סביבת היבשה-אוויר מאופיינת במאפיינים של תנאים אקולוגיים שיצרו התאמות ספציפיות בצמחי יבשה ובעלי חיים, המתבטאת במגוון התאמות מורפולוגיות, אנטומיות, פיזיולוגיות, ביוכימיות והתנהגותיות.

הצפיפות הנמוכה של האוויר האטמוספרי מקשה על שמירת צורת הגוף, מכיוון שצמחים ובעלי חיים יצרו מערכת תמיכה. בצמחים מדובר ברקמות מכניות (סיבי באסט ועץ) המספקות עמידות לעומסים סטטיים ודינמיים: רוח, גשם, כיסוי שלג. מצב הלחץ של דופן התא (טורגור), הנגרם מהצטברות של נוזלים עם לחץ אוסמוטי גבוה ב-vacuoles של תאים, קובע את גמישות העלים, גבעול הדשא והפרחים. בבעלי חיים, הגוף נתמך על ידי השלד ההידרו (בתולעים עגולות), השלד החיצוני (בחרקים) והשלד הפנימי (ביונקים).

הצפיפות הנמוכה של המדיום מקלה על תנועת בעלי חיים. מינים יבשתיים רבים מסוגלים לעוף (פעילים או גלישה) - ציפורים וחרקים, יש גם נציגים של יונקים, דו-חיים וזוחלים. טיסה קשורה לתנועה ולחיפוש אחר טרף.טיסה פעילה אפשרית עקב שינויים קדמיים, שרירי חזה מפותחים. בבעלי חיים גולשים נוצרו קפלי עור בין הגפיים הקדמיות והאחוריות, הנמתחים וממלאים תפקיד של מצנח.

הניידות הגבוהה של מסות האוויר יצרה בצמחים את השיטה העתיקה ביותר להאבקת צמחים ברוח (אנמופיליה), האופיינית לצמחים רבים ברצועה האמצעית והתיישבות בעזרת הרוח. קבוצה אקולוגית זו של אורגניזמים (איירופלנקטון) הסתגלה בשל שטח הפנים היחסי הגדול בשל מצנחים, כנפיים, צמחים ואף קורי עכביש, או בשל גדלים קטנים מאוד.

לחץ אטמוספרי נמוך, שהוא בדרך כלל 760 מ"מ כספית (או 101,325 Pa), נפילות לחץ קטנות, יצרו רגישות לירידות לחץ חזקות כמעט בכל תושבי הקרקע. הגבול העליון של החיים עבור רוב החולייתנים הוא כ-6,000 מ' ירידה בלחץ האטמוספרי עם עלייה בגובה מפחיתה את מסיסות החמצן בדם. זה מגביר את תדירות הנשימה, וכתוצאה מכך, נשימה מהירה מובילה להתייבשות. תלות פשוטה זו אינה אופיינית רק למינים נדירים של ציפורים וכמה חסרי חוליות.

הרכב הגז של סביבת הקרקע-אוויר מאופיין בתכולת חמצן גבוהה (יותר מפי 20 מאשר בסביבה המימית). זה מאפשר לבעלי החיים להיות בעלי קצב חילוף חומרים גבוה מאוד. לכן, רק ביבשה עלולה להיווצר הומייתרמיה (היכולת לשמור על טמפרטורת גוף קבועה, בעיקר בגלל אנרגיה פנימית).

ערך הטמפרטורה בחייהם של אורגניזמים נקבע על ידי ההשפעה על קצב התגובות הביוכימיות. הגדלת הטמפרטורה (עד 60 מעלות צלזיוס) של הסביבה גורמת לדנטורציה של חלבון באורגניזמים. ירידה חזקה בטמפרטורה מובילה לירידה בקצב חילוף החומרים וכמצב קריטי, הקפאת מים בתאים (גבישי קרח בתאים מפרים את שלמות המבנים התוך-תאיים). בעיקרון, ביבשה, אורגניזמים חיים יכולים להתקיים רק בטווח של 0 ° - +50 °, tk. טמפרטורות אלו תואמות את מהלך תהליכי החיים הבסיסיים. עם זאת, לכל מין יש ערכי טמפרטורה קטלניים עליונים ותחתונים משלו, הערך של עיכוב הטמפרטורה והטמפרטורה האופטימלית.

אורגניזמים שפעילותם החיונית ופעילותם תלויה בחום חיצוני (מיקרואורגניזמים, פטריות, צמחים, חסרי חוליות, ציקלוסטומים, דגים, דו-חיים, זוחלים) נקראים פויקילותרמים. ביניהם סטנותרמים (קריאופילים - המותאמים להבדלים קטנים בטמפרטורות נמוכות ותרמופילים - מותאמים להבדלים קטנים בטמפרטורות גבוהות) ואוריתרמיות, שיכולות להתקיים בתוך משרעת טמפרטורה גדולה. התאמות לעמידה בטמפרטורות נמוכות, המאפשרות לווסת את חילוף החומרים לאורך זמן, מתבצעות באורגניזמים בשתי דרכים: א) יכולת סידורים ביוכימיים ופיזיולוגיים - הצטברות של חומרי מניעת קיפאון המורידים את נקודת הקיפאון של נוזלים בתאים. ורקמות ולכן מונעים היווצרות קרח; שינוי בסט, ריכוז ופעילות אנזימים, שינוי; ב) סיבולת להקפאה (התנגדות לקור) היא הפסקה זמנית של המצב הפעיל (היפוביוזיס או קריפטוביוזיס) או הצטברות של גליצרול, סורביטול, מניטול בתאים, המונעים את התגבשות הנוזל.

לאוריתרמים יש יכולת מפותחת לעבור למצב סמוי עם סטיות טמפרטורה משמעותיות מהערך האופטימלי. לאחר דיכוי קר, אורגניזמים בטמפרטורה מסוימת משחזרים חילוף חומרים תקין, וערך טמפרטורה זה נקרא סף הטמפרטורה של ההתפתחות, או האפס הביולוגי של ההתפתחות.

הבסיס לסידורים עונתיים במינים - eurytherms, הנפוצים, הוא אקלום (שינוי בטמפרטורה האופטימלית), כאשר חלק מהגנים מושבתים ואחרים מופעלים, שאחראים על החלפת אנזימים מסוימים באחרים. תופעה זו נמצאת בחלקים שונים של הטווח.

בצמחים, החום המטבולי זניח ביותר, ולכן קיומם נקבע על פי טמפרטורת האוויר בבית הגידול. צמחים מסתגלים לסבול תנודות טמפרטורה גדולות למדי. הדבר העיקרי במקרה זה הוא טרנספירציה, אשר מקררת את פני העלים כאשר הם מתחממים יתר על המידה; הפחתת להבי עלים, ניידות עלים, התבגרות, ציפוי שעווה. צמחים מסתגלים לתנאי קור בעזרת צורות צמיחה (התגמדות, צמיחת כרית, סבכה), צביעה. כל זה חל על ויסות חום פיזי. ויסות תרמו פיזיולוגי הוא נפילת עלים, מוות של חלק הקרקע, העברת מים חופשיים למצב קשור, הצטברות של חומר נגד קפיאה וכו').

לבעלי חיים פויקילותרמיים יש אפשרות של ויסות חום אידוי הקשור לתנועתם בחלל (דו-חיים, זוחלים). הם בוחרים את התנאים האופטימליים ביותר, מייצרים הרבה חום פנימי (אנדוגני) בתהליך של כיווץ שרירים או רעד שרירים (מחממים את השרירים בזמן תנועה). לבעלי חיים יש הסתגלות התנהגותית (יציבה, מקלטים, מאורות, קנים).

לבעלי חיים הומיאותרמיים (ציפורים ויונקים) יש טמפרטורת גוף קבועה והם תלויים מעט בטמפרטורת הסביבה. הם מאופיינים בהתאמות המבוססות על עלייה חדה בתהליכי החמצון כתוצאה מהשלמות של מערכות העצבים, מחזור הדם, הנשימה ואחרות. יש להם ויסות חום ביוכימי (כאשר טמפרטורת האוויר יורדת, חילוף החומרים השומנים עולה; תהליכי החמצון גדלים, במיוחד בשרירי השלד; יש רקמת שומן חומה מיוחדת שבה כל האנרגיה הכימית המשתחררת עוברת ליצירת ATP ולחימום הגוף. כמות המזון הנצרכת עולה). אבל לוויסות חום כזה יש מגבלות אקלימיות (לא חיוביות בחורף, בתנאי קוטב, בקיץ באזורים הטרופיים והמשווניים).

ויסות תרמי פיזי מועיל לסביבה (התכווצות רפלקס והתרחבות של כלי דם בעור, אפקט בידוד תרמי של פרווה ונוצות, חילופי חום נגד זרם). מתבצעת עקב שימור החום בגוף (Chernova, Bylova, 2004).

ויסות תרמי התנהגותי של הומיוטרמים מאופיינת בגיוון: שינוי ביציבה, חיפוש מקלטים, בניית מאורות מורכבות, קנים, נדידות, התנהגות קבוצתית וכו'.

האור הוא הגורם הסביבתי החשוב ביותר עבור אורגניזמים. התהליכים המתרחשים בפעולת האור הם פוטוסינתזה (1-5% מהאור הנכנס משמש), טרנספירציה (75% מהאור הנכנס משמש לאידוי מים), סנכרון של פעילות חיונית, תנועה, ראייה, סינתזת ויטמינים .

המורפולוגיה של הצמחים ומבנה קהילות הצמחים מאורגנים לספיגה היעילה ביותר של אנרגיית השמש. פני השטח קולטי האור של צמחים על פני כדור הארץ גדולים פי 4 משטח כוכב הלכת (Akimova and Khaskin, 2000). עבור אורגניזמים חיים, אורך הגל חשוב, כי. לקרניים באורכים שונים יש משמעות ביולוגית שונה: קרינה אינפרא אדומה (780 - 400 ננומטר) פועלת על המרכזים התרמיים של מערכת העצבים, מווסתת תהליכי חמצון, תגובות מוטוריות וכו', קרניים אולטרה סגולות (60 - 390 ננומטר) הפועלות על רקמות המוח, לתרום לייצור ויטמינים שונים, לעורר את צמיחת התאים ורבייה.

לאור הנראה יש חשיבות מיוחדת, מכיוון עבור צמחים, ההרכב האיכותי של האור חשוב. בספקטרום הקרניים פולטים קרינה פעילה פוטוסינתטית (PAR). אורך הגל של ספקטרום זה נמצא בטווח של 380 - 710 (370 - 720 ננומטר).

הדינמיקה העונתית של תאורה קשורה לדפוסים אסטרונומיים, לקצב האקלימי העונתי של אזור נתון, ומתבטאת בצורה שונה בקווי רוחב שונים. עבור השכבות הנמוכות, המצב הפנולוגי של הצמחייה מושפע גם על הקביעות הללו. חשיבות רבה היא הקצב היומי של שינויים בתאורה. מהלך הקרינה מופרע על ידי שינויים במצב האטמוספירה, עננים וכו' (גורישינה, 1979).

