Характеристика водной среды обитания.основные адаптации

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 — пелагиалъ и дно — бенталь. В зависимости от глубины бенталь делится на сублиторольную зону — область плавного понижения суши до глубины 200 м, батиальную — область крутого склона и абиссальную зону — океанического ложа со средней глубиной 3—6 км. Более 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.
Открытые воды Мирового океана также делятся на зоны по вертикали соответственно зонам бентали: типелигиалъ, бати-пелигиаль, абиссопелигиаль

В водной среде обитает примерно 150 000 видов животных, или около 7% общего их количества (рис. 5.4) и 10 000 видов растений (8%).
Следует обратить внимание и на то, что представители большинства групп растений и животных остались в водной среде (своей «колыбели»), но число их видов значительно меньше, чем наземных. Отсюда вывод — эволюция на суше проходила значительно быстрее.
Разнообразием Рё богатством растительного Рё животного РјРёСЂР° отличаются РјРѕСЂСЏ Рё океаны экваториальных Рё тропических областей, РІ первую очередь РўРёС…РѕРіРѕ Рё Атлантического океанов. РќР° север Рё СЋРі РѕС‚ этих РїРѕСЏСЃРѕРІ качественный состав постепенно обедняется. Например, РІ районе РћСЃС‚-Индского архипелага распространено РЅРµ менее 40 000 РІРёРґРѕРІ животных, тогда как РІ РјРѕСЂРµ Лаптевых всего 400. Основная масса организмов РњРёСЂРѕРІРѕРіРѕ океана сосредоточена РЅР° относительно небольшой РїРѕ площади Р·РѕРЅРµ РјРѕСЂСЃРєРёС… побережий умеренного РїРѕСЏСЃР° Рё 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. Установлено, что вода океанов, морей, рек и озер разлагается и восстанавливается в биотическом круговороте за 2 млн лет, т. е. вся она прошла через живое вещество на Земле не одну тысячу раз.
Следовательно, 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. В морях и океанах наблюдаются приливы и отливы, мощные течения, штормы. В озерах вода перемещается под действием температуры и ветра.

 

 

7. Характеристика наземно воздушной среды

Наземно-воздушная среда характеризуется семью основными абиотическими факторами

 
Низкая плотность воздуха затрудняет поддержание формы тела и потому провоцирует образование опорной системы. Так, водные растения не имеют механических тканей: они появляются только у наземных форм. У животных обязательно имеется скелет: гидроскелет (как у круглых червей, например), или наружный скелет (у насекомых), или внутренний (у млекопитающих).
05 С другой стороны, малая плотность среды облегчает передвижение животных. Многие наземные виды способны к полету. В основном, это — птицы и насекомые, но среди них есть и представители млекопитающих, амфибий и рептилий. Полет связан с поиском добычи или расселением. Обитатели суши размножаются только на Земле, которая служит им опорой и местом прикрепления. В связи с активным полетом у таких организмов модифицированы передние конечности и развиты грудные мышцы, как у летучих мышей, а у планеристов (например, летяг и некоторых тропических лягушек) — кожные складки, которые растягиваются и играют роль парашюта
Подвижность воздушных масс обеспечивает существование аэропланктона. В его состав входит пыльца, семена и плоды растений, мелкие насекомые и паукообразные, споры грибов, бактерий и низших растений. Эта экологическая группа организмов адаптировалась благодаря большой относительной площади поверхности крыльев, выростов (рис. 3) и даже паутины, либо за счет очень мелких размеров. Древнейший способ опыления растений ветром — анемофилия — характерен для известных нам растений средний полосы: берез, елей, сосен, крапивы, злаков и осок. Некоторые и расселяются с помощью ветра: тополя, березы, ясени, липы, одуванчики и др. Семена этих растений имеют парашютики (одуванчики, рогоз) или крылышки (клен, липа).
Следующей характерной особенностью наземно-воздушной среды является низкое давление, которое в норме составляет 760 мм ртутного столба (или 101 325 Па). Перепады давления, по сравнению с водной средой обитания, очень малы; так, на высоте 5 800 м оно составляет лишь половину своей нормальной величины. Следовательно, почти все обитатели суши чувствительны к сильным перепадам давления, т. е. являются стенобио́нтами по отношению к этому фактору.
10 Верхняя граница жизни для большинства позвоночных — около 6 000 м. Это объясняется тем, что с высотой падает давление, а значит и уменьшается растворимость кислорода в крови. Для сохранения постоянной концентрации кислорода в крови частота дыхания должна увеличиваться. Однако, как известно, мы выдыхаем не только углекислый газ, но и водяные пары, поэтому частое дыхание должно неизменно приводить к обезвоживанию организма. Эта простая зависимость не характерна только для редких видов организмов: птиц и некоторых беспозвоночных, клещей, пауков и ногохвостков.
11 Газовый состав наземно-воздушной среды отличается высоким содержанием кислорода: оно более чем в 20 раз выше, чем в водной среде. Это позволяет животным иметь очень высокий уровень обмена веществ. Поэтому только на суше могла возникнуть гомойоте́рмность — способность поддерживать постоянную температуру тела, в основном, за счет внутренней энергии. Благодаря гомойтермности птицы и млекопитающие могут сохранять жизненную активность в самых суровых условиях

Почва и рельеф очень важны, прежде всего, для растений. Некоторые из них весьма специализированы. Так например, солянки (адаптированы именно к соленым почвам, бананы же предпочитают нейтральные почвы богатые органическими веществами. Для животных более важна структура почвы, нежели ее химический состав. Для копытных животных, совершающих длительные миграции по плотному грунту, адаптацией является уменьшение количества пальцев и, следовательно, уменьшение площади поверхности опоры. Для обитателей сыпучих песков характерно увеличение площади поверхности опоры, как у вееропалого геккона, например. Плотность грунта важна и для норных животных: луговых собачек, сурков, песчанок (рис. 5) и других; у некоторых из них развиваются копательные конечности.

· Значительный дефицит воды на суше провоцирует развитие разнообразных адаптаций, направленных на экономию воды в организме:развитие органов дыхания, способных поглощать кислород из воздушной среды покровов (легкие, трахеи, легочные мешки),

· развитие водонепроницаемых покровов (рис. 6),

· изменение выделительной системы и продуктов обмена (мочевины и мочевой кислоты),

внутреннее оплодотворение.

Помимо обеспечения водой, осадки играют и экологическую роль. Снег, например, значительно уменьшает колебания температуры на глубине от 25 см. Глубокий снег защищает почки растений. Для тетеревов, рябчиков и тундряных куропаток сугробы — место ночевки, так как при 20–30 градусах мороза на глубине около 40 см температура сохраняется близкой к 0 °С.
Для копытных и хищников глубина рыхлого снега — ограничивающий фактор при расселении, появление же корки в гололед обрекает многих травоядных на бескормицу. Поэтому благородный и пятнистый олени, лани и косули не проникают на север дальше тех мест, где глубина снега больше 40 см.
19 Наконец, температурный режим наземно-воздушной среды более изменчив, чем водной. Поэтому многие обитатели суши эврибио́нтны к этому фактору, т. е. способны существовать в широком диапазоне температур и демонстрируют весьма различные способы терморегуляции.
20 В заключение стоит отметить, что многие виды животных, обитающих в районах, где зимы снежные, осенью линяют, меняя цвет шерсти или перьев на белый. Возможно, такая сезонная линька птиц и зверей также является адаптацией — маскирующей окраской, что характерно для зайца-беляка (рис. 7), ласки, песца, тундряной куропатки и других. Однако, не все белые животные сезонно меняют окраску, что напоминает нам о неопределенной изменчивости и невозможности рассматривать все свойства организма как полезные или вредные.

 

 

8. Почвенная среда обитания

Почва — особое природное органоминеральное тело, возникшее как результат взаимодействия живых и мёртвых организмов и природных вод на горные породы в условиях различного климата и рельефа.

Многие мелкие организмы здесь — гидробионты, они живут в поровых скоплениях свободной воды. Более крупные животные делают в почве ходы — «коридоры», по которым перемещаются в поисках пищи, и замкнутые камеры — хранилища зерна и места зимней спячки.

Особенности почвенной среды обитания:

· в почву регулярно поступает органическое вещество за счёт отмирающих частей растений (корней, опадающей листвы), погибших животных и продуктов их жизнедеятельности;

 

· почва пронизана порами, мелкими и крупными полостями; в зависимости от типа почвы объём таких пустот может изменяться от 20 до 70%;

· воздух в почвенных порах беден кислородом, насыщен углекислым газом и богат парами воды;

· на поверхности и в верхней части почвы наблюдаются резкие колебания температуры, которые с глубиной сглаживаются.

Множество факторов определяют тип почвы, химический и механический состав, степень увлажнения:

· географическое положение;

· геологическое строение и рельеф поверхности;

· количество осадков;

· близость грунтовых вод;

· тип растительного покрова;

· количество и видовой состав обитателей.

 

 


9. Роль продуцентов, консументов Рё редуцентов РІ биоцинозе

Структура экосистемы Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот веществ в экосистеме возможны только за счет постоянного притока высокоорганизованной энергии. Основным первичным источником энергии на Земле является солнечная энергия. В экосистемах наблюдается постоянный поток энергии, которая переходит из одной формы в другую. Фотосинтезирующие организмы переводят энергию солнечного света в энергию химических связей органических веществ. Эти организмы являются производителями, или продуцентами органического вещества. В большинстве случаев функции продуцентов в экосистемах выполняют растения. Гетеротрофные организмы получают энергию при поглощении органических веществ и называются потребителями, или консументами. Существуют консументы первого порядка (растительноядные организмы, или фитофаги), второго порядка (организмы, питающиеся фитофагами, или зоофаги) и высших порядков (хищники и сверх–хищники, паразиты и сверх–паразиты). В большинстве случаев функции консументов в экосистемах выполняют животные. Организмы, которые специализируются на добывании строго определенной пищи, называются монофаги. Организмы, которые могут питаться различной пищей, называются полифаги. Для полифагов характерен широкий спектр питания, включающий основную, второстепенную и случайную пищу. Погибшие организмы и отходы жизнедеятельности в любой форме потребляются организмами, разрушающими мертвое органическое вещество до неорганических веществ – редуцентами, или деструкторами. К редуцентам относятся различные животные (как правило, беспозвоночные), грибы, прокариоты:  некрофаги – трупоеды;  копрофаги (копрофилы, копротрофы) – питаются экскрементами;  сапрофаги (сапрофиты, сапрофилы, сапротрофы) – питаются мертвым органическим веществом (опавшими листьями, линочными шкурками); к сапрофагам относятся:  ксилофаги (ксилофилы, ксилотрофы) – питаются древесиной;  кератинофаги (кератинофилы, кератинотрофы) – питаются роговым веществом;  детритофаги – питаются полуразложившимся органическим веществом;  окончательные минерализаторы – полностью разлагают органическое вещество. Продуценты и редуценты обеспечивают круговорот веществ в экосистеме: окисленные формы углерода и минеральных веществ превращаются в восстановленные и наоборот; происходит превращение неорганических веществ в органические, а органических – в неорганические.
 

10. Экологические факторы риска, влияющие на здоровье человека

■образ жизни (курение, употребление алкоголя, наркотиков, зло­употребление лекарствами, характер питания, условия труда, гиподинамия, материально-бытовые условия, семейное поло­жение и др.) — 49-53%;
■генетические и биологические факторы — 18-22%;
■состояние здравоохранения (своевременность и качество меди­цинской помощи, эффективность профилактических меропри­ятий)-8-10%;
■окружающая среда (природно-климатические факторы, качест­во объектов окружающей среды) — 17-20%.
Фактор окружающей среды может играть различную роль в воз­никновении заболевания:
■он может выступать как этиологический фактор (болезнь Мина- маты, Итай-Итай и т.д.);
■как фактор риска, т.е такой компонент этиологии, который хотя и важен для развития и прогрессирования заболевания (напри­мер, атеросклероза, гипертонической болезни и т.д.), однако сам по себе при отсутствии других условий (например, генети­ческой предрасположенности, измененного статуса организма) не способен вызвать заболевание у конкретного человека.
Соотношения между воздействием факторов окружающей среды и нарушениями состояния здоровья могут иметь разный характер:
■фактор воздействия необходим и достаточен для возникновения заболевания (например, укус человека больной собакой — риск развития бешенства);
■воздействие может быть необходимым, но не достаточным для развития заболевания. Например, согласно современным пред­ставлениям. механизм химического канцерогенеза включает не­сколько последовательных стадий: инициация (первичное пов­реждение клетки), промоция (преобразование инициированных клеток в опухолевые клетки), прогрессия (злокачественный рост и метастазирование). Если химическое вещество обладает толь­ко промоторными или только инициирующими свойствами, то этого недостаточно для развития рака;
■воздействие достаточно, но не необходимо для развития заболе­вания. Например, воздействие бензола способно вызвать разви­тие лейкоза, однако лейкоз может возникнуть и без воздействия этого вещества.
11.почва как среда обитания

12. Экологическая ниша

Понятие экологической ниши предложено Элтоном в 1927 году.

Экологическая ниша - совокупность всех факторов и ресурсов среды, в «пределах которой могут существовать виды в природе. Экологическая ниша -абстрактное понятие, показывающее, какие необходимы общие показатели условий и ресурсов среды для организмов.

Ниша характеризуется как пространство, занимаемое популяцией, "дом" и набор ресурсов, необходимых для ее существования.

Экологическая ниша - общая сумма всех требований организма к условиям существования, включая занимаемое им пространство, функциональную роль в сообществе и толерантность по отношению к факторам среды - температуре, влажности, кислотности, составу почвы.

Экологическая ниша - n-мерная фигура, гиперобъем, в пределах которого возможно поддержание жизни организмов. В понятие ниши включаются не только условия жизни (влажность, соленость, температура), но и ресурсы, необходимые для жизни.

Различают пространственную, трофическую Рё многомерную ниши.

Пространственная ниша - это ниша обитания. Трофическая ниша характеризует особенности питания, роль организма в сообществе.

Многомерная ниша - это диапазон всех условий, при которых живет и воспроизводит себя особь или популяция. Многомерная ниша - область, охватывающая диапазон толерантности по каждому фактору.

Фундаментальная (потетральная) ниша — это ниша, РІ которой физические условия оптимальны, отсутствует конкуренция, хищники Рё РґСЂСѓРіРёРµ враги. Реализованная ниша -фактический диапазон условий существования организма. Реализованная ниша равна или меньше фундаментальной.

Два вида не могут занимать одну и ту же экологическую нишу (принцип Гаузе). Явление разделения экологической ниши в результате межвидовой конкуренции называется экологической диверсификацией. Диверсификация осуществляется по трем параметрам: пространственному размещению, пищевому рациону, распределению активности по времени.


13.особенности появления абиотических факторов а различных средах жизни