W środowisku gruntowo-powietrznym szczególnie duży wpływ na organizmy ma temperatura. Dlatego mieszkańcy zimnych i gorących regionów Ziemi opracowali różne adaptacje, aby oszczędzać ciepło lub odwrotnie, aby uwolnić jego nadmiar.

Podaj kilka przykładów.

Temperatura rośliny w wyniku ogrzewania przez promienie słoneczne może być wyższa niż temperatura otaczającego powietrza i gleby. Przy silnym parowaniu temperatura rośliny staje się niższa niż temperatura powietrza. Parowanie przez aparaty szparkowe jest procesem regulowanym przez roślinę. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza wzrasta, jeśli możliwe jest szybkie dostarczenie wymaganej ilości wody do liści. Chroni to roślinę przed przegrzaniem, obniżając jej temperaturę o 4-6, a czasem o 10-15 ° C.

Podczas skurczu mięśni uwalnia się znacznie więcej energii cieplnej niż podczas funkcjonowania jakichkolwiek innych narządów i tkanek. Im silniejsza i bardziej aktywna jest muskulatura, tym więcej ciepła może wytworzyć zwierzę. W porównaniu z roślinami zwierzęta mają bardziej zróżnicowane możliwości regulowania, na stałe lub czasowo, własnej temperatury ciała.

Zmieniając postawę, zwierzę może zwiększać lub zmniejszać nagrzewanie ciała pod wpływem promieniowania słonecznego. Na przykład szarańcza pustynna eksponuje szeroką boczną powierzchnię ciała na działanie promieni słonecznych w chłodne poranki, a wąską powierzchnię grzbietową w południe. W ekstremalnym upale zwierzęta chowają się w cieniu, chowają się w norach. Na pustyni w ciągu dnia na przykład niektóre gatunki jaszczurek i węży wspinają się po krzakach, unikając kontaktu z gorącą powierzchnią gleby. Zimą wiele zwierząt szuka schronienia, gdzie przebieg temperatur jest łagodniejszy niż na siedliskach otwartych. Jeszcze bardziej złożone są formy zachowania owadów społecznych: pszczół, mrówek, termitów, które budują gniazda z dobrze regulowaną temperaturą wewnątrz nich, prawie stałą w okresie aktywności owadów.

Gęsta sierść ssaków, pióra, a zwłaszcza okrywa puchowa ptaków pozwalają na utrzymanie wokół ciała warstwy powietrza o temperaturze zbliżonej do temperatury ciała zwierzęcia, a tym samym ograniczają promieniowanie ciepła do środowiska zewnętrznego. Wymiana ciepła jest regulowana przez nachylenie włosów i piór, sezonową zmianę futra i upierzenia. Wyjątkowo ciepłe zimowe futro zwierząt z Arktyki pozwala im obejść się bez wzrostu metabolizmu w chłodne dni i zmniejsza zapotrzebowanie na pokarm.

Wymień znanych ci mieszkańców pustyni.

Na pustyniach Azji Środkowej mały krzew to saxaul. W Ameryce - kaktusy, w Afryce - wilczomlecz. Świat zwierząt nie jest bogaty. Dominują gady - węże, jaszczurki monitorujące. Są skorpiony, kilka ssaków (wielbłąd).

1. Kontynuuj wypełnianie tabeli „Siedliska organizmów żywych” (patrz praca domowa w § 42).

WYKŁAD 4

ŚRODOWISKA ŻYCIA I ADAPTACJE ORGANIZMÓW DO NICH.

Środowisko wodne.

Jest to najstarsze środowisko, w którym życie powstało i ewoluowało przez długi czas, jeszcze przed pojawieniem się pierwszych organizmów na lądzie. Zgodnie ze składem wodnego środowiska życia wyróżnia się dwa jego główne warianty: środowiska słodkowodne i morskie.

Ponad 70% powierzchni planety pokrywa woda. Jednak ze względu na względną równomierność warunków tego środowiska („woda jest zawsze mokra”) różnorodność organizmów w środowisku wodnym jest znacznie mniejsza niż na lądzie. Tylko co dziesiąty gatunek królestwa roślin jest związany ze środowiskiem wodnym, różnorodność zwierząt wodnych jest nieco większa. Ogólny stosunek liczby gatunków lądowych do wodnych wynosi około 1:5.

Gęstość wody jest 800 razy większa niż gęstość powietrza. A ciśnienie wywierane na żyjące w nim organizmy jest też znacznie większe niż w warunkach lądowych: na każde 10 m głębokości wzrasta o 1 atm. Jednym z głównych kierunków przystosowania organizmów do życia w środowisku wodnym jest zwiększenie wyporności poprzez zwiększenie powierzchni ciała oraz tworzenie się tkanek i narządów zawierających powietrze. Organizmy mogą unosić się w wodzie (jako przedstawiciele planktonu - algi, pierwotniaki, bakterie) lub aktywnie się poruszać, jak ryby tworzące nekton. Znaczna część organizmów jest przyczepiona do powierzchni dna lub porusza się po niej. Jak już wspomniano, ważnym czynnikiem w środowisku wodnym jest prąd.

Tabela 1 - Charakterystyka porównawcza siedlisk i adaptacja do nich organizmów żywych

Podstawą produkcji większości ekosystemów wodnych są autotrofy, wykorzystujące światło słoneczne, które przebija się przez słup wody. O możliwości „przebicia” tej grubości decyduje przezroczystość wody. W czystych wodach oceanu, w zależności od kąta padania światła słonecznego, życie autotroficzne jest możliwe do głębokości 200 m w tropikach i 50 m na dużych szerokościach geograficznych (np. w morzach Oceanu Arktycznego). W silnie zaburzonych zbiornikach słodkowodnych warstwa zasiedlona przez autotrofy (tzw fototyczny), może wynosić zaledwie kilkadziesiąt centymetrów.

Czerwona część widma światła jest najbardziej aktywnie absorbowana przez wodę, dlatego, jak zauważono, głębokie wody mórz zamieszkują krasnorosty, które dzięki dodatkowym pigmentom są zdolne do asymilacji światła zielonego. Przezroczystość wody określa się za pomocą prostego urządzenia - dysku Secchiego, który jest białym kołem o średnicy 20 cm Stopień przezroczystości wody ocenia się na podstawie głębokości, na której dysk staje się nie do odróżnienia.

Najważniejszą cechą wody jest jej skład chemiczny – zawartość soli (w tym składników odżywczych), gazów, jonów wodorowych (pH). Ze względu na zawartość składników odżywczych, zwłaszcza fosforu i azotu, zbiorniki wodne dzielą się na oligotroficzne, mezotroficzne i eutroficzne. Wraz ze wzrostem zawartości składników pokarmowych, np. w przypadku zanieczyszczenia zbiornika ściekami, następuje proces eutrofizacji ekosystemów wodnych.

Zawartość tlenu w wodzie jest około 20 razy niższa niż w atmosferze i wynosi 6-8 ml/l. Zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury, a także w zbiornikach stojących zimą, kiedy woda jest odizolowana od atmosfery warstwą lodu. Spadek stężenia tlenu może spowodować śmierć wielu mieszkańców ekosystemów wodnych, z wyłączeniem gatunków szczególnie odpornych na niedobór tlenu, takich jak karaś czy lin, które mogą żyć nawet przy spadku zawartości tlenu do 0,5 ml/l. Przeciwnie, zawartość dwutlenku węgla w wodzie jest wyższa niż w atmosferze. W wodzie morskiej może zawierać nawet 40-50 ml/l, czyli około 150 razy więcej niż w atmosferze. Zużycie dwutlenku węgla przez fitoplankton podczas intensywnej fotosyntezy nie przekracza 0,5 ml/l na dobę.

Stężenie jonów wodorowych w wodzie (pH) może wahać się w granicach 3,7-7,8. Wody o pH od 6,45 do 7,3 są uważane za neutralne. Jak już zauważono, wraz ze spadkiem pH gwałtownie spada bioróżnorodność organizmów zamieszkujących środowisko wodne. Raki, wiele rodzajów mięczaków ginie przy pH poniżej 6, okoń i szczupak wytrzymuje pH do 5, węgorz i golec przeżywają, gdy pH spada do 5-4,4. W bardziej kwaśnych wodach przeżywają tylko niektóre gatunki zooplanktonu i fitoplanktonu. Kwaśne deszcze związane z uwalnianiem do atmosfery dużych ilości tlenków siarki i azotu przez przedsiębiorstwa przemysłowe stały się przyczyną zakwaszenia wód jezior w Europie i Stanach Zjednoczonych oraz gwałtownego uszczuplenia ich różnorodności biologicznej. Tlen jest często czynnikiem ograniczającym. Jego zawartość zwykle nie przekracza 1% objętości. Wraz ze wzrostem temperatury, wzbogaceniem w materię organiczną i słabym mieszaniem zawartość tlenu w wodzie maleje. Mała dostępność tlenu dla organizmów związana jest również z jego słabą dyfuzją (w wodzie jest go tysiące razy mniej niż w powietrzu). Drugim czynnikiem ograniczającym jest światło. Oświetlenie maleje szybko wraz z głębokością. W wodach idealnie czystych światło może przenikać na głębokość 50-60 m, w wodach silnie zanieczyszczonych zaledwie kilka centymetrów.

To środowisko jest najbardziej jednorodne spośród innych. Jest mało zróżnicowana przestrzennie, nie ma wyraźnych granic między poszczególnymi ekosystemami. Amplitudy wartości współczynników są również niewielkie. Różnica między temperaturą maksymalną i minimalną nie przekracza tu zwykle 50°C (podczas gdy w środowisku gruntowo-powietrznym dochodzi do 100°C). Medium ma dużą gęstość. Dla wód oceanicznych wynosi 1,3 g/cm 3 , dla wód słodkich jest bliski jedności. Ciśnienie zmienia się tylko wraz z głębokością: każda 10-metrowa warstwa wody zwiększa ciśnienie o 1 atmosferę.

W wodzie jest niewiele zwierząt stałocieplnych lub homoiotermiczny(greckie homa - to samo, termo - ciepło), organizmy. Wynika to z dwóch przyczyn: niewielkich wahań temperatury i braku tlenu. Głównym mechanizmem adaptacyjnym homoiotermii jest odporność na niekorzystne temperatury. W wodzie takie temperatury są mało prawdopodobne, aw głębokich warstwach temperatura jest prawie stała (+4°C). Utrzymanie stałej temperatury ciała nieodzownie wiąże się z intensywnymi procesami metabolicznymi, co jest możliwe tylko przy dobrej podaży tlenu. W wodzie nie ma takich warunków. Stałocieplne zwierzęta środowiska wodnego (wieloryby, foki, foki itp.) to dawni mieszkańcy lądu. Ich istnienie jest niemożliwe bez okresowej komunikacji ze środowiskiem powietrznym.

Typowi mieszkańcy środowiska wodnego mają zmienną temperaturę ciała i należą do grupy poikitermalny(Greckie poikios - zróżnicowane). W pewnym stopniu kompensują brak tlenu poprzez zwiększenie kontaktu narządów oddechowych z wodą. Wielu mieszkańców wody (hydrobionty) zużywają tlen przez wszystkie powłoki ciała. Często oddychanie łączy się z odżywianiem typu filtracyjnego, w którym przez organizm przechodzi duża ilość wody. Niektóre organizmy w okresach ostrego braku tlenu są w stanie drastycznie spowolnić swoją aktywność życiową, aż do stanu letargu(prawie całkowite ustanie metabolizmu).

Organizmy przystosowują się do dużej gęstości wody głównie na dwa sposoby. Niektórzy używają go jako wsparcia i są w stanie swobodnego szybowania. Gęstość (ciężar właściwy) takich organizmów zwykle niewiele różni się od gęstości wody. Ułatwia to całkowity lub prawie całkowity brak szkieletu, obecność wyrostków, kropelek tłuszczu w ciele lub jam powietrznych. Organizmy takie są pogrupowane plankton(Grecki planktos - wędrujący). Wyróżnia się plankton roślinny (fito) i zwierzęcy (zoo). Wielkość organizmów planktonowych jest zwykle niewielka. Ale stanowią większość życia wodnego.

Aktywnie poruszające się organizmy (pływaki) przystosowują się do pokonywania dużej gęstości wody. Charakteryzują się wydłużonym kształtem ciała, dobrze rozwiniętymi mięśniami oraz obecnością struktur zmniejszających tarcie (śluz, łuski). Na ogół duża gęstość wody powoduje zmniejszenie udziału szkieletu w całkowitej masie ciała hydrobiontów w porównaniu z organizmami lądowymi. W warunkach braku światła lub jego braku organizmy wykorzystują dźwięk do orientacji. Rozprzestrzenia się znacznie szybciej w wodzie niż w powietrzu. Aby wykryć różne przeszkody, odbity dźwięk jest używany przez rodzaj echolokacji. Zjawiska zapachowe są również wykorzystywane do orientacji (zapachy są znacznie lepiej odczuwalne w wodzie niż w powietrzu). W głębinach wodnych wiele organizmów ma właściwość samoświecenia (bioluminescencji).

Rośliny żyjące w słupie wody wykorzystują w procesie fotosyntezy najgłębsze promienie niebieskie, niebieskie i niebiesko-fioletowe. W związku z tym kolor roślin zmienia się wraz z głębokością od zielonego do brązowego i czerwonego.

Adekwatnie do mechanizmów adaptacyjnych wyróżnia się następujące grupy organizmów wodnych: plankton- swobodnie pływający nekton(gr. nektos - unoszący się) - aktywnie poruszający się, bentos(gr. bentos – głębokość) – mieszkańcy dna, pelagi(greckie pelagos - otwarte morze) - mieszkańcy słupa wody, Neuston- mieszkańcy górnej warstwy wody (część ciała może znajdować się w wodzie, część - w powietrzu).

Oddziaływanie człowieka na środowisko wodne objawia się spadkiem przezroczystości, zmianą składu chemicznego (zanieczyszczenie) i temperatury (zanieczyszczenie termiczne). Konsekwencją tych i innych oddziaływań jest ubytek tlenu, zmniejszona produktywność, zmiany w składzie gatunkowym i inne odchylenia od normy.

Środowisko ziemia-powietrze.

Powietrze ma znacznie mniejszą gęstość niż woda. Z tego powodu rozwojowi środowiska powietrznego, który nastąpił znacznie później niż powstanie życia i jego rozwój w środowisku wodnym, towarzyszył wzrost rozwoju tkanek mechanicznych, które pozwalały organizmom opierać się działaniu prawo powszechnego ciążenia i wiatru (szkielet u kręgowców, chitynowe pancerze u owadów, sklerenchyma u roślin). Ani jeden organizm nie może żyć na stałe w warunkach tylko powietrza, dlatego nawet najlepsi „lotnicy” (ptaki i owady) muszą okresowo schodzić na ziemię. Ruch organizmów w powietrzu jest możliwy dzięki specjalnym urządzeniom - skrzydła u ptaków, owadów, niektórych gatunków ssaków, a nawet ryb, spadochrony i skrzydła w nasionach, worki powietrzne w pyłku drzew iglastych itp.

Powietrze jest słabym przewodnikiem ciepła, dlatego właśnie w środowisku powietrznym na lądzie powstały zwierzęta endotermiczne (stałocieplne), które są łatwiejsze do utrzymania w cieple niż ektotermiczni mieszkańcy środowiska wodnego. W przypadku ciepłokrwistych zwierząt wodnych, w tym wielorybów olbrzymich, środowisko wodne jest drugorzędne; przodkowie tych zwierząt żyli kiedyś na lądzie.

Życie w powietrzu wymagało bardziej złożonych mechanizmów reprodukcyjnych, które eliminowałyby ryzyko wysychania komórek rozrodczych (wielokomórkowe antheridia i archegonia, a następnie zalążki i jajniki u roślin, zapłodnienie wewnętrzne u zwierząt, jaja o gęstej skorupce u ptaków, gadów, płazów, itp.).

Generalnie możliwości powstawania różnych kombinacji czynników w środowisku gruntowo-powietrznym jest znacznie więcej niż w wodzie. To właśnie w tym środowisku najdobitniej manifestują się różnice w klimacie różnych regionów (oraz na różnych wysokościach nad poziomem morza w obrębie tego samego regionu). Dlatego różnorodność organizmów lądowych jest znacznie większa niż organizmów wodnych.

Środowisko to należy do najbardziej złożonych zarówno pod względem właściwości, jak i różnorodności w przestrzeni. Charakteryzuje się małą gęstością powietrza, dużymi wahaniami temperatury (roczne amplitudy do 100°C), dużą ruchliwością atmosfery. Czynnikami ograniczającymi są najczęściej brak lub nadmiar ciepła i wilgoci. W niektórych przypadkach, na przykład pod baldachimem lasu, brakuje światła.

Duże wahania temperatury w czasie i jej znaczna zmienność w przestrzeni, a także dobre zaopatrzenie w tlen były motywami pojawienia się organizmów o stałej temperaturze ciała (homeotermicznej). Homeotermia umożliwiła mieszkańcom lądów znaczne poszerzenie ich siedlisk (zasięgów gatunkowych), ale wiąże się to nieuchronnie ze zwiększonym wydatkiem energetycznym.

Dla organizmów środowiska gruntowo-powietrznego typowe są trzy mechanizmy adaptacji do czynnika temperaturowego: fizyczne, chemiczne, behawioralne. Fizyczny kontrolowany przez wymianę ciepła. Jego czynnikami są skóra, tkanka tłuszczowa, parowanie wody (pocenie się zwierząt, transpiracja roślin). Szlak ten jest charakterystyczny dla organizmów poikytermicznych i homeotermicznych. Adaptacje chemiczne opiera się na utrzymywaniu określonej temperatury ciała. Wymaga intensywnej przemiany materii. Takie adaptacje są charakterystyczne dla organizmów homoitermicznych i tylko częściowo poikiotermicznych. ścieżka behawioralna odbywa się to poprzez wybór preferowanych przez organizmy stanowisk (miejsca otwarte na słońce lub zacienione, różnego rodzaju schronienia itp.). Jest charakterystyczny dla obu grup organizmów, ale w większym stopniu poikyotermiczny. Rośliny dostosowują się do czynnika temperaturowego głównie poprzez mechanizmy fizyczne (osłony, parowanie wody) i tylko częściowo behawioralne (obracanie blaszek liściowych względem promieni słonecznych, wykorzystanie ciepła ziemi i ocieplająca rola pokrywy śnieżnej).

Adaptacje do temperatury przeprowadzane są również poprzez wielkość i kształt ciała organizmów. W przypadku wymiany ciepła duże rozmiary są bardziej korzystne (niż im większe ciało, tym mniejsza jest jego powierzchnia na jednostkę masy, a tym samym przenoszenie ciepła i odwrotnie). Z tego powodu te same gatunki występujące w chłodniejszych środowiskach (na północy) są zwykle większe niż gatunki występujące w cieplejszym klimacie. Ten wzór nazywa się Reguła Bergmana. Regulacja temperatury odbywa się również poprzez wystające części ciała (uszy, kończyny, narządy węchu). Zwykle są mniejsze w regionach zimniejszych niż w regionach cieplejszych. (reguła Allena).

Zależność wymiany ciepła od wielkości ciała można ocenić na podstawie ilości tlenu zużytego podczas oddychania na jednostkę masy przez różne organizmy. Im większy, tym mniejszy rozmiar zwierząt. Tak więc na 1 kg masy zużycie tlenu (cm 3 / godzinę) wynosiło: koń - 220, królik - 480, szczur -1800, mysz - 4100.

©2015-2019 strona
Wszelkie prawa należą do ich autorów. Ta strona nie rości sobie praw autorskich, ale zapewnia bezpłatne użytkowanie.
Data utworzenia strony: 2017-06-30

Wykład 3 SIEDLISKA I ICH CHARAKTERYSTYKA (2h)

1. Siedlisko wodne

2. Siedlisko naziemne i powietrzne

3. Gleba jako siedlisko

4. Ciało jako siedlisko

W procesie historycznego rozwoju organizmy żywe opanowały cztery siedliska. Pierwsza to woda. Życie powstało i rozwijało się w wodzie przez wiele milionów lat. Drugi - lądowo-powietrzny - na lądzie iw atmosferze powstały rośliny i zwierzęta, które szybko przystosowały się do nowych warunków. Stopniowo przekształcając górną warstwę lądu - litosferę, stworzyli trzecie siedlisko - glebę, a sami stali się czwartym siedliskiem.

Siedlisko wodne - hydrosfera

Grupy ekologiczne hydrobiontów. Najcieplejsze morza i oceany (40 000 gatunków zwierząt) wyróżniają się największą różnorodnością życia w rejonie równika i tropików, na północy i południu flora i fauna mórz jest setki razy uszczuplona. Jeśli chodzi o rozmieszczenie organizmów bezpośrednio w morzu, ich masa koncentruje się w warstwach powierzchniowych (epipelagium) oraz w strefie sublitoralnej. W zależności od sposobu poruszania się i przebywania w określonych warstwach życie morskie dzieli się na trzy grupy ekologiczne: nekton, plankton i bentos.

Nekton(nektos - pływające) - aktywnie poruszające się duże zwierzęta, które potrafią pokonywać duże odległości i silne prądy: ryby, kalmary, płetwonogie, wieloryby. W zbiornikach słodkowodnych nekton obejmuje również płazy i wiele owadów.

Plankton(planktos - wędrujący, szybujący) - zespół roślin (fitoplankton: okrzemki, glony zielone i niebiesko-zielone (tylko woda słodka), wiciowce roślinne, perydyny itp.) i małych organizmów zwierzęcych (zooplankton: skorupiaki małe, od większych - pteropody mięczaki, meduzy, ctenofory, niektóre robaki), żyjące na różnych głębokościach, ale niezdolne do aktywnego ruchu i odporności na prądy. Skład planktonu obejmuje również larwy zwierząt, tworząc specjalną grupę - neuston. Jest to biernie pływająca „tymczasowa” populacja najwyższej warstwy wody, reprezentowana przez różne zwierzęta (dziesięcionogi, pąkle i widłonogi, szkarłupnie, wieloszczety, ryby, mięczaki itp.) w stadium larwalnym. Dorastające larwy przechodzą do dolnych warstw pelageli. Powyżej neustonu znajduje się pleuston - są to organizmy, w których górna część ciała rośnie nad wodą, a dolna część rośnie w wodzie (rzęsa - Lemma, syfonofory itp.). Od tego czasu plankton odgrywa ważną rolę w stosunkach troficznych biosfery jest pokarmem dla wielu organizmów wodnych, w tym głównym pokarmem fiszbinowców (Myatcoceti).

Bentos(bentos - głębokość) - hydrobionty denne. Reprezentowane głównie przez przyczepione lub wolno poruszające się zwierzęta (zoobentos: otwornice, ryby, gąbki, koelenteraty, robaki, ramienionogi, żabowce itp.), liczniejsze w wodach płytkich. Rośliny (fitobentos: okrzemki, algi zielone, brunatne, czerwone, bakterie) również przedostają się do bentosu w płytkiej wodzie. Na głębokości, na której nie ma światła, fitobentos jest nieobecny. Wzdłuż wybrzeży rosną kwitnące rośliny półpaśca, rupii. Najbogatsze w fitobentos są kamieniste obszary dna.

W jeziorach zoobentos występuje mniej licznie i mniej różnorodnie niż w morzu. Tworzą go pierwotniaki (rzęski, rozwielitki), pijawki, mięczaki, larwy owadów itp. Fitobentos jezior tworzą swobodnie pływające okrzemki, algi zielone i niebieskozielone; brunatne i czerwone algi są nieobecne.

Roślinność przybrzeżna zakorzeniająca się w jeziorach tworzy odrębne pasy, których skład gatunkowy i wygląd są zgodne z warunkami środowiskowymi panującymi na pograniczu ląd-woda. W wodzie w pobliżu brzegu rosną hydrofity - rośliny częściowo zanurzone w wodzie (grot strzały, kalia, trzcina, ożypałka, turzyca, włosienica, trzcina). Zastępują je hydatofity - rośliny zanurzone w wodzie, ale z pływającymi liśćmi (lotos, rzęsa wodna, strąki jaj, chilim, takla) i - dalej - całkowicie zanurzone (chwasty, elodea, hara). Hydatofity obejmują również rośliny pływające po powierzchni (rzęsa).

Duża gęstość środowiska wodnego determinuje szczególny skład i charakter zmian czynników podtrzymujących życie. Niektóre z nich są takie same jak na lądzie – ciepło, światło, inne są specyficzne: ciśnienie wody (przy wzroście głębokości o 1 atm na każde 10 m), zawartość tlenu, skład soli, kwasowość. Ze względu na dużą gęstość ośrodka wartości ciepła i światła zmieniają się znacznie szybciej wraz z gradientem wysokości niż na lądzie.

Reżim termiczny. Środowisko wodne charakteryzuje się bowiem mniejszym dopływem ciepła znaczna jego część jest odbijana, a równie znacząca część jest wydawana na parowanie. Zgodnie z dynamiką temperatur lądowych, temperatura wody ma mniejsze wahania temperatur dziennych i sezonowych. Ponadto akweny znacznie wyrównują przebieg temperatur w atmosferze obszarów nadmorskich. W przypadku braku skorupy lodowej morze w zimnych porach roku działa ocieplająco na przyległe obszary lądowe, latem działa chłodząco i nawilżająco.

Zakres temperatur wody w Oceanie Światowym wynosi 38° (od -2 do +36°C), w wodach słodkich - 26° (od -0,9 do +25°C). Temperatura wody gwałtownie spada wraz z głębokością. Do 50 m obserwuje się dzienne wahania temperatury, do 400 - sezonowe, głębsze stają się stałe, spadając do + 1-3 ° С (w Arktyce jest blisko 0 ° С). Ponieważ reżim temperaturowy w zbiornikach jest względnie stabilny, ich mieszkańców cechuje stenotermia. Niewielkim wahaniom temperatury w jednym lub drugim kierunku towarzyszą znaczące zmiany w ekosystemach wodnych.

Przykłady: „eksplozja biologiczna” w delcie Wołgi z powodu spadku poziomu Morza Kaspijskiego - wzrost zarośli lotosu (Nelumba kaspium), w południowym Primorye - zarastanie starorzeczy kalii (Komarovka, Ilistaya itp. ), wzdłuż którego brzegów wycięto i spalono roślinność drzewiastą.

Ze względu na różny stopień nagrzania warstw górnych i dolnych w ciągu roku, przypływy i odpływy, prądy, burze, następuje ciągłe mieszanie się warstw wody. Rola mieszania wody dla mieszkańców wód (hydrobiontów) jest wyjątkowo duża, bo jednocześnie wyrównany zostaje rozkład tlenu i składników odżywczych wewnątrz zbiorników, zapewniając procesy metaboliczne między organizmami a środowiskiem.

Tryb światła. Intensywność światła w wodzie jest znacznie osłabiona z powodu jego odbicia od powierzchni i absorpcji przez samą wodę. Ma to ogromny wpływ na rozwój roślin fotosyntetyzujących. Im mniej przezroczysta woda, tym więcej światła jest pochłaniane. Przejrzystość wody ograniczają zawiesiny mineralne i plankton. Zmniejsza się wraz z szybkim rozwojem drobnych organizmów latem, aw umiarkowanych i północnych szerokościach geograficznych zmniejsza się również zimą, po utworzeniu się pokrywy lodowej i przykryciu jej od góry śniegiem.

W oceanach, gdzie woda jest bardzo przezroczysta, 1% promieniowania świetlnego przenika na głębokość 140 m, aw małych jeziorach na głębokości 2 m przenikają tylko dziesiąte części procenta. Promienie o różnych częściach widma są absorbowane w wodzie w różny sposób, najpierw absorbowane są promienie czerwone. Wraz z głębokością robi się ciemniejsza, a kolor wody staje się najpierw zielony, potem niebieski, niebieski i wreszcie niebiesko-fioletowy, przechodząc w zupełną ciemność. W związku z tym hydrobionty również zmieniają kolor, dostosowując się nie tylko do składu światła, ale także do jego braku – adaptacji chromatycznej. W strefach jasnych, w wodach płytkich przeważają glony zielone (Chlorophyta), których chlorofil absorbuje promienie czerwone, wraz z głębokością są one zastępowane przez brązowe (Phaephyta), a następnie czerwone (Rhodophyta). Fitobentos nie występuje na dużych głębokościach.

Rośliny przystosowały się do braku światła, rozwijając duże chromatofory, zapewniające niski punkt kompensacji fotosyntezy, a także zwiększając powierzchnię organów asymilujących (wskaźnik powierzchni liści). W przypadku alg głębinowych typowe są silnie rozcięte liście, blaszki liściowe są cienkie, półprzezroczyste. Dla roślin częściowo zanurzonych i pływających charakterystyczna jest heterofilia - liście nad wodą są takie same jak u roślin lądowych, mają całą płytkę, rozwinięty jest aparat szparkowy, aw wodzie liście są bardzo cienkie, składają się z wąskie nitkowate płaty.

Heterofilia: kapsułki, lilie wodne, grot strzały, chilim (kasztan wodny).

Zwierzęta, podobnie jak rośliny, naturalnie zmieniają kolor wraz z głębią. W górnych warstwach są jaskrawo kolorowe w różnych kolorach, w strefie zmierzchu (okoń morski, koralowce, skorupiaki) są pomalowane na kolory z czerwonym odcieniem - wygodniej jest ukryć się przed wrogami. Gatunki głębinowe są pozbawione pigmentów.

Charakterystycznymi właściwościami środowiska wodnego, odmiennymi od lądowego, są duża gęstość, ruchliwość, kwasowość, zdolność rozpuszczania gazów i soli. Dla wszystkich tych warunków hydrobionty historycznie opracowały odpowiednie adaptacje.

2. Siedlisko naziemne i powietrzne

W toku ewolucji środowisko to zostało opanowane później niż woda. Jego osobliwość polega na tym, że jest gazowy, dlatego charakteryzuje się niską wilgotnością, gęstością i ciśnieniem, wysoką zawartością tlenu. W toku ewolucji organizmy żywe rozwinęły niezbędne adaptacje anatomiczne, morfologiczne, fizjologiczne, behawioralne i inne.

Zwierzęta w środowisku gruntowo-powietrznym poruszają się w glebie lub w powietrzu (ptaki, owady), a rośliny zakorzeniają się w glebie. Pod tym względem zwierzęta rozwinęły płuca i tchawice, podczas gdy rośliny rozwinęły aparat szparkowy, tj. narządy, za pomocą których lądowi mieszkańcy planety pobierają tlen bezpośrednio z powietrza. Silnie rozwinęły się narządy szkieletowe, które zapewniają autonomię poruszania się na lądzie i wspierają organizm wszystkimi jego narządami w warunkach niskiej gęstości ośrodka, tysiące razy mniejszej niż woda. Czynniki ekologiczne w środowisku lądowo-powietrznym różnią się od innych siedlisk dużym natężeniem światła, znacznymi wahaniami temperatury i wilgotności powietrza, korelacją wszystkich czynników z położeniem geograficznym, zmianą pór roku i pory dnia. Ich oddziaływanie na organizmy jest nierozerwalnie związane z ruchem powietrza i położeniem względem mórz i oceanów i bardzo różni się od oddziaływania w środowisku wodnym (tab. 1).

Warunki życia organizmów powietrznych i wodnych

(według D. F. Mordukhai-Boltovsky'ego, 1974)

Zwierzęta lądowe i rośliny rozwinęły własne, nie mniej oryginalne adaptacje do niekorzystnych czynników środowiskowych: złożona struktura ciała i jego powłok, częstotliwość i rytm cykli życiowych, mechanizmy termoregulacji itp. Rozwinęła się celowa mobilność zwierząt w poszukiwaniu pożywienia , przenoszone przez wiatr zarodniki, nasiona i pyłki roślin, a także rośliny i zwierzęta, których życie jest całkowicie związane ze środowiskiem powietrznym. Wytworzył się wyjątkowo ścisły związek funkcjonalny, zasobowy i mechaniczny z glebą.

Wiele adaptacji omówiliśmy powyżej jako przykłady w charakterystyce abiotycznych czynników środowiskowych. Dlatego nie ma sensu teraz powtarzać, ponieważ wrócimy do nich w ćwiczeniach praktycznych

Każde siedlisko jest złożonym systemem, który wyróżnia się unikalnym zestawem czynników abiotycznych i biotycznych, które w rzeczywistości tworzą to środowisko. Ewolucyjnie środowisko lądowo-powietrzne powstało później niż wodne, co wiąże się z przemianami chemicznymi składu powietrza atmosferycznego. Większość organizmów z jądrem żyje w środowisku lądowym, co jest związane z szeroką gamą stref naturalnych, fizycznych, antropogenicznych, geograficznych i innych czynników determinujących.

Charakterystyka środowiska gruntowo-powietrznego

Środowisko to składa się z wierzchnich warstw gleby ( do 2 km głębokości) i niższa atmosfera ( do 10 km). Środowisko charakteryzuje się dużą różnorodnością różnych form życia. Wśród bezkręgowców można zauważyć: owady, kilka gatunków robaków i mięczaków, oczywiście dominują kręgowce. Wysoka zawartość tlenu w powietrzu doprowadziła do ewolucyjnej zmiany w układzie oddechowym i obecności intensywniejszej przemiany materii.

Atmosfera ma niedostateczną i często zmienną wilgotność, co często ogranicza rozprzestrzenianie się organizmów żywych. W regionach o wysokich temperaturach i niskiej wilgotności u eukariontów rozwijają się różne idioadaptacje, których celem jest utrzymanie życiodajnego poziomu wody (przemiana liści roślin w igły, gromadzenie tłuszczu w garbach wielbłądów).

Zjawisko to charakteryzuje zwierzęta lądowe fotoperiodyzm dlatego większość zwierząt jest aktywna tylko w ciągu dnia lub tylko w nocy. Również środowisko lądowe charakteryzuje się znaczną amplitudą wahań temperatury, wilgotności i natężenia światła. Zmiana tych czynników związana jest z położeniem geograficznym, zmianą pór roku, porą dnia. Ze względu na niską gęstość i ciśnienie atmosfery, tkanka mięśniowa i kostna rozwinęła się i stała się bardziej złożona.

Kręgowce rozwinęły złożone kończyny przystosowane do podtrzymywania ciała i poruszania się po stałym podłożu w warunkach niskiej gęstości atmosferycznej. Rośliny mają progresywny system korzeniowy, który pozwala im zakorzenić się w glebie i przenosić substancje na znaczną wysokość. Również rośliny lądowe rozwinęły tkanki mechaniczne, podstawowe, łyko i ksylem. Większość roślin ma adaptacje, które chronią je przed nadmierną transpiracją.

Gleba

Chociaż gleba jest klasyfikowana jako siedlisko lądowo-powietrzne, bardzo różni się od atmosfery swoimi właściwościami fizycznymi:

• Wysoka gęstość i ciśnienie.
• Niewystarczająca ilość tlenu.
• Niska amplituda wahań temperatury.
• Niskie natężenie światła.

Pod tym względem mieszkańcy podziemia mają własne przystosowania, różniące się od zwierząt lądowych.

siedlisko wodne

Środowisko obejmujące całą hydrosferę, zarówno słone, jak i słodkie zbiorniki wodne. Środowisko to charakteryzuje się mniejszą różnorodnością życia i własnymi specyficznymi warunkami. Zamieszkują ją małe bezkręgowce tworzące plankton, ryby chrzęstno-kostne, robaki, mięczaki i kilka gatunków ssaków.

Stężenie tlenu w dużym stopniu zależy od głębokości. W miejscach styku atmosfery i hydrosfery jest znacznie więcej tlenu i światła niż na głębokościach. Wysokie ciśnienie, które na dużych głębokościach jest 1000 razy wyższe od ciśnienia atmosferycznego, determinuje kształt ciała większości podwodnych mieszkańców. Amplituda zmian temperatury jest niewielka, ponieważ przenoszenie ciepła przez wodę jest znacznie mniejsze niż w przypadku powierzchni ziemi.

Różnice między środowiskiem wodnym a gruntowo-powietrznym

Jak już wspomniano, główne cechy wyróżniające różne siedliska są określone przez Czynniki abiotyczne. Środowisko lądowo-powietrzne charakteryzuje się dużą różnorodnością biologiczną, wysokim stężeniem tlenu, zmienną temperaturą i wilgotnością, które są głównymi czynnikami ograniczającymi osadnictwo zwierząt i roślin. Rytmy biologiczne zależą od długości dnia, pory roku i strefy przyrodniczo-klimatycznej. W środowisku wodnym większość odżywczych substancji organicznych znajduje się w słupie wody lub na jej powierzchni, tylko niewielka część znajduje się na dnie, w środowisku lądowo-powietrznym wszystkie substancje organiczne znajdują się na powierzchni.

Mieszkańcy lądu wyróżniają się najlepiej rozwiniętymi układami sensorycznymi i układem nerwowym jako całości, znacznie zmienił się także układ mięśniowo-szkieletowy, krążenia i oddechowy. Pokrowce skórne są bardzo różne, ponieważ różnią się funkcjonalnie. Pod wodą pospolite są rośliny niższe (glony), które w większości przypadków nie mają prawdziwych narządów, na przykład ryzoidy służą jako narządy przyczepu. Rozprzestrzenianie się mieszkańców wód jest często związane z ciepłymi prądami dennymi. Oprócz różnic między tymi siedliskami istnieją zwierzęta, które przystosowały się do życia w obu. Zwierzęta te obejmują płazy.

Środowisko ziemia-powietrze jest najtrudniejsze pod względem warunków środowiskowych. Życie na lądzie wymagało takich adaptacji, które były możliwe tylko przy odpowiednio wysokim poziomie organizacji roślin i zwierząt.

4.2.1. Powietrze jako czynnik ekologiczny dla organizmów lądowych

Mała gęstość powietrza decyduje o jego małej sile nośnej i znikomej dyskusyjności. Mieszkańcy środowiska powietrznego muszą mieć własny system nośny podtrzymujący organizm: rośliny – różnorodne tkanki mechaniczne, zwierzęta – szkielet stały lub znacznie rzadziej hydrostatyczny. Ponadto wszyscy mieszkańcy środowiska powietrznego są ściśle związani z powierzchnią ziemi, która służy im do przywiązania i wsparcia. Życie w zawieszeniu w powietrzu jest niemożliwe.

To prawda, że ​​wiele mikroorganizmów i zwierząt, zarodników, nasion, owoców i pyłków roślin jest regularnie obecnych w powietrzu i przenoszonych przez prądy powietrza (ryc. 43), wiele zwierząt jest zdolnych do aktywnego lotu, jednak u wszystkich tych gatunków główna funkcja ich cyklu życia - reprodukcja - odbywa się na powierzchni ziemi. Dla większości z nich przebywanie w powietrzu kojarzy się jedynie z przesiedleniem lub poszukiwaniem zdobyczy.

Ryż. 43. Rozmieszczenie wysokościowe stawonogów planktonu powietrznego (wg Dajota, 1975)

Niska gęstość powietrza powoduje niskie opory ruchu. Dlatego wiele zwierząt lądowych w toku ewolucji korzystało z ekologicznych dobrodziejstw tej właściwości środowiska powietrznego, nabywając umiejętność latania. 75% gatunków wszystkich zwierząt lądowych jest zdolnych do aktywnego lotu, głównie owadów i ptaków, ale lotniki spotyka się także wśród ssaków i gadów. Zwierzęta lądowe latają głównie za pomocą wysiłku mięśni, ale niektóre mogą również szybować dzięki prądom powietrza.

Ze względu na ruchliwość powietrza, pionowe i poziome ruchy mas powietrza występujące w dolnych warstwach atmosfery, możliwy jest bierny lot wielu organizmów.

Anemofilia jest najstarszym sposobem zapylania roślin. Wszystkie rośliny nagonasienne są zapylane przez wiatr, a wśród roślin okrytonasiennych rośliny anemofilne stanowią około 10% wszystkich gatunków.

Anemofilię obserwuje się w rodzinach buka, brzozy, orzecha włoskiego, wiązu, konopi, pokrzywy, kazuaryny, mgiełki, turzycy, zbóż, palm i wielu innych. Rośliny wiatropylne posiadają szereg adaptacji poprawiających właściwości aerodynamiczne ich pyłku, a także cechy morfologiczne i biologiczne zapewniające efektywność zapylania.

Życie wielu roślin jest całkowicie zależne od wiatru, a przesiedlenie odbywa się z jego pomocą. Taką podwójną zależność obserwuje się u świerka, sosny, topoli, brzozy, wiązu, jesionu, wełnianki, ożypałki, saksaulu, juzgunu itp.

Rozwinęło się wiele gatunków anemochoria- osiadanie za pomocą prądów powietrza. Anemochoria jest charakterystyczna dla zarodników, nasion i owoców roślin, cyst pierwotniaków, małych owadów, pająków itp. Organizmy przenoszone biernie przez prądy powietrza są zbiorczo nazywane aeroplankton przez analogię z planktonowymi mieszkańcami środowiska wodnego. Specjalne przystosowania do lotu pasywnego to bardzo małe rozmiary ciała, wzrost jego powierzchni z powodu wyrostków, silne rozcięcie, duża względna powierzchnia skrzydeł, użycie pajęczyn itp. (ryc. 44). Nasiona i owoce anemochoru mają również bardzo małe rozmiary (na przykład nasiona orchidei) lub różne wyrostki w kształcie pterygoidów i spadochronów, które zwiększają ich zdolność do planowania (ryc. 45).

Ryż. 44. Adaptacje do transportu drogą powietrzną u owadów:

1 – komar Cardiocrepis brevirostris;

2 – pryszczarka Porrycordila sp.;

3 – Hymenoptera Anargus fuscus;

4 – Hermes Dreyfusia nordmannianae;

5 - larwa ćmy cygańskiej Lymantria dispar

Ryż. 45. Adaptacje do transportu wiatru w owocach i nasionach roślin:

1 – lipa Tilia intermedia;

2 – klon Acer monspessulanum;

3 – brzoza Betula pendula;

4 – wełnianka Eriophorum;

5 – mniszek lekarski Taraxacum officinale;

6 – ożypałka Typha scuttbeworhii

W osiedlaniu się mikroorganizmów, zwierząt i roślin główną rolę odgrywają pionowe konwekcyjne prądy powietrza i słabe wiatry. Silne wiatry, burze i huragany mają również znaczący wpływ środowiskowy na organizmy lądowe.

Niska gęstość powietrza powoduje stosunkowo niskie ciśnienie na lądzie. Zwykle wynosi 760 mm Hg. Sztuka. Wraz ze wzrostem wysokości ciśnienie maleje. Na wysokości 5800 m n.p.m. jest tylko w połowie normalna. Niskie ciśnienie może ograniczać rozmieszczenie gatunków w górach. Dla większości kręgowców górna granica życia wynosi około 6000 m. Spadek ciśnienia pociąga za sobą zmniejszenie dopływu tlenu i odwodnienie zwierząt na skutek zwiększenia częstości oddechów. W przybliżeniu takie same są granice zaawansowania w góry roślin wyższych. Nieco bardziej odporne są stawonogi (skoczogonki, roztocza, pająki), które można spotkać na lodowcach powyżej granicy roślinności.

Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie organizmy lądowe są znacznie bardziej stenobatyczne niż wodne, ponieważ zwykłe wahania ciśnienia w ich środowisku są ułamkami atmosfery, a nawet w przypadku ptaków wznoszących się na duże wysokości nie przekraczają 1/3 normalnego.

Gazowy skład powietrza. Poza właściwościami fizycznymi środowiska powietrza niezwykle ważne dla istnienia organizmów lądowych są jego właściwości chemiczne. Ze względu na wysoką zdolność dyfuzyjna gazów i stałe mieszanie się prądów konwekcyjnych i wiatrowych. Jednak różne domieszki cząstek gazowych, kropelkowo-ciecznych i stałych (pyłowych) dostające się do atmosfery ze źródeł lokalnych mogą mieć duże znaczenie ekologiczne.

Wysoka zawartość tlenu przyczyniła się do wzrostu metabolizmu organizmów lądowych w porównaniu z pierwotnymi organizmami wodnymi. To właśnie w środowisku lądowym, na bazie wysokiej wydajności procesów oksydacyjnych w organizmie, powstała u zwierząt homoiotermia. Tlen ze względu na stale wysoką zawartość w powietrzu nie jest czynnikiem ograniczającym życie w środowisku lądowym. Tylko miejscami, w określonych warunkach, powstaje chwilowy deficyt, np. w nagromadzeniach rozkładających się resztek roślinnych, zapasach zboża, mąki itp.

Zawartość dwutlenku węgla może zmieniać się w pewnych obszarach powierzchniowej warstwy powietrza w dość znacznych granicach. Na przykład przy braku wiatru w centrum dużych miast jego stężenie wzrasta dziesięciokrotnie. Regularne dobowe zmiany zawartości dwutlenku węgla w warstwach powierzchniowych związane z rytmem fotosyntezy roślin. Sezonowość wynika ze zmian intensywności oddychania organizmów żywych, głównie mikroskopijnej populacji gleb. Zwiększone nasycenie powietrza dwutlenkiem węgla występuje w strefach aktywności wulkanicznej, w pobliżu źródeł termalnych i innych podziemnych wylotów tego gazu. W wysokich stężeniach dwutlenek węgla jest toksyczny. W naturze takie stężenia są rzadkie.

W przyrodzie głównym źródłem dwutlenku węgla jest tzw. oddychanie gleby. Mikroorganizmy glebowe i zwierzęta oddychają bardzo intensywnie. Dwutlenek węgla dyfunduje z gleby do atmosfery, szczególnie intensywnie podczas deszczu. Dużo emitują go gleby średnio wilgotne, dobrze nagrzane, zasobne w pozostałości organiczne. Na przykład gleba lasu bukowego emituje CO 2 od 15 do 22 kg/ha na godzinę, a nienawożona gleba piaszczysta tylko 2 kg/ha.

We współczesnych warunkach działalność człowieka polegająca na spalaniu paliw kopalnych stała się potężnym źródłem dodatkowych ilości CO 2 przedostającego się do atmosfery.

Azot powietrza dla większości mieszkańców środowiska lądowego jest gazem obojętnym, jednak szereg organizmów prokariotycznych (bakterie brodawkowe, Azotobacter, clostridia, sinice itp.) ma zdolność wiązania go i angażowania w cykl biologiczny.

Ryż. 46. Zbocze góry ze zniszczoną roślinnością z powodu emisji dwutlenku siarki z pobliskich zakładów przemysłowych

Lokalne zanieczyszczenia dostające się do powietrza mogą również znacząco wpływać na organizmy żywe. Dotyczy to w szczególności toksycznych substancji gazowych - metanu, tlenku siarki, tlenku węgla, tlenku azotu, siarkowodoru, związków chloru, a także cząstek pyłu, sadzy itp., zanieczyszczających powietrze na terenach przemysłowych. Głównym współczesnym źródłem chemicznego i fizycznego zanieczyszczenia atmosfery jest antropogeniczny: praca różnych przedsiębiorstw przemysłowych i transportu, erozja gleby itp. Na przykład tlenek siarki (SO 2) jest toksyczny dla roślin nawet w stężeniach od stu pięćdziesięciu do od tysięcznej do jednej milionowej objętości powietrza. Wokół ośrodków przemysłowych zanieczyszczających atmosferę tym gazem umiera prawie cała roślinność (ryc. 46). Niektóre gatunki roślin są szczególnie wrażliwe na SO 2 i służą jako czuły wskaźnik jego akumulacji w powietrzu. Na przykład wiele porostów umiera nawet przy obecności śladowych ilości tlenku siarki w otaczającej atmosferze. Ich obecność w lasach wokół dużych miast świadczy o dużej czystości powietrza. Odporność roślin na zanieczyszczenia w powietrzu jest brana pod uwagę przy wyborze gatunków do kształtowania osiedli. Wrażliwy na dym, na przykład świerk i sosna, klon, lipa, brzoza. Najbardziej odporne są tuja, topola kanadyjska, klon amerykański, bez czarny i kilka innych.

4.2.2. Gleba i ulga. Cechy pogodowe i klimatyczne środowiska gruntowo-powietrznego

Edaficzne czynniki środowiskowe. Właściwości gleby i ukształtowanie terenu wpływają również na warunki życia organizmów lądowych, przede wszystkim roślin. Właściwości powierzchni ziemi, które mają wpływ ekologiczny na jej mieszkańców, łączy nazwa edaficzne czynniki środowiskowe (z greckiego „edafos” - fundament, gleba).

Charakter systemu korzeniowego roślin zależy od reżimu hydrotermalnego, napowietrzania, składu, składu i struktury gleby. Na przykład systemy korzeniowe gatunków drzew (brzoza, modrzew) na obszarach z wieczną zmarzliną znajdują się na płytkiej głębokości i są rozłożone wszerz. Tam, gdzie nie ma wiecznej zmarzliny, systemy korzeniowe tych samych roślin są mniej rozłożone i wnikają głębiej. W wielu roślinach stepowych korzenie mogą pobierać wodę z dużych głębokości, a jednocześnie mają wiele korzeni powierzchniowych w poziomie próchnicznej gleby, skąd rośliny pobierają składniki mineralne. Na podmokłych, słabo napowietrzonych glebach namorzynów wiele gatunków ma specjalne korzenie oddechowe - pneumatofory.

Ze względu na różne właściwości gleby można wyróżnić kilka grup ekologicznych roślin.

Tak więc, zgodnie z reakcją na kwasowość gleby, rozróżniają: 1) kwasochłonny gatunki - rosną na glebach kwaśnych o pH poniżej 6,7 (rośliny torfowisk torfowiskowych, belous); 2) neutrofilowy - ciążą w kierunku gleb o pH 6,7–7,0 (większość roślin uprawnych); 3) bazyfilowy- rosną przy pH większym niż 7,0 (mordovnik, zawilec leśny); cztery) obojętny - może rosnąć na glebach o różnym pH (konwalia, kostrzewa owcza).

W odniesieniu do składu brutto gleby istnieją: 1) oligotroficzny zawartość roślin z niewielką ilością pierwiastków jesionowych (sosna zwyczajna); 2) eutroficzny, potrzebującym dużej ilości elementów jesionowych (dąb, koziarz pospolity, jastrząb wieloletni); 3) mezotroficzny, wymagający umiarkowanej ilości elementów jesionowych (świerk).

Nitrofile- rośliny preferujące gleby zasobne w azot (pokrzywa dwupienna).

Grupę tworzą rośliny gleb słonych halofity(soleros, sarsazan, kokpek).

Niektóre gatunki roślin są ograniczone do różnych podłoży: petrofity rosną na skalistych glebach i psammofity zamieszkują luźne piaski.

Ukształtowanie terenu i rodzaj gleby wpływają na specyfikę przemieszczania się zwierząt. Na przykład kopytne, strusie, dropie żyjące na otwartych przestrzeniach potrzebują solidnego podłoża, aby zwiększyć odpychanie podczas szybkiego biegu. U jaszczurek żyjących na luźnych piaskach palce są otoczone frędzlami zrogowaciałych łusek, co zwiększa powierzchnię podparcia (ryc. 47). Dla lądowych mieszkańców kopiących doły gęste gleby są niekorzystne. Charakter gleby w niektórych przypadkach wpływa na rozmieszczenie zwierząt lądowych, które kopią dziury, zakopują się w ziemi, aby uciec przed upałem lub drapieżnikami lub składają jaja w glebie itp.

Ryż. 47. Gekon wachlarzowaty - mieszkaniec piasków Sahary: A - gekon wachlarzowaty; B - noga gekona

cechy pogodowe. Warunki życia w środowisku gruntowo-powietrznym są skomplikowane, ponadto zmiany pogody.Pogoda - jest to stale zmieniający się stan atmosfery w pobliżu powierzchni ziemi do wysokości około 20 km (granica troposfery). Zmienność pogody przejawia się w stałej zmienności kombinacji takich czynników środowiskowych, jak temperatura i wilgotność powietrza, zachmurzenie, opady atmosferyczne, siła i kierunek wiatru itp. Zmiany pogody, wraz z ich regularną przemianą w cyklu rocznym, charakteryzują się brakiem okresowe wahania, co znacznie komplikuje warunki istnienia organizmów lądowych. Pogoda wpływa na życie mieszkańców wód w znacznie mniejszym stopniu i tylko na populację warstw powierzchniowych.

Klimat okolicy. Charakteryzuje się długoterminowym reżimem pogodowym klimat okolicy. Pojęcie klimatu obejmuje nie tylko średnie wartości zjawisk meteorologicznych, ale także ich roczny i dobowy przebieg, odchylenia od niego oraz ich częstotliwość. Klimat jest determinowany warunkami geograficznymi obszaru.

Zróżnicowanie strefowe klimatów komplikuje działanie wiatrów monsunowych, rozmieszczenie cyklonów i antycyklonów, wpływ pasm górskich na ruch mas powietrza, stopień oddalenia od oceanu (kontynentalność) i wiele innych czynników lokalnych. W górach występuje strefa klimatyczna, pod wieloma względami podobna do zmiany stref z niskich na wysokie szerokości geograficzne. Wszystko to tworzy niezwykłą różnorodność warunków życia na lądzie.

Dla większości organizmów lądowych, zwłaszcza małych, ważny jest nie tyle klimat danego obszaru, ile warunki ich bezpośredniego siedliska. Bardzo często lokalne elementy środowiska (rzeźba, ekspozycja, roślinność itp.) na danym obszarze zmieniają reżim temperatury, wilgotności, światła, ruchu powietrza w taki sposób, że różni się on znacznie od warunków klimatycznych obszaru. Takie lokalne modyfikacje klimatu, które kształtują się w powierzchniowej warstwie powietrza, to tzw mikroklimat. W każdej strefie mikroklimaty są bardzo zróżnicowane. Możliwe jest wyodrębnienie mikroklimatów dowolnie małych obszarów. Na przykład w koronach kwiatów tworzony jest specjalny tryb, z którego korzystają żyjące tam owady. Różnice temperatury, wilgotności powietrza i siły wiatru są powszechnie znane na otwartej przestrzeni iw lasach, na terenach zielnych i na odsłoniętych glebach, na zboczach ekspozycji północnej i południowej itp. Szczególny stabilny mikroklimat występuje w norach, gniazdach, zagłębieniach , jaskinie i inne zamknięte miejsca.

Opad atmosferyczny. Oprócz dostarczania wody i tworzenia rezerw wilgoci, mogą pełnić jeszcze jedną rolę ekologiczną. Tak więc ulewne deszcze lub grad czasami mają mechaniczny wpływ na rośliny lub zwierzęta.

Ekologiczna rola pokrywy śnieżnej jest szczególnie zróżnicowana. Dobowe wahania temperatury wnikają w grubość śniegu tylko do 25 cm, głębiej temperatura prawie się nie zmienia. Przy mrozach -20-30 ° C, pod warstwą śniegu 30-40 cm, temperatura jest tylko nieznacznie poniżej zera. Głęboka pokrywa śnieżna chroni pąki odnowy, chroni zielone części roślin przed zamarzaniem; wiele gatunków schodzi pod śnieg bez zrzucania liści, na przykład szczaw włochaty, Veronica officinalis, kopyto itp.

Ryż. 48. Schemat badania telemetrycznego reżimu temperaturowego jarząbka znajdującego się w dziurze śnieżnej (wg A. V. Andreev, A. V. Krechmar, 1976)

Małe zwierzęta lądowe również zimą prowadzą aktywny tryb życia, układając całe galerie przejść pod śniegiem iw jego grubości. Dla wielu gatunków żywiących się roślinnością śnieżną charakterystyczna jest nawet hodowla zimowa, co obserwuje się np. U lemingów, myszy leśnych i żółtogardłych, wielu norników, szczurów wodnych itp. Ptaki cietrzewie - jarząbek, cietrzew, kuropatwy tundrowe - na noc zakopują się w śniegu ( ryc. 48).

Zimowa pokrywa śnieżna uniemożliwia żerowanie dużym zwierzętom. Wiele zwierząt kopytnych (renifery, dziki, piżmowoły) zimą żywi się wyłącznie roślinnością śnieżną, a głęboka pokrywa śnieżna, a zwłaszcza twarda skorupa na jej powierzchni, występująca w lodzie, skazuje je na śmierć głodową. Podczas koczowniczej hodowli bydła w przedrewolucyjnej Rosji doszło do ogromnej katastrofy w regionach południowych juta - masowe straty inwentarza w wyniku opadów deszczu ze śniegiem, pozbawiające zwierzęta pożywienia. Poruszanie się po luźnym głębokim śniegu jest również trudne dla zwierząt. Na przykład lisy w śnieżne zimy preferują obszary w lesie pod gęstymi jodłami, gdzie warstwa śniegu jest cieńsza i prawie nie wychodzą na otwarte polany i brzegi. Głębokość pokrywy śnieżnej może ograniczać geograficzne rozmieszczenie gatunków. Na przykład prawdziwe jelenie nie przenikają na północ do obszarów, gdzie grubość śniegu zimą przekracza 40–50 cm.

Biel pokrywy śnieżnej demaskuje ciemne zwierzęta. Dobór kamuflażu do koloru tła najwyraźniej odegrał dużą rolę w występowaniu sezonowych zmian ubarwienia kuropatwy białej i tundry, zająca górskiego, gronostaja, łasicy i lisa polarnego. Na Wyspach Komandorskich, obok lisów białych, żyje wiele lisów niebieskich. Z obserwacji zoologów wynika, że ​​te ostatnie trzymają się głównie w pobliżu ciemnych skał i niezamarzającego pasa przyboju, podczas gdy białe preferują obszary pokryte śniegiem.