Ūdens ir dzīvo organismu dzīvotne. Ūdens vides vispārīgās īpašības. Lielais zilais valis ir planētas Zeme milzis. Zilā vaļa apraksts un foto
Ūdens vides iedzīvotāji ekoloģijā saņēma kopīgu nosaukumu hidrobionti. Viņi apdzīvo Pasaules okeānu, kontinentālos rezervuārus un gruntsūdeņus. Jebkurā ūdenstilpē var izdalīt zonas ar dažādiem apstākļiem.
Okeānā un tā jūrās galvenokārt ir divas ekoloģiskās zonas: ūdens stabs - pelaģisks un apakšā - bentāls. Bezdibenes un īpaši bezdibenes dzīļu iemītnieki pastāv tumsā, nemainīgā temperatūrā un milzīgā spiedienā. Tika nosaukti visi okeāna dibena iedzīvotāji bentoss.
Ūdens vides pamatīpašības.
Ūdens blīvums ir faktors, kas nosaka pārvietošanās apstākļus ūdens organismi un spiedienu dažādos dziļumos. Destilētam ūdenim blīvums ir 1 g/cm 3 4 °C temperatūrā. Dabisko ūdeņu, kas satur izšķīdušos sāļus, blīvums var būt lielāks, līdz 1,35 g/cm 3 . Spiediens palielinās līdz ar dziļumu vidēji par 1 × 10 5 Pa (1 atm) uz katriem 10 m Ūdens blīvums ļauj uz to paļauties, kas ir īpaši svarīgi ne-skeleta formām. Vides blīvums kalpo kā nosacījums peldēšanai ūdenī, un daudzi ūdens organismi ir īpaši pielāgoti šim dzīves veidam. Ūdenī peldošie suspendētie organismi tiek apvienoti īpašā ekoloģiskā ūdens organismu grupā - planktons(“planktos” – planējošs). Planktonā dominē vienšūnas un koloniālās aļģes, vienšūņi, medūzas, sifonofori, ctenofori, pteropodi un ķīļpēdu mīkstmieši, dažādi mazie vēžveidīgie, grunts dzīvnieku kāpuri, zivju ikri un mazuļi un daudzi citi. Jūras aļģes (fitoplanktons) pasīvi lidināties ūdenī, savukārt lielākā daļa planktona dzīvnieku spēj aktīvi peldēt, bet ierobežotās robežās. Īpašs planktona veids ir ekoloģiskā grupa Neuston(“nein” - peldēt) - ūdens virsmas plēves iemītnieki pie robežas ar gaisu. Ūdens blīvums un viskozitāte lielā mērā ietekmē aktīvās peldēšanas iespējas. Dzīvnieki, kas spēj ātri peldēt un pārvarēt straumju spēku, ir apvienoti ekoloģiskā grupā nekton(“nektos” – peldošs).
Skābekļa režīms. Ar skābekli piesātinātā ūdenī tā saturs nepārsniedz 10 ml uz 1 litru, kas ir 21 reizi mazāks nekā atmosfērā. Tāpēc ūdens organismu elpošanas apstākļi ir ievērojami sarežģīti. Skābeklis ūdenī nonāk galvenokārt aļģu fotosintēzes aktivitātes un difūzijas rezultātā no gaisa. Tāpēc ūdens staba augšējie slāņi, kā likums, ir bagātāki ar šo gāzi nekā apakšējie. Palielinoties ūdens temperatūrai un sāļumam, skābekļa koncentrācija tajā samazinās. Slāņos, kas ir ļoti apdzīvoti ar dzīvniekiem un baktērijām, tā pieaugošā patēriņa dēļ var rasties krass O 2 deficīts. Apstākļi rezervuāru dibena tuvumā var būt tuvu anaerobiem.
Starp ūdens iemītniekiem ir daudzas sugas, kas var panest lielas skābekļa satura svārstības ūdenī līdz gandrīz pilnīgai neesamībai (eirooksibiontss – “oksi” – skābeklis, “bionts” – iedzīvotājs). Tie ietver, piemēram, vēderkāji. No zivīm karpas, līņi un karūsas var izturēt ļoti zemu ūdens piesātinājumu ar skābekli. Tomēr vairāki veidi stenoksibionts– tie var pastāvēt tikai ar pietiekami augstu ūdens piesātinājumu ar skābekli (varavīksnes forele, strauta forele, strauta).
Sāls režīms. Apkope ūdens bilanci hidrobiontiem ir sava specifika. Ja sauszemes dzīvniekiem un augiem vissvarīgākais ir nodrošināt organismu ar ūdeni tā deficīta apstākļos, tad hidrobiontiem ne mazāk svarīgi ir uzturēt noteiktu ūdens daudzumu organismā, kad organismā ir tā pārpalikums. vidi. Pārmērīgs ūdens daudzums šūnās izraisa osmotiskā spiediena izmaiņas un svarīgāko dzīvībai svarīgo funkciju traucējumus. Lielākā daļa ūdensdzīvnieku poikilosmotisks: osmotiskais spiediens viņu ķermenī ir atkarīgs no apkārtējā ūdens sāļuma. Tāpēc galvenais ūdens organismu sāls līdzsvara saglabāšanas veids ir izvairīties no biotopiem ar nepiemērotu sāļumu. Saldūdens formas jūrās nevar pastāvēt, un jūras formas nevar paciest atsāļošanu. Ūdenī dzīvojošie mugurkaulnieki, augstākie vēžveidīgie, kukaiņi un to kāpuri pieder homoiosmotisks sugas, saglabājot nemainīgu osmotisko spiedienu organismā neatkarīgi no sāļu koncentrācijas ūdenī.
Gaismas režīms.Ūdenī ir daudz mazāk gaismas nekā gaisā. Daži no stariem, kas krīt uz rezervuāra virsmas, tiek atspoguļoti gaisā. Jo zemāka ir Saules pozīcija, jo spēcīgāks atspīdums, tāpēc diena zem ūdens ir īsāka nekā uz sauszemes. Okeāna tumšajos dziļumos organismi kā vizuālās informācijas avotu izmanto gaismu, ko izstaro dzīvas būtnes. Dzīva organisma mirdzumu sauc bioluminiscence. Gaismas radīšanai izmantotās reakcijas ir dažādas. Bet visos gadījumos tā ir sarežģītu organisko savienojumu oksidēšana (luciferīni), izmantojot olbaltumvielu katalizatorus (luciferāze).
Dzīvnieku orientēšanās paņēmieni ūdens vidē. Dzīvošana pastāvīgā krēslā vai tumsā ievērojami ierobežo jūsu iespējas vizuālā orientācija hidrobionti. Tā kā gaismas stari ūdenī strauji vājinās, pat tie, kuriem ir labi attīstīti redzes orgāni, tos var izmantot tikai, lai pārvietotos no tuva attāluma.
Skaņa ūdenī pārvietojas ātrāk nekā gaisā. Skaņas orientācija parasti ir labāk attīstīta ūdens organismos nekā vizuālā orientācija. Vairākas sugas uztver pat ļoti zemas frekvences vibrācijas (infraskaņas) , rodas, mainoties viļņu ritmam, un pirms vētras nolaižas no virszemes slāņiem uz dziļākiem (piemēram, medūzas). Daudzi ūdenstilpņu iemītnieki – zīdītāji, zivis, mīkstmieši, vēžveidīgie – paši izdod skaņas. Vairāki hidrobionti atrod barību un pārvietojas, izmantojot eholokācija– atstaroto skaņas viļņu uztvere (vaļveidīgie). Daudzi uztver atstarotos elektriskos impulsus , radot dažādas frekvences izlādes peldēšanas laikā. Vairākas zivis izmanto arī elektriskos laukus aizsardzībai un uzbrukumam (elektriskais dzeloņraja, elektriskais zutis u.c.).
To izmanto dziļuma orientēšanai hidrostatiskā spiediena uztvere. To veic, izmantojot statocistas, gāzes kameras un citus orgānus.
Filtrēšana kā uztura veids. Daudziem hidrobiontiem ir īpašs barošanās veids - tas ir ūdenī suspendētu organiskas izcelsmes daļiņu un daudzu mazu organismu filtrēšana vai sedimentācija.
Ķermeņa forma. Lielākajai daļai hidrobiontu ir racionalizēta ķermeņa forma.
Organismu izplatība pēc dzīves vides
Dzīvās vielas ilgstošas vēsturiskās attīstības un arvien attīstītāku dzīvo būtņu formu veidošanās procesā organismi, apgūstot jaunus biotopus, tika izplatīti uz Zemes atbilstoši tās minerālu apvalkiem (hidrosfēra, litosfēra, atmosfēra) un pielāgoti eksistencei stingri noteikti nosacījumi.
Pirmais dzīvības līdzeklis bija ūdens. Tieši tajā radās dzīvība. Vēsturiskajai attīstībai attīstoties, daudzi organismi sāka apdzīvot sauszemes un gaisa vidi. Rezultātā parādījās sauszemes augi un dzīvnieki, kas strauji attīstījās, pielāgojoties jauniem dzīves apstākļiem.
Dzīvās vielas funkcionēšanas procesā uz sauszemes litosfēras virsmas slāņi pakāpeniski tika pārveidoti par augsni, par sava veida, kā teica Vernadskis, planētas bioinertu ķermeni. Augsni sāka apdzīvot gan ūdens, gan sauszemes organismi, izveidojot specifisku tās iemītnieku kompleksu.
Tādējādi tālāk mūsdienu Zeme Ir skaidri izdalītas četras dzīves vides - ūdens, zeme-gaiss, augsne un dzīvie organismi -, kas būtiski atšķiras savos apstākļos. Apskatīsim katru no tiem.
Vispārējās īpašības. Dzīvības ūdens vide, hidrosfēra, aizņem līdz 71% no teritorijas globuss. Pēc tilpuma ūdens rezerves uz Zemes tiek lēstas 1370 miljonu kubikmetru apmērā. km, kas ir 1/800 no zemeslodes tilpuma. Galvenais ūdens daudzums, vairāk nekā 98%, ir koncentrēts jūrās un okeānos, 1,24% veido polāro reģionu ledus; upju, ezeru un purvu saldūdeņos ūdens daudzums nepārsniedz 0,45%.
Ūdens vidē dzīvo aptuveni 150 000 dzīvnieku sugu (apmēram 7% no kopējā skaita uz zemeslodes) un 10 000 augu sugu (8%). Neskatoties uz to, ka lielākās daļas augu un dzīvnieku grupu pārstāvji palika ūdens vidē (savā “šūpulī”), to sugu skaits ir ievērojami mazāks nekā sauszemes. Tas nozīmē, ka evolūcija uz sauszemes notika daudz ātrāk.
Daudzveidīgākais un bagātākais augs un dzīvnieku pasaule ekvatoriālo un tropisko reģionu jūras un okeāni (īpaši Klusais un Atlantijas okeāns). Uz dienvidiem un ziemeļiem no šīm joslām organismu kvalitatīvais sastāvs pamazām noplicinās. Austrumindijas arhipelāgā ir aptuveni 40 000 dzīvnieku sugu, un Laptevu jūrā ir tikai 400. Turklāt lielākā daļa Pasaules okeāna organismu ir koncentrēti salīdzinoši nelielā teritorijā. jūras piekrasti mērenā zona un starp tropu valstu mangrovēm. Plašos ūdens apgabalos tālu no krasta ir tuksneša apgabali, kuros praktiski nav dzīvības.
Upju, ezeru un purvu īpatsvars biosfērā ir niecīgs, salīdzinot ar jūrām un okeāniem. Neskatoties uz to, tie nodrošina saldūdens piegādi milzīgam skaitam augu un dzīvnieku, kā arī cilvēkiem.
Ūdens vide spēcīgi ietekmē tās iedzīvotājus. Savukārt hidrosfēras dzīvā viela ietekmē biotopu, apstrādā to, iesaistot vielu apritē. Tiek lēsts, ka jūru un okeānu, upju un ezeru ūdens sadalās un atjaunojas biotiskajā ciklā 2 miljonu gadu laikā, t.i., tas viss ir izgājis cauri planētas dzīvajai vielai vairāk nekā tūkstoš reižu*. Tādējādi mūsdienu hidrosfēra ir ne tikai mūsdienu, bet arī pagātnes ģeoloģisko laikmetu dzīvās vielas vitālās aktivitātes produkts.
Ūdens vides raksturīga iezīme ir tās mobilitāte pat stāvošās ūdenstilpēs, nemaz nerunājot par plūstošām, straujām upēm un strautiem. Jūras un okeāni piedzīvo bēgumus un bēgumus, spēcīgas straumes un vētras; Ezeros ūdens pārvietojas vēja un temperatūras ietekmē. Ūdens kustība nodrošina ūdens organismu apgādi ar skābekli un barības vielām un noved pie temperatūras izlīdzināšanas (samazināšanās) visā rezervuārā.
