Содержание
Введение
. Водная среда жизни
.1 Общая характеристика
1.2 Экологические группы гидробионтов
1.3 Плотность воды
1.4 Солевой режим
1.5 Газовый режим
.6 Экологическая пластичность организмов водной среды
.7 Особенности адаптации животных к водной среде
. Наземно-воздушная среда жизни
.1 Общая характеристика наземно-воздушной среды
.2 Газовый состав воздуха и световой режим
.3 Физиологические адаптации растений
.4 Водный режим
.5 Температурный режим
.6 Географическая поясность и зональность
. Почва как среда жизни
.1 Общая характеристика
.2 Экологические группы почвенных организмов
.3 Отношение растений к почве
.4 Роль эдафических факторов в распределении растений и животных
. Живые организмы как среда обитания
.1 Животные, как среда обитания для других организмов
.2 Растения, как среда обитания для других организмов
Заключение
Cписок использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
На нашей планете живые организмы в ходе длительного исторического развития освоили четыре среды жизни, которые распределились соответственно минеральным оболочкам (гидросфера, литосфера, атмосфера).
Водная среда была первой, в которой возникла и распространилась жизнь. В дальнейшем в ходе исторического развития организмы начали заселять наземно-воздушную среду. Появились наземные растения и животные, которые бурно эволюционируя, адаптировались к новым условиям жизни. Функционирование живого вещества на суше привело к постепенному преобразованию поверхностного слоя литосферы в почву, по выражению В. И. Вернадского, в своеобразное биокосное тело планеты. Почву заселили как водные, так и наземные организмы, создав специфический комплекс ее обитателей.
Четвертой средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых является целым миром для населяющих его паразитов и симбионтов.
1. Водная среда жизни
.1 Общая характеристика
Гидросфера как водная среда жизни занимает около 71 % площади и 1/800 часть объема земного шара. Основное количество воды (более 94%) сосредоточено в морях и океанах.
В пресных водах рек, озер количество воды не превышает 0,016% общего объема пресной воды.
В океане с входящими в него морями прежде всего различают две экологические области: толщу воды - пелагиаль и дно - бенталъ. В зависимости от глубины бенталь делится на суд- 142 читоральную зону - область плавного понижения суши до глубины 200 м, батиальную - область крутого склона и абиссальную зону - океанического ложа со средней глубиной 3-6 км.
Ьолее глубокие области бентали, соответствующие впадинам океанического ложа (6-10 км), называют ультраабиссалью. Кромка берега, заливаемая во время приливов, называется литоралью. Часть берега выше уровня приливов, увлажняемая брызгами прибоя, получила название супралиторали.[1]
Открытые воды Мирового океана также делятся на зоны по иертикали соответственно зонам бентали: эпипелигиалъ, батипелигиаль, абиссопелигиаль.
В водной среде обитает примерно 150000 видов животных, или около 7% от общего их количества и 10000 видов растений (8%). Разнообразием и богатством растительного и животного мира отличаются моря и океаны экваториальных и тропических областей, в первую очередь Тихого и Атлантического океанов. Па север и юг от этих поясов качественный состав постепенно обедняется.
Основная масса организмов Мирового океана сосредоточена на относительно небольшой по площади зоне морских побережий умеренного пояса и среди мангровых зарослей тропических стран.
Удельный вес рек, озер и болот, как уже было отмечено ранее, по сравнению с морями и океанами незначителен. Однако они создают необходимый для растений, животных и человека запас пресной воды. Известно, что не только водная среда оказывает сильное влияние на ее обитателей, но и живое вещество гидросферы, воздействуя на среду обитания, перерабатывает ее и вовлекает в круговорот веществ.
Современная гидросфера представляет собой продукт жизнедеятельности живого вещества не только современной, но и прошлых геологических эпох.
Характерной чертой водной среды является ее подвижность, особенно в проточных, быстро текущих ручьях и реках. [2]
1.2 Экологические группы гидробионтов
Толща воды, или пелагиаль (pelages - море) заселена пелагическими организмами, которые обладают способностью плавать или удерживаться в определенных слоях. В связи с этим данные организмы подразделяются на две группы: нектон и планктон. Экологическая группа - бентос - образуют обитатели дна. Нектон (nektos - плавающий) - это совокупность пелагических активно передвигающихся животных, не имеющих непосредственной связи с дном. Нектон представлен главным образом крупными животными, которые способны преодолевать большие расстояния и сильные течения воды. Планктон (planktos - блуждающий, парящий) - это совокупность пелагических организмов, которые не обладают способностью к быстрым активным передвижениям. Как правило, это мелкие животные - зоопланктон и растения - фитопланктон, которые не могут противостоять течениям. Организмы, населяющие поверхностную пленку воды на границе с воздушной средой, составляют особую группу - нейстон. Состав нейстона зависит от стадии развития ряда организмов. Те же организмы, часть тела которых находится над поверхностью воды, а другая - в воде, получили название плейстон. К ним относят ряску, сифонофоры и др.
Фитопланктон играет важную роль в жизни водоемов, так как его основной продуцент органического вещества. Зоопланктон и бактерии можно встретить на различных глубинах. Планктонные организмы служат важным пищевым компонентом для многих водных животных, включая и таких гигантов, как усатые киты. Бентос (benthos - глубина) - это совокупность организмов, обитающих на дне (на грунте и в грунте) водоемов. Он подразделяется на зообентос и фитобентос. [3]
В озерах, как и морях, различают планктон, нектон и бентос.
Однако в озерах и других пресных водоемах зообентоса меньше, чем в морях и океанах, а видовой их состав однообразен. Фитобентос пресных вод представлен бактериями, диатомовыми и зелеными водорослями.
По образу жизни водные растения подразделяют на две основные экологические группы: гидрофиты - растения, погруженные в воду только нижней частью и обычно укореняющиеся в грунте, гидатофиты - растения, которые полностью погружены в воду, а иногда и плавающие на поверхности или имеющие плавающие листья,
В жизни водных организмов большую роль играют вертикальное перемещение воды, плотность, температурный, световой, солевой, газовый (содержание кислорода и углекислого газа) режимы, концентрация водородных ионов (рН).
Температурный режим отличается в воде, во-первых, меньшим притоком тепла, во-вторых, большей стабильностью, чем на суше, Часть тепловой энергии, поступающей на поверхность воды, отражается, часть расходуется на испарение. Испарение воды с поверхности водоемов препятствует перегреванию нижних слоев, а образование льда, при котором выделяется теплота плавления (333,48 Дж/г), замедляет их охлаждение. Изменение температуры в текущих водах следует за ее изменениями в окружающем воздухе, отличаясь меньшей амплитудой. Амплитуда годовых колебаний температуры в верхних слоях океана не более 10-15°С, в континентальных водах -30-35°С. Глубокие слои воды отличаются постоянством температуры.
Организмы в водоемах умеренных широт хорошо приспособлены к сезонным вертикальным перемещениям слоев воды, к весенней и осенней гомотермии, к летней и зимней стагнации. Поскольку температурный режим водоемов характеризуется большой стабильностью, среди гидробионтов в большей мере, чем среди организмов суши, распространена стенотермность. Эвритермные виды встречаются главным образом в мелких континентальных водоемах и на литорали морей высоких и умеренных широт, где значительны суточные и сезонные колебания. [4]
1.3 Плотность воды
водный наземный среда жизнь
Вода отличается от воздуха большей плотностью. В этом отношении она в 800 раз превосходит воздушную среду. Плотность дистиллированной воды при температуре 4°С равна 1 г/см3. Плотность же природных вод, содержащих растворенные соли, может быть больше и доходит до 1,35 г/см3. В среднем н водной толще на каждые 10 м глубины давление возрастает на 1 атмосферу. Высокая плотность воды отражается на строении тела гидрофитов. Так, если у наземных растений хорошо развиты механические ткани, обеспечивающие прочность стволов и стеблей; расположение механических и проводящих тканей по периферии стебля создает конструкцию «трубы», хорошо противостоящую изломам и изгибам, то у гидрофитов механические ткани сильно редуцированы, так как растения поддерживаются самой водой. Механические элементы и проводящие пучки довольно часто сосредоточены в центре стебля или листового черешка, что придает способность изгибаться при движениях воды.
Погруженные гидрофиты обладают хорошей плавучестью, создаваемой специальными приспособлениями (воздушные мешки, вздутия). Вместе с тем следует отметить, что многие обитатели морей и океанов относительно стенобионты и приурочены к определенным глубинам. Это относится в первую очередь к мелководным и глубоководным видам.
Плотность воды обеспечивает возможность животным организмам опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм. Опорность среды служит условием парения в воде. Именно к этому образу жизни приспособлены многие гидробионты.
На водные организмы большое влияние оказывают световой режим и прозрачность воды. Интенсивность света в воде сильно ослаблена, так как часть падающей радиации отражается от поверности воды, другая поглощается ее толщей. Поглощение света связано с прозрачностью воды. В связи с тем, что лучи разных участков солнечного спектра неодинаково поглощаются водой, с глубиной изменяется и спектральный состав света, ослабляются красные лучи. Погруженные и особенно глубоководные относят к «теневой флоре». В мелководных зонах преобладают зеленые водоросли. В более глубоких зонах встречаются бурые водоросли, имеющие кроме хлорофилла бурые пигменты фикофеин, фукоксантин и др. Еще глубже обитают красные водоросли, содержащие пигмент фикоэритрин. Здесь четко прослеживается способность к улавливанию солнечных лучей с разной длиной волны. Данное явление получило название хроматической адаптации. У частично погруженных в воду растений хорошо выражена гетерофилия, т. е. различие строения надводных и подводных листьев у одного и того же растения.
Глубина водной среды оказывает влияние и на животных, их окраску, видовой состав и т. д. В светлых, поверхностных слоях воды обитают ярко и разнообразно окрашенные животные, глубоководные же виды обычно лишены пигментов. В сумеречной зоне океана обитают животные, окрашенные в цвета с красноватым оттенком, что помогает им скрываться от врагов, так как красный цвет в сине-фиолетовых лучах воспринимается как черный. Красная окраска характерна для таких животных сумеречной зоны, как морской окунь, красный коралл, различные ракообразные и др. Световой день в воде значительно короче (особенно в глубоких слоях), чем на суше. [5]
1.4 Солевой режим
В жизни водных организмов важную роль играет соленость воды, или солевой режим. Химический состав вод формируется под влиянием естественно-исторических и геологических условий, а также при антропогенном воздействии. Содержание химических соединений (солей) в воде определяет ее соленость и выражается в граммах на литр или в промилле (0/w). По общей минерализации ~~ воды можно разделить на пресные с содержанием солей до 1 г/л, солоноватые (1-25 г/л), морской солености (26-50 г/л) и рассолы (более 50 г/л). Наиболее важными из растворенных веществ в воде являются карбонаты, сульфаты и хлориды.
Важным элементом в пресных водах является содержание кальция. Кальций может выступать в роли ограничивающего фактора. Различают воды «мягкие», бедные кальцием (менее 9 мг на 1 литр), и воды «жесткие», содержание его в большом количестве (более 25 мг на литр).
В морской воде среднее содержание растворенных солей составляет 35 г/л, в окраинных морях значительно ниже. По степени значимости первое место занимает поваренная соль, затем хлористый барий, сернокислый магний и хлористый калий.
Большинство водных обитателей полиосмотичны. Осмотическое давление в их теле зависит от солености окружающей среды. Концентрация солей в жидкостях тела и тканей многих морских организмов изотонична концентрации растворенных солей и окружающей воде. Типично морские и типично пресноводные организмы не переносят значительных изменений солености и являются стеногалинными. Эвригалинных организмов, в частности животных, пресноводного и морского происхождения не так много.
Обитание растений в водной среде, помимо перечисленных выше особенностей, накладывает отпечаток и на другие стороны жизнедеятельности, особенно на водный режим у растений, в прямом смысле окруженных водой. У таких растений транспирации нет, а следовательно, и нет «верхнего двигателя», поддерживающего ток воды в растении. Активная роль движения воды по водному растению происходит за счет корневого давления и деятельности специальных клеток, выделяющих воду, - водяных устьиц или гидатод. [6]
В пресных водах распространены растения, укрепленные на дне водоема.
1.5 Газовый режим
Основными газами в водной среде являются кислород и углекислый газ. Другие газы, такие, как сероводород или метан, имеют второстепенное значение.
Кислород для водной среды - важнейший экологический фактор. Он поступает в воду из воздуха и выделяется растениями при фотосинтезе. Коэффициент диффузии кислорода в воде примерно в 320 тыс. раз ниже, чем в воздухе, а общее его содержание в верхних слоях воды составляет 6-8 мл/л, или в 21 раз ниже, чем в атмосфере. Содержание кислорода в воде обратно пропорционально температуре. С повышением температуры и солености воды концентрация в ней кислорода понижается. Среди водных обитателей значительно количество видов, способных переносить широкие колебания содержания кислорода в воде, вплоть до почти полного его отсутствия, - так называемые эвриоксибионты. Однако целый ряд видов является стеноксибионтными. Многие виды живых организмов способны при недостатке кислорода впадать в аноксибиоз. [7]
Дыхание гидробионтов осуществляется как через поверхность тела, так и через специализированные органы - жабры, легкие, трахеи. Нередко покровы тела могут служить дополнительным органом дыхания. У отдельных видов встречается комбинирование водного и воздушного дыхания.
1.6 Экологическая пластичность организмов водной среды
Вода является стабильной средой, и абиотические факторы претерпевают сравнительно незначительные колебания, поэтому водные организмы обладают по сравнению с наземными меньшей экологической пластичностью. Пресноводные растения и животные более пластичны, чем морские, так как пресная вода как среда жизни более изменчива. Оценивают широту экологической пластичности гидробионтов не только в целом к комплексу факторов (эври- и стенобионтность), но и по отдельности.