrbinách.

2) U rýb tečúcich vôd má telo okrúhly priemer a u rýb, ktoré žijú blízko dna, ako u bentických bezstavovcov, je telo ploché. Mnohé z nich majú na ventrálnej strane pripájacie orgány k podvodným predmetom.

Slanosť vody.

Prirodzené vodné útvary majú určité chemické zloženie. Prevládajú uhličitany, sírany a chloridy. V sladkovodných útvaroch nie je koncentrácia soli vyššia ako 0,5 ‰ (približne 80 % tvoria uhličitany), v moriach - od 12 do 35 ‰ (hlavne chloridy a sírany). Keď je salinita vyššia ako 40 ppm, vodný útvar sa nazýva hypersaline alebo oversaline.

1) V sladkej vode (hypotonické prostredie) sa dobre prejavujú osmoregulačné procesy. Hydrobionty sú nútené neustále odstraňovať vodu, ktorá do nich preniká; sú homoyosmotické (nálevníky „pumpujú“ cez seba množstvo vody, ktoré sa rovná jej hmotnosti každé 2-3 minúty). V slanej vode (izotonické prostredie) je koncentrácia solí v telách a tkanivách hydrobiontov rovnaká (izotonická) s koncentráciou solí rozpustených vo vode – sú poikiloosmotické. Obyvatelia slaných vodných útvarov preto nemajú vyvinuté osmoregulačné funkcie a neboli schopní osídliť útvary sladkej vody.

2) Vodné rastliny sú schopné absorbovať vodu a živiny z vody - „vývaru“, celým svojím povrchom, preto sú ich listy silne rozrezané a vodivé tkanivá a korene sú slabo vyvinuté. Korene slúžia hlavne na pripevnenie k podvodnému substrátu. Väčšina sladkovodných rastlín má korene.

Typické morské a typicky sladkovodné druhy, stenohalín, netolerujú významné zmeny v slanosti vody. Euryhalinných druhov je málo. Sú bežné v brakických vodách (sladkovodný zubáč, šťuka, pleskáč, parmica, pobrežný losos).

Zloženie plynov vo vode.

Vo vode je kyslík najdôležitejším environmentálnym faktorom. Vo vode nasýtenej kyslíkom jeho obsah nepresahuje 10 ml na 1 liter, čo je 21-krát menej ako v atmosfére. Pri miešaní vody, najmä v tečúcich nádržiach, a pri znižovaní teploty sa zvyšuje obsah kyslíka. Niektoré ryby sú veľmi citlivé na nedostatok kyslíka (pstruh, mieň, lipeň) a preto uprednostňujú studené horské rieky a potoky. Ostatné ryby (karas, kapor, plotica) sú nenáročné na obsah kyslíka a môžu žiť na dne hlbokých nádrží. Obsah kyslíka vo vode znáša aj veľa vodného hmyzu, lariev komárov a pľúcnych mäkkýšov, pretože z času na čas vystúpia na hladinu a prehltnú čerstvý vzduch.

Vo vode je dostatok oxidu uhličitého (40-50 cm 3 /l - takmer 150-krát viac ako vo vzduchu. Využíva sa pri fotosyntéze rastlín a smeruje k tvorbe vápnitých kostrových útvarov živočíchov (ulity mäkkýšov, podkožia kôrovcov, rádiolarián). rámy atď.).

Kyslosť. V sladkovodných vodách sa kyslosť vody alebo koncentrácia vodíkových iónov líši oveľa viac ako v morských vodách – od pH = 3,7-4,7 (kyslé) ​​po pH = 7,8 (zásadité). Kyslosť vody je do značnej miery daná druhovým zložením vodných rastlín. V kyslých vodách močiarov rastú machovky sphagnum a hojne žijú podzemky lastúr, ale nie sú tam žiadne bezzubé mäkkýše (Unio) a iné mäkkýše sa vyskytujú len zriedka. IN alkalické prostredie Vyvíja sa mnoho druhov rybníčkov a elodea. Väčšina sladkovodných rýb žije v rozmedzí pH 5 až 9 a mimo týchto hodnôt vo veľkom počte umierajú. Najproduktívnejšie vody sú s pH 6,5-8,5.

Kyslosť morskej vody klesá s hĺbkou.

Kyslosť môže slúžiť ako indikátor celkovej rýchlosti metabolizmu v komunite. Vody s nízkym pH obsahujú málo živín, takže produktivita je extrémne nízka.

Hydrostatický tlak v oceáne má veľký význam. Pri ponorení do vody 10 m sa tlak zvýši o 1 atmosféru. V najhlbšej časti oceánu tlak dosahuje 1000 atmosfér. Mnohé zvieratá sú schopné tolerovať náhle výkyvy tlaku, najmä ak nemajú v tele voľný vzduch. V opačnom prípade sa môže vyvinúť plynová embólia. Vysoké tlaky, charakteristické pre veľké hĺbky, spravidla inhibujú životne dôležité procesy.

Podľa množstva dostupného pre hydrobionty organickej hmoty vodné plochy možno rozdeliť na: - oligotrofné (modré a priehľadné) – nie bohaté na potraviny, hlboké, studené; - eutrofické (zelená) – bohatá na jedlo, teplá; dystrofické (hnedá) – chudobná na jedlo, kyslá pri požití veľká kvantita pôdne humínové kyseliny.

Eutrofizácia– obohacovanie nádrží organickými živinami pod vplyvom antropogénnych faktorov (napríklad vypúšťanie odpadových vôd).

Ekologická plasticita hydrobiontov. Sladkovodné rastliny a živočíchy sú ekologicky plastickejšie (eurytermálne, euryhalinné) ako morské obyvatelia pobrežných oblastí sú plastickejší (eurytermálni) ako hlbokomorskí. Existujú druhy, ktoré majú úzku ekologickú plasticitu vo vzťahu k jednému faktoru (lotos je stenothermný druh, žiabronôžka (Artimia solina) je stenotermný) a širokú – vo vzťahu k ostatným. Organizmy sú plastickejšie vo vzťahu k tým faktorom, ktoré sú variabilnejšie. A práve tie sú rozšírenejšie (elodea, rizómy Cyphoderia ampulla). Plasticita závisí aj od veku a fázy vývoja.

Zvuk sa šíri rýchlejšie vo vode ako vo vzduchu. Zvuková orientácia je vo vodných organizmoch vo všeobecnosti lepšie vyvinutá ako zraková. Množstvo druhov dokonca deteguje vibrácie s veľmi nízkou frekvenciou (infrazvuky), ktoré vznikajú pri zmene rytmu vĺn. Množstvo vodných organizmov hľadá potravu a orientuje sa pomocou echolokácie – vnímania odrazených zvukových vĺn (veľkopytníky). Mnohí vnímajú odrazené elektrické impulzy, ktoré pri plávaní vytvárajú výboje rôznych frekvencií.

Väčšina starodávny spôsob orientácia, charakteristická pre všetky vodné živočíchy, je vnímanie chemizmu prostredia. Chemoreceptory mnohých vodných organizmov sú mimoriadne citlivé.

Biotop zem-vzduch

V priebehu evolúcie sa toto prostredie vyvinulo neskôr ako vodné prostredie. Ekologické faktory v prostredí zem-vzduch sa od ostatných biotopov líšia vysokou intenzitou svetla, výraznými výkyvmi teploty a vlhkosti vzduchu a koreláciou všetkých faktorov s geografická poloha, meniace sa ročné obdobia a dennú dobu. Prostredie je plynné, preto sa vyznačuje nízkou vlhkosťou, hustotou a tlakom a vysokým obsahom kyslíka.

Charakteristický abiotické faktory prostredie svetla, teploty, vlhkosti - viď predchádzajúca prednáška.

Zloženie plynu v atmosfére je tiež dôležitým klimatickým faktorom. Približne pred 3 - 3,5 miliardami rokov atmosféra obsahovala dusík, čpavok, vodík, metán a vodnú paru a nebol v nej voľný kyslík. Zloženie atmosféry do značnej miery určovali sopečné plyny.

V súčasnosti sa atmosféra skladá hlavne z dusíka, kyslíka a relatívne menšieho množstva argónu a oxidu uhličitého. Všetky ostatné plyny prítomné v atmosfére sú obsiahnuté len v stopových množstvách. Pre biotu je obzvlášť dôležitý relatívny obsah kyslíka a oxidu uhličitého.

Vysoký obsah kyslíka prispel k zvýšeniu metabolizmu suchozemských organizmov v porovnaní s primárnymi vodnými organizmami. Práve v suchozemskom prostredí, na základe vysokej účinnosti oxidačných procesov v organizme, vznikla zvieracia homeotermia. Kyslík pre svoj neustále vysoký obsah vo vzduchu nie je faktorom obmedzujúcim život v suchozemskom prostredí. Len miestami, za špecifických podmienok, vzniká prechodný nedostatok, napríklad v akumuláciách rozkladajúcich sa rastlinných zvyškov, zásobách obilia, múky a pod.

Obsah oxidu uhličitého sa môže v určitých oblastiach povrchovej vrstvy vzduchu meniť v pomerne významných medziach. Napríklad pri absencii vetra v centre veľkých miest sa jeho koncentrácia niekoľkonásobne zvyšuje. Dochádza k pravidelným denným zmenám obsahu oxidu uhličitého v povrchových vrstvách, ktoré súvisia s rytmom fotosyntézy rastlín, a k sezónnym zmenám, ktoré sú spôsobené zmenami rýchlosti dýchania živých organizmov, najmä mikroskopického osídlenia pôd. K zvýšenému nasýteniu vzduchu oxidom uhličitým dochádza v oblastiach sopečnej činnosti, v blízkosti termálnych prameňov a iných podzemných vývodov tohto plynu. Nízky obsah oxidu uhličitého brzdí proces fotosyntézy. V podmienkach uzavretého terénu je možné zvýšiť rýchlosť fotosyntézy zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého; Toto sa používa v praxi skleníka a skleníkového hospodárstva.

Vzdušný dusík je pre väčšinu obyvateľov suchozemského prostredia inertný plyn, ale množstvo mikroorganizmov (uzlinové baktérie, Azotobacter, klostrídie, modrozelené riasy a pod.) má schopnosť ho viazať a zapojiť do biologického cyklu.

Miestne škodliviny vstupujúce do ovzdušia môžu výrazne ovplyvniť aj živé organizmy. Týka sa to najmä toxických plynných látok - metán, oxid síry (IV), oxid uhoľnatý (II), oxid dusíka (IV), sírovodík, zlúčeniny chlóru, ako aj prachové častice, sadze atď., ktoré zanášajú vzduch v priemyselných oblasti. Základné moderný zdroj chemické a fyzikálne znečistenie ovzdušia, antropogénne: práca rôznych priemyselných podnikov a dopravy, erózia pôdy atď., Oxid sírový (SO 2) je napríklad pre rastliny toxický už v koncentráciách od jednej päťdesiattisíciny do jednej milióntiny. objem vzduchu.. Niektoré druhy rastlín sú obzvlášť citlivé na S0 2 a slúžia ako citlivý indikátor jeho akumulácie v ovzduší (napríklad lišajníky.

Nízka hustota vzduchu určuje jeho nízku zdvíhaciu silu a nevýznamnú podporu. Obyvatelia vzdušného prostredia musia mať svoj vlastný podporný systém, ktorý podporuje telo: rastliny - s rôznymi mechanickými tkanivami, zvieratá - s pevnou alebo oveľa menej často hydrostatickou kostrou. Okrem toho sú všetci obyvatelia vzduchu úzko spojení s povrchom zeme, ktorý im slúži na pripevnenie a oporu. Život v pozastavenom stave vo vzduchu je nemožný. Je pravda, že veľa mikroorganizmov a živočíchov, spór, semien a peľu rastlín je pravidelne prítomných vo vzduchu a sú prenášané vzdušnými prúdmi (anemochory), mnohé živočíchy sú schopné aktívneho letu, ale u všetkých týchto druhov je hlavnou funkciou ich životný cyklus - rozmnožovanie - sa uskutočňuje na povrchu zeme. Pre väčšinu z nich je pobyt vo vzduchu spojený len s usadzovaním alebo hľadaním koristi.

Vietor má obmedzujúci vplyv na aktivitu a rovnomerné rozloženie organizmov. Vietor sa môže dokonca zmeniť vzhľad rastlín, najmä na tých biotopoch, napríklad vo vysokohorských oblastiach, kde iné faktory pôsobia obmedzujúco. Na otvorených horských stanovištiach vietor obmedzuje rast rastlín a spôsobuje ohýbanie rastlín na náveternej strane. Navyše vietor zvyšuje evapotranspiráciu v podmienkach nízkej vlhkosti. Veľký význam mať búrky, hoci ich účinok je čisto lokálny. Hurikány, a dokonca aj obyčajné vetry, môžu prenášať zvieratá a rastliny na veľké vzdialenosti, a tým meniť zloženie spoločenstiev.

Tlak, zrejme nie je priamym limitujúcim faktorom, ale priamo súvisí s počasím a klímou, ktoré majú priamy limitujúci vplyv. Nízka hustota vzduchu spôsobuje relatívne nízky tlak na pevninu. Normálne je to 760 mmHg. S rastúcou nadmorskou výškou klesá tlak. Vo výške 5800 m je to len polovica normálu. Nízky tlak môže obmedziť rozšírenie druhov v horách. Pre väčšinu stavovcov je horná hranica života asi 6000 m. Zníženie tlaku znamená zníženie prísunu kyslíka a dehydratáciu zvierat v dôsledku zvýšenia rýchlosti dýchania. Hranice postupu vyšších rastlín do hôr sú približne rovnaké. O niečo odolnejšie sú článkonožce (jarochvosty, roztoče, pavúky), ktoré nájdeme na ľadovcoch nad vegetačnou líniou.

Vo všeobecnosti sú všetky suchozemské organizmy oveľa stenobatickejšie ako vodné.

Život na zemi si vyžadoval úpravy, ktoré sa ukázali ako možné len vo vysoko organizovaných živých organizmoch. Zemsko-vzdušné prostredie je pre život náročnejšie, vyznačuje sa vysokým obsahom kyslíka, malým množstvom vodnej pary, nízkou hustotou atď. To výrazne zmenilo podmienky dýchania, výmeny vody a pohybu živých bytostí.

Nízka hustota vzduchu určuje jeho nízku zdvíhaciu silu a nevýznamnú podporu. Organizmy vzdušného prostredia musia mať svoj vlastný nosný systém, ktorý podporuje telo: rastliny - rôzne mechanické tkanivá, živočíchy - pevná alebo hydrostatická kostra. Okrem toho sú všetci obyvatelia vzduchu úzko spojení s povrchom zeme, ktorý im slúži na pripevnenie a oporu.

Nízka hustota vzduchu poskytuje nízky odpor voči pohybu. Preto mnohé suchozemské zvieratá získali schopnosť lietať. 75% všetkých suchozemských zvierat, najmä hmyzu a vtákov, sa prispôsobilo aktívnemu letu.

Vďaka pohyblivosti vzduchu a vertikálnym a horizontálnym prúdom vzdušných hmôt existujúcich v nižších vrstvách atmosféry je možný pasívny let organizmov. V tomto ohľade sa u mnohých druhov vyvinula anemochory - rozptýlenie pomocou prúdov vzduchu. Anemochória je charakteristická pre spóry, semená a plody rastlín, cysty prvokov, drobný hmyz, pavúky atď. Organizmy pasívne transportované vzdušnými prúdmi sa súhrnne nazývajú aeroplanktón.

Suchozemské organizmy existujú v podmienkach relatívne nízkeho tlaku v dôsledku nízkej hustoty vzduchu. Normálne je to 760 mmHg. S rastúcou nadmorskou výškou klesá tlak. Nízky tlak môže obmedziť rozšírenie druhov v horách. Pre stavovce je horná hranica života asi 60 mm. Zníženie tlaku má za následok zníženie dodávky kyslíka a dehydratáciu zvierat v dôsledku zvýšenej rýchlosti dýchania. Vyššie rastliny majú v horách približne rovnaké hranice postupu. O niečo odolnejšie sú článkonožce, ktoré možno nájsť na ľadovcoch nad vegetačnou líniou.

Zloženie plynu vo vzduchu. Okrem fyzikálnych vlastností vzdušného prostredia sú jeho vlastnosti veľmi dôležité pre existenciu suchozemských organizmov. Chemické vlastnosti. Plynné zloženie vzduchu v povrchovej vrstve atmosféry je pomerne rovnomerné, pokiaľ ide o obsah hlavných zložiek (dusík - 78,1%, kyslík - 21,0%, argón - 0,9%, oxid uhličitý - 0,003% objemu).

Vysoký obsah kyslíka prispel k zvýšeniu metabolizmu suchozemských organizmov v porovnaní s primárnymi vodnými organizmami. Práve v suchozemskom prostredí, na základe vysokej účinnosti oxidačných procesov v organizme, vznikla zvieracia homeotermia. Kyslík pre svoj neustále vysoký obsah vo vzduchu nie je limitujúcim faktorom pre život v suchozemskom prostredí.

Obsah oxidu uhličitého sa môže v určitých oblastiach povrchovej vrstvy vzduchu meniť v pomerne významných medziach. Zvýšená saturácia vzduchu CO? sa vyskytuje v oblastiach sopečnej činnosti, v blízkosti termálnych prameňov a iných podzemných vývodov tohto plynu. IN vysoké koncentrácie oxid uhličitý je toxický. V prírode sú takéto koncentrácie zriedkavé. Nízky obsah CO 2 brzdí proces fotosyntézy. V uzavretých pôdnych podmienkach môžete zvýšiť rýchlosť fotosyntézy zvýšením koncentrácie oxidu uhličitého. Toto sa používa v praxi skleníka a skleníkového hospodárstva.

Vzdušný dusík je pre väčšinu obyvateľov suchozemského prostredia inertný plyn, no niektoré mikroorganizmy (uzlinové baktérie, dusíkaté baktérie, modrozelené riasy a pod.) ho majú schopnosť viazať a zapájať do biologického kolobehu látok.

Nedostatok vlhkosti je jednou zo základných čŕt životného prostredia zem-vzduch. Celý vývoj suchozemských organizmov sa niesol v znamení prispôsobovania sa získavaniu a uchovávaniu vlahy. Vlhkostné režimy na súši sú veľmi rôznorodé – od úplného a neustáleho nasýtenia vzduchu vodnými parami v niektorých oblastiach trópov až po ich takmer úplnú absenciu v suchom vzduchu púští. Významná je aj denná a sezónna variabilita obsahu vodnej pary v atmosfére. Vodná zásoba suchozemských organizmov závisí aj od zrážkového režimu, prítomnosti nádrží, zásob pôdnej vlahy, blízkosti librových vôd a pod.

To viedlo k rozvoju prispôsobenia sa rôznym režimom zásobovania vodou u suchozemských organizmov.

Teplotné podmienky. Ďalšou charakteristickou črtou prostredia vzduch-zem je výrazné kolísanie teploty. Vo väčšine oblastí sú denné a ročné teplotné rozsahy desiatky stupňov. Odolnosť suchozemských obyvateľov voči teplotným zmenám v prostredí je veľmi rozdielna v závislosti od konkrétneho biotopu, v ktorom sa ich život odohráva. Vo všeobecnosti sú však suchozemské organizmy v porovnaní s vodnými organizmami oveľa eurytermnejšie.

Životné podmienky v prostredí zem-vzduch ešte viac komplikuje existencia zmien počasia. Počasie - neustále sa meniace podmienky atmosféry na povrchu, do výšky približne 20 km (hranica troposféry). Premenlivosť počasia sa prejavuje neustálymi zmenami v kombinácii faktorov prostredia, ako je teplota, vlhkosť vzduchu, oblačnosť, zrážky, sila a smer vetra atď. Klímu oblasti charakterizuje dlhodobý režim počasia. Pojem „klíma“ zahŕňa nielen priemerné hodnoty meteorologických javov, ale aj ich ročný a denný cyklus, odchýlky od neho a ich frekvenciu. Podnebie je určené geografickými podmienkami oblasti. Hlavné klimatické faktory – teplota a vlhkosť – sa merajú množstvom zrážok a nasýtenosťou vzduchu vodnou parou.

Pre väčšinu suchozemských organizmov, najmä malých, nie je taká dôležitá klíma oblasti ako podmienky ich bezprostredného biotopu. Miestne prvky prostredia (reliéf, expozícia, vegetácia a pod.) veľmi často menia režim teplôt, vlhkosti, svetla, pohybu vzduchu v určitej oblasti tak, že sa výrazne odlišuje od klimatických podmienok oblasti. Takéto zmeny klímy, ktoré vznikajú v povrchovej vrstve vzduchu, sa nazývajú mikroklíma. V každej zóne je mikroklíma veľmi rôznorodá. Je možné identifikovať mikroklímu veľmi malých oblastí.

Svetelný režim prostredia zem-vzduch má aj niektoré zvláštnosti. Intenzita a množstvo svetla sú tu najväčšie a prakticky neobmedzujú život zelených rastlín ako vo vode alebo v pôde. Na súši môžu existovať extrémne svetlomilné druhy. Pre veľkú väčšinu suchozemských živočíchov s dennou a dokonca aj nočnou aktivitou je videnie jednou z hlavných metód orientácie. U suchozemských zvierat je zrak dôležitý pri hľadaní koristi, mnohé druhy majú dokonca farebné videnie. V tomto ohľade sa u obetí rozvíjajú také adaptívne črty, ako je obranná reakcia, maskovanie a varovné sfarbenie, mimika atď. U vodných obyvateľov sú takéto úpravy oveľa menej rozvinuté. Výskyt pestrofarebných kvetov vyšších rastlín súvisí aj s charakteristikou opeľovacieho aparátu a v konečnom dôsledku aj so svetelným režimom prostredia.

Terénne a pôdne vlastnosti sú tiež životnými podmienkami pre suchozemské organizmy a predovšetkým rastliny. Vlastnosti zemského povrchu, ktoré majú ekologický vplyv na jej obyvateľov, spájajú „edafické environmentálne faktory“ (z gréckeho „edaphos“ - „pôda“).

Vo vzťahu k rôznym vlastnostiam pôdy možno rozlíšiť množstvo ekologických skupín rastlín. Podľa reakcie na kyslosť pôdy sa teda rozlišujú:

1) acidofilné druhy - rastú na kyslých pôdach s pH najmenej 6,7 (rastliny rašelinníkov);

2) neutrofilné – majú tendenciu rásť na pôdach s pH 6,7–7,0 (väčšina kultúrnych rastlín);

3) bazofilné - rastú pri pH vyššom ako 7,0 (Echinops, sasanka lesná);

4) ľahostajný - môže rásť na pôdach s iný význam pH (konvalinka).

Rastliny sa líšia aj vo vzťahu k pôdnej vlhkosti. Niektoré druhy sú obmedzené na rôzne substráty, napríklad petrofyty rastú na skalnatých pôdach, pasmofyty osídľujú sypký piesok.

Terén a povaha pôdy ovplyvňujú špecifický pohyb zvierat: napríklad kopytníkov, pštrosov, dropov žijúcich na otvorených priestranstvách, tvrdej pôde, aby sa zvýšil odpor pri behu. U jašteríc, ktoré žijú v pohyblivých pieskoch, sú prsty lemované okrajmi nadržaných šupín, ktoré zvyšujú oporu. Pre suchozemských obyvateľov, ktorí kopú diery, je hustá pôda nepriaznivá. Povaha pôdy v určitých prípadoch ovplyvňuje rozšírenie suchozemských živočíchov, ktoré si vyhrabávajú jamy alebo sa do pôdy zahrabávajú, kladú do pôdy vajíčka atď.



Biotop je bezprostredné prostredie, v ktorom existuje živý organizmus (živočích alebo rastlina). Môže obsahovať živé organizmy aj predmety neživej prírode a ľubovoľný počet odrôd organizmov od niekoľkých druhov až po niekoľko tisíc, koexistujúcich v určitom životnom priestore. Vzduch suchozemské prostredie biotop zahŕňa také oblasti zemského povrchu, ako sú hory, savany, lesy, tundra, polárny ľad a ďalšie.

Habitat - planéta Zem

Rôzne časti planéty Zem sú domovom obrovskej biologickej diverzity živých organizmov. Existujú určité typy biotopov zvierat. Horúce a suché oblasti sú často pokryté horúcimi púšťami. Teplé, vlhké oblasti obsahujú vlhkosť

Na Zemi existuje 10 hlavných typov suchozemských biotopov. Každý z nich má veľa odrôd v závislosti od toho, kde na svete sa nachádza. Živočíchy a rastliny, ktoré sú typické pre určitý biotop, sa prispôsobujú podmienkam, v ktorých žijú.

africké savany

Tento tropický bylinný vzdušno-pozemský komunitný biotop sa nachádza v Afrike. Vyznačuje sa dlhými suchými obdobiami po vlhkých obdobiach s výdatnými zrážkami. Africké savany sú domovom obrovského množstva bylinožravcov, ako aj silných predátorov, ktorí sa nimi živia.

hory

Vrcholy vysokých pohorí sú veľmi chladné a rastie tam málo rastlín. Zvieratá žijúce na týchto vyvýšených miestach sú prispôsobené na zvládanie nízkych teplôt, nedostatku potravy a strmého, skalnatého terénu.

Stále zelené lesy

Ihličnaté lesy sa často nachádzajú v chladných oblastiach sveta: Kanada, Aljaška, Škandinávia a regióny Ruska. V týchto oblastiach dominujú vždyzelené smreky a sú domovom zvierat ako los, bobor a vlk.

Listnaté stromy

V chladných a vlhkých oblastiach mnohé stromy v lete rýchlo rastú, ale v zime strácajú listy. Počet voľne žijúcich živočíchov v týchto oblastiach sa sezónne mení, pretože mnohí migrujú do iných oblastí alebo zimujú počas zimy.

Mierne pásmo

Charakterizujú ju suché trávnaté prérie a stepi, trávnaté porasty, horúce letá a Studená zima. Tento biotop suchozemského vzduchu je domovom spoločenských bylinožravcov, ako sú antilopy a bizóny.

Stredomorská zóna

Krajiny okolo Stredozemné more Majú horúce podnebie, ale zrážok je tu viac ako v púštnych oblastiach. Tieto oblasti sú domovom kríkov a rastlín, ktoré môžu prežiť len vtedy, ak majú prístup k vode a sú často plné rôzne druhy hmyzu

Tundra

Vzduch-suchozemský biotop, akým je tundra, je väčšinu roka pokrytý ľadom. Príroda ožíva len na jar a v lete. Žijú tu jelene a hniezdia vtáky.

Dažďové pralesy

Tieto husté zelené lesy rastú blízko rovníka a sú domovom najbohatšej biologickej diverzity živých organizmov. Žiadny iný biotop sa nemôže pochváliť toľkými obyvateľmi ako oblasť pokrytá tropickými pralesmi.

polárny ľad

Chladné oblasti v blízkosti severného a južného pólu sú pokryté ľadom a snehom. Môžete tu stretnúť tučniaky, tulene a ľadové medvede, ktoré si hľadajú potravu v ľadových vodách oceánu.

Živočíchy biotopu zem-vzduch

Biotopy sú rozptýlené po obrovskej ploche planéty Zem. Každý sa vyznačuje určitým biologickým a rastlinným svetom, ktorého predstavitelia nerovnomerne obývajú našu planétu. V chladnejších častiach sveta, ako sú polárne oblasti, nie je veľa druhov fauny, ktoré obývajú tieto oblasti a sú špeciálne prispôsobené na život pri nízkych teplotách. Niektoré zvieratá sú rozmiestnené po celom svete v závislosti od rastlín, ktoré jedia, napríklad panda veľká obýva oblasti, kde

Vzduch-zemný biotop

Každý živý organizmus potrebuje domov, prístrešie alebo prostredie, ktoré môže poskytnúť bezpečie, ideálnu teplotu, potravu a rozmnožovanie – všetko potrebné na prežitie. Jednou z dôležitých funkcií biotopu je zabezpečiť ideálnu teplotu, pretože extrémne zmeny môžu zničiť celý ekosystém. Dôležitou podmienkou je aj dostupnosť vody, vzduchu, pôdy a slnečného žiarenia.

Teplota na Zemi nie je všade rovnaká, v niektorých kútoch planéty (severný a južný pól) môže teplomer klesnúť až na -88°C. Na iných miestach, najmä v trópoch, je veľmi teplo až horúco (do +50°C). Teplota hrá dôležitú úlohu v procesoch adaptácie biotopu zem-vzduch, napríklad zvieratá prispôsobené nízkym teplotám nedokážu prežiť v teple.

Biotop je prirodzené prostredie, v ktorom organizmus žije. Zvieratá vyžadujú rôzne množstvo priestoru. Biotop môže byť veľký a zaberať celý les alebo malý, ako norok. Niektorí obyvatelia musia brániť a brániť obrovské územie, zatiaľ čo iní potrebujú malú oblasť priestoru, kde môžu relatívne pokojne koexistovať so susedmi žijúcimi v blízkosti.