Ūdenskrātuvju iedzīvotāji ir izstrādājuši atbilstošus pielāgojumus vides mobilitātei. Piemēram, plūstošajās ūdenstilpēs ir tā sauktie “piesārņojošie” augi, kas ir stingri piestiprināti pie zemūdens objektiem - zaļaļģes (Cladophora) ar dzinumu celiņu, kramaļģes (Diatomeae), ūdens sūnas (Fontinalis), veidojot blīvu segumu pat uz akmeņi strauju upju riffles .
Dzīvnieki pielāgojās arī ūdens vides mobilitātei. Zivīm, kas dzīvo straujtecēs upēs, ķermenis ir gandrīz apaļš šķērsgriezumā (forele, māla). Viņi parasti pārvietojas pret straumi. Tecošo ūdenstilpju bezmugurkaulnieki parasti uzturas apakšā, to ķermenis ir saplacināts dorso-ventrālā virzienā, daudziem vēdera pusē ir dažādi fiksācijas orgāni, kas ļauj tiem piestiprināties pie zemūdens objektiem. Jūrās visspēcīgāko ūdens masu kustīgo ietekmi izjūt organismi paisuma un sērfošanas zonās. Akmeņainos krastos sērfošanā bieži sastopami sārņi (Balanus, Chthamalus), vēderkāji (Patella Haliotis) un dažas vēžveidīgo sugas, kas slēpjas krasta spraugās.
Ūdens organismu dzīvē mēreni platuma grādos Svarīga loma ir ūdens vertikālajai kustībai stāvošos rezervuāros. Tajos esošais ūdens ir skaidri sadalīts trīs slāņos: augšējais epilimnijs, kura temperatūra piedzīvo krasas sezonālās svārstības; temperatūras lēciena slānis – metalimnions (termoklīns), kur ir straujš kritums temperatūras; apakšējais dziļais slānis, hipolimnijs, kur temperatūra nedaudz mainās visu gadu.
Vasarā siltākie ūdens slāņi atrodas virspusē, bet aukstākie - apakšā. Šo temperatūru sadalījumu pa slāņiem rezervuārā sauc par tiešu stratifikāciju. Ziemā, pazeminoties temperatūrai, tiek novērota apgriezta noslāņošanās: aukstie virszemes ūdeņi ar temperatūru zem 4 °C atrodas virs salīdzinoši siltiem. Šo parādību sauc par temperatūras dihotomiju. Tas ir īpaši izteikts lielākajā daļā mūsu ezeru vasarā un ziemā. Temperatūras dihotomijas rezultātā ūdenskrātuvē veidojas blīvuma noslāņošanās, tiek traucēta tā vertikālā cirkulācija un sākas īslaicīgas stagnācijas periods.
Pavasarī virszemes ūdeņi, sasilstot līdz 4 °C, kļūst blīvāki un iegrimst dziļāk, un no dziļuma paceļas siltāks ūdens, lai ieņemtu savu vietu. Šādas vertikālas cirkulācijas rezultātā rezervuārā notiek homotermija, t.i., kādu laiku tiek izlīdzināta visas ūdens masas temperatūra. Turpinot paaugstinoties temperatūrai, augšējie ūdens slāņi kļūst arvien mazāk blīvi un vairs negrimst - iestājas vasaras stagnācija.
Rudenī virsmas slānis atdziest, kļūst blīvāks un iegrimst dziļāk, izspiežot uz virsmas siltāku ūdeni. Tas notiek pirms rudens homotermijas sākuma. Atdzesējot virszemes ūdeņi Zem 4 °C tie atkal kļūst mazāk blīvi un atkal paliek uz virsmas. Rezultātā apstājas ūdens cirkulācija un iestājas ziemas stagnācija.
Mēreno platuma grādu ūdenstilpēs esošie organismi ir labi pielāgojušies sezonālām ūdens slāņu vertikālajām kustībām, pavasara un rudens homotermijai un vasaras un ziemas stagnācijai (13. att.).
Ezeros tropiskajos platuma grādos virszemes ūdens temperatūra nekad nenoslīd zem 4 °C un temperatūras gradients tajos ir skaidri izteikts līdz pat dziļākajiem slāņiem. Ūdens sajaukšanās, kā likums, šeit notiek neregulāri gada aukstākajā laikā.
Savdabīgi dzīvības apstākļi veidojas ne tikai ūdens kolonnā, bet arī rezervuāra apakšā, jo augsnēs nav aerācijas un no tām tiek izskaloti minerālie savienojumi. Tāpēc tiem nav auglības un tie kalpo tikai kā vairāk vai mazāk ciets substrāts ūdens organismiem, pildot galvenokārt mehāniski dinamisku funkciju. Šajā sakarā vislielāko vides nozīmi iegūst augsnes daļiņu izmērs, to savstarpējās saskares blīvums un izturība pret straumju izskalošanos.
Ūdens vides abiotiskie faktori.Ūdenim kā dzīves videi ir īpašas fizikālās un ķīmiskās īpašības.
Hidrosfēras temperatūras režīms būtiski atšķiras no tā, kas ir citās vidēs. Temperatūras svārstības Pasaules okeānā ir salīdzinoši nelielas: zemākā ir aptuveni –2 °C, bet augstākā – aptuveni 36 °C. Tāpēc svārstību amplitūda šeit ir 38 °C robežās. Ar dziļumu ūdens temperatūra okeānos pazeminās. Pat tropu apgabali 1000 m dziļumā nepārsniedz 4–5°С. Visu okeānu dziļumos ir auksta ūdens slānis (no -1,87 līdz + 2°C).
Saldūdens iekšzemes ūdenstilpēs mērenos platuma grādos virszemes ūdens slāņu temperatūra svārstās no – 0,9 līdz +25 ° C, dziļākos ūdeņos tā ir 4–5 ° C. Izņēmums ir termālie avoti, kur virsmas slāņa temperatūra dažkārt sasniedz 85–93 °C.
Šādas ūdens vides termodinamiskās īpašības, piemēram, augsta īpatnējā siltumietilpība, augsta siltumvadītspēja un izplešanās sasalšanas laikā, īpaši rada labvēlīgi apstākļi uz mūžu. Šos apstākļus nodrošina arī augstais latentais ūdens saplūšanas siltums, kā rezultātā ziemā temperatūra zem ledus nekad nav zemāka par sasalšanas punktu (saldūdenim ap 0 °C). Tā kā 4°C ūdens blīvums ir vislielākais un, sasalstot, tas izplešas, ziemā ledus veidojas tikai virspusē, bet galvenais biezums nesasalst.
Tā kā ūdenstilpju temperatūras režīmam ir raksturīga liela stabilitāte, tad tajā mītošajiem organismiem ir raksturīga relatīva ķermeņa temperatūras noturība un tiem ir šaurs pielāgošanās spēju diapazons vides temperatūras svārstībām. Pat nelielas termiskā režīma novirzes var izraisīt būtiskas izmaiņas dzīvnieku un augu dzīvē. Piemērs ir lotosa (Nelumbium caspium) “bioloģiskais sprādziens” tā dzīvotnes tālākajā ziemeļu daļā - Volgas deltā. Ilgu laiku šis eksotiskais augs apdzīvoja tikai nelielu līci. Pēdējās desmitgades laikā lotosa biezokņu platība ir palielinājusies gandrīz 20 reizes un tagad aizņem vairāk nekā 1500 hektārus ūdens. Šī lotosa straujā izplatība ir izskaidrojama ar vispārējo Kaspijas jūras līmeņa pazemināšanos, ko pavadīja daudzu mazu ezeru un estuāru veidošanās Volgas grīvā. Karstās dienās vasaras mēnešiŪdens šeit sasila vairāk nekā iepriekš, kas veicināja lotosa biezokņu augšanu.
Ūdenim raksturīgs arī ievērojams blīvums (šajā ziņā tas ir 800 reizes lielāks par gaisa vidi) un viskozitāte. Šīs īpašības ietekmē augus ar to, ka to mehāniskie audi attīstās ļoti vāji vai neattīstās vispār, tāpēc to stublāji ir ļoti elastīgi un viegli izliecas. Lielākajai daļai ūdensaugu ir raksturīgs peldspēja un spēja palikt ūdens stabā. Tie paceļas uz virsmas un pēc tam atkal nokrīt. Daudzu ūdensdzīvnieku apvalks ir bagātīgi ieeļļots ar gļotām, kas samazina berzi kustības laikā, un ķermenis iegūst racionalizētu formu.
Organismi ūdens vidē ir izplatīti visā tā biezumā (okeāna ieplakās dzīvnieki tika atrasti vairāk nekā 10 000 m dziļumā). Dabiski, ka dažādos dziļumos tie piedzīvo dažādu spiedienu. Dziļjūras radības ir pielāgotas augstam spiedienam (līdz 1000 atm), savukārt virszemes slāņu iemītnieki tam nav pakļauti. Vidēji ūdens kolonnā uz katriem 10 m dziļumā spiediens palielinās par 1 atm. Visi hidrobionti ir pielāgoti šim faktoram un attiecīgi tiek iedalīti dziļjūrā un tajos, kas dzīvo seklā dziļumā.
Liela ietekmeŪdens organismus ietekmē ūdens caurspīdīgums un tā gaismas režīms. Tas īpaši ietekmē fotosintētisko augu izplatību. Dubļainos rezervuāros tie dzīvo tikai virsmas slānī, un tur, kur ir lielāka caurspīdīgums, tie iekļūst ievērojamā dziļumā. Zināmu ūdens duļķainību rada milzīgs daudzums tajā suspendētu daļiņu, kas ierobežo iekļūšanu saules stari. Duļķainību ūdenī var izraisīt minerālvielu daļiņas (māls, dūņas) un sīkie organismi. Ūdens caurspīdīgums samazinās arī vasarā, strauji augot ūdens veģetācijai un masveidīgi savairojoties virszemes slāņos suspendētiem sīkajiem organismiem. Ūdenskrātuvju apgaismojuma režīms ir atkarīgs arī no sezonas. Ziemeļos, mērenajos platuma grādos, kad ūdenskrātuves sasalst un ledus virspusē joprojām ir klāts ar sniegu, gaismas iekļūšana ūdens stabā ir ļoti ierobežota.
Gaismas režīmu nosaka arī dabiskais gaismas samazinājums līdz ar dziļumu, jo ūdens absorbē saules gaismu. Šajā gadījumā stari ar dažādu viļņu garumu tiek absorbēti atšķirīgi: sarkanie tiek absorbēti visātrāk, bet zili zaļie iekļūst ievērojamā dziļumā. Ar dziļumu okeāns kļūst tumšāks. Vides krāsa mainās, pamazām pārejot no zaļganas uz zaļu, tad uz zilu, zilu, zili violetu, dodot vietu pastāvīgai tumsai. Attiecīgi ar dziļumu zaļās aļģes (Chlorophyta) aizstāj brūnās (Phaeophyta) un sarkanās (Rhodophyta), kuru pigmenti ir pielāgoti dažādu viļņu garumu saules gaismas uztveršanai. Arī dzīvnieku krāsa dabiski mainās līdz ar dziļumu. Virspusē parasti dzīvo gaiši ūdens slāņi, spilgtas un dažādas krāsas dzīvnieki, savukārt dziļjūras sugām nav pigmentu. Okeāna krēslas zonā dzīvo dzīvnieki, kas ir krāsoti ar sarkanīgu nokrāsu, kas palīdz viņiem paslēpties no ienaidniekiem, jo sarkanā krāsa zili violetajos staros tiek uztverta kā melna.
Ūdens sāļumam ir liela nozīme ūdens organismu dzīvē. Kā zināms, ūdens ir lielisks šķīdinātājs daudziem minerālu savienojumiem. Tā rezultātā dabas rezervuāriem ir raksturīgs noteikts ķīmiskais sastāvs. Vislielākā nozīme ir karbonātiem, sulfātiem un hlorīdiem. Izšķīdušo sāļu daudzums uz 1 litru ūdens saldūdens tilpnēs nepārsniedz 0,5 g (parasti jūrās un okeānos tas sasniedz 35 g (6. tabula).
6. tabula.Bāzes sāļu sadalījums dažādos rezervuāros (pēc R. Dažo, 1975)
Kalcijam ir būtiska loma saldūdens dzīvnieku dzīvē. Gliemji, vēžveidīgie un citi bezmugurkaulnieki to izmanto, lai izveidotu čaulas un eksoskeletu. Bet saldūdens tilpnes atkarībā no vairākiem apstākļiem (noteiktu šķīstošo sāļu klātbūtne rezervuāra augsnē, krastu augsnē un augsnē, ieplūstošo upju un strautu ūdenī) ļoti atšķiras gan pēc sastāva, gan pēc sastāva. tajos izšķīdušo sāļu koncentrācija. Jūras ūdeņi šajā ziņā ir stabilāki. Tajās tika atrasti gandrīz visi zināmie elementi. Tomēr svarīguma ziņā pirmajā vietā ir galda sāls, tad magnija hlorīds un sulfāts un kālija hlorīds.
Saldūdens augi un dzīvnieki dzīvo hipotoniskā vidē, tas ir, vidē, kurā izšķīdušo vielu koncentrācija ir zemāka nekā ķermeņa šķidrumos un audos. Sakarā ar osmotiskā spiediena atšķirību ārpus ķermeņa un iekšpuses ūdens pastāvīgi iekļūst ķermenī, un saldūdens hidrobionti ir spiesti to intensīvi izņemt. Šajā sakarā to osmoregulācijas procesi ir labi izteikti. Sāļu koncentrācija daudzu jūras organismu ķermeņa šķidrumos un audos ir izotoniska ar izšķīdušo sāļu koncentrāciju apkārtējā ūdenī. Tāpēc to osmoregulācijas funkcijas nav attīstītas tādā pašā mērā kā saldūdens dzīvniekiem. Osmoregulācijas grūtības ir viens no iemesliem, kāpēc daudzi jūras augi un īpaši dzīvnieki nespēja apdzīvot saldūdens tilpnes un, izņemot atsevišķus pārstāvjus, izrādījās tipiski jūras iemītnieki (coelenterata - Coelenterata, adatādaiņi - Echinodermata, pogonophora - Pogonophora , sūkļi - Spongia, tunikāti – Tunicata). Pie tā tas pats Kukaiņi jūrās un okeānos praktiski nedzīvo, savukārt saldūdens baseinos tie ir bagātīgi apdzīvoti. Parasti jūras un parasti saldūdens sugas nepieļauj būtiskas ūdens sāļuma izmaiņas. Tie visi ir stenohalīni organismi. Saldūdens un jūras izcelsmes eirihalīna dzīvnieku ir salīdzinoši maz. Tie parasti ir sastopami iesāļos ūdeņos un ievērojamos daudzumos. Tie ir saldūdens zandarti (Stizostedion lucioperca), brekši (Abramis brama), līdakas (Esox lucius) un jūras kefales dzimta (Mugilidae).
Saldūdeņos bieži sastopami augi, kas nostiprināti rezervuāra dibenā. Bieži vien to fotosintētiskā virsma atrodas virs ūdens. Tie ir kaķu spārni (Typha), niedres (Scirpus), bultu uzgaļi (Sagittaria), ūdensrozes (Nymphaea), olu kapsulas (Nuphar). Citās vietās fotosintēzes orgāni ir iegremdēti ūdenī. Tajos ietilpst dīķzāle (Potamogeton), rūta (Myriophyllum) un elodeja (Elodea). Dažiem augstākajiem saldūdens augiem nav sakņu. Tās vai nu brīvi peld, vai aug virs zemūdens objektiem vai aļģēm, kas piestiprinātas pie zemes.
Lai gan skābeklim nav būtiskas nozīmes gaisa vidē, tas ir vissvarīgākais vides faktors ūdens vidē. Tās saturs ūdenī ir apgriezti proporcionāls temperatūrai. Pazeminoties temperatūrai, palielinās skābekļa, tāpat kā citu gāzu, šķīdība. Ūdenī izšķīdinātā skābekļa uzkrāšanās notiek tā nokļūšanas no atmosfēras rezultātā, kā arī zaļo augu fotosintēzes aktivitātes rezultātā. Ja ūdens tiek sajaukts, kas raksturīgs plūstošām ūdenskrātuvēm un īpaši straujām upēm un strautiem, palielinās arī skābekļa saturs.
Dažādiem dzīvniekiem ir atšķirīgas vajadzības pēc skābekļa. Piemēram, forele (Salmo trutta) un vēdzele (Phoxinus phoxinus) ir ļoti jutīgas pret tās trūkumu un tāpēc dzīvo tikai strauji plūstošos, aukstos un labi sajauktos ūdeņos. Šajā ziņā nepretenciozas ir raudas (Rutilus rutilus), raudas (Acerina cernua), karpas (Cyprinus carpio), karūsas (Carassius carassius), un lielos dziļumos dzīvo hironomīdu odu (Chironomidae) un tubifex tārpu (Tubifex) kāpuri. kur skābekļa nav vispār vai ir ļoti maz. Ūdens kukaiņi un mīkstmieši (Pulmonata) var dzīvot arī ūdenstilpēs ar zemu skābekļa līmeni. Tomēr tie sistemātiski paceļas uz virsmas, kādu laiku saglabājot svaigu gaisu.
Oglekļa dioksīds ūdenī šķīst aptuveni 35 reizes vairāk nekā skābeklis. Ūdenī tā ir gandrīz 700 reižu vairāk nekā atmosfērā, no kurienes tas nāk. Turklāt sārmu un sārmzemju metālu karbonāti un bikarbonāti ir oglekļa dioksīda avots ūdenī. Ūdenī esošais oglekļa dioksīds nodrošina ūdensaugu fotosintēzi un piedalās bezmugurkaulnieku kaļķainu skeleta struktūru veidošanā.
Ūdeņraža jonu koncentrācijai (pH) ir liela nozīme ūdens organismu dzīvē. Saldūdens baseini ar pH 3,7–4,7 tiek uzskatīti par skābiem, 6,95–7,3 tiek uzskatīti par neitrāliem, un baseini, kuru pH ir lielāks par 7,8, ir sārmaini. Saldūdenstilpēs pH pat piedzīvo ikdienas svārstības. Jūras ūdens ir sārmaināks un tā pH mainās daudz mazāk nekā saldūdens. pH samazinās līdz ar dziļumu.
Ūdeņraža jonu koncentrācijai ir liela nozīme ūdens organismu izplatībā. Ja pH ir mazāks par 7,5, sienāzis (Isoetes) un burberry (Sparganium) aug pie 7,7–8,8, t.i., sārmainā vidē attīstās daudzu veidu dīķzāles un elodejas. Purvu skābajos ūdeņos dominē sfagnu sūnas (Sphagnum), bet citu mīkstmiešu Unio ģints nav, bet čaumalu sakneņu (Testacea) ir daudz. Lielākā daļa saldūdens zivju var izturēt pH no 5 līdz 9. Ja pH ir mazāks par 5, notiek masveida zivju bojāeja, un virs 10 iet bojā visas zivis un citi dzīvnieki.
Hidrobiontu ekoloģiskās grupas.Ūdens stabu – pelaģisko (pelagos – jūru) apdzīvo pelaģiskie organismi, kas var aktīvi peldēt vai uzturēties (peldēt) noteiktos slāņos. Saskaņā ar to pelaģiskos organismus iedala divās grupās - nektonā un planktonā. Grunts iemītnieki veido trešo ekoloģisko organismu grupu – bentosu.
Nekton (nekios–· peldošs)– Šī ir pelaģisko aktīvi kustīgu dzīvnieku kolekcija, kam nav tiešas saiknes ar dibenu. Tie galvenokārt ir lieli dzīvnieki, kas spēj pārvarēt lielus attālumus un spēcīgas ūdens straumes. Viņiem ir raksturīga racionalizēta ķermeņa forma un labi attīstīti kustību orgāni. Tipiski nektoniski organismi ir zivis, kalmāri, roņkāji un vaļi. Saldūdeņos papildus zivīm nektonā ietilpst abinieki un aktīvi kustīgi kukaiņi. Daudzas jūras zivis var pārvietoties pa ūdeni lielā ātrumā. Daži kalmāri (Oegopsida) peld ļoti ātri, līdz 45–50 km/h, buruzivis (Istiopharidae) sasniedz ātrumu līdz 100–10 km/h, zobenzivs (Xiphias glabius) sasniedz ātrumu līdz 130 km/h.
Planktons– planējošs, klejojošs)– Šis ir pelaģisko organismu kopums, kas nespēj veikt straujas aktīvas kustības. Planktona organismi nevar pretoties straumēm. Tie galvenokārt ir nelieli dzīvnieki – zooplanktons un augi – fitoplanktons. Planktons periodiski ietver daudzu dzīvnieku kāpurus, kas peld ūdens kolonnā.
Planktona organismi atrodas vai nu uz ūdens virsmas, vai dziļumā, vai pat apakšējā slānī. Pirmie veido īpašu grupu - Neuston. Organismus, kuru ķermeņa daļa atrodas ūdenī un daļa atrodas virs tā virsmas, sauc par pleustonu. Tie ir sifonofori (Siphonophora), pīles (Lemna) utt.
Fitoplanktonam ir liela nozīme ūdenstilpju dzīvē, jo tas ir galvenais ražotājs organisko vielu. Tas galvenokārt ietver kramaļģes (Diatomeae) un zaļās aļģes (Chlorophyta), augu flagellates (Phytomastigina), peridineae (Peridineae) un kokolitoforīdus (Coccolitophoridae). Pasaules okeāna ziemeļu ūdeņos dominē kramaļģes, bet tropu un subtropu ūdeņos dominē bruņu karogi. Saldūdeņos bez kramaļģu ogām bieži sastopamas zaļās un zilaļģes (Suanophyta).
Zooplanktons un baktērijas ir sastopamas visos dziļumos. Jūras zooplanktonā dominē mazie vēžveidīgie (Copepoda, Amphipoda, Euphausiacea) un vienšūņi (Foraminifera, Radiolaria, Tintinnoidea). Tās lielākie pārstāvji ir pteropodi (Pteropoda), medūzas (Scyphozoa) un peldošās ctenophora (Ctenophora), salpas (Salpae) un daži tārpi (Alciopidae, Tomopteridae). Saldūdeņos bieži sastopami slikti peldoši, salīdzinoši lieli vēžveidīgie (Daphnia, Cyclopoidea, Ostracoda, Simocephalus; 14. att.), daudzi rotiferi (Rotatoria) un vienšūņi.
Vislielāko sugu daudzveidību nodrošina planktons tropu ūdeņos.
Planktona organismu grupas tiek diferencētas pēc lieluma. Nannoplanktons (nannos - punduris) ir mazākās aļģes un baktērijas; mikroplanktons (mikro – mazs) – lielākā daļa aļģu, vienšūņu, rotiferu; mezoplanktons (mesos - vidējais) - copepods un kladocerāni, garneles un vairāki dzīvnieki un augi, kuru garums nepārsniedz 1 cm; makroplanktons (makro - lieli) - medūzas, mizīdas, garneles un citi organismi, kas lielāki par 1 cm; megaloplanktons (megalos – milzīgs) – ļoti liels, virs 1 m, dzīvnieki. Piemēram, peldošais ktenofors (Cestus veneris) sasniedz 1,5 m garumu, un ciānas medūzai (Suapea) ir zvans ar diametru līdz 2 m un taustekļi 30 m gari.
Svarīgi ir planktona organismi pārtikas sastāvdaļa daudziem ūdensdzīvniekiem (ieskaitot tādus milžus kā vaļi - Mystacoceti), īpaši ņemot vērā, ka tiem un īpaši fitoplanktonam ir raksturīgi sezonāli masveida vairošanās uzliesmojumi (ūdens ziedēšana).
Bentoss– dziļums)– organismu kopums, kas dzīvo ūdenstilpju dibenā (uz zemes un zemē). To iedala fitobentosā un zoobentosā. Galvenokārt pārstāv pieķērušies vai lēni kustīgi dzīvnieki, kā arī dzīvnieki, kas ierakās. Tikai seklā ūdenī tas sastāv no organismiem, kas sintezē organiskās vielas (ražotāji), patērē (patērētāji) un iznīcina (sadalītāji). Lielā dziļumā, kur gaisma neieplūst, fitobentosa (ražotāju) nav.
Bentiskie organismi atšķiras pēc dzīvesveida – kustīgi, mazkustīgi un nekustīgi; pēc barošanas metodes - fotosintētisks, gaļēdājs, zālēdājs, detritivorous; pēc izmēra – makro-, mezo-mikrobentoss.
Jūru fitobentosā galvenokārt ir baktērijas un aļģes (kramaļģes, zaļas, brūnas, sarkanas). Piekrastē ir sastopami arī ziedoši augi: Zostera, Phyllospadix un Rup-pia. Bagātākais fitobentoss ir akmeņainos un akmeņainās grunts apgabalos. Piekrastē brūnaļģes (Laminaria) un fucus (Fucus) dažkārt veido biomasu līdz 30 kg uz 1 kv. m Mīkstās augsnēs, kur augi nevar stingri piestiprināties, fitobentoss attīstās galvenokārt no viļņiem aizsargātās vietās.