הצמח הוא גוף אטום המחזיר אור חלקית, סופג ומשדר. בתאי וברקמות העלים ישנן תצורות שונות המספקות קליטה והעברת אור.כדי להגביר את התפוקה של הצמח, הן מגדילות את השטח הכולל ואת מספר האלמנטים הפוטוסינתטיים, דבר המושג על ידי סידור רב קומות של עלים על הצמח; סידור מדורג של צמחים בקהילה.

ביחס לעוצמת ההארה מבחינים בשלוש קבוצות: אוהבי אור, אוהבי צל, עמידים בצל, הנבדלים בהתאמות אנטומיות ומורפולוגיות (בצמחים אוהבי אור העלים קטנים יותר, ניידים, מתבגרים, בעלי ציפוי שעווה, ציפורן עבה, חריגות גבישיות וכו' בצמחים אוהבי צל, העלים גדולים, הכלורופלסטים גדולים ורבים); התאמות פיזיולוגיות (ערכים שונים של פיצוי אור).

התגובה לאורך היום (משך האור) נקראת photoperiodism. בצמחים, תהליכים חשובים כמו פריחה, היווצרות זרעים, צמיחה, מעבר למצב של תרדמה, נפילת עלים קשורים לשינויים עונתיים באורך היום ובטמפרטורה. לפריחה של צמחים מסוימים, יש צורך באורך יום של יותר מ-14 שעות, עבור אחרים מספיקות 7 שעות, ואחרים פורחים ללא קשר לאורך היום.

עבור בעלי חיים, האור הוא מידע. קודם כל, לפי הפעילות היומיומית, בעלי החיים מחולקים ליום, לדמדומים וללילה. האיברים שעוזרים לנווט בחלל הם העיניים. לאורגניזמים שונים יש ראייה סטריאוסקופית שונה - בבני אדם, הראייה הכוללת היא 180 מעלות - סטריאוסקופית-140 מעלות, בארנב - סך הכל 360 מעלות, סטריאוסקופית 20 מעלות. ראייה דו-עינית אופיינית בעיקר לבעלי חיים טורפים (חתולים וציפורים). בנוסף, phototaxis (תנועה לאור) נקבעת על ידי התגובה לאור,

רבייה, ניווט (כיוון למיקום השמש), ביולוגיות. אור הוא אות למשוך אנשים מהמין השני.

הגורם הסביבתי החשוב ביותר בחייהם של אורגניזמים יבשתיים הוא מים. יש צורך לשמור על השלמות המבנית של תאים, רקמות, האורגניזם כולו, כי. הוא החלק העיקרי של הפרוטופלזמה של תאים, רקמות, מיצי צמחים ובעלי חיים. הודות למים מתבצעות תגובות ביוכימיות, אספקת חומרים מזינים, חילופי גזים, הפרשה ועוד. תכולת המים בגוף של צמחים ובעלי חיים גבוהה למדי (83-86% בעלי דשא, 79-82% בעצים עלים, 40-55% בגזעי עצים, בגופם של חרקים - 46-92%, דו-חיים - עד 93%, יונקים - 62-83%).

קיום בסביבה יבשתית-אווירית מהווה בעיה חשובה לאורגניזמים לשמור על מים בגוף. לכן, צורתם ותפקודם של צמחי הקרקע ובעלי החיים מותאמים להגנה מפני ייבוש. בחיי הצמחים יש חשיבות לצריכת המים, הולכתם ושידורם, מאזן המים (Walter, 1031, 1937, Schafer, 1956). שינויים במאזן המים באים לידי ביטוי בצורה הטובה ביותר בכוח היניקה של השורשים.

הצמח יכול לספוג מים מהאדמה כל עוד כוח היניקה של השורשים יכול להתחרות בכוח היניקה של האדמה. מערכת שורשים מסועפת מאוד מספקת שטח גדול של מגע בין החלק הסופג של השורש לתמיסות האדמה. האורך הכולל של השורשים יכול להגיע ל-60 ק"מ. עוצמת היניקה של השורשים משתנה בהתאם למזג האוויר, למאפיינים הסביבתיים. ככל שמשטח היניקה של השורשים גדול יותר, כך נספגים יותר מים.

על פי ויסות מאזן המים, הצמחים מחולקים ל-poikihydric (אצות, טחבים, שרכים, כמה צמחים פורחים) והו-הידריים (רוב הצמחים הגבוהים יותר).

ביחס למשטר המים, נבדלות קבוצות אקולוגיות של צמחים.

1. היגרופיטים הם צמחים יבשתיים החיים בבתי גידול לחים עם לחות אוויר גבוהה ואספקת מים לקרקע. סימנים אופייניים של היגרופיטים הם שורשים עבים ומסועפים מעט, חללים מלאי אוויר ברקמות וסטמטות פתוחות.

2. Mesophytes - צמחים של בתי גידול לחים בינוניים. יכולתם לסבול אדמה ובצורת אטמוספרי מוגבלת. ניתן למצוא אותם בבתי גידול צחיחים - מתפתחים במהירות תוך תקופה קצרה. מאופיין במערכת שורשים מפותחת עם מספר רב של שערות שורשים, ויסות עוצמת הטרנספירציה.

3. Xerophytes - צמחים של בתי גידול יבשים. אלה צמחים עמידים לבצורת, נושאי יבש. קסרופיטי סטפה יכולים לאבד עד 25% מהמים ללא נזק, קסרופיטים מדבריים - עד 50% מהמים שהם מכילים (לשם השוואה, מזופיטים ביער קמלים כאשר 1% מהמים הכלולים בעלים אובדים). על פי אופי ההתאמות האנטומיות, המורפולוגיות והפיזיולוגיות המבטיחות את החיים הפעילים של צמחים אלה עם חוסר לחות, הקסרופיטים מחולקים לסוקולנטים (יש להם עלים וגבעולים בשרניים ועסיסיים, מסוגלים לצבור כמויות גדולות של מים ב רקמות, מפתחות כוח יניקה קטן וסופגות לחות ממשקעים אטמוספריים) וסקלרופיטים (צמחים בעלי מראה יבש שמנדפים לחות באינטנסיביות הם בעלי עלים צרים וקטנים שמתכרבלים לפעמים לצינור, מסוגלים לעמוד בהתייבשות חמורה, בכוח היניקה של השורשים יכול להיות עד כמה עשרות אטמוספרות).

בקבוצות שונות של בעלי חיים, בתהליך ההסתגלות לתנאי הקיום היבשתי, העיקר היה מניעת איבוד מים. בעלי חיים מקבלים מים בדרכים שונות - בשתייה, במזון עסיסי, כתוצאה מחילוף החומרים (עקב חמצון ופירוק שומנים, חלבונים ופחמימות). בעלי חיים מסוימים יכולים לספוג מים דרך כיסויים של מצע לח או אוויר. איבודי מים מתרחשים כתוצאה מאידוי מהאיגום, אידוי מהריריות של דרכי הנשימה, הפרשת שתן ושאריות מזון לא מעוכלות. בעלי חיים המקבלים מים באמצעות שתייה תלויים במיקומם של גופי מים (יונקים גדולים, ציפורים רבות).

גורם חשוב עבור בעלי חיים הוא לחות האוויר, כי. מחוון זה קובע את כמות האידוי מפני השטח של הגוף. לכן המבנה של המכלול של הגוף חשוב לאיזון המים של האורגניזם החי. אצל חרקים, ירידה באידוי המים משטח הגוף מסופקת על ידי קוטיקולה כמעט בלתי חדירה ואיברי הפרשה מיוחדים (צינוריות מלפיגה), המפרישים תוצר מטבולי כמעט בלתי מסיס, וספירקולות, המפחיתות את איבוד המים דרך מערכת חילופי הגזים - באמצעות קנה הנשימה וקנה הנשימה.

בדו-חיים, עיקר המים נכנס לגוף דרך העור החדיר. חדירות העור מווסתת על ידי הורמון המופרש מבלוטת יותרת המוח האחורית. דו-חיים מפרישים כמויות גדולות מאוד של שתן דליל שהוא היפוטוני לנוזלי הגוף. בתנאים יבשים, דו-חיים יכולים להפחית את איבוד המים בשתן. בנוסף, בעלי חיים אלו יכולים לצבור מים בשלפוחית ​​השתן ובחללי הלימפה התת עוריים.

לזוחלים יש התאמות רבות ברמות שונות - מורפולוגית (עור קרטיני מונע איבוד מים), פיזיולוגית (ריאות הממוקמות בתוך הגוף, מה שמפחית את איבוד המים), ביוכימית (נוצרת חומצת שתן ברקמות, המופרשת ללא איבוד רב של לחות, רקמות מסוגלות לסבול עלייה בריכוז המלחים ב-50%).

בציפורים קצב האידוי נמוך (העור יחסית אטום למים, אין בלוטות זיעה ונוצות). ציפורים מאבדות מים (עד 35% ממשקל הגוף ליום) בעת הנשימה עקב אוורור גבוה בריאות וטמפרטורת גוף גבוהה. לציפורים יש תהליך של ספיגת מים מחלק מהמים בשתן ובצואה שלהם. לחלק מעופות הים (פינגווינים, סובים, קורמורנים, אלבטרוסים), שאוכלים דגים ושותים מי ים, נמצאות בלוטות מלח בארובות העיניים, בעזרתן מופרשים עודפי מלחים מהגוף.

אצל יונקים, איברי ההפרשה והויסות האוסמורי הם כליות מזווגות, מסודרות בצורה מורכבת, אשר מסופקות בדם ומווסתות את הרכב הדם. זה מבטיח הרכב קבוע של הנוזל התוך תאי והבין-תאי. לחץ אוסמוטי יציב יחסית של דם נשמר עקב האיזון בין צריכת מים בשתייה לבין איבוד מים עם אוויר נשוף, זיעה, המופרשת בצואה ובשתן. האחראי לוויסות העדין של הלחץ האוסמוטי הוא ההורמון האנטי-דיורטי (ADH), המופרש מבלוטת יותרת המוח האחורית.

בין בעלי החיים מבחינים בקבוצות: היגרופילים, שבהם המנגנונים לוויסות חילוף החומרים במים מפותחים בצורה גרועה או חסרים כלל (אלה בעלי חיים חובבי לחות הזקוקים ללחות גבוהה - זנב קפיצים, כיני עצים, יתושים, פרוקי רגליים אחרים, רכיכות יבשתיות ודו-חיים. ); קסרופילים, בעלי מנגנונים מפותחים לוויסות חילוף החומרים של המים והסתגלות לאגירת מים בגוף, החיים בתנאים צחיחים; מזופילים החיים בתנאים של לחות בינונית.

הקלה היא גורם אקולוגי הפועל בעקיפין בסביבת הקרקע-אוויר. כל צורות הקרקע משפיעות על התפוצה של צמחים ובעלי חיים באמצעות שינויים במשטר ההידרותרמי או בלחות הקרקע.

בהרים בגבהים שונים מעל פני הים, תנאי האקלים משתנים, וכתוצאה מכך אזור גובה. בידוד גיאוגרפי בהרים תורם להיווצרות אנדמיות, לשימור מיני שרידים של צמחים ובעלי חיים. מישורי הצפה בנהר תורמים לתנועה צפונה של קבוצות דרומיות יותר של צמחים ובעלי חיים. ישנה חשיבות רבה לחשיפת המדרונות, היוצרת תנאים להתפשטותן של קהילות אוהבות חום צפונה לאורך המדרונות הדרומיים, וקהילות אוהבות קור בדרום לאורך המדרונות הצפוניים ("כלל הקדמה", V.V. Alyokhina ).

הקרקע קיימת רק בסביבת הקרקע-אוויר והיא נוצרת כתוצאה מאינטראקציה של גיל הטריטוריה, סלע האם, אקלים, טופוגרפיה, צמחים ובעלי חיים ופעילויות אנושיות. חשיבות אקולוגית היא ההרכב המכני (גודל חלקיקי המינרלים), ההרכב הכימי (pH של תמיסה מימית), מליחות הקרקע, עושר הקרקע. מאפייני הקרקע פועלים גם על אורגניזמים חיים כגורמים עקיפים, משנים את המשטר התרמו-הידרולוגי, גורמים לצמחים (בעיקר) להסתגל לדינמיקה של תנאים אלו ומשפיעים על ההתמיינות המרחבית של אורגניזמים.

הרצאה 2. הרגלים ומאפייניהם

בתהליך של התפתחות היסטורית, אורגניזמים חיים שלטו בארבעה בתי גידול. הראשון הוא מים. החיים נוצרו והתפתחו במים במשך מיליוני שנים רבות. השני - יבשה-אוויר - ביבשה ובאטמוספירה, צמחים ובעלי חיים קמו והסתגלו במהירות לתנאים חדשים. הפכו בהדרגה את שכבת האדמה העליונה - הליתוספירה, הם יצרו בית גידול שלישי - האדמה, ובעצמם הפכו לבית הגידול הרביעי.

בית גידול מימי

המים מכסים 71% משטח כדור הארץ. עיקר המים מרוכז בים ובאוקיינוסים - 94-98%, קרח הקוטב מכיל כ-1.2% מים וחלק קטן מאוד - פחות מ-0.5%, במים מתוקים של נהרות, אגמים וביצות.

כ-150,000 מינים של בעלי חיים ו-10,000 צמחים חיים בסביבה המימית, שהם רק 7 ו-8% ממספר המינים הכולל על פני כדור הארץ, בהתאמה.

בים-אוקיינוסים, כמו בהרים, מתבטאת אזוריות אנכית. הפלגיאל - כל עמוד המים - והבנתאל - הקרקעית שונים במיוחד באקולוגיה. עמוד המים הוא פלגיאלי, מחולק אנכית למספר אזורים: אפיפליגאלי, bathypeligial, abyssopeligial ו-ultrabyssopeligial(איור 2).

בהתאם לתלולות הירידה והעומק בתחתית, נבדלים גם מספר אזורים, שאליהם מתאימים האזורים המצוינים של הפלגיאל:

Littoral - קצה החוף, מוצף בזמן גאות.

Supralittoral - חלק מהחוף מעל קו הגאות העליון, אליו מגיעים ניתזי גלישה.

Sublittoral - ירידה הדרגתית בקרקע ל-200 מ'.

Batial - ירידה תלולה ביבשה (מדרון יבשתי),

תהום - הנמכה חלקה של קרקעית קרקעית האוקיינוס; העומק של שני האזורים יחד מגיע ל-3-6 ק"מ.

אולטרה-תהום - שקעים במים עמוקים מ-6 עד 10 ק"מ.

קבוצות אקולוגיות של הידרביונטים.הימים והאוקיינוסים החמים ביותר (40,000 מינים של בעלי חיים) נבדלים במגוון החיים הגדול ביותר באזור קו המשווה והאזור הטרופי; מצפון ומדרום, החי והצומח של הים מתרוקנים מאות פעמים. באשר להפצה של אורגניזמים ישירות בים, עיקרם מרוכז בשכבות פני השטח (אפיפלגיאלים) ובאזור התת-ליטורי. בהתאם לשיטת התנועה והשהייה בשכבות מסוימות, החיים הימיים מחולקים לשלוש קבוצות אקולוגיות: נקטון, פלנקטון ובנטוס.

נקטון (nektos - צף) - תנועה פעילה של בעלי חיים גדולים שיכולים להתגבר על מרחקים ארוכים וזרמים חזקים: דגים, דיונונים, פינפדים, לווייתנים. במקווי מים מתוקים, הנקטון כולל גם דו-חיים וחרקים רבים.

פלנקטון (פלנקטוס - שוטטות, דאייה) - קבוצה של צמחים (פיטופלנקטון: דיאטומים, ירוק וכחול-ירוק (מים מתוקים בלבד) אצות, דגמי צמחים, פרידין וכו') ואורגניזמים של בעלי חיים קטנים (זוא-פלנקטון: סרטנים קטנים, מגדולים יותר) - פטרופודים רכיכות, מדוזה, קטנופורים, כמה תולעים), החיים בעומקים שונים, אך אינם מסוגלים לתנועה אקטיבית והתנגדות לזרמים. הרכב הפלנקטון כולל גם זחלי בעלי חיים, היוצרים קבוצה מיוחדת - נויטון . זוהי אוכלוסיה "זמנית" צפה באופן פסיבי בשכבת המים העליונה ביותר, המיוצגת על ידי בעלי חיים שונים (עשר רגליים, חצ'קונים וגידים, עכורים, פוליצ'אטים, דגים, רכיכות וכו') בשלב הזחל. הזחלים, הגדלים, עוברים לשכבות התחתונות של הפלאגלה. מעל הנויטון ממוקם פליסטון - אלו אורגניזמים שבהם החלק העליון של הגוף גדל מעל המים, והחלק התחתון גדל במים (עוז ברווז - Lemma, siphonophores וכו'). הפלנקטון ממלא תפקיד חשוב ביחסים הטרופיים של הביוספרה, מאז הוא מזון לחיים מימיים רבים, כולל המזון העיקרי ללווייתנים בולניים (Myatcoceti).

בנתוס (בנתוס - עומק) - הידרוביונטים תחתונים. מיוצג בעיקר על ידי בעלי חיים מחוברים או נעים באיטיות (זובנטוס: פורמינפורים, דגים, ספוגים, קולנטרטים, תולעים, רכיכות, אססידיאן וכו'), רבים יותר במים רדודים. צמחים (פיטובנטוס: דיאטומים, ירוקים, חומים, אצות אדומות, חיידקים) נכנסים גם לבנתוס במים רדודים. בעומק שבו אין אור, phytobenthos נעדר. האזורים האבניים של הקרקעית הם העשירים ביותר בפיטובנטוס.

באגמים, זוובנתוס פחות שופע ומגוון מאשר בים. הוא נוצר על ידי פרוטוזואה (סיליאטים, דפניות), עלוקות, רכיכות, זחלי חרקים וכו'. הפיטובנטוס של האגמים נוצר על ידי דיאטומים שחיה חופשית, אצות ירוקות וכחולות; אצות חומות ואדומות נעדרות.

הצפיפות הגבוהה של הסביבה המימית קובעת את ההרכב המיוחד ואופי השינוי בגורמים תומכי חיים. חלקם זהים לאלו ביבשה - חום, אור, אחרים ספציפיים: לחץ מים (עם עלייה בעומק ב-1 אטמוספירה לכל 10 מ'), תכולת חמצן, הרכב מלח, חומציות. בשל הצפיפות הגבוהה של המדיום, ערכי החום והאור משתנים הרבה יותר מהר עם שיפוע הגובה מאשר ביבשה.

משטר תרמי. הסביבה המימית מאופיינת בהזנת חום נמוכה יותר, מכיוון חלק ניכר ממנו בא לידי ביטוי, וחלק לא פחות משמעותי מושקע באידוי. בהתאם לדינמיקה של טמפרטורות הקרקע, לטמפרטורת המים יש פחות תנודות בטמפרטורות יומיות ועונתיות. יתר על כן, גופי מים משווים באופן משמעותי את מהלך הטמפרטורות באטמוספירה של אזורי החוף. בהיעדר מעטפת קרח, לים בעונה הקרה יש השפעה מחממת על שטחי היבשה הסמוכים, בקיץ יש לו אפקט קירור ולחות.

טווח טמפרטורות המים באוקיינוס ​​העולמי הוא 38 מעלות (מ-2 עד +36 מעלות צלזיוס), במים מתוקים - 26 מעלות (מ-0.9 עד +25 מעלות צלזיוס). טמפרטורת המים יורדת בחדות עם העומק. עד 50 מ', נצפות תנודות טמפרטורה יומיות, עד 400 - עונתיות, עמוק יותר זה הופך קבוע, יורד ל- + 1-3 מעלות צלזיוס. מכיוון שמשטר הטמפרטורה במאגרים יציב יחסית, תושביהם מאופיינים ב סטנותרמיה.

עקב מידת החימום השונה של השכבות העליונות והתחתונות במהלך השנה, גאות ושפל, זרמים, סופות, יש ערבוב מתמיד של שכבות המים. התפקיד של ערבוב מים לחיים מימיים הוא גדול במיוחד, מכיוון. במקביל, חלוקת החמצן והחומרים המזינים בתוך המאגרים מפולסת, ומספקת תהליכים מטבוליים בין אורגניזמים לסביבה.

במקווי מים עומדים (אגמים) בקווי רוחב ממוזגים מתרחש ערבוב אנכי באביב ובסתיו, ובעונות אלו הטמפרטורה בכל גוף המים נעשית אחידה, כלומר. מגיע הומותרמיה.בקיץ ובחורף, כתוצאה מעלייה חדה בחימום או קירור השכבות העליונות, נפסק ערבוב המים. תופעה זו נקראת דיכוטומיה של טמפרטורהותקופת הקיפאון הזמני - קִפּאוֹן(קיץ או חורף). בקיץ, השכבות החמות הקלות יותר נשארות על פני השטח, ממוקמות מעל השכבות הקרות הכבדות (איור 3). בחורף, להיפך, בשכבה התחתונה יש מים חמים יותר, שכן ישירות מתחת לקרח טמפרטורת המים פני השטח נמוכה מ-+4 מעלות צלזיוס, ובשל התכונות הפיזיקוכימיות של המים, הם הופכים קלים יותר ממים עם טמפרטורה מעל + 4 מעלות צלזיוס.

בתקופות של סטגנציה, שלוש שכבות מובדלות בבירור: העליונה (אפילימניון) עם התנודות העונתיות החדות ביותר בטמפרטורת המים, האמצעית (מטאלימניון או תרמוקלינה), שבו יש קפיצה חדה בטמפרטורה, וקרוב לתחתית ( היפולימניון), שבהם הטמפרטורה משתנה מעט במהלך השנה. בתקופות של קיפאון נוצר מחסור בחמצן בעמודת המים - בקיץ בחלק התחתון, ובחורף בחלקו העליון, כתוצאה מכך מתרחשת לעיתים קרובות מתת דגים בחורף.

מצב אור.עוצמת האור במים מוחלשת מאוד עקב השתקפותו על ידי פני השטח וספיגה על ידי המים עצמם. זה משפיע מאוד על התפתחותם של צמחים פוטוסינתטיים.

ספיגת האור היא חזקה יותר, כך שקיפות המים נמוכה יותר, התלויה במספר החלקיקים התלויים בהם (תרחיפים מינרלים, פלנקטון). הוא פוחת עם התפתחותם המהירה של אורגניזמים קטנים בקיץ, ובקווי הרוחב הממוזגים והצפוניים הוא פוחת גם בחורף, לאחר התבססות כיסוי קרח וכיסויו בשלג מלמעלה.

השקיפות מתאפיינת בעומק המרבי בו עדיין נראית דיסקית לבנה שהונמכה במיוחד בקוטר של כ-20 ס"מ (Secchi disk). המים השקופים ביותר נמצאים בים סרגסו: הדסקית נראית לעומק של 66.5 מ'. באוקיינוס ​​השקט, דיסקית הסצ'י נראית עד 59 מ', בהודי - עד 50, בים רדוד - עד 5-15 מ'. שקיפות הנהרות היא בממוצע 1-1.5 מ', ובנהרות הבוציים ביותר היא רק כמה סנטימטרים.

באוקיינוסים, שבהם המים שקופים מאוד, 1% מקרינת האור חודרת לעומק של 140 מ' ובאגמים קטנים בעומק 2 מ' חודרות רק עשיריות האחוז. קרניים של חלקים שונים של הספקטרום נספגות במים בצורה שונה, קרניים אדומות נספגות תחילה. עם העומק הוא נעשה כהה יותר, וצבע המים הופך לירוק בהתחלה, אחר כך כחול, כחול ולבסוף כחול-סגול, הופך לחושך מוחלט. בהתאם, גם ההידרוביוניטים משנים את צבעם, מסתגלים לא רק להרכב האור, אלא גם לחוסר שלו - הסתגלות כרומטית. באזורים בהירים, במים רדודים, שולטות אצות ירוקות (Chlorophyta), שהכלורופיל שלהן סופג קרניים אדומות, עם עומק הן מוחלפות בחום (Phaephyta) ולאחר מכן באדום (Rhodophyta). פיטובנתוס נעדר בעומקים גדולים.

צמחים הסתגלו למחסור באור על ידי פיתוח כרומטפורים גדולים ועל ידי הגדלת שטח האיברים הטמיעים (מדד פני העלים). עבור אצות בים עמוק, עלים מנותחים חזק אופייניים, להבי העלים דקים ושקופים. לצמחים שקועים למחצה וצפים הטרופיליה אופיינית - העלים מעל המים זהים לאלה של צמחים יבשתיים, יש להם צלחת שלמה, מנגנון הסטומטלי מפותח, ובמים העלים דקים מאוד, מורכבים מ. אונות פיליפורמיות צרות.

בעלי חיים, כמו צמחים, משנים את צבעם באופן טבעי עם העומק. בשכבות העליונות, הם צבועים בצבעים עזים בצבעים שונים, באזור הדמדומים (בס ים, אלמוגים, סרטנים) צבועים בצבעים עם גוון אדום - נוח יותר להסתתר מפני אויבים. מיני ים עמוקים נטולי פיגמנטים. במעמקים האפלים של האוקיינוס, אורגניזמים משתמשים באור הנפלט על ידי יצורים חיים כמקור למידע חזותי. ביולוגיות.

צפיפות גבוהה(1 גרם/סמ"ק, שזה פי 800 מצפיפות האוויר) וצמיגות המים (גבוה פי 55 מזה של אוויר) הוביל לפיתוח התאמות מיוחדות של הידרוביוניטים :

1) לצמחים רקמות מכניות מפותחות מאוד או חסרות לחלוטין - הם נתמכים על ידי המים עצמם. רובם מאופיינים בציפה, עקב חללים בין-תאיים נושאי אוויר. מאופיין ברבייה וגטטיבית פעילה, התפתחות הידרוכוריה - הסרת גבעולי פרחים מעל המים והתפשטות אבקה, זרעים ונבגים על ידי זרמים על פני השטח.

2) בבעלי חיים החיים בעמוד המים ושוחים באופן פעיל, הגוף בעל צורה יעילה והוא משומן בריר, מה שמפחית חיכוך בזמן תנועה. פותחו התאמות להגברת הציפה: הצטברות שומן ברקמות, שלפוחית ​​שחייה בדגים, חללי אוויר בסיפונופורים. בבעלי חיים בשחייה פסיבית, פני השטח הספציפיים של הגוף גדלים עקב גדילים, קוצים ותוספות; הגוף משתטח, מתרחשת הפחתה של איברי השלד. אופני תנועה שונים: כיפוף הגוף, בעזרת דגלים, ריסים, מצבי תנועה סילון (צפלופודים).

אצל בעלי חיים בנטיים השלד נעלם או מפותח בצורה גרועה, גודל הגוף גדל, הקטנת הראייה שכיחה והתפתחות איברי מישוש.

זרמים.מאפיין אופייני של הסביבה המימית הוא ניידות. זה נגרם על ידי גאות ושפל, זרמי ים, סערות, רמות שונות של גובה של אפיקי נהר. התאמות של הידרביונטים:

1) במים זורמים, צמחים מחוברים בחוזקה לחפצים תת-מימיים בלתי ניתנים להזזה. המשטח התחתון עבורם הוא בעיקר מצע. אלו הן אצות ירוקות ודיאטומיות, טחב מים. טחבים אפילו יוצרים כיסוי צפוף על נהרות זורמים במהירות. באזור הגאות והשפל של הים, לבעלי חיים רבים יש גם התקנים להצמדה לקרקעית (גסטרופודים, חבטות), או שהם מתחבאים בנקיקים.

2) בדגים של מים זורמים הגוף עגול בקוטר, ובדגים החיים סמוך לקרקעית, כמו בחסרי חוליות קנדיים, הגוף שטוח. לרבים בצד הגחון יש איברי קיבוע לחפצים מתחת למים.

מליחות של מים.

לגופי מים טבעיים יש הרכב כימי מסוים. קרבונטים, סולפטים וכלורידים שולטים. במקווי מים מתוקים, ריכוז המלח אינו עולה על 0.5 ‰ (וכ-80% הם קרבונטים), בים - מ-12 עד 35 ‰ (בעיקר כלורידים וסולפטים). עם מליחות של יותר מ-40 ppm, המאגר נקרא היפראלין או מלוח יתר.

1) במים מתוקים (סביבה היפוטונית), תהליכי הוויסות האוסמורי באים לידי ביטוי היטב. הידרוביונטים נאלצים להסיר כל הזמן את המים החודרים לתוכם, הם הומומיוסמוטיים (סיליאטים "שואבים" לעצמם כמות מים השווה למשקלו כל 2-3 דקות). במי מלח (מדיום איזוטוני), ריכוז המלחים בגופם וברקמות ההידרוביונטים זהה (איזוטוני) עם ריכוז המלחים המומסים במים - הם פויקילוסמוטים. לכן, פונקציות אוסמו-וויסות אינן מפותחות בקרב תושבי גופי מים מלוחים, והם לא יכלו לאכלס מקווי מים מתוקים.

2) צמחי מים מסוגלים לספוג מים וחומרי הזנה מהמים - "מרק", עם כל פני השטח, לכן העלים שלהם מפורקים בחוזקה ורקמות מוליכות ושורשים מפותחים בצורה גרועה. השורשים משמשים בעיקר להצמדה למצע התת-מימי. לרוב צמחי המים המתוקים יש שורשים.

מינים ימיים ובדרך כלל מים מתוקים הם סטנוהלין ואינם סובלים שינויים משמעותיים במליחות המים. ישנם מעט מיני euryhaline. הם נפוצים במים מליחים (סביבון מים מתוקים, פייד, דניס, בורי, סלמון חוף).

הרכב הגזים במים.

במים, חמצן הוא הגורם הסביבתי החשוב ביותר. במים רוויים בחמצן, תכולתם אינה עולה על 10 מ"ל לליטר, שהוא נמוך פי 21 מאשר באטמוספרה. כאשר מערבבים מים, במיוחד במקווי מים זורמים, וכאשר הטמפרטורה יורדת, תכולת החמצן עולה. חלק מהדגים רגישים מאוד למחסור בחמצן (פורל, דגיג, אפורה) ולכן מעדיפים נהרות ונחלים הרים קרים. דגים אחרים (קרפיון, קרפיון, מקק) אינם תובעניים לתכולת החמצן ויכולים לחיות בתחתית מקווי מים עמוקים. חרקי מים רבים, זחלי יתושים, רכיכות ריאות סובלניים גם לתכולת החמצן במים, מכיוון שמדי פעם הם עולים לפני השטח ובולעים אוויר צח.

יש מספיק פחמן דו חמצני במים (40-50 ס"מ 3 / ליטר - כמעט פי 150 יותר מאשר באוויר. הוא משמש בפוטוסינתזה של צמחים והולך להיווצרות שלד גירני של בעלי חיים (קונכיות רכיכות, כיסויי סרטנים, שלדים רדיולריים). וכו').

חוּמצִיוּת.במאגרי מים מתוקים, החומציות של המים, או ריכוז יוני המימן, משתנה הרבה יותר מאשר במאגרי מים - מ-pH = 3.7-4.7 (חומצה) ל-pH = 7.8 (בסיסי). החומציות של המים נקבעת במידה רבה על ידי הרכב המינים של צמחי ההידרוביונט. במים החומציים של הביצות צומחים אזובי ספגנום וחיים בשפע קני שורש קונכיות, אך אין רכיכות חסרות שיניים (Unio), ורכיכות אחרות נדירות. בסביבה אלקלית, מתפתחים סוגים רבים של עצי בריכה ואלודה. רוב דגי המים המתוקים חיים בטווח pH של 5 עד 9 ומתים בהמוניהם מחוץ לערכים אלו. המים היצרניים ביותר הם pH 6.5-8.5.

החומציות של מי הים יורדת עם העומק.

חומציות יכולה לשמש אינדיקטור לקצב חילוף החומרים הכולל של קהילה. מי pH נמוך מכילים מעט חומרים מזינים, ולכן התפוקה נמוכה ביותר.

לחץ הידרוסטטיבאוקיינוס ​​יש חשיבות רבה. עם טבילה במים ב-10 מ', הלחץ עולה ב-1 אטמוספירה. בחלק העמוק ביותר של האוקיינוס, הלחץ מגיע ל-1000 אטמוספרות. בעלי חיים רבים מסוגלים לסבול תנודות פתאומיות בלחץ, במיוחד אם אין להם אוויר חופשי בגופם. אחרת, תסחיף גזים עלול להתפתח. לחצים גבוהים, האופייניים לעומקים גדולים, ככלל, מעכבים תהליכים חיוניים.

על פי כמות החומר האורגני הזמינה להידרוביונטים, ניתן לחלק את גופי המים ל: - אוליגוטרופי (כחול ושקוף) - לא עשיר באוכל, עמוק, קר; - אוטרופי (ירוק) - עשיר במזון, חם; דיסטרופי (חום) - דל במזון, חומצי עקב חדירת כמות גדולה של חומצות הומיות לאדמה.

אאוטרופיקציה- העשרת גופי מים בחומרי הזנה אורגניים בהשפעת גורם אנתרופוגני (למשל, הזרמת שפכים).

פלסטיות אקולוגית של הידרביונטים.צמחי מים מתוקים ובעלי חיים הם מבחינה אקולוגית יותר פלסטיים (eurythermal, euryhaline) מאשר ימיים, תושבי אזורי החוף הם יותר פלסטיים (eurythermal) מאשר אלה במעמקי הים. ישנם מינים בעלי פלסטיות אקולוגית צרה ביחס לגורם אחד (לוטוס הוא מין סטנו-תרמי, סרטן ארטמיה (Artimia solina) הוא סטנוגל) ורחב ביחס לאחרים. אורגניזמים הם יותר פלסטיים ביחס לאותם גורמים משתנים יותר. ואלו הם בתפוצה רחבה יותר (elodea, קני שורש של Cyphoderia ampulla). הפלסטיות תלויה גם בגיל ובשלב ההתפתחות.

קול עובר מהר יותר במים מאשר באוויר. התמצאות לצליל מפותחת בדרך כלל טוב יותר בהידרוביוניטים מאשר חזותית. מספר מינים אף קולטים רעידות בתדר נמוך מאוד (אינפרסאונד) המתרחשות כאשר קצב הגלים משתנה. מספר אורגניזמים מימיים מחפשים מזון ומנווטים באמצעות אקולוקציה - תפיסת גלי הקול המוחזרים (לוטנים). רבים תופסים דחפים חשמליים משתקפים, המייצרים פריקות בתדרים שונים בעת שחייה.

שיטת ההתמצאות הקדומה ביותר, האופיינית לכל בעלי החיים במים, היא תפיסת הכימיה של הסביבה. הקולטנים הכימיים של אורגניזמים מים רבים רגישים ביותר.

בית גידול קרקעי-אוויר

במהלך האבולוציה, סביבה זו השתלטה מאוחר יותר מהמים. גורמים אקולוגיים בסביבת הקרקע-אוויר נבדלים מבתי גידול אחרים בעוצמת אור גבוהה, בתנודות משמעותיות בטמפרטורת האוויר ובלחות, בקורלציה של כל הגורמים למיקום הגיאוגרפי, בחילופי עונות השנה ובשעה ביום. הסביבה היא גזית, ולכן היא מאופיינת בלחות נמוכה, צפיפות ולחץ, תכולת חמצן גבוהה.

אפיון גורמים סביבתיים אביוטיים של אור, טמפרטורה, לחות - ראה ההרצאה הקודמת.

הרכב הגז של האטמוספירההוא גם גורם אקלימי חשוב. לפני כ-3-3.5 מיליארד שנים, האטמוספירה הכילה חנקן, אמוניה, מימן, מתאן ואדי מים, ולא היה בה חמצן חופשי. הרכב האטמוספירה נקבע במידה רבה על ידי גזים געשיים.

כיום האטמוספירה מורכבת בעיקר מחנקן, חמצן וכמויות קטנות יחסית של ארגון ופחמן דו חמצני. כל שאר הגזים הקיימים באטמוספירה מוכלים רק בכמויות קורט. חשיבות מיוחדת לביוטה היא התכולה היחסית של חמצן ופחמן דו חמצני.

תכולת החמצן הגבוהה תרמה לעלייה בחילוף החומרים של יצורים יבשתיים בהשוואה למימיים ראשוניים. זה היה בסביבה היבשתית, על בסיס היעילות הגבוהה של תהליכי חמצון בגוף, התעוררה הומואיותרמיה של בעלי חיים. חמצן, בשל תכולתו הגבוהה כל הזמן באוויר, אינו גורם המגביל את החיים בסביבה היבשתית. רק במקומות, בתנאים ספציפיים, נוצר גירעון זמני, למשל, בהצטברות של שאריות צמחים מתפוררים, מלאי תבואה, קמח וכו'.

תכולת הפחמן הדו-חמצני יכולה להשתנות באזורים מסוימים של שכבת האוויר לפני השטח בגבולות משמעותיים למדי. למשל, בהיעדר רוח במרכז הערים הגדולות, ריכוזו עולה פי עשרה. שינויים יומיומיים בתכולת הפחמן הדו חמצני בשכבות פני השטח הם קבועים, הקשורים לקצב הפוטוסינתזה של הצמח, ועונתיים, עקב שינויים בעוצמת הנשימה של אורגניזמים חיים, בעיקר האוכלוסייה המיקרוסקופית של הקרקעות. רוויה מוגברת באוויר בפחמן דו חמצני מתרחשת באזורים של פעילות געשית, ליד מעיינות תרמיים ויציאות תת קרקעיות אחרות של גז זה. התוכן הנמוך של פחמן דו חמצני מעכב את תהליך הפוטוסינתזה. בתנאים פנימיים, ניתן להגביר את קצב הפוטוסינתזה על ידי הגדלת ריכוז הפחמן הדו חמצני; זה משמש בתרגול של חממות וחממות.

חנקן אוויר עבור רוב תושבי הסביבה היבשתית הוא גז אינרטי, אך למספר מיקרואורגניזמים (חיידקי גוש, אזוטובקטר, קלוסטרידיה, אצות כחולות-ירקות ועוד) יש את היכולת לקשור אותו ולערב אותו במחזור הביולוגי.

גם זיהומים מקומיים הנכנסים לאוויר יכולים להשפיע באופן משמעותי על אורגניזמים חיים. זה נכון במיוחד לחומרים גזים רעילים - מתאן, תחמוצת גופרית (IV), חד תחמוצת הפחמן (II), תחמוצת חנקן (IV), מימן גופרתי, תרכובות כלור, וכן חלקיקי אבק, פיח וכו' המזהמים את האוויר באזורי תעשייה. המקור המודרני העיקרי לזיהום כימי ופיזיקלי של האטמוספרה הוא אנתרופוגני: עבודתם של מפעלי תעשייה ותחבורה שונים, סחיפת קרקע וכו'. תחמוצת גופרית (SO 2), למשל, רעילה לצמחים אפילו בריכוזים מחמישים- אלפית עד מיליונית מנפח האוויר.. מיני צמחים מסוימים רגישים במיוחד ל-S0 2 ומשמשים כאינדיקטור רגיש להצטברותו באוויר (לדוגמה, חזזיות.

צפיפות אוויר נמוכהקובע את כוח ההרמה הנמוך ויכולת הנשיאה הלא משמעותית שלו. על תושבי האוויר להיות מערכת תמיכה משלהם התומכת בגוף: צמחים - מגוון רקמות מכניות, בעלי חיים - שלד מוצק או, הרבה פחות, שלד הידרוסטטי. בנוסף, כל תושבי סביבת האוויר קשורים קשר הדוק עם פני האדמה, המשרת אותם להתקשרות ותמיכה. חיים במצב תלוי באוויר בלתי אפשריים. נכון, מיקרואורגניזמים ובעלי חיים רבים, נבגים, זרעים ואבקה של צמחים נמצאים באוויר באופן קבוע ונושאים על ידי זרמי אוויר (anemochory), בעלי חיים רבים מסוגלים לעוף פעיל, אבל בכל המינים הללו הפונקציה העיקרית של מחזור חייהם - רבייה - מתבצעת על פני כדור הארץ. עבור רובם, להיות באוויר קשור רק ליישוב מחדש או לחיפוש אחר טרף.

רוּחַיש לו השפעה מגבילה על הפעילות וההפצה האחידה של אורגניזמים. רוח יכולה אפילו לשנות את מראה הצמחים, במיוחד בבתי גידול כמו אזורים אלפיניים שבהם גורמים אחרים מגבילים. בבתי גידול הרריים פתוחים, הרוח מגבילה את צמיחת הצמחים, וגורמת לצמחים להתכופף לצד הרוח. בנוסף, הרוח מגבירה את האידוי בתנאי לחות נמוכה. יש חשיבות רבה סערות, למרות שהפעולה שלהם היא מקומית בלבד. הוריקנים, כמו גם רוחות רגילות, מסוגלים להעביר בעלי חיים וצמחים למרחקים ארוכים ובכך לשנות את הרכב הקהילות.

לַחַץ, ככל הנראה, אינו גורם מגביל של פעולה ישירה, אך הוא קשור ישירות למזג האוויר ולאקלים, שיש להם השפעה מגבילה ישירה. צפיפות האוויר הנמוכה גורמת ללחץ נמוך יחסית ביבשה. בדרך כלל, זה שווה ל-760 מ"מ כספית, אמנות. ככל שהגובה עולה, הלחץ יורד. בגובה של 5800 מ' זה רק חצי נורמלי. לחץ נמוך עלול להגביל את תפוצת המינים בהרים. עבור רוב החולייתנים, הגבול העליון של החיים הוא כ-6000 מ'. ירידה בלחץ גוררת ירידה באספקת החמצן והתייבשות של בעלי חיים עקב עלייה בקצב הנשימה. בערך אותו הדבר הם גבולות ההתקדמות להרי הצמחים הגבוהים. עמידים במקצת יותר הם פרוקי רגליים (זנב קפיצים, קרדית, עכבישים) שניתן למצוא על קרחונים מעל גבול הצמחייה.

באופן כללי, כל האורגניזמים היבשתיים הם הרבה יותר סטנובטיים מאשר מימיים.

הרצאה 3 בית הגידול והמאפיינים שלהם (שעתיים)

1. בית גידול מימי

2. בית גידול קרקע-אוויר

3. אדמה כבית גידול

4. הגוף כבית גידול

בתהליך של התפתחות היסטורית, אורגניזמים חיים שלטו בארבעה בתי גידול. הראשון הוא מים. החיים נוצרו והתפתחו במים במשך מיליוני שנים רבות. השני - יבשה-אוויר - ביבשה ובאטמוספירה, צמחים ובעלי חיים קמו והסתגלו במהירות לתנאים חדשים. הפכו בהדרגה את שכבת האדמה העליונה - הליתוספירה, הם יצרו בית גידול שלישי - האדמה, ובעצמם הפכו לבית הגידול הרביעי.

בית גידול מימי - הידרוספירה

קבוצות אקולוגיות של הידרביונטים.הימים והאוקיינוסים החמים ביותר (40,000 מינים של בעלי חיים) נבדלים במגוון החיים הגדול ביותר באזור קו המשווה והאזור הטרופי; מצפון ומדרום, החי והצומח של הים מתרוקנים מאות פעמים. באשר להפצה של אורגניזמים ישירות בים, עיקרם מרוכז בשכבות פני השטח (אפיפלגיאלים) ובאזור התת-ליטורי. בהתאם לשיטת התנועה והשהייה בשכבות מסוימות, החיים הימיים מחולקים לשלוש קבוצות אקולוגיות: נקטון, פלנקטון ובנטוס.

נקטון(nektos - צף) - תנועה פעילה של בעלי חיים גדולים שיכולים להתגבר על מרחקים ארוכים וזרמים חזקים: דגים, דיונונים, פינפדים, לווייתנים. במקווי מים מתוקים, הנקטון כולל גם דו-חיים וחרקים רבים.

פלנקטון(פלנקטוס - שוטטות, דאייה) - קבוצה של צמחים (פיטופלנקטון: דיאטומים, ירוק וכחול-ירוק (מים מתוקים בלבד) אצות, דגמי צמחים, פרידין וכו') ואורגניזמים של בעלי חיים קטנים (זוא-פלנקטון: סרטנים קטנים, מגדולים יותר) - פטרופודים רכיכות, מדוזה, קטנופורים, כמה תולעים), החיים בעומקים שונים, אך אינם מסוגלים לתנועה אקטיבית והתנגדות לזרמים. הרכב הפלנקטון כולל גם זחלי בעלי חיים, היוצרים קבוצה מיוחדת - נויטון. זוהי אוכלוסיה "זמנית" צפה באופן פסיבי בשכבת המים העליונה ביותר, המיוצגת על ידי בעלי חיים שונים (עשר רגליים, חצ'קונים וגידים, עכורים, פוליצ'אטים, דגים, רכיכות וכו') בשלב הזחל. הזחלים, הגדלים, עוברים לשכבות התחתונות של הפלאגלה. מעל הנויסטון נמצא הפלוסטון - אלו אורגניזמים שבהם חלקו העליון של הגוף גדל מעל המים, והחלק התחתון גדל במים (עוז ברווז - לממה, סיפונופורים וכו'). הפלנקטון ממלא תפקיד חשוב ביחסים הטרופיים של הביוספרה, מאז הוא מזון לחיים מימיים רבים, כולל המזון העיקרי ללווייתנים בולניים (Myatcoceti).

בנתוס(בנתוס - עומק) - הידרוביונטים תחתונים. מיוצג בעיקר על ידי בעלי חיים מחוברים או נעים באיטיות (זובנטוס: פורמינפורים, דגים, ספוגים, קולנטרטים, תולעים, ברכיופודים, אסידיאנים וכו'), רבים יותר במים רדודים. צמחים (פיטובנטוס: דיאטומים, ירוקים, חומים, אצות אדומות, חיידקים) נכנסים גם לבנתוס במים רדודים. בעומק שבו אין אור, phytobenthos נעדר. לאורך החופים יש צמחים פורחים של זוסטר, רופי. האזורים האבניים של הקרקעית הם העשירים ביותר בפיטובנטוס.

באגמים, זוובנתוס פחות שופע ומגוון מאשר בים. הוא נוצר על ידי פרוטוזואה (סיליאטים, דפניות), עלוקות, רכיכות, זחלי חרקים וכו'. הפיטובנטוס של האגמים נוצר על ידי דיאטומים שחיה חופשית, אצות ירוקות וכחולות; אצות חומות ואדומות נעדרות.

צמחי חוף משתרשים באגמים יוצרים חגורות ברורות, שהרכב המינים והמראה שלהן תואמים לתנאי הסביבה באזור הגבול של מי היבשה. במים סמוך לחוף צומחים הידרופיטים - צמחים שקועים למחצה במים (ראש חץ, קאלה, קנים, קטטייל, אגזים, טריצ'אטים, קנים). הם מוחלפים בהידטופיטים - צמחים שקועים במים, אך בעלי עלים צפים (לוטוס, עשב ברווז, תרמילי ביצים, צ'ילים, טקלה) ובהמשך - שקועים לחלוטין (עשבים שוטים, אלודה, הארה). הידאטופיטים כוללים גם צמחים צפים על פני השטח (עשב ברווז).

הצפיפות הגבוהה של הסביבה המימית קובעת את ההרכב המיוחד ואופי השינוי בגורמים תומכי חיים. חלקם זהים לאלו ביבשה - חום, אור, אחרים ספציפיים: לחץ מים (עם עלייה בעומק ב-1 אטמוספירה לכל 10 מ'), תכולת חמצן, הרכב מלח, חומציות. בשל הצפיפות הגבוהה של המדיום, ערכי החום והאור משתנים הרבה יותר מהר עם שיפוע הגובה מאשר ביבשה.

משטר תרמי. הסביבה המימית מאופיינת בהזנת חום נמוכה יותר, מכיוון חלק ניכר ממנו בא לידי ביטוי, וחלק לא פחות משמעותי מושקע באידוי. בהתאם לדינמיקה של טמפרטורות הקרקע, לטמפרטורת המים יש פחות תנודות בטמפרטורות יומיות ועונתיות. יתר על כן, גופי מים משווים באופן משמעותי את מהלך הטמפרטורות באטמוספירה של אזורי החוף. בהיעדר מעטפת קרח, לים בעונה הקרה יש השפעה מחממת על שטחי היבשה הסמוכים, בקיץ יש לו אפקט קירור ולחות.

טווח טמפרטורות המים באוקיינוס ​​העולמי הוא 38 מעלות (מ-2 עד +36 מעלות צלזיוס), במים מתוקים - 26 מעלות (מ-0.9 עד +25 מעלות צלזיוס). טמפרטורת המים יורדת בחדות עם העומק. עד 50 מ', נצפות תנודות טמפרטורה יומיות, עד 400 - עונתיות, עמוק יותר זה הופך קבוע, יורד ל- + 1-3 מעלות צלזיוס (בקוטב הצפוני זה קרוב ל-0 מעלות צלזיוס). מכיוון שמשטר הטמפרטורה במאגרים יציב יחסית, תושביהם מאופיינים בסטנותרמיה. תנודות טמפרטורה קלות בכיוון זה או אחר מלוות בשינויים משמעותיים במערכות אקולוגיות מימיות.

דוגמאות: "פיצוץ ביולוגי" בדלתא הוולגה עקב ירידת מפלס הים הכספי - צמיחת סבך הלוטוס (Nelumba kaspium), בדרום Primorye - צמיחת יתר של נהרות קאלה אוקסבו (קומרובקה, איליסטיה וכו'. ) שלאורך גדותיו נכרתה ונשרפה צמחייה עצית.

עקב מידת החימום השונה של השכבות העליונות והתחתונות במהלך השנה, גאות ושפל, זרמים, סופות, יש ערבוב מתמיד של שכבות המים. התפקיד של ערבוב מים עבור תושבים מימיים (הידרוביונטים) גדול במיוחד, מכיוון במקביל, חלוקת החמצן והחומרים המזינים בתוך המאגרים מפולסת, ומספקת תהליכים מטבוליים בין אורגניזמים לסביבה.

במקווי מים עומדים (אגמים) בקווי רוחב ממוזגים מתרחש ערבוב אנכי באביב ובסתיו, ובעונות אלו הטמפרטורה בכל גוף המים נעשית אחידה, כלומר. מגיע הומותרמיה.בקיץ ובחורף, כתוצאה מעלייה חדה בחימום או קירור השכבות העליונות, נפסק ערבוב המים. תופעה זו נקראת דיכוטומיה של טמפרטורה, ותקופת הקיפאון הזמני נקראת סטגנציה (קיץ או חורף). בקיץ, השכבות החמות הקלות יותר נשארות על פני השטח, ממוקמות מעל השכבות הקרות הכבדות (איור 3). בחורף, להיפך, בשכבה התחתונה יש מים חמים יותר, שכן ישירות מתחת לקרח טמפרטורת המים פני השטח נמוכה מ-+4 מעלות צלזיוס, ובשל התכונות הפיזיקוכימיות של המים, הם הופכים קלים יותר ממים עם טמפרטורה מעל + 4 מעלות צלזיוס. בתקופות של סטגנציה, שלוש שכבות מובדלות בבירור: השכבה העליונה (אפילימניון) עם התנודות העונתיות החדות ביותר בטמפרטורת המים, השכבה האמצעית (מטאלימניון או תרמוקלינה), שבה יש קפיצה חדה בטמפרטורה, והשכבה הקרובה לתחתית. שכבה (hypolimnion), שבה הטמפרטורה משתנה מעט במהלך השנה. בתקופות של קיפאון נוצר מחסור בחמצן בעמודת המים - בקיץ בחלק התחתון, ובחורף בחלקו העליון, כתוצאה מכך מתרחשת לעיתים קרובות מתת דגים בחורף.

מצב אור.עוצמת האור במים מוחלשת מאוד עקב השתקפותו על ידי פני השטח וספיגה על ידי המים עצמם. זה משפיע מאוד על התפתחותם של צמחים פוטוסינתטיים. ככל שהמים פחות שקופים, כך נספג יותר אור. שקיפות המים מוגבלת על ידי מתלים מינרלים ופנקטון. הוא פוחת עם התפתחותם המהירה של אורגניזמים קטנים בקיץ, ובקווי הרוחב הממוזגים והצפוניים הוא פוחת גם בחורף, לאחר התבססות כיסוי קרח וכיסויו בשלג מלמעלה.

באוקיינוסים, שבהם המים שקופים מאוד, 1% מקרינת האור חודרת לעומק של 140 מ' ובאגמים קטנים בעומק 2 מ' חודרות רק עשיריות האחוז. קרניים של חלקים שונים של הספקטרום נספגות במים בצורה שונה, קרניים אדומות נספגות תחילה. עם העומק הוא נעשה כהה יותר, וצבע המים הופך לירוק בהתחלה, אחר כך כחול, כחול ולבסוף כחול-סגול, הופך לחושך מוחלט. בהתאם, גם ההידרוביוניטים משנים את צבעם, מסתגלים לא רק להרכב האור, אלא גם לחוסר שלו - הסתגלות כרומטית. באזורים בהירים, במים רדודים, שולטות אצות ירוקות (Chlorophyta), שהכלורופיל שלהן סופג קרניים אדומות, עם עומק הן מוחלפות בחום (Phaephyta) ולאחר מכן באדום (Rhodophyta). פיטובנתוס נעדר בעומקים גדולים.

צמחים הסתגלו למחסור באור על ידי פיתוח כרומטפורים גדולים, מתן נקודת פיצוי פוטוסינתזה נמוכה, כמו גם על ידי הגדלת שטח האיברים הטמיעים (מדד פני העלים). עבור אצות בים עמוק, עלים מנותחים חזק אופייניים, להבי העלים דקים ושקופים. לצמחים שקועים למחצה וצפים הטרופיליה אופיינית - העלים מעל המים זהים לאלה של צמחים יבשתיים, יש להם צלחת שלמה, מנגנון הסטומטלי מפותח, ובמים העלים דקים מאוד, מורכבים מ. אונות פיליפורמיות צרות.

הטרופיליה:קפסולות, חבצלות מים, ראש חץ, צ'ילים (ערמון מים).

בעלי חיים, כמו צמחים, משנים את צבעם באופן טבעי עם העומק. בשכבות העליונות, הם צבועים בצבעים עזים בצבעים שונים, באזור הדמדומים (בס ים, אלמוגים, סרטנים) צבועים בצבעים עם גוון אדום - נוח יותר להסתתר מפני אויבים. מיני ים עמוקים נטולי פיגמנטים.

התכונות האופייניות של הסביבה המימית, השונה מהיבשה, הן צפיפות גבוהה, ניידות, חומציות, יכולת המסת גזים ומלחים. לכל התנאים הללו, ההידרוביוניטים פיתחו באופן היסטורי התאמות מתאימות.

2. בית גידול קרקע-אוויר

במהלך האבולוציה, סביבה זו השתלטה מאוחר יותר מהמים. הייחודיות שלו טמונה בעובדה שהוא גזי, ולכן הוא מאופיין בלחות נמוכה, צפיפות ולחץ, תכולת חמצן גבוהה. במהלך האבולוציה, אורגניזמים חיים פיתחו את ההתאמות האנטומיות, המורפולוגיות, הפיזיולוגיות, ההתנהגותיות ואחרות הנדרשות.

בעלי חיים בסביבת אוויר קרקע נעים באדמה או באוויר (ציפורים, חרקים), וצמחים משתרשים באדמה. בהקשר זה, בעלי חיים פיתחו ריאות וקנה הנשימה, בעוד שצמחים פיתחו מנגנון סטמטאלי, כלומר. איברים שבאמצעותם תושבי היבשה של הפלנטה סופגים חמצן ישירות מהאוויר. איברי השלד, המספקים אוטונומיה של תנועה ביבשה ותומכים בגוף על כל איבריו בתנאים של צפיפות נמוכה של המדיום, אלפי מונים פחות ממים, זכו להתפתחות חזקה. גורמים אקולוגיים בסביבת הקרקע-אוויר נבדלים מבתי גידול אחרים בעוצמת אור גבוהה, בתנודות משמעותיות בטמפרטורת האוויר ובלחות, בקורלציה של כל הגורמים למיקום הגיאוגרפי, בחילופי עונות השנה ובשעה ביום. השפעתם על אורגניזמים קשורה קשר בל יינתק עם תנועת האוויר והמיקום ביחס לים ולאוקיאנוסים והיא שונה מאוד מההשפעה בסביבה המימית (טבלה 1).

תנאי החיים של אורגניזמים של אוויר ומים

(לפי ד.פ. מרדכי-בולטובסקי, 1974)

סביבת אוויר

סביבה מימית

לחות	חשוב מאוד (לעיתים במחסור)	אין (תמיד בעודף)
צְפִיפוּת	מינור (למעט אדמה)	גדול בהשוואה לתפקידו עבור תושבי האוויר
לַחַץ	אין כמעט	גדול (יכול להגיע ל-1000 אטמוספרות)
טֶמפֶּרָטוּרָה	משמעותי (משתנה בגבולות רחבים מאוד - מ -80 עד + 100 מעלות צלזיוס ועוד)	פחות מהערך עבור תושבי האוויר (משתנה הרבה פחות, בדרך כלל מ -2 עד + 40 מעלות צלזיוס)
חַמצָן	מינור (בעיקר עודף)	חיוני (לעיתים במחסור)
מוצקים מרחפים	לֹא חָשׁוּב; לא משמש למזון (בעיקר מינרלים)	חשוב (מקור מזון, במיוחד חומר אורגני)
מומסים בסביבה	במידה מסוימת (רלוונטי רק בתמיסות קרקע)	חשוב (בכמות מסוימת נדרשת)

בעלי חיים וצמחים יבשתיים פיתחו התאמות משלהם, מקוריות לא פחות, לגורמים סביבתיים שליליים: המבנה המורכב של הגוף ומרכיביו, תדירות וקצב מחזורי החיים, מנגנוני ויסות חום וכו'. התפתחה ניידות תכליתית של בעלי חיים בחיפוש אחר מזון , נבגים נישאים ברוח, זרעים ואבקה של צמחים, כמו גם צמחים ובעלי חיים, שחייהם קשורים לחלוטין עם סביבת האוויר. נוצר קשר פונקציונלי, משאבי ומכני הדוק במיוחד עם האדמה.

רבות מההתאמות שדנו בהן לעיל כדוגמאות באפיון גורמים סביבתיים אביוטיים. לכן, אין טעם לחזור עכשיו, כי נחזור אליהם בתרגילים מעשיים

סביבת הקרקע-אוויר מאופיינת במגוון עצום של תנאי חיים, נישות אקולוגיות ואורגניזמים המאכלסים אותם. יש לציין שלאורגניזמים תפקיד עיקרי בעיצוב תנאי סביבת החיים הקרקעית-אווירית, ומעל הכל, הרכב הגזים של האטמוספירה. כמעט כל החמצן באטמוספירה של כדור הארץ הוא ממקור ביוגני.

המאפיינים העיקריים של סביבת הקרקע-אוויר הם המשרעת הגדולה של שינויים בגורמים סביבתיים, ההטרוגניות של הסביבה, פעולת כוחות הכבידה וצפיפות אוויר נמוכה. מכלול הגורמים הפיזיוגרפיים והאקלימיים הטבועים באזור טבעי מסוים מוביל להיווצרות אבולוציונית של התאמות מורפופיזיולוגיות של אורגניזמים לחיים בתנאים אלה, מגוון צורות חיים.

אוויר אטמוספרי האוויר מאופיין בלחות נמוכה ומשתנה. נסיבות אלו הגבילו (הגבילו) במידה רבה את האפשרויות לשלוט בסביבת הקרקע-אוויר, וכן כיוונה את התפתחות חילוף החומרים של מים-מלח ואת מבנה איברי הנשימה.

הרכב האוויר.אחד הגורמים האביוטים העיקריים של בית הגידול היבשתי (האוויר) הוא הרכב האוויר, תערובת טבעית של גזים שהתפתחה במהלך התפתחות כדור הארץ. הרכב האוויר באטמוספירה המודרנית נמצא במצב של שיווי משקל דינמי, בהתאם לפעילות החיונית של אורגניזמים חיים ותופעות גיאוכימיות בקנה מידה עולמי.

לאוויר, נטול לחות וחלקיקים מרחפים, הרכב כמעט זהה בגובה פני הים בכל אזורי כדור הארץ, כמו גם לאורך היום ובתקופות שונות של השנה. עם זאת, בתקופות שונות של קיומו של כוכב הלכת, הרכב האוויר היה שונה. מאמינים שתכולת הפחמן הדו חמצני והחמצן השתנתה בצורה החזקה ביותר (איור 3.7). תפקידם של חמצן ופחמן דו חמצני מוצג בפירוט בסעיף. 2.2.

חנקן, הקיים באוויר האטמוספרי בכמות הגדולה ביותר, במצב גזי עבור הרוב המכריע של האורגניזמים, במיוחד עבור בעלי חיים, הוא ניטרלי. רק עבור מספר מיקרואורגניזמים (חיידקי גושים, אזוטובקטר, אצות כחולות ירוקות ועוד) חנקן אוויר משמש גורם פעילות חיוני. מיקרואורגניזמים אלה מטמיעים חנקן מולקולרי, ולאחר גסיסה ומינרליזציה, הם מספקים לצמחים גבוהים צורות זמינות של יסוד כימי זה.

נוכחות באוויר של חומרים גזים אחרים או אירוסולים (חלקיקים מוצקים או נוזליים תלויים באוויר) בכל כמות ניכרת משנה את תנאי הסביבה הרגילים, משפיעה על אורגניזמים חיים.

2.2. התאמות של אורגניזמים יבשתיים לסביבה

אירופלנקטון (אנמוכוריה).

צמחים:האבקת רוח, מבנה גזע, צורות של לוחות עלים, סוגי תפרחות, צבע, גודל.

היווצרות של צורות דגל של עצים. מערכת שורשים.

חיות:נשימה, מבנה גוף, מבנה גוף, תגובות התנהגותיות.

אדמה כמדיום

האדמה היא תוצאה של פעילותם של אורגניזמים חיים. האורגניזמים המאכלסים את סביבת הקרקע-אוויר הובילו להופעתה של הקרקע כבית גידול ייחודי. אדמה היא מערכת מורכבת הכוללת שלב מוצק (חלקיקים מינרלים), שלב נוזלי (לחות קרקע) ופאזה גזית. היחס בין שלושת השלבים הללו קובע את מאפייני הקרקע כסביבת חיים.

תכונה חשובה של הקרקע היא גם נוכחות של כמות מסוימת של חומר אורגני. הוא נוצר כתוצאה ממוות של אורגניזמים ומהווה חלק מהפרשות שלהם (הפרשות).

תנאי בית הגידול של הקרקע קובעים תכונות של הקרקע כמו אוורור שלה (כלומר, רוויה באוויר), לחות (נוכחות לחות), קיבולת חום ומשטר תרמי (יומי, עונתי, שינויים בטמפרטורה לאורך כל השנה). המשטר התרמי, בהשוואה לסביבת הקרקע-אוויר, שמרני יותר, במיוחד בעומקים גדולים. באופן כללי, הקרקע מאופיינת בתנאי חיים יציבים למדי.

הבדלים אנכיים אופייניים גם לתכונות קרקע אחרות, למשל, חדירת האור תלויה באופן טבעי בעומק.

מחברים רבים מציינים את מיקום הביניים של סביבת החיים בקרקע בין הסביבה המימית והיבשתית-אווירית. באדמה, אורגניזמים בעלי נשימה מסוג מים ואוויר אפשריים. השיפוע האנכי של חדירת האור באדמה בולט אפילו יותר מאשר במים. מיקרואורגניזמים נמצאים בכל עובי האדמה, וצמחים (בעיקר מערכות שורשים) קשורים לאופקים חיצוניים.

אורגניזמים בקרקע מאופיינים באיברים וסוגי תנועה ספציפיים (חפירת גפיים ביונקים; יכולת לשנות את עובי הגוף; נוכחות של כמוסות ראש מיוחדות במינים מסוימים); צורות גוף (מעוגלות, בצורת זאב, בצורת תולעת); כיסויים עמידים וגמישים; הפחתת עיניים והעלמת פיגמנטים. בקרב יושבי הקרקע מפותחת הספרוגיה באופן נרחב - אכילת גופות של בעלי חיים אחרים, שרידים נרקבים וכו'.

הרכב הקרקע.אדמה היא שכבה של חומרים השוכבת על פני קרום כדור הארץ. זהו תוצר של טרנספורמציה פיזיקלית, כימית וביולוגית של סלעים (איור 3.8) והוא תווך תלת פאזי, הכולל רכיבים מוצקים, נוזליים וגזים, הנמצאים ביחסים הבאים (ב%):

בסיס מינרלים בדרך כלל 50-60% מההרכב הכולל

חומרים אורגניים ................................... עד 10

מים................................................. ..... 25-35

אוויר................................................. .15-25

במקרה זה, הקרקע נחשבת בין שאר הגורמים האביוטיים, אם כי למעשה היא החוליה החשובה ביותר בין הגורמים האביוטיים והביוטיים של הסביבה.

הרכב מינרלי אנאורגני של p בערך h-in s. הסלע בהשפעת גורמים כימיים ופיזיקליים של הסביבה הטבעית נהרס בהדרגה. החלקים המתקבלים משתנים בגודלם - מסלעים ואבנים ועד לגרגרי חול גדולים וחלקיקי חימר הקטנים ביותר. התכונות המכניות והכימיות של הקרקע תלויות בעיקר באדמה עדינה (חלקיקים פחות מ-2 מ"מ), אשר לרוב מחולקים בהתאם לגודל 8 (במיקרון) למערכות הבאות:

חול............................................ 5 = 60-2000

סחף (נקרא לפעמים "אבק") 5 = 2-60

חֶרֶס.. ".............................................. 8 פחות מ-2

מבנה הקרקע נקבע על פי התכולה היחסית של חול, סחף, טיט בה ובדרך כלל מומחש באמצעות דיאגרמה - "משולש מבנה הקרקע" (איור 3.9).

חשיבותו של מבנה הקרקע מתבררת כאשר משווים בין תכונות החול והחימר הטהורים. אדמה "אידיאלית" נחשבת להרכב המכיל כמויות שוות של חימר וחול בשילוב עם חלקיקים בגדלים בינוניים. במקרה זה, נוצר מבנה נקבובי וגרגרי. הקרקעות המתאימות נקראות נחלים.יש להם את היתרונות של שני סוגי הקרקע הקיצוניים ללא החסרונות שלהם. רוב מרכיבי המינרלים מיוצגים בקרקע על ידי מבנים גבישיים. חול וסחף מורכבים בעיקר ממינרל אינרטי - קוורץ (SiO 2), הנקרא סיליקה.

מינרלי חימר נמצאים בעיקר בצורת הגבישים השטוחים הקטנים ביותר, לרוב בצורת משושה, המורכבים משכבות של אלומיניום הידרוקסיד או אלומינה (A1 2 O 3) ושכבות של סיליקטים (תרכובות של יוני סיליקט SiO ^ "עם קטיונים, למשל , אלומיניום A1 3+ או ברזל Fe 3+ , Fe 2+). המשטח הספציפי של הגבישים גדול מאוד ומסתכם ב-5-800 מ"ר לכל 1 גרם של חימר, מה שתורם לשמירה של מים וחומרי הזנה קרקע.

באופן כללי, מאמינים כי למעלה מ-50% מהרכב המינרלים של הקרקע הוא סיליקה (SiO 2), 1-25% - אלומינה (A1 2 O 3), 1-10% - תחמוצות ברזל (Fe 3 O 4) , 0.1-5% - תחמוצות של מגנזיום, אשלגן, זרחן, סידן (MgO, K 2 O, P 2 O 3, CaO). בחקלאות נחלקות קרקעות לכבדות (חימר) וקלות (חולות), המשקפות את מידת המאמץ הנדרש לעיבוד הקרקע בכלים חקלאיים. מספר מאפיינים נוספים של הרכב המינרלים של הקרקע יוצגו בסעיף. 7.2.4.

כמות המים הכוללת שניתן להחזיק באדמה מורכבת ממים כבידה, קשורים פיזית, נימיים, קשורים כימית ואדי (איור 3.10).

מים כבידהיכול לחלחל בחופשיות מטה דרך הקרקע, להגיע למפלס מי התהום, מה שמוביל לשטיפה של חומרים מזינים שונים.

מים קשורים פיזית (היגרוסקופית).נספג על חלקיקי אדמה בצורה של סרט דק, קשור בחוזקה. הכמות שלו תלויה בתכולת החלקיקים המוצקים. בקרקעות חרסית יש הרבה יותר מים כאלה (כ-15% ממשקל הקרקע) מאשר בקרקעות חוליות (כ-0.5%). מים היגרוסקופיים הם הפחות זמינים לצמחים. מים נימייםמוחזק סביב חלקיקי אדמה עקב כוחות מתח פני השטח. בנוכחות נקבוביות או צינוריות צרות, מים נימיים יכולים לעלות משולחן המים כלפי מעלה, ולמלא תפקיד מרכזי באספקה ​​סדירה של לחות לצמחים. חרסיות מכילות יותר מים נימיים מאשר חולות.

מים ואדים קשורים כימיתכמעט בלתי נגיש למערכת השורשים של הצמחים.

בהשוואה להרכב האוויר האטמוספרי, עקב הנשימה של אורגניזמים, תכולת החמצן יורדת עם העומק (עד 10%) וריכוז הפחמן הדו חמצני עולה (מגיע ל-19%). הרכב אוויר הקרקע משתנה מאוד לאורך השנה והיום. עם זאת, אוויר הקרקע מתעדכן ומתחדש כל הזמן על חשבון האוויר האטמוספרי.

ספיגת מים בקרקע גורמת לעקירת אוויר על ידי מים, והתנאים הופכים לאנרוביים. מכיוון שמיקרואורגניזמים ושורשי צמחים ממשיכים לשחרר CO 2, אשר יוצר H 2 CO 3 עם מים, חידוש החומוס מואט וחומצות הומיות מצטברות. כל זה מגביר את החומציות של הקרקע, אשר, יחד עם דלדול החמצן, משפיע לרעה על מיקרואורגניזמים בקרקע. מצבים אנאירוביים ממושכים מובילים למוות של צמחים.

הצורה המופחתת של הברזל (Fe 2+) מעניקה את הגוון האפור המאפיין קרקעות ספוגות מים, בעוד שהצורה המחומצת (Fe 3+) צובעת את האדמה בצהוב, אדום וחום.

ביוטה של ​​קרקע.

על פי מידת הקשר עם הקרקע כבית גידול, בעלי חיים משולבים לקבוצות אקולוגיות:

גיאוביונטים- תושבי האדמה, המחולקים ל:

rhizobionts - בעלי חיים הקשורים לשורשים;

saprobionts - תושבי חומר אורגני מתכלה;

קופרוביונטים - חסרי חוליות - תושבי זבל;

בוטרוביונטים - תושבי חורים;

פלנופילים הם בעלי חיים הנוטים לנוע בתדירות גבוהה.

גיאופילים- בעלי חיים, חלק ממחזור הפיתוח מתרחש בהכרח באדמה. (ארבה, יתושים סיבים, מספר חיפושיות, הימנופטרה)

גיאוקסנים– בעלי חיים המבקרים באדמה למקלט זמני, מחסה.

בעלי חיים החיים באדמה משתמשים בה בדרכים שונות. קטנים - פרוטוזואה, עבונים, גסטרוציליאטים - חיים בסרט של מים העוטף חלקיקי אדמה. זה גיאוהידרוביונטים. הם קטנים, פחוסים או מוארכים. הם נושמים חמצן מומס במים, עם חוסר לחות, הם מתאפיינים בחוסר תחושה, נטייה ויצירת פקעות. שאר התושבים נושמים חמצן באוויר - זהו geoatmobionts.

חיות אדמה מחולקות לפי גודל לקבוצות:

ננו-פאונה - בעלי חיים בגודל של עד 0.2 מ"מ; מיקרו-פאונה - בעלי חיים בגודל 0.1-1.0 מ"מ מיקרואורגניזם אדמה, חיידקים, פטריות, פרוטוזואה (מיקרו מאגרים)

מזופאונה - גדול מ-1.0 מ"מ; ; נמטודות, זחלי חרקים קטנים, קרדית, זנב קפיץ.

מקרופאונה - מ-2 עד 20 מ"מ זחלי חרקים, מרבה רגליים, אנכיטריידים, תולעי אדמה.

מגפאונה - בעלי חוליות: מחפרים.

בעלי חיים מתחפרים.

התושבים האופייניים ביותר של הקרקע הם: פרוטוזואה, נמטודות, תולעי אדמה, אנצ'יטרידים, שבלולים עירומים וגסטרופודים אחרים, קרדית ועכבישים, מרבה רגליים (דו רגליים ולביופוד), חרקים - בוגרים וזחליהם (זנב קפיצי, דו-זנב, זיפים -זנב, דיפטרוס, קולאופטרי, Hymenoptera וכו'). פדוביונטים פיתחו מגוון התאמות לחיים בקרקע, הן במבנה החיצוני והן בפנים.

תְנוּעָה.לגיאוהידרוביונטים יש אותן הסתגלות לתנועה כמו לתושבים מימיים. Geoatmobionts נעים לאורך בארות טבעיות ועושים מעברים משלהם. התנועה של בעלי חיים קטנים בבארות אינה שונה מהתנועה על פני המצע. החיסרון של אורח חייהם של הקודים הוא רגישותם הגבוהה לייבוש המצע, תלות בתכונות הפיזיקליות של הקרקע. בקרקעות צפופות ואבניות, מספרם קטן. אופן תנועה דומה אופייני לפרוקי רגליים קטנים. המעברים מונחים על ידי בעלי חיים או על ידי דחיקת חלקיקי אדמה (תולעים, זחלי Diptera) או על ידי ריסוק האדמה (אופייני לזחלים של מיני חרקים רבים). לבעלי חיים מהקבוצה השנייה יש לעתים קרובות מכשירים לגריפת האדמה.

התאמות מורפופיזיולוגיות לחיים באדמה הן: אובדן פיגמנט וראייה בתושבי אדמה עמוקה; היעדר אפיקוטיקה או נוכחותו בחלקים מסוימים של הגוף; עבור רבים (תולעי אדמה, אנצ'יטריידים) מערכת לא חסכונית להסרת מוצרים מטבוליים מהגוף; גרסאות שונות של הפריה חיצונית-פנימית במספר תושבים; לתולעים - נשימה עם כל פני הגוף.

התאמות אקולוגיות מתבטאות בבחירת תנאי החיים המתאימים ביותר. בחירת בתי הגידול מתבצעת באמצעות נדידות אנכיות לאורך פרופיל הקרקע, שינוי בתי גידול.

סביבת אוויר קרקע (איור 7.2).עצם שמו של המדיום הזה מעיד על ההטרוגניות שלו. חלק מתושביו מותאמים רק לתנועה יבשתית - הם זוחלים, רצים, קופצים, מטפסים, נשענים על פני האדמה או על צמחים. גם חיות אחרות יכולות לנוע באוויר - לעוף. לכן, איברי התנועה של תושבי סביבת הקרקע-אוויר מגוונים. כבר נע על הקרקע בזכות עבודתם של שרירי הגוף, פנתר, סוס, קוף משתמשים בכל ארבעת הגפיים לשם כך, עכביש - שמונה, ויונה ונשר - רק שניים מאחור. יש להם גפיים קדמיות - כנפיים - המותאמות לטיסה.

בעלי חיים יבשתיים מוגנים מפני התייבשות על ידי תאים צפופים של הגוף: כיסוי כיטיני בחרקים, קשקשים בלטאות, קונכיות ברכיכות יבשתיות, עור ביונקים. איברי הנשימה של חיות היבשה חבויים בתוך הגוף, מה שמונע מהמים להתאדות דרך המשטחים הדקים שלהם. חומר מהאתר

בעלי חיים יבשתיים בקווי רוחב ממוזגים נאלצים להסתגל לתנודות טמפרטורה משמעותיות. הם בורחים מהחום במחילות, בצל העצים. יונקים מקררים את גופם על ידי אידוי מים דרך האפיתל של הפה (כלב) או הזעה (אדם). עם התקרבות מזג האוויר הקר, הפרווה של בעלי חיים מתעבה, הם צוברים עתודות שומן מתחת לעור. בחורף חלקם, כמו מרמיטות וקיפודים, נמצאים בתרדמת חורף, מה שעוזר להם לשרוד את המחסור במזון. כמה ציפורים (עגורים, זרזירים) בורחות מרעב בחורף, מתעופפות לאקלימים חמים יותר.

בעמוד זה חומר בנושאים:

• אבסטרקט של בית גידול אוויר קרקעי

• בעלי חיים אוויר יבשתי, תיאור

• תמונה של חיות קרקע באוויר

• טנקי מקוון תושבי אוויר וקרקע

• בעלי חיים של בית הגידול הקרקעי-אוויר באודמורטיה

שאלות לגבי פריט זה: