Головна |
« Попередня | Наступна » | |
ВОДНА середу ЖИТТЯ. Адаптації організму до водного середовища |
||
Загальна характеристика. Водної середовищем називають таке середовище, в якій вода відіграє важливу роль, як зовнішня середу. Вода займає приблизно 71% поверхню земної кулі. Понад 98% - солона вода, 1.2% - льоди полярних областей. ~ 0,45% річки, озера, болота, джерела, підземна прісна вода і т.д. В океану розрізняють 2 екологічні області: * пелагіаль - товщу води; * бенталь - дно, яка в свою чергу в Залежно від глибини ділиться на: - субліторальній зону - зона шельфу або материкової мілини, область плавного зниження суші до 200 - 500 м.; - батіальних зону - область крутого схилу до глибини 3 км.; - абісальну зону - океанічне ложе з середньою глибиною - 3-6 км; - ультраабіссаль - океанічні западини, 6 - 10 км; - талассобатіаль - схили океанічних гір, вулканів, Кромка берега, що заливається в період припливів називається літораллю. Частина берега вище рівня припливу, зволожувати бризками прибою і штормами називається супраліторалью. Пелагіаль поділяється на: - епіпелагіаль - область води до глибини до 200м.; - Мезопелагіаль - область води від глибини 200м до глибини до 1 км.; - батіпелагіаль - область води глибиною від 1 до 2-3 км.; - абіссопелагіаль - область води від 3 до 6 км ; - ультраабіссаль - глибоководні западини. У воді живуть приблизно 150 000 видів тварин - близько 7% від відомих нині і 10000 видів рослин - 8%. Найбільша різноманітність видів в тропічних, субтропічних морях на глибині не перевищує 200 - 500 м. Характерними рисами водного середовища проживання є наступні. * Рухливість води: припливи і відливи, морські течії, рух хвиль і ін; * Щільність середовища і її в'язкість. Щільність води в 800 разів більше щільності повітряного середовища. Прісна вода володіє максимальною щільністю при 4оС. У середньому в водної товщі на кожні 10м глибини тиск зростає на 1 атмосферу. Щільність води забезпечує можливість живим організмам спиратися на неї, що особливо важливо для бесскелетних форм. Опорность води служить умовою ширяння у воді; * Наявність поверхневого натягу в результаті якого утворюється тонка плівка - результат притягання молекул рідини. Цим користуються для пересування водні безхребетні (водоміри, вертячкі), що ковзають по водній поверхні лише прогинаючи воду, утворюючи увігнутий меніск; * Температурний чинник - відрізняється меншим припливом тепла, відносно постійний, мешканці води - стенотерми, дуже небезпечно теплове забруднення. Частина теплової енергії, що надходить на поверхню води, відбивається, частина йде на випаровування. В озерах і ставках в залежності від температури виділяють три шари води: - верхній - епілімніон, температура якого зазнає різких сезонні і добові коливання; - середній, металімніон, шар температурного стрибка, де відзначається різкий перепад температур; глибоководний (придонний) - гіполімніон, де температура протягом всього року змінюється незначно. Влітку найбільш теплі шари розташовуються у поверхні, холодні - на глибині - пряма стратифікація. Взимку навпаки - зворотна стратифікація. Період щодо постійного температурного стану водного середовища взимку і влітку носить назву стагнація (літня і зимова). Термічна стратифікація характерна і для морського середовища, де також виділяють 3 шари: - поверхневий, до глибини 400 метрів (морська термосфера); - проміжний (постійний термоклин), до глибини 1500 м. - глибоководний, з температурою 1-3оС. Виняток становлять термальні джерела з температурою до 100 оС. Термодинамічні особливості середовища, такі як висока питома теплоємність, велика теплопровідність і розширення при замерзанні (при цьому лід утворюється тільки зверху, а основна маса води не промерзає) створюють сприятливі умови для живих організмів. * Кислотність середовища важливий фактор, нерідко простежується на розподілі організмів. У прісних водоймах кислотність нерідко відчуває значні коливання протягом доби. Морська вода більш лужна і її коливання менш значимі. З глибиною РН зменшується. Водойми з РН 3,7 - 4, 7 - кислі, 6,95 - 7,3 - нейтральні, більше 7,8 - лужні. Більшість прісноводних риб витримують РН від 5 до 9. * Світловий режим і прозорість води залежать від загальної кількості сонячного світла, що падає на водну поверхню. Частина його відбивається, частина поглинається товщею води. З глибиною змінюється спектральний склад води, оскільки хвилі різної довжини по різному поглинаються водою. Першими зникають червоні промені, потім зелені, сині. Рослини пріспосоабліваются до цього виробляючи спеціальні пігменти: фікофеінф, фукоксантин, фикоеритрини та ін, тобто відбувається хроматична ааптація. Для водних рослин і частково занурених характерна гетерофилии, т. Наприклад, стрілолист, жовтець водний різнолистний, латаття, кубушки, поручайник. Поглинання світла у воді тим сильніше, чим менше її прозорість. Прозорість води в свою чергу обумовлена наявністю в ній частинок мінеральних речовин (глина, мул). Зменшується прозорість води при бурхливому розростанні водної рослинності в літній період або при масовому розмноженні дрібних організмів, що знаходяться в поверхневих шарах у зваженому стані. Самі прозорі води в Саргасовому море - 66, 5 м, а прозорість Сирдар'ї та Амудар'ї - кілька см. * Сольовий режим формується під впливом природно-історичних і геологічних умов, а також при антропогенному впливі. Визначається вмістом солей у воді, виражається в г / л або в проміле О / ГО. За загальної мінералізації води поділяються на: - прісні - до 1 г / л; - солонуваті - 1 - 25 г / л; - морський солоності - 26 - 50 г / л; - розсоли - більше 50 г / л. Найбільш важливими з розчинених речовин є карбонати, сульфати, хлориди. Серед катіонів - кальцій, магній, натрій, калій. Залежно від змісту іонів кальцію в прісній воді, води поділяють на м'які (менше 9мг на 1 літр) і жорсткі (більше 25 мг. На літр). Солоність є обмежуючим фактором. * Газовий режим визначається в першу чергу концентраціями кисню і вуглекислого газу. Крім них у воді є сірководень, метан та ін Кисень надходить у воду з повітря і виділяється рослинами в процесі фотосинтезу. Вміст кисню обернено пропорційно температурі: при підвищенні температури вміст кисню у воді зменшується. Найбільш багаті киснем холодні, рухливі води водоспадів, гірських річок. Вміст кисню у воді - лімітуючий фактор. Наприклад, замори риб взимку. Серед тварин зустрічаються як евріоксібіонти, так і стенооксібіонти. Багато видів живих організмів здатні при нестачі кисню впадати у неактивний стан аноксібіоз. Дихання гідробіонтів здійснюється як через всю поверхню тіла, так і через спеціалізовані органи: зябра, легені, трахеї. У деяких зустрічаються комбіновані органи дихання, наприклад у Двоякодихаючих риб. Повторноводних жовтня зберігають зазвичай атмосферне тип дихання, як енергетично більш вигідний, і тому мають потребу в контактах з повітряним середовищем. Вуглекислий газ надходить у воду в результаті розчинення з повітря, в результаті дихання гідробіонтів, розкладання органічних залишків, вивільнення з карбонатів. Він краще розчиняється у воді, ніж кисень. Вміст вуглекислого газу у воді в 700 разів більше, ніж у повітрі .. Морська вода - головний резервуар вуглекислого газу на планеті. Вуглекислий газ бере участь у формуванні вапняних скелетних утворень безхребетних тварин, забезпечує фотосинтез водних рослин. * Відносна постійність факторів, і як наслідок велика кількість стенобіонтних видів;
Екологічні групи гідробіонтів. У водному середовищі існування виділяють 3 екологічних групи організмів: * Нектон - сукупність свободноплавающих тварин, що не мають зв'язку з дном водойми - риби, кальмари, китоподібні. Представлений великими тваринами, які здатні перетинати великі відстані і долати опір води. Мають обтічну форму тіла і добре розвинені органи руху. Швидкість пересування кальмарів - 50 км / год, вітрильники - 100-150 км / год, меч-риба - 130 кмч. * Планктон - сукупність пелагічних організмів, які не володіють здатністю до активного пересування. Як правило це дрібні тварини, які переносяться течіями. Планктон поділяється на зоопланктон, фітопланктон, водні бактерії. * Нейстон - організми, що населяють поверхневу плівку води на кордоні з повітряним середовищем. Як правило, це організми в личинкової стадії розвитку. Дорослішаючи вони залишають поверхневий шар, службовець притулком і переміщуються жити в інші верстви. До гіпонейстон відносять великих безхребетних, личинки і мальки риб. * Плейстон - організми, частина яких розташована над поверхнею, а частина у воді. Наприклад, ряска. * Бентос - сукупність організмів, що мешкають на дні водойми, в грунті: фітобентос, зообентос. Особливою групою водних організмів є глибоководні тварини. Вони як правило незрячих або мають телескопічні очі, посилено розвинені відчутні рецептори, пофарбовані в червоний колір або безбарвні, не мають плавального міхура, як правило мають химерну форму, великі роти, світні органи, що розтягуються животи, все, що сприяє поглинанню їжі в темряві. Їх різноманітність пов'язана зі стабільністю екосистем протягом тривалого історичного часу, що дозволило зберегтися древнім видам. Ще одна специфічна водна екосистема утворюється у чорних курців, де температура розчинів гидротерм досягає 350оС. По рухливості все гідробіонти поділяються на: * Малорухомі; * Нерухомі; * Рухливі. За способом харчування поділяються на: * Автотрофи; * Гетеротрофи. За розмірами на: * Мікро; * Макро; * Мезо. Особливості адаптації рослин до водного середовища. * Слабкий розвиток провідної тканини, тому воду і мінеральні речовини рослина поглинає всією поверхнею тіла. * Слабкий розвиток кореневої системи, яка служить тільки для прикріплення до субстрату. У водоростей коренів немає, є ризоїди. У деяких є кореневища, в яких запасаються поживні речовини. Так само вони служать для вегетативного розмноження. * Слабкий розвиток механічних тканин, через високу щільність середовища, що підтримує втечу або слань. * Наявність придатків, що збільшують плавучість. * Наявність воздухоносной паренхіми, що збільшує плавучість і запасающей гази для дихання і фотосинтезу. * Велика поверхня листя при малому обсязі рослини - пристосування до поліпшення газообміну при нестачі кисню. * Разнолистная (гетерофилии) - сальвінія плаваюча, чилім. Занурені у воду - мінеральне живлення, поверхневі фотосинтез. * Листя, занурені у воду - тонкі, хлорофіл розташований в клітинах епідермісу - пристосування до фотосинтезу при слабкому освітленні. * Наявність слизу і товстостінних клітин ендодерми - захист від вимивання мінеральних солей. * Інтенсивне розмноження вегетативним шляхом з за труднощі перенесення пилку і низької температури води, неблаготворно діючої на генеративні органи рослини. При розмноженні статевим шляхом квітконоси часто виносяться у повітряне середовище. * Пилок, насіння, плоди поширюються течіями - гідрохорія. Часто вони мають порожнини, заповнені повітрям, вирости, що забезпечують плавучість. Особливості адаптації тварин до водного середовища. У нектону і планктону - пристосування, що збільшують плавучість, у бентоса - пристосування до донного способу життя. Анатомо-морфологічні: * У дрібних форм, що живуть в товщі води - редукція скелета, утворення порожнин в скелетних утвореннях, раковинах (радіолярії, різоподи). * Наявність великої кількості води в тканинах - медузи. * Скупчення крапельок жиру в тілі (ночесветки, радіолярії), великі скупчення жиру - ракоподібні, риби, китоподібні. * Наявність плавальних міхурів, наповнених газом у риб. * Розвиток повітроносних порожнин. * Збільшення площі поверхні тіла у планктону. * Розташування дихального отвори. Наприклад, у дельфінів в тім'яній частині голови, що дозволяє зробити вдих не зменшуючи руху. * Використання поверхневого натягу води для руху - водомерки, жуки-вертячкі. * Активне плавання за допомогою вій (інфузорія туфелька, інфузорія-трубач), джгутиків (евглена зелена), згинання тіла (міноги, міксини, вугор), реактивним способом за рахунок енергії викидається струменя (головоногі молюски, наутилус), переміщення за допомогою ложноножек (саркодовие), спеціалізованих плавальних кінцівок (плавники риб, ласти ссавців). * Обтічна форма тіла у активно плаваючих. * Покриття тіла слизом, що зменшує тертя. * Деякі риби здатні до польоту (летюча риба, клінобрюшка) на відстань до 400 м. * Тільки у водному середовищі зустрічаються нерухомі, провідні прикріплений спосіб життя тварини: гидроиди, коралові поліпи, морські лілії, двостулкові молюски та ін У них розгалужена форма тіла, добре розвинені зябра, незначна плавучість. * У глибоководних специфічні риси, про які говорилося раніше. * Пристосування форми тіла, що маскують під предмети навколишнього середовища (риба-голка, морський коник, риба-лист, ськорпеновиє). * Наявність серединної лінії у риб - орган, спеціалізований для водного середовища. Фізіологічні. * Складний механізм водно-сольового обміну. Наявність спеціальних органів для видалення надлишку води: пульсуючі вакуолі, органи виділення. * Видалення солей у морських організмів через зяброві пелюстки. * Ротовий апарат цедильного типу (кишковопорожнинні, молюски, ланцетник, голкошкірі, ракоподібні). Виконують важливу роль в очищенні водойм. * Здатність вловлювати звуки (до ультразвуку). Здатність до ехолокації. * Здатність до генерування електрики (електричний скат, електричний вугор). * Наявність розвинених хеморецепторів. Поведінкові. * Вертикальні переміщення (добові, для нересту, полювання). * Горизонтальні переміщення (нерестові, зимувальні, нагульні). * Здатність до будівництва (павук-сріблянка, восьминоги, личинка ручейника). * Специфічну поведінку жителів пересихаючих водойм, здатних переносити тривалі періоди без води в стані гипобиоза (зниженої життєдіяльності). 1.3.4.
|
||
« Попередня | Наступна » | |
|
||
Інформація, релевантна "ВОДНА середу ЖИТТЯ. Адаптації організму до водного середовища" |
||
|