Saldūdens fitobenzo pārstāv baktērijas, kramaļģes un zaļās aļģes. Piekrastes augi ir bagātīgi, atrodas iekšzemē no krasta skaidri noteiktās joslās. Pirmajā zonā aug daļēji iegremdēti augi (niedres, niedres, sārņi un grīšļi). Otro zonu aizņem iegremdēti augi ar peldošām lapām (ūdensrozes, pīles, ūdensrozes). Trešajā zonā dominē iegremdēti augi - dīķzāles, elodejas u.c.
Pēc dzīvesveida visus ūdensaugus var iedalīt divās galvenajās ekoloģiskajās grupās: hidrofīti - augi, kas iegremdēti ūdenī tikai ar apakšējo daļu un parasti sakņojas zemē, un hidatofīti - augi, kas ir pilnībā iegremdēti ūdenī, bet dažreiz. peld uz virsmas vai ir peldošas lapas.
Jūras zoobentosā dominē foraminifera, sūkļi, koelenterāti, nemerteans, daudzslāņu tārpi, sipunkulīdi, bryozoans, brahiopodi, moluski, ascīdi un zivis. Bentosa formas visvairāk sastopamas seklos ūdeņos, kur to kopējā biomasa bieži sasniedz desmitiem kilogramu uz kvadrātmetru. m Ar dziļumu bentosa skaits strauji samazinās un lielā dziļumā sasniedz miligramus uz 1 kv. m.
Saldūdenstilpēs zoobentosa ir mazāk nekā jūrās un okeānos, un sugu sastāvs ir vienmērīgāks. Tie galvenokārt ir vienšūņi, daži sūkļi, ciliāri un daudzslāņu tārpi, dēles, bryozoans, moluski un kukaiņu kāpuri.
Ūdens organismu ekoloģiskā plastiskums. Ūdens organismiem ir mazāka ekoloģiskā plastiskums nekā sauszemes organismiem, jo ūdens ir stabilāka vide un abiotiskie faktori tas piedzīvo salīdzinoši nelielas svārstības. Jūras augi un dzīvnieki ir vismazāk plastmasas. Tie ir ļoti jutīgi pret ūdens sāļuma un temperatūras izmaiņām. Tādējādi madrepore koraļļi nevar izturēt pat vāju ūdens atsāļošanu un dzīvo tikai jūrās, turklāt uz cietas zemes temperatūrā, kas nav zemāka par 20 ° C. Tie ir tipiski stenobionti. Tomēr ir sugas ar paaugstinātu ekoloģisko plastiskumu. Piemēram, sakneņi Cyphoderia ampulla ir tipisks eiribionts. Tas dzīvo jūrās un saldūdeņos, siltos dīķos un aukstos ezeros.
Saldūdens dzīvnieki un augi, kā likums, ir daudz plastiskāki nekā jūras augi, jo saldūdens kā dzīves vide ir mainīgāka. Elastīgākie ir iesāļūdens iemītnieki. Tie ir pielāgoti gan lielai izšķīdušo sāļu koncentrācijai, gan ievērojamai atsāļošanai. Tomēr ir salīdzinoši neliels sugu skaits, jo iesāļajos ūdeņos vides faktori būtiski mainās.
Ūdens organismu ekoloģiskās plastiskuma plašums tiek vērtēts ne tikai saistībā ar visu faktoru kompleksu (eury- un stanobionticity), bet arī uz jebkuru no tiem. Piekrastes augi un dzīvnieki, atšķirībā no atklāto zonu iemītniekiem, galvenokārt ir eiritermiski un eirihalīni organismi, jo krasta tuvumā temperatūras apstākļi un sāls režīms ir diezgan mainīgi (sasilšana un salīdzinoši intensīva dzesēšana, atsāļošana ar ūdens pieplūdumu no strautiem un upēm, īpaši lietus sezonā utt.). Tipiska stenotermiska suga ir lotoss. Tas aug tikai labi sasildītās seklos rezervuāros. Šo pašu iemeslu dēļ virszemes slāņu iemītnieki ir vairāk eiritermiski un eirihalīni, salīdzinot ar dziļjūras formām.
Ekoloģiskā plastiskums kalpo kā svarīgs organismu izplatības regulators. Parasti ūdens organismi ar augstu ekoloģisko plastiskumu ir diezgan plaši izplatīti. Tas attiecas, piemēram, uz elodeju. Tomēr vēžveidīgo sālījumu garneles (Artemia salina) šajā ziņā ir diametrāli pretēja tai. Tas dzīvo mazās ūdenstilpēs ar ļoti sāļu ūdeni. Šis ir tipisks stenohalīna pārstāvis ar šauru ekoloģisko plastiskumu. Bet attiecībā pret citiem faktoriem tas ir ļoti plastisks un tāpēc atrodams visur sālsūdens tilpnēs.
Ekoloģiskā plastiskums ir atkarīgs no organisma vecuma un attīstības fāzes. Tādējādi jūras vēderkāji Litorina pieaugušā vecumā katru dienu bēguma laikā ilgu laiku iztiek bez ūdens, un tā kāpuri vada tīri planktonisku dzīvesveidu un nepanes izžūšanu.
Ūdensaugu adaptīvās īpašības. Kā minēts, ūdensaugu ekoloģija ir ļoti specifiska un krasi atšķiras no vairuma sauszemes augu organismu ekoloģijas. Ūdensaugu spēja absorbēt mitrumu un minerālsāļus tieši no vides atspoguļojas to morfoloģiskajā un fizioloģiskajā organizācijā. Ūdensaugiem galvenokārt raksturīga slikta vadošo audu un sakņu sistēmu attīstība. Pēdējais galvenokārt kalpo piestiprināšanai pie zemūdens substrāta un atšķirībā no sauszemes augiem nepilda minerālbarības un ūdensapgādes funkciju. Šajā sakarā sakņotu ūdensaugu saknēm nav sakņu matiņu. Viņi barojas ar visu ķermeņa virsmu. Dažu no tiem spēcīgi attīstītie sakneņi kalpo veģetatīvai pavairošanai un barības vielu uzglabāšanai. Tās ir daudzas dīķzāles, ūdensrozes un olu kapsulas.
Lielais ūdens blīvums ļauj augiem apdzīvot visu tā biezumu. Šim nolūkam zemākie augi, kas apdzīvo dažādus slāņus un vada peldošu dzīvesveidu, ir ar īpašiem piedēkļiem, kas palielina to peldspēju un ļauj tiem palikt piekārtiem. Augstākajos hidrofītos mehāniskie audi ir vāji attīstīti. To lapās, kātos un saknēs, kā minēts, ir starpšūnu dobumi, kas satur gaisu. Tas palielina ūdenī suspendēto un uz virsmas peldošo orgānu vieglumu un peldspēju, kā arī palīdz izskalot iekšējās šūnas ar ūdeni, kurā ir izšķīdinātas gāzes un sāļi. Hidatofītiem parasti ir raksturīga liela lapu virsma ar nelielu kopējo augu tilpumu. Tas nodrošina viņiem intensīvu gāzu apmaiņu, ja trūkst skābekļa un citu ūdenī izšķīdinātu gāzu. Daudzām dīķzālēm (Potamogeton lusens, P. perfoliatus) ir plāni un ļoti gari stublāji un lapas, to vāki ir viegli caurlaidīgi skābekli. Citiem augiem lapas ir stipri nošķeltas (ūdens vībotne – Ranunculus aquatilis, uruts – Myriophyllum spicatum, tauriņziede – Ceratophyllum dernersum).
Vairākiem ūdensaugiem ir izveidojusies heterofilija (dažādas lapas). Piemēram, Salvīnijā iegremdētas lapas kalpo kā minerālbarība, bet peldošās lapas kalpo kā organisks uzturs. Ūdensrozēs un olu kapsulās peldošās un iegremdētās lapas būtiski atšķiras viena no otras. Peldošo lapu augšējā virsma ir blīva un ādaina ar lielu skaitu stomatu. Tas veicina labāku gāzes apmaiņu ar gaisu. Peldošu vai iegremdētu lapu apakšpusē nav stomatu.
Tikpat svarīga augu adaptīvā iezīme dzīvošanai ūdens vidē ir tā, ka ūdenī iegremdētās lapas parasti ir ļoti plānas. Hlorofils tajos bieži atrodas epidermas šūnās. Tas noved pie fotosintēzes ātruma palielināšanās vāja apgaismojuma apstākļos. Šādas anatomiskās un morfoloģiskās pazīmes visskaidrāk izpaužas daudzās dīķzālēs (Potamogeton), elodejas (Helodea canadensis), ūdens sūnās (Riccia, Fontinalis) un Vallisneria spiralis.
Ūdensaugu aizsardzība pret minerālsāļu izskalošanos no šūnām ir gļotu izdalīšanās ar īpašām šūnām un endodermas veidošanās biezākas sienas šūnu gredzena veidā.
Relatīvi zema temperatūraūdens vidē izraisa ūdenī iegremdētu augu veģetatīvo daļu nāvi pēc ziemas pumpuru veidošanās, kā arī maigo tievo vasaras lapu aizstāšanu ar stingrākām un īsākām ziemas lapām. Tajā pašā laikā zemā ūdens temperatūra negatīvi ietekmē ūdensaugu ģeneratīvos orgānus, un tās lielais blīvums apgrūtina ziedputekšņu pārnesi. Tāpēc ūdensaugi intensīvi vairojas ar veģetatīviem līdzekļiem. Daudzos no viņiem seksuālais process ir nomākts. Pielāgojoties ūdens vides īpašībām, lielākā daļa iegremdēto un peldošo augu iznēsā ziedošus stublājus gaisā un vairojas seksuāli (ziedputekšņus pārvadā vējš un virszemes straumes). Iegūtos augļus, sēklas un citus rudimentus izplata arī virsmas straumes (hidrokoris).
Pie ūdensaugiem pieder ne tikai ūdensaugi, bet arī daudzi piekrastes augi. Viņu augļi ir ļoti peldoši un ilgstoši var palikt ūdenī, nezaudējot dīgtspēju. Ūdens transportē častuhas (Alisma plantago-aquatica), bultas uzgaļa (Sagittaria sagittifolia), vīteņauga (Butomusumbellatus), dīķzāles un citu augu augļus un sēklas. Daudzu grīšļu (Sagekh) augļi ir ietverti savdabīgos gaisa maisos, un tos nes arī ūdens straumes. Tiek uzskatīts, ka pat kokosriekstu palmas izplatās pa visu Klusā okeāna tropisko salu arhipelāgiem, pateicoties to augļu - kokosriekstu - peldspējai. Gar Vakhsh upi, gar kanāliem, gumijas nezāle (Sorgnum halepense) izplatījās tāpat.
Ūdensdzīvnieku adaptīvās īpašības. Dzīvnieku pielāgošanās ūdens videi ir vēl daudzveidīgāka nekā augu. Viņiem ir anatomiskas, morfoloģiskas, fizioloģiskas, uzvedības un citas adaptīvas īpašības. Pat vienkārši uzskaitīt tos ir grūti. Tāpēc piezvanīsim vispārīgs izklāsts tikai tipiskākās no tām.
Dzīvniekiem, kas dzīvo ūdens kolonnā, pirmkārt, ir pielāgojumi, kas palielina to peldspēju un ļauj tiem pretoties ūdens kustībai un straumēm. Grunts organismi, gluži pretēji, attīsta adaptācijas, kas neļauj tiem pacelties ūdens stabā, tas ir, samazina peldspēju un ļauj tiem palikt apakšā pat strauji plūstošos ūdeņos.
Mazajās formās, kas dzīvo ūdens kolonnā, tiek novērota skeleta veidojumu samazināšanās. Vienšūņiem (Rhizopoda, Radiolaria) čaumalas ir porainas, un skeleta krama muguriņas iekšpusē ir dobas. Medūzu (Scyphozoa) un ctenophora (Ctenophora) īpatnējais blīvums samazinās, jo audos ir ūdens. Peldspējas palielināšanos panāk arī tauku pilienu uzkrāšanās organismā (naktsgaismas - Noctiluca, radiolarians - Radiolaria). Lielāka tauku uzkrāšanās tiek novērota arī dažiem vēžveidīgajiem (Cladocera, Copepoda), zivīm un vaļveidīgajiem. Ķermeņa īpatnējo blīvumu samazina arī gāzu burbuļi testata amēbu protoplazmā un gaisa kameras gliemju čaumalās. Daudzām zivīm peldpūšļi ir piepildīti ar gāzi. Sifonofori Physalia un Velella attīsta spēcīgus gaisa dobumus.
Dzīvniekiem, kas pasīvi peld ūdens kolonnā, ir raksturīgs ne tikai svara samazinājums, bet arī ķermeņa īpatnējās virsmas palielināšanās. Fakts ir tāds, ka jo lielāka ir vides viskozitāte un jo lielāks ir ķermeņa īpatnējais virsmas laukums, jo lēnāk tā nogrimst ūdenī. Rezultātā dzīvnieka ķermenis saplacinās un uz tā veidojas visdažādākie muguriņas, izaugumi un piedēkļi. Tas ir raksturīgs daudziem radiolāriem (Chalengeridae, Aulacantha), zibenēm (Leptodiscus, Craspedotella) un foraminiferām (Globigerina, Orbulina). Tā kā ūdens viskozitāte samazinās, palielinoties temperatūrai, un palielinās, palielinoties sāļumam, pielāgošanās paaugstinātai berzei ir visizteiktākā, kad augstas temperatūras un zems sāļums. Piemēram, Indijas okeāna karogveidīgie ceratium ir bruņoti ar garākiem, ragiem līdzīgiem piedēkļiem nekā tie, kas sastopami Atlantijas okeāna austrumu daļas aukstajos ūdeņos.
Aktīvā peldēšana dzīvniekiem tiek veikta ar skropstu, flagellas un ķermeņa saliekšanu. Tādā veidā pārvietojas vienšūņi, skropstu tārpi un rotifers.
Ūdensdzīvnieku vidū peldēšana ar strūklu ir izplatīta izmestās ūdens straumes enerģijas dēļ. Tas ir raksturīgi vienšūņiem, medūzām, spāru kāpuriem un dažiem gliemežvākiem. Reaktīvais kustības veids sasniedz visaugstāko pilnību galvkājiem. Daži kalmāri, izmetot ūdeni, attīsta ātrumu 40–50 km/h. Lielākiem dzīvniekiem veidojas specializētas ekstremitātes (kukaiņiem, vēžveidīgajiem peldošās kājas; spuras, pleznas). Šādu dzīvnieku ķermenis ir pārklāts ar gļotām, un tam ir racionalizēta forma.
Liela dzīvnieku grupa, galvenokārt saldūdens, pārvietošanai izmanto ūdens virsmas plēvi (virsmas spraigumu). Piemēram, pa to brīvi skraida vērpjošās vaboles (Gyrinidae) un ūdensblaktis (Gerridae, Veliidae). Mazās Hydrophilidae vaboles pārvietojas pa plēves apakšējo virsmu, un no tās ir suspendēti dīķu gliemeži (Limnaea) un moskītu kāpuri. Viņiem visiem ir vairākas ekstremitāšu struktūras iezīmes, un to ādas nesamitrina ūdens.
Tikai ūdens vidē ir sastopami nekustīgi dzīvnieki, kuriem ir pieķerts dzīvesveids. Tiem ir raksturīga īpatnēja ķermeņa forma, neliela peldspēja (ķermeņa blīvums ir lielāks par ūdens blīvumu) un īpašas ierīces stiprināšanai pie pamatnes. Daži pieķeras pie zemes, citi rāpo pa to vai piekopj urbumu, daži apmetas uz zemūdens objektiem, īpaši kuģu dibeniem.
No zemei piesaistītajiem dzīvniekiem raksturīgākie ir sūkļi, daudzi koelenterāti, īpaši hidroīdi (Hydroidea) un koraļļu polipi (Anthozoa), krinoīdi (Crinoidea), gliemežvāki (Bivalvia), sārņi (Cirripedia) u.c.
Starp dzīvniekiem, kas urbjas, ir īpaši daudz tārpu, kukaiņu kāpuru un mīkstmiešu. Dažas zivis (zivis - Cobitis taenia, butes - Pleuronectidae, dzeloņrajas - Rajidae) un nēģu kāpuri (Petromyzones) pavada ievērojamu laiku zemē. Šo dzīvnieku pārpilnība un sugu daudzveidība ir atkarīga no augsnes veida (akmeņi, smiltis, māls, dūņas). Akmeņainās augsnēs to parasti ir mazāk nekā dubļainās augsnēs. Bezmugurkaulnieki, kas masveidā kolonizē dubļainas augsnes, rada optimālos apstākļos vairāku lielāku bentosa plēsēju dzīvībai.
Lielākā daļa ūdensdzīvnieku ir poikilotermiski, un to ķermeņa temperatūra ir atkarīga no apkārtējās vides temperatūras. Homeotermiskajiem zīdītājiem (roņkājiem, vaļveidīgajiem) veidojas biezs zemādas tauku slānis, kas veic siltumizolācijas funkciju.
Ūdensdzīvniekiem vides spiedienam ir nozīme. Šajā sakarā ir stenobātiskie dzīvnieki, kas nevar izturēt lielas spiediena svārstības, un eiribātiskie dzīvnieki, kas dzīvo gan augstā, gan zemā spiedienā. Holotūrieši (Elpidia, Myriotrochus) dzīvo dziļumā no 100 līdz 9000 m, un daudzas Storthyngura vēžu sugas, pogonophora, krinoīdi atrodas dziļumā no 3000 līdz 10 000 m Šādiem dziļjūras dzīvniekiem ir specifiskas organizatoriskās iezīmes: ķermeņa lieluma palielināšanās ; kaļķa skeleta izzušana vai slikta attīstība; bieži – redzes orgānu samazināšanās; taustes receptoru attīstības stiprināšana; ķermeņa pigmentācijas trūkums vai, gluži pretēji, tumšs krāsojums.
Noteikta osmotiskā spiediena un šķīdumu jonu stāvokļa uzturēšanu dzīvnieku organismā nodrošina sarežģīti ūdens-sāls metabolisma mehānismi. Tomēr lielākā daļa ūdens organismu ir poikilosmotiski, tas ir, osmotiskais spiediens viņu ķermenī ir atkarīgs no izšķīdušo sāļu koncentrācijas apkārtējā ūdenī. Homoiosmotiski ir tikai mugurkaulnieki, augstākie vēžveidīgie, kukaiņi un to kāpuri – tie uztur nemainīgu osmotisko spiedienu organismā neatkarīgi no ūdens sāļuma.
Jūras bezmugurkaulniekiem parasti nav ūdens-sāļu metabolisma mehānismu: anatomiski tie ir slēgti ūdenim, bet osmotiski tie ir atvērti. Tomēr būtu nepareizi teikt, ka viņiem nav pilnīgi nekādu mehānismu, kas kontrolētu ūdens un sāls metabolismu.
Tās ir vienkārši nepilnīgas, un tas izskaidrojams ar to, ka jūras ūdens sāļums ir tuvu ķermeņa sulu sāļumam. Galu galā saldūdens hidrobiontos minerālvielu sāļums un jonu stāvoklis ķermeņa sulās parasti ir augstāks nekā apkārtējā ūdenī. Tāpēc to osmoregulācijas mehānismi ir labi izteikti. Visizplatītākais veids, kā uzturēt pastāvīgu osmotisko spiedienu, ir regulāra ūdens izvadīšana, kas nonāk organismā, izmantojot pulsējošus vakuolus un ekskrēcijas orgānus. Citiem dzīvniekiem šiem nolūkiem veidojas necaurlaidīgi hitīna vai ragveida veidojumi. Daži cilvēki veido gļotas uz ķermeņa virsmas.
Grūtības regulēt osmotisko spiedienu saldūdens organismos izskaidro to sugu nabadzību salīdzinājumā ar jūras iemītniekiem.
Izmantosim zivju piemēru, lai redzētu, kā jūrā un saldūdeņos notiek dzīvnieku osmoregulācija. Saldūdens zivis lieko ūdeni noņem intensīvi strādājot ekskrēcijas sistēma, un sāļi tiek absorbēti caur žaunu pavedieniem. Jūras zivis Gluži pretēji, viņi ir spiesti papildināt ūdens rezerves un tāpēc dzert jūras ūdeni, un liekie sāļi, kas nāk ar to, tiek izvadīti no ķermeņa caur žaunu pavedieniem (15. att.).
Mainīgie apstākļi ūdens vidē izraisa noteiktas organismu uzvedības reakcijas. Dzīvnieku vertikālās migrācijas ir saistītas ar apgaismojuma, temperatūras, sāļuma, gāzes režīma un citu faktoru izmaiņām. Jūrās un okeānos šādās migrācijās (nolaižoties dziļumā, paceļoties virspusē) piedalās miljoniem tonnu ūdens organismu. Horizontālo migrāciju laikā ūdensdzīvnieki var nobraukt simtiem un tūkstošiem kilometru. Tās ir daudzu zivju un ūdens zīdītāju nārsta, ziemošanas un barošanās migrācijas.
Biofiltri un to ekoloģiskā nozīme. Viena no ūdens vides īpatnībām ir klātbūtne tajā liels daudzums nelielas organiskās vielas daļiņas - detrīts, ko veido mirstošie augi un dzīvnieki. Milzīgas šo daļiņu masas nosēžas uz baktērijām un, pateicoties baktēriju procesa rezultātā izdalītajai gāzei, pastāvīgi tiek suspendētas ūdens kolonnā.
Detrīts ir kvalitatīva barība daudziem ūdens organismiem, tāpēc daži no tiem, tā sauktie biofiltri, ir pielāgojušies tā iegūšanai, izmantojot specifiskas mikroporainas struktūras. Šīs struktūras it kā filtrē ūdeni, saglabājot tajā suspendētās daļiņas. Šo barošanas metodi sauc par filtrēšanu. Cita dzīvnieku grupa nogulsnē detrītu uz sava ķermeņa virsmas vai uz īpašām slazdošanas ierīcēm. Šo metodi sauc par sedimentāciju. Bieži vien viens un tas pats organisms barojas gan filtrējot, gan sedimentējot.
Liela nozīme ūdenstilpju bioloģiskajā attīrīšanā ir biofiltrācijas dzīvniekiem (elasmobranch gliemjiem, sēdošajiem adatādaiņiem un daudzveidīgajiem annelīdiem, bryozoāniem, ascīdiem, planktona vēžveidīgajiem un daudziem citiem). Piemēram, mīdiju (Mytilus) kolonija uz 1 kv. m iet caur mantijas dobumu līdz 250 kubikmetriem. m ūdens dienā, to filtrējot un izgulsnējot suspendētās daļiņas. Gandrīz mikroskopiskais vēžveidīgais Calanoida attīra līdz 1,5 litriem ūdens dienā. Ja ņem vērā šo vēžveidīgo milzīgo skaitu, darbs, ko tie veic ūdenstilpņu bioloģiskajā attīrīšanā, šķiet patiešām milzīgs.
Saldūdeņos aktīvie biofiltri ir pērļu mieži (Unioninae), bezzobu mīdijas (Anodontinae), zebras mīdijas (Dreissena), dafnijas (Daphnia) un citi bezmugurkaulnieki. To nozīme kā sava veida ūdenstilpju bioloģiskai “attīrīšanas sistēmai” ir tik liela, ka to ir gandrīz neiespējami pārvērtēt.
Ūdens vides zonējums. Dzīvības ūdens vidi raksturo skaidri noteikta horizontāla un īpaši vertikālais zonējums. Visi hidrobionti ir stingri ierobežoti dzīvot noteiktās zonās, kas atšķiras dažādi apstākļi dzīvotne.
Pasaules okeānā ūdens stabu sauc par pelaģisko, bet dibenu sauc par bentisku. Attiecīgi tiek izdalītas arī ūdens kolonnā (pelaģiskā) un grunts (bentosa) dzīvojošo organismu ekoloģiskās grupas.
Dibens, atkarībā no dziļuma, kurā tas atrodas no ūdens virsmas, ir sadalīts sublitorālajā (pakāpeniskas lejupslīdes apgabals līdz 200 m dziļumam), batiālajā (stāvā nogāze), bezdibenī (okeāna dibens ar vidējo dziļumu 3–6 km), īpaši bezdibenis (okeāna ieplaku dibens, kas atrodas 6–10 km dziļumā). Izdalīta arī piekrastes zona - krasta mala, kas plūdmaiņu laikā periodiski applūst (16. att.).
Pasaules okeāna atklātie ūdeņi (pelagiālie) arī ir sadalīti vertikālajās zonās, kas atbilst bentosa zonām: epipelaģiskajā, batipelāģiskajā, abysopelāģiskajā.
Piekrastes un sublitorālās zonas ir visbagātāk apdzīvotas ar augiem un dzīvniekiem. Ir daudz saules gaismas, zems spiediens un ievērojamas temperatūras svārstības. Bezdibenes un ultradimensijas dzīļu iemītnieki dzīvo nemainīgā temperatūrā, tumsā un piedzīvo milzīgu spiedienu, sasniedzot vairākus simtus atmosfēru okeāna ieplakās.
Līdzīgs, bet mazāk skaidri definēts zonējums raksturīgs arī iekšzemes saldūdens objektiem.
BOTOTNE UN TO RAKSTUROJUMS
Vēsturiskās attīstības procesā dzīvie organismi ir apguvuši četrus biotopus. Pirmais ir ūdens. Dzīvība radās un attīstījās ūdenī daudzus miljonus gadu. Otrais - zeme-gaiss - augi un dzīvnieki radās uz zemes un atmosfērā un ātri pielāgojās jauniem apstākļiem. Pakāpeniski pārveidojot zemes augšējo slāni - litosfēru, viņi izveidoja trešo biotopu - augsni, un paši kļuva par ceturto biotopu.
Ūdens biotops
Ūdens klāj 71% no Zemes platības. Lielākā ūdens daļa ir koncentrēta jūrās un okeānos - 94-98%, in polārais ledus satur aptuveni 1,2% ūdens un ļoti nelielu daļu - mazāk nekā 0,5%, upju, ezeru un purvu saldūdeņos.
Apmēram 150 000 dzīvnieku sugu un 10 000 augu dzīvo ūdens vidē, kas veido attiecīgi tikai 7 un 8% no kopējā sugu skaita uz Zemes.
Jūrās-okeānos, tāpat kā kalnos, tiek izteikts vertikālais zonējums. Pelaģiskā – visa ūdens staba – un bentosa – grunts – ekoloģijas ziņā īpaši atšķiras. Ūdens stabs, pelaģiskā zona, ir vertikāli sadalīta vairākās zonās: epipeligal, batypeligal, abyssopeligal un ultraabyssopeligal(2. att.).
Atkarībā no nolaišanās stāvuma un dziļuma apakšā tiek izdalītas arī vairākas zonas, kas atbilst norādītajām pelaģiskajām zonām:
Litorāls - krasta mala, kas applūst plūdmaiņu laikā.
Supralitorāls - krasta daļa virs augšējās paisuma līnijas, kur sasniedz sērfošanas šļakatas.
Sublitorāls - pakāpeniska zemes samazināšanās līdz 200 m.
Bathial - stāva zemes ieplaka (kontinentālā nogāze),
Abyssal - pakāpeniska okeāna dibena samazināšanās; abu zonu dziļums kopā sasniedz 3-6 km.
Īpaši bezdibenis - dziļūdens ieplakas no 6 līdz 10 km.
Hidrobiontu ekoloģiskās grupas. Siltajām jūrām un okeāniem (40 000 dzīvnieku sugu) ekvatorā un tropos ir raksturīga vislielākā dzīves daudzveidība ziemeļos un dienvidos, jūru flora un fauna ir simtiem reižu noplicināta. Runājot par organismu izplatību tieši jūrā, lielākā daļa no tiem ir koncentrēti virsmas slāņos (epipelaģiskajā) un sublitorālajā zonā. Atkarībā no pārvietošanās un uzturēšanās atsevišķos slāņos jūras iemītniekus iedala trīs ekoloģiskās grupās: nektons, planktons un bentoss.
Nektons (nektos - peldošs) - aktīvi pārvietojas lieli dzīvnieki, kas spēj pārvarēt lielus attālumus un spēcīgas straumes: zivis, kalmāri, roņkāji, vaļi. Saldūdenstilpēs nektonā ietilpst abinieki un daudzi kukaiņi.
Planktons (planktos - klīst, planē) - augu (fitoplanktons: kramaļģes, zaļo un zilo zaļo (tikai saldūdens tilpņu) aļģu, augu flagellates, peridīniešu utt.) un mazu dzīvnieku organismu (zooplanktons: mazie vēžveidīgie, lielāki - pteropodi mīkstmieši, medūzas, ctenofori, daži tārpi), kas dzīvo dažādos dziļumos, bet nav spējīgi aktīvi kustēties un pretoties straumēm. Planktonā ietilpst arī dzīvnieku kāpuri, kas veido īpašu grupu - Neuston . Šī ir pasīvi peldoša “pagaidu” augstākā ūdens slāņa populācija, ko kāpuru stadijā pārstāv dažādi dzīvnieki (desmitkāji, dzeloņkājas un sārņi, adatādaiņi, daudzdzimteņi, zivis, mīkstmieši u.c.). Kāpuri, augot, pārvietojas pelagela apakšējos slāņos. Virs Neuston atrodas pleistona - tie ir organismi, kuriem ķermeņa augšdaļa aug virs ūdens, bet apakšējā daļa ūdenī (pīles - Lemma, sifonofori utt.). Planktonam ir liela nozīme biosfēras trofiskajās attiecībās, jo ir barība daudziem ūdens iemītniekiem, tostarp galvenā barība vaļiem (Myatcoceti).
Bentoss (bentoss – dziļums) – grunts hidrobionti. To pārstāv galvenokārt pieķērušies vai lēni kustīgi dzīvnieki (zoobentoss: foraminefori, zivis, sūkļi, koelenterāti, tārpi, mīkstmieši, ascīdi uc), vairāk seklā ūdenī. Seklā ūdenī bentoss ietver arī augus (fitobentoss: kramaļģes, zaļās, brūnās, sarkanās aļģes, baktērijas). Dziļumā, kur nav gaismas, fitobentosa nav. Ar fitobentosu bagātākās ir grunts akmeņainie apgabali.
Ezeros zoobentoss ir mazāk bagātīgs un daudzveidīgs nekā jūrā. To veido vienšūņi (ciliāti, dafnijas), dēles, mīkstmieši, kukaiņu kāpuri u.c. Ezeru fitobentosu veido brīvi peldošas kramaļģes, zaļās un zilaļģes; nav brūno un sarkano aļģu.
Lielais ūdens vides blīvums nosaka dzīvību veicinošo faktoru īpašo sastāvu un izmaiņu raksturu. Daži no tiem ir tādi paši kā uz sauszemes - siltums, gaisma, citi ir specifiski: ūdens spiediens (palielinās ar dziļumu par 1 atm uz katriem 10 m), skābekļa saturs, sāls sastāvs, skābums. Augstā vides blīvuma dēļ siltuma un gaismas vērtības mainās daudz ātrāk ar augstuma gradientu nekā uz sauszemes.
Termiskais režīms. Ūdens videi raksturīgs mazāks siltuma ieguvums, jo ievērojama daļa no tā tiek atspoguļota, un tikpat ievērojama daļa tiek tērēta iztvaikošanai. Atbilstoši zemes temperatūras dinamikai ūdens temperatūrai ir mazākas dienas un sezonas temperatūras svārstības. Turklāt rezervuāri ievērojami izlīdzina temperatūru piekrastes zonu atmosfērā. Ja nav ledus čaumalas, jūrām ir sildoša iedarbība uz blakus esošajām sauszemes teritorijām aukstajā sezonā, bet dzesēšanas un mitrināšanas efekts vasarā.
Ūdens temperatūras diapazons Pasaules okeānā ir 38° (no -2 līdz +36°C), saldūdenstilpēs – 26° (no -0,9 līdz +25°C). Ar dziļumu ūdens temperatūra strauji pazeminās. Līdz 50 m ir diennakts temperatūras svārstības, līdz 400 – sezonālas, dziļāk kļūst nemainīgas, noslīdot līdz +1-3°C. Tā kā temperatūras režīms rezervuāros ir samērā stabils, to iemītnieki mēdz stenotermiskums.
Sakarā ar dažādām sildīšanas pakāpēm augšējo un apakšējie slāņi Visu gadu plūdmaiņas un bēgumi, straumes un vētras pastāvīgi sajauc ūdens slāņus. Ūdens sajaukšanas loma ūdens iemītniekiem ir ārkārtīgi svarīga, jo vienlaikus tiek izlīdzināts skābekļa un barības vielu sadalījums rezervuāros, nodrošinot vielmaiņas procesus starp organismiem un vidi.
Mērenā platuma grādos stāvošajos rezervuāros (ezeros) vertikālā sajaukšanās notiek pavasarī un rudenī, un šajos gadalaikos temperatūra visā rezervuārā kļūst vienmērīga, t.i. nāk homotermija. Vasarā un ziemā straujas apkures vai dzesēšanas palielināšanās rezultātā augšējie slāņiūdens sajaukšana apstājas. Šo fenomenu sauc temperatūras dihotomija, un pagaidu stagnācijas periods ir stagnācija(vasara vai ziema). Vasarā uz virsmas paliek gaišāki siltie slāņi, kas atrodas virs smagiem aukstiem (3. att.). Gluži pretēji, ziemā apakšējā slānī ir siltāks ūdens, jo tieši zem ledus virszemes ūdeņu temperatūra ir zemāka par +4°C un ūdens fizikāli ķīmisko īpašību dēļ tie kļūst vieglāki par ūdeni ar temperatūra virs +4°C.
Stagnācijas periodos skaidri izšķiras trīs slāņi: augšējais (epilimnions) ar visdramatiskākajām sezonālajām ūdens temperatūras svārstībām, vidējais (metalimnion vai termoklīns), kurā ir straujš temperatūras lēciens, un apakšā ( hipolimnijs), kurā temperatūra visu gadu mainās maz. Stagnācijas periodos ūdens stabā rodas skābekļa deficīts - vasarā apakšējā daļā, bet ziemā - augšdaļā, kā rezultātā ziemā bieži notiek zivju bojāeja.
Gaismas režīms. Gaismas intensitāte ūdenī ir ievērojami vājināta, jo tā atstarojas virsmā un absorbē pats ūdens. Tas lielā mērā ietekmē fotosintētisko augu attīstību.
Gaismas absorbcija ir spēcīgāka, jo zemāka ir ūdens caurspīdīgums, kas ir atkarīgs no tajā suspendēto daļiņu skaita (minerālu suspensijas, planktons). Tas samazinās, strauji attīstoties mazajiem organismiem vasarā, un mērenā un ziemeļu platuma grādos– arī ziemā, pēc dibināšanas ledus sega un pārklājot to no augšas ar sniegu.
Caurspīdīgumu raksturo maksimālais dziļums, kurā vēl ir redzams īpaši nolaists balts disks ar aptuveni 20 cm diametru (Secchi disks). Visvairāk dzidri ūdeņi- Sargaso jūrā: disks ir redzams 66,5 m B dziļumā Klusais okeāns Secchi disks ir redzams līdz 59 m, Indijas jūrā - līdz 50 m, seklā jūrā - līdz 5-15 m. Upju caurspīdīgums ir vidēji 1-1,5 m, bet dubļainākajās upēs tikai daži centimetri.
Okeānos, kur ūdens ir ļoti caurspīdīgs, 1% gaismas starojuma iekļūst 140 m dziļumā, bet mazos ezeros 2 m dziļumā iekļūst tikai procenta desmitdaļas. Stari dažādas daļas spektrs ūdenī tiek absorbēts atšķirīgi; Ar dziļumu tas kļūst tumšāks, un ūdens krāsa vispirms kļūst zaļa, tad zila, indigo un visbeidzot zili violeta, pārvēršoties pilnīgā tumsā. Arī hidrobionti attiecīgi maina krāsu, pielāgojoties ne tikai gaismas sastāvam, bet arī tās trūkumam – hromatiskajai adaptācijai. Gaišajās zonās seklos ūdeņos dominē zaļās aļģes (Chlorophyta), kuru hlorofils absorbē sarkanos starus, ar dziļumu tos aizstāj brūnie (Phaephyta) un pēc tam sarkanie (Rhodophyta). Lielos dziļumos fitobentosa nav.
Augi pielāgojās gaismas trūkumam, attīstot lielus hromatoforus, kā arī palielinot asimilācijas orgānu laukumu (lapu virsmas indekss). Dziļjūras aļģēm raksturīgas stipri sadalītas lapas, lapu plātnes ir plānas un caurspīdīgas. Daļēji iegremdētajiem un peldošajiem augiem raksturīga heterofilija - lapas virs ūdens ir tādas pašas kā sauszemes augiem, tām ir ciets asmens, attīstīts stomatālais aparāts, un ūdenī lapas ir ļoti plānas, sastāv no šaurām. pavedieniem līdzīgas daivas.
Dzīvnieki, tāpat kā augi, dabiski maina krāsu līdz ar dziļumu. Augšējos slāņos tie ir spilgti krāsoti dažādas krāsas, krēslas zonā ( jūras asaris, koraļļi, vēžveidīgie) ir nokrāsoti krāsās ar sarkanu nokrāsu - ērtāk ir paslēpties no ienaidniekiem. Dziļjūras sugām trūkst pigmentu. Okeāna tumšajās dzīlēs organismi kā vizuālās informācijas avotu izmanto dzīvu būtņu izstaroto gaismu. bioluminiscence.
Liels blīvums(1 g/cm3, kas ir 800 reizes lielāks par gaisa blīvumu) un ūdens viskozitāte ( 55 reizes augstāka nekā gaisa) rezultātā izveidojās īpašas ūdens organismu adaptācijas :
1) Augiem ir ļoti vāji attīstīti mehāniskie audi vai to vispār nav – tos uztur pats ūdens. Lielākajai daļai ir raksturīga peldspēja, pateicoties starpšūnu dobumiem, kas pārvadā gaisu. Raksturīga aktīva veģetatīvā vairošanās, hidrohorijas attīstība - ziedu kātu noņemšana virs ūdens un ziedputekšņu, sēklu un sporu izplatīšanās ar virsmas straumēm.
2) Dzīvniekiem, kas dzīvo ūdens stabā un aktīvi peld, ķermenim ir plūstoša forma un tas ir ieeļļots ar gļotām, kas samazina berzi kustības laikā. Izstrādātas ierīces peldspējas palielināšanai: tauku uzkrāšanās audos, peldpūšļi zivīm, gaisa dobumi sifonoforos. Pasīvi peldošiem dzīvniekiem ķermeņa īpatnējais virsmas laukums palielinās izaugumu, muguriņu un piedēkļu dēļ; ķermenis ir saplacināts, un skeleta orgāni ir samazināti. Dažādas pārvietošanās metodes: ķermeņa locīšana, ar flagellas palīdzību, skropstas, strūklas kustības režīms (galvkāji).
Bentosa dzīvniekiem skelets pazūd vai ir vāji attīstīts, palielinās ķermeņa izmērs, bieži novērojama redzes samazināšanās, attīstās taustes orgāni.
Strāvas.Ūdens vides raksturīga iezīme ir mobilitāte. To nosaka plūdmaiņas un bēgumi, jūras straumes, vētras, dažādi upju gultņu pacēlumi. Hidrobiontu adaptācijas:
1) Plūstošajos rezervuāros augi ir stingri piestiprināti pie stacionāriem zemūdens objektiem. Apakšējā virsma tiem galvenokārt ir substrāts. Tās ir zaļās un kramaļģes, ūdenssūnas. Sūnas pat veido blīvu segumu uz straujām upju riffām. Jūras paisuma un paisuma zonā daudziem dzīvniekiem ir ierīces piestiprināšanai pie dibena (vēņkāji, sārņi) vai slēpjas spraugās.
2) tekošu ūdeņu zivīm ķermenis ir apaļš diametrā, bet zivīm, kas dzīvo netālu no grunts, kā arī dibenā mītošajiem bezmugurkaulniekiem ķermenis ir plakans. Daudziem ir piestiprināšanas orgāni zemūdens objektiem vēdera pusē.
Ūdens sāļums.
Dabiskajām ūdenstilpēm ir noteikts ķīmiskais sastāvs. Dominē karbonāti, sulfāti un hlorīdi. Saldūdens tilpnēs sāls koncentrācija nav lielāka par 0,5 ‰ (apmēram 80% ir karbonāti), jūrās - no 12 līdz 35 ‰ (galvenokārt hlorīdi un sulfāti). Ja sāļums pārsniedz 40 ppm, ūdenstilpi sauc par hipersāļu vai pārmērīgu sāļumu.
1) Saldūdenī (hipotoniskā vidē) osmoregulācijas procesi ir labi izteikti. Hidrobionti ir spiesti pastāvīgi izņemt tajos iekļūstošo ūdeni, tie ir homoiosmotiski (ik pēc 2-3 minūtēm ciliāti “izsūknē” caur sevi ūdens daudzumu, kas vienāds ar tā svaru). Sālsūdenī (izotoniskā vidē) sāļu koncentrācija hidrobiontu ķermeņos un audos ir vienāda (izotoniska) ar ūdenī izšķīdušo sāļu koncentrāciju - tie ir poikiloosmotiski. Līdz ar to sālsūdens tilpņu iedzīvotājiem nav attīstītas osmoregulācijas funkcijas, un viņi nevarēja apdzīvot saldūdens objektus.
2) Ūdensaugi spēj absorbēt ūdeni un barības vielas no ūdens - “buljona”, ar visu virsmu, tāpēc to lapas ir stipri nošķeltas un vadošie audi un saknes ir vāji attīstītas. Saknes galvenokārt kalpo piestiprināšanai pie zemūdens substrāta. Lielākajai daļai saldūdens augu ir saknes.
Parasti jūras un parasti saldūdens sugas, stenohalīns, nepieļauj būtiskas ūdens sāļuma izmaiņas. Eirihalīna sugu ir maz. Tie ir izplatīti iesāļos ūdeņos (saldūdens zandarts, līdaka, plaudis, kefale, piekrastes laši).
Minskas izglītības iestāde “14. ģimnāzija”
Kopsavilkums par bioloģiju par šo tēmu:
“ ŪDENS – DZĪVOTNE”
Sagatavoja 11. “B” klases skolēns
Maslovska Jevgeņija
Skolotājs:
Bulva Ivans Vasiļjevičs
1. Ūdens biotops – hidrosfēra.
2. Ūdens ir unikāla vide.
3. Hidrobiontu ekoloģiskās grupas.
4. Režīmi.
5. Hidrobiontu specifiskie pielāgojumi.
6. Filtrēšana kā uztura veids.
7. Pielāgošanās dzīvei izžūstošās ūdenstilpēs.
8. Secinājums.
1. Ūdens vide – hidrosfēra
Vēsturiskās attīstības procesā dzīvie organismi ir apguvuši četrus biotopus. Pirmais ir ūdens. Dzīvība radās un attīstījās ūdenī daudzus miljonus gadu. Ūdens aizņem 71% no zemeslodes platības un veido 1/800 no zemes platības jeb 1370 m3. Lielākā ūdens daļa ir koncentrēta jūrās un okeānos - 94-98%, polārais ledus satur aptuveni 1,2% ūdens un ļoti neliela daļa - mazāk nekā 0,5%, upju, ezeru un purvu saldūdeņos. Šīs attiecības ir nemainīgas, lai gan dabā ūdens cikls turpinās bez mitēšanās (1. att.).
Apmēram 150 000 dzīvnieku sugu un 10 000 augu dzīvo ūdens vidē, kas veido attiecīgi tikai 7 un 8% no kopējā sugu skaita uz Zemes. Pamatojoties uz to, tika secināts, ka evolūcija uz sauszemes bija daudz intensīvāka nekā ūdenī.
Jūrās-okeānos, tāpat kā kalnos, tiek izteikts vertikālais zonējums. Pelaģiskā – visa ūdens staba – un bentosa – dibena – ekoloģija īpaši atšķiras.
Ūdens stabs, pelagiāls, ir vertikāli sadalīts vairākās zonās: epipeligal, batypeligal, abyssopeligal un ultraabissopeligal (2. att.).
Atkarībā no nolaišanās stāvuma un dziļuma apakšā tiek izdalītas arī vairākas zonas, kas atbilst norādītajām pelaģiskajām zonām:
Litorāls - krasta mala, kas applūst plūdmaiņu laikā.
Supralitorāls - krasta daļa virs augšējās paisuma līnijas, kur sasniedz sērfošanas šļakatas.
Sublitorāls - pakāpeniska zemes samazināšanās līdz 200 m.
Bathial - stāva zemes ieplaka (kontinentālā nogāze),
Abyssal - pakāpeniska okeāna dibena samazināšanās; abu zonu dziļums kopā sasniedz 3-6 km.
Īpaši bezdibenis - dziļūdens ieplakas no 6 līdz 10 km.
2. Ūdens ir unikāla vide.
Ūdens daudzos aspektos ir pilnīgi unikāla vide. Ūdens molekula, kas sastāv no diviem ūdeņraža atomiem un viena skābekļa atoma, ir pārsteidzoši stabila. Ūdens ir unikāls savienojums, kas vienlaikus pastāv gāzveida, šķidrā un cietā stāvoklī.
Ūdens ir ne tikai dzīvības avots visiem dzīvniekiem un augiem uz Zemes, bet arī daudziem no tiem dzīvotne. Tajos ietilpst, piemēram, daudzas zivju sugas, tostarp karūsas, kas apdzīvo reģiona upes un ezerus, kā arī akvārija zivis mūsu mājās. Kā redzat, viņi lieliski jūtas starp ūdensaugiem. Zivis elpo caur žaunām, iegūstot skābekli no ūdens. Dažas zivju sugas, piemēram, makropodi, elpo atmosfēras gaiss, tāpēc tie periodiski paceļas virspusē.
Ūdens ir daudzu ūdens augu un dzīvnieku dzīvotne. Daži no viņiem visu savu dzīvi pavada ūdenī, bet citi ūdens vidē atrodas tikai savas dzīves sākumā. Par to varat pārliecināties, apmeklējot nelielu dīķi vai purvu. IN ūdens elements Var atrast mazākos pārstāvjus – vienšūnas organismus, kuru apskatei nepieciešams mikroskops. Tie ietver daudzas aļģes un baktērijas. To skaitu mēra miljonos uz kubikmilimetru ūdens.
Vēl viena interesanta ūdens īpašība ir tā, ka tas iegūst ļoti blīvu stāvokli temperatūrā, kas pārsniedz saldūdens sasalšanas līmeni, šie parametri ir attiecīgi 4 °C un 0 °C. Tas ir ļoti svarīgi ūdens organismu izdzīvošanai ziemā. Pateicoties šai pašai īpašībai, ledus peld uz ūdens virsmas, veidojot aizsargslānis ezeros, upēs un piekrastes zonās. Un šī pati īpašība veicina ūdens slāņu termisko noslāņošanos un ūdens masu sezonālo apriti ezeros apgabalos ar aukstu klimatu, kas ir ļoti svarīgi ūdens organismu dzīvībai. Ūdens blīvums nodrošina iespēju uz to balstīties, kas ir īpaši svarīgi neskeleta formām. Vides atbalsts kalpo kā nosacījums planēšanai ūdenī, un daudzi hidrobionti ir pielāgoti tieši šādam dzīvesveidam. Ūdenī suspendētie, peldošie organismi tiek apvienoti īpašā ekoloģiskā ūdens organismu grupā – planktonā.
Pilnīgi attīrīts ūdens pastāv tikai laboratorijas apstākļos. Jebkurš dabiskais ūdens satur daudz dažādu vielu. "Jēlūdenī" tā galvenokārt ir tā sauktā aizsargsistēma jeb ogļskābes komplekss, kas sastāv no ogļskābes sāls, karbonāta un bikarbonāta. Šis faktors ļauj noteikt ūdens veidu – skābu, neitrālu vai bāzisku – pēc tā pH vērtības, kas no ķīmiskā viedokļa nozīmē ūdenī esošo ūdeņraža jonu proporciju. Neitrāla ūdens pH ir 7, zemākas vērtības norāda uz paaugstinātu ūdens skābumu, bet augstākas vērtības norāda, ka tas ir sārmains. Kaļķakmens apvidos ezeru un upju ūdenim parasti ir augstākas pH vērtības, salīdzinot ar rezervuāriem vietās, kur kaļķakmens saturs augsnē ir nenozīmīgs.
Ja ezeru un upju ūdens tiek uzskatīts par svaigu, tad jūras ūdens sauc par sāļu vai iesāļu. Starp saldūdeni un sālsūdeni ir daudz starpposma veidi.
3. Hidrobiontu ekoloģiskās grupas.
Hidrobiontu ekoloģiskās grupas. Siltajām jūrām un okeāniem (40 000 dzīvnieku sugu) ekvatorā un tropos ir raksturīga vislielākā dzīves daudzveidība ziemeļos un dienvidos, jūru flora un fauna ir simtiem reižu noplicināta. Runājot par organismu izplatību tieši jūrā, lielākā daļa no tiem ir koncentrēti virsmas slāņos (epipelaģiskajā) un sublitorālajā zonā. Atkarībā no pārvietošanās un uzturēšanās atsevišķos slāņos jūras iemītnieki tiek iedalīti trīs ekoloģiskajās grupās: nektons, planktons un bentoss.
Nektons (nektos - peldošs) aktīvi pārvietojas lieli dzīvnieki, kas spēj pārvarēt lielus attālumus un spēcīgas straumes: zivis, kalmāri, roņkāji, vaļi. Saldūdenstilpēs nektonā ietilpst abinieki un daudzi kukaiņi.
Planktons (planktos — klīst, planējošs) ir augu (fitoplanktons: kramaļģes, zaļo un zilo zaļo (tikai saldūdenstilpņu) aļģu, augu flagellātu, peridīniju u.c.) un mazu dzīvnieku organismu (zooplanktons: mazie vēžveidīgie, lielākie - pteropodi, medūzas, ctenofori, daži tārpi), kas dzīvo dažādos dziļumos, bet nav spējīgi aktīvi kustēties un pretoties straumēm. Planktonā ietilpst arī dzīvnieku kāpuri, veidojot īpašu grupu - neistonu. Šī ir pasīvi peldoša “pagaidu” augstākā ūdens slāņa populācija, ko kāpuru stadijā pārstāv dažādi dzīvnieki (desmitkāji, dzeloņkājas un sārņi, adatādaiņi, daudzdzimteņi, zivis, mīkstmieši u.c.). Kāpuri, augot, pārvietojas pelagela apakšējos slāņos. Virs neistona atrodas pleistons - tie ir organismi, kuriem ķermeņa augšdaļa aug virs ūdens, bet apakšējā daļa ūdenī (pīles - Lemma, sifonofori utt.). Planktonam ir liela nozīme biosfēras trofiskajās attiecībās, jo ir barība daudziem ūdens iemītniekiem, tostarp galvenā barība vaļiem (Myatcoceti).
Bentoss (bentoss – dziļums) – dibena hidrobionti. To pārstāv galvenokārt pieķērušies vai lēni kustīgi dzīvnieki (zoobentoss: foraminefori, zivis, sūkļi, koelenterāti, tārpi, brahiopodi, ascīdi u.c.), vairāk seklā ūdenī. Seklā ūdenī bentoss ietver arī augus (fitobentoss: kramaļģes, zaļās, brūnās, sarkanās aļģes, baktērijas). Dziļumā, kur nav gaismas, fitobentosa nav. Piekrastē aug zosteru, rūpiju ziedoši augi. Ar fitobentosu bagātākās ir grunts akmeņainie apgabali.
Ezeros zoobentoss ir mazāk bagātīgs un daudzveidīgs nekā jūrā. To veido vienšūņi (ciliāti, dafnijas), dēles, mīkstmieši, kukaiņu kāpuri u.c. Ezeru fitobentosu veido brīvi peldošas kramaļģes, zaļās un zilaļģes; nav brūno un sarkano aļģu.
Piekrastes augi, kas sakņojas ezeros, veido skaidri noteiktas zonas, kuru sugu sastāvs un izskats atbilst vides apstākļiem sauszemes-ūdens robežjoslā. Ūdenī krasta tuvumā aug hidrofīti - augi, kas daļēji iegremdēti ūdenī (bultas uzgalis, baltspārnis, niedres, spārni, grīšļi, trihetes, niedres). Tos aizstāj hidatofīti - augi, kas iegremdēti ūdenī, bet ar peldošām lapām (lotoss, pīle, olu kapsulas, chilim, takla) un - tālāk - pilnībā iegremdēti (dīķzāle, elodea, hara). Pie hidatofītiem pieder arī augi, kas peld uz virsmas (pīle).
Lielais ūdens vides blīvums nosaka dzīvību veicinošo faktoru īpašo sastāvu un izmaiņu raksturu. Daži no tiem ir tādi paši kā uz sauszemes - siltums, gaisma, citi ir specifiski: ūdens spiediens (palielinās ar dziļumu par 1 atm uz katriem 10 m), skābekļa saturs, sāls sastāvs, skābums. Augstā vides blīvuma dēļ siltuma un gaismas vērtības mainās daudz ātrāk ar augstuma gradientu nekā uz sauszemes.
4. Režīmi.
Temperatūra rezervuāri ir stabilāki nekā uz sauszemes. Tas ir saistīts ar fizikālās īpašībasūdens, īpaši tā augstā īpatnējā siltumietilpība, kuras dēļ ievērojama siltuma daudzuma saņemšana vai izdalīšana neizraisa pārāk pēkšņas temperatūras izmaiņas. Gada temperatūras svārstību amplitūda okeāna augšējos slāņos ir ne lielāka par 10-150C, kontinentālajos ūdeņos - 30-350C. Dziļus ūdens slāņus raksturo nemainīga temperatūra. Ekvatoriālajos ūdeņos virszemes slāņu gada vidējā temperatūra ir +26...+270C, polārajos ūdeņos ap 00C un zemāk. Tādējādi rezervuāros ir diezgan ievērojama temperatūras apstākļu dažādība. Starp augšējiem ūdens slāņiem ar tajos izteiktām sezonālām temperatūras svārstībām un apakšējiem, kur termiskais režīms ir nemainīgs, atrodas temperatūras lēciena zona jeb termoklīns. Termoklīns ir izteiktāks iekšā siltās jūras, kur temperatūras starpība starp ārējiem un dziļajiem ūdeņiem ir spēcīgāka.
Sakarā ar stabilāku ūdens temperatūras režīmu, ūdens organismu vidū stenotermija ir izplatīta daudz lielākā mērā nekā sauszemes populācijā. Eiritermālās sugas galvenokārt sastopamas seklos kontinentālajos rezervuāros un augstu un mēreno platuma grādu jūru piekrastes zonā, kur ir būtiskas ikdienas un sezonālās temperatūras svārstības.
Ūdenim kā biotopam ir vairākas specifiskas īpašības, piemēram, augsts blīvums, spēcīgi spiediena kritumi, salīdzinoši zems skābekļa saturs, spēcīga saules gaismas absorbcija u.c. Rezervuāri un to atsevišķās platības atšķiras arī pēc sāls režīma, horizontālo kustību (straumju) ātruma. , suspendēto daļiņu saturs. Bentosa organismu dzīvībai svarīgas ir augsnes īpašības, organisko atlieku sadalīšanās veids u.c. Tāpēc līdz ar pielāgošanos ūdens vides vispārējām īpašībām tās iemītniekiem ir jāpielāgojas arī dažādiem īpašiem apstākļiem. Ūdens vides iedzīvotāji ekoloģijā saņēma kopīgu nosaukumu hidrobionti. Viņi apdzīvo Pasaules okeānu, kontinentālos rezervuārus un gruntsūdeņus. Jebkurā ūdenstilpē var izdalīt zonas ar dažādiem apstākļiem.
Apskatīsim ūdens kā biotopa pamatīpašības.
Ūdens blīvums - Tas ir faktors, kas nosaka ūdens organismu pārvietošanās apstākļus un spiedienu dažādos dziļumos. Dabisko ūdeņu, kas satur izšķīdušos sāļus, blīvums var būt lielāks, līdz 1,35 g/cm 3 . Spiediens palielinās līdz ar dziļumu vidēji par 101,3 kPa (1 atm) uz katriem 10 m.
Pateicoties krasām spiediena izmaiņām ūdenstilpēs, ūdens organismi parasti vieglāk panes spiediena izmaiņas nekā sauszemes organismi. Dažas sugas, kas izplatītas dažādos dziļumos, iztur spiedienu no vairākiem līdz simtiem atmosfēru. Piemēram, Elpidia ģints holotūrieši dzīvo apgabalā no piekrastes zonas līdz lielākā okeāna dziļuma zonai, 6-11 km. Tomēr lielākā daļa jūru un okeānu iedzīvotāju dzīvo noteiktā dziļumā.
Ūdens blīvums nodrošina iespēju uz to balstīties, kas ir īpaši svarīgi neskeleta formām. Vides blīvums kalpo kā nosacījums peldēšanai ūdenī, un daudzi ūdens organismi ir īpaši pielāgoti šim dzīves veidam. Ūdenī peldošie suspendētie organismi tiek apvienoti īpašā ekoloģiskā ūdens organismu grupā - planktons("planktos" - planējošs). Planktonā ietilpst vienšūnas un koloniālās aļģes, vienšūņi, medūzas, dažādi mazie vēžveidīgie, grunts dzīvnieku kāpuri, zivju ikri un mazuļi un daudzi citi.
Ūdens blīvums un viskozitāte lielā mērā ietekmē aktīvās peldēšanas iespējas. Dzīvnieki, kas spēj ātri peldēt un pārvarēt straumju spēku, ir apvienoti ekoloģiskā grupā nekton(“nektos” - peldošs). Nektona pārstāvji ir zivis, kalmāri un delfīni. Ātra kustība ūdens stabā iespējama tikai tad, ja ir racionalizēta formaķermeni un augsti attīstītus muskuļus.
1. Skābekļa režīms. Ar skābekli piesātinātā ūdenī tā saturs nepārsniedz 10 ml uz 1 litru, kas ir 21 reizi mazāks nekā atmosfērā. Tāpēc ūdens organismu elpošanas apstākļi ir ievērojami sarežģīti. Skābeklis ūdenī nonāk galvenokārt aļģu fotosintēzes aktivitātes un difūzijas rezultātā no gaisa. Tāpēc ūdens staba augšējie slāņi, kā likums, ir bagātāki ar šo gāzi nekā apakšējie. Palielinoties ūdens temperatūrai un sāļumam, skābekļa koncentrācija tajā samazinās.
Ūdens organismu elpošana notiek vai nu caur ķermeņa virsmu, vai arī caur specializētiem orgāniem – žaunām, plaušām, traheju. Šajā gadījumā apvalks var kalpot kā papildu elpošanas orgāns. Piemēram, sārta zivs caur ādu patērē vidēji 63% skābekļa. Daudzi sēdoši un mazkustīgi dzīvnieki atjauno ūdeni sev apkārt, vai nu veidojot virzītu strāvu, vai ar svārstībām kustībām, veicinot tās sajaukšanos. Gliemenes šim nolūkam izmanto skropstas, kas apšuj mantijas dobuma sienas; vēžveidīgie - vēdera vai krūšu kurvja kāju darbs. Dēles un zvana odu (asinstārpu) kāpuri šūpo savu ķermeni, izceļoties no zemes.
Zīdītāji, kuri evolūcijas attīstības procesā no sauszemes pārgājuši uz ūdens dzīvesveidu, piemēram, roņveidīgie, vaļveidīgie, ūdensvaboles, odu kāpuri, parasti saglabā atmosfēras elpošanas veidu un tāpēc tiem ir nepieciešams kontakts ar gaisa vidi.
Skābekļa trūkums ūdenī dažkārt izraisa katastrofālas parādības - nāvi, ko pavada daudzu hidrobiontu nāve. Ziemas nāvi bieži izraisa ledus veidošanās uz rezervuāru virsmas un kontakta ar gaisu pārtraukšana; vasara - ūdens temperatūras paaugstināšanās un līdz ar to skābekļa šķīdības samazināšanās.
- 2. Sāls režīms.Ūdens organismu ūdens bilances uzturēšanai ir sava specifika. Ja sauszemes dzīvniekiem un augiem svarīgākais ir nodrošināt organismu ar ūdeni tā deficīta apstākļos, tad hidrobiontiem ne mazāk svarīgi ir uzturēt noteiktu ūdens daudzumu organismā, kad apkārtējā vidē ir tā pārpalikums. . Pārmērīgs ūdens daudzums šūnās izraisa osmotiskā spiediena izmaiņas un svarīgāko dzīvībai svarīgo funkciju traucējumus. Tāpēc saldūdens formas jūrās nevar pastāvēt, un jūras formas nevar paciest atsāļošanu. Ja ūdens sāļums mainās, dzīvnieki pārvietojas, meklējot labvēlīgu vidi.
- 3. Temperatūra rezervuāri, kā jau minēts, ir stabilāki nekā uz sauszemes. Gada temperatūras svārstību amplitūda okeāna augšējos slāņos nav lielāka par 10-15 °C, kontinentālajos ūdeņos - 30-35 °C. Dziļus ūdens slāņus raksturo nemainīga temperatūra. Ekvatoriālajos ūdeņos virszemes slāņu gada vidējā temperatūra ir +26-27 °C, polārajos ūdeņos tā ir aptuveni 0 °C un zemāka. Karstos zemes avotos ūdens temperatūra var pietuvoties +100 ° C, bet zemūdens geizeros plkst augsts asinsspiediens okeāna dibenā tika reģistrēta +380 °C temperatūra. Bet temperatūras režīms tiek mainīts vertikāli, piemēram, augšējos slāņos parādās sezonālas temperatūras svārstības, savukārt apakšējos slāņos termiskais režīms ir nemainīgs.
- 4. Gaismas režīms.Ūdenī ir daudz mazāk gaismas nekā gaisā. Daži no stariem, kas krīt uz rezervuāra virsmas, tiek atspoguļoti gaisā. Jo zemāka ir Saules pozīcija, jo spēcīgāks atspīdums, tāpēc diena zem ūdens ir īsāka nekā uz sauszemes. Strauja gaismas daudzuma samazināšanās līdz ar dziļumu ir saistīta ar tās absorbciju ūdenī. Dažāda viļņa garuma stari tiek absorbēti atšķirīgi: sarkanie pazūd tuvu virsmai, savukārt zili zaļie iekļūst daudz dziļāk. Tas ietekmē ūdens organismu krāsu, piemēram, līdz ar dziļumu mainās aļģu krāsa: zaļās, brūnās un sarkanās aļģes, kas specializējas gaismas uztveršanā ar dažādu viļņu garumu. Dzīvnieku krāsa mainās līdz ar dziļumu tikpat dabiski. Daudziem dziļajiem organismiem nav pigmentu.
Okeāna tumšajos dziļumos organismi kā vizuālās informācijas avotu izmanto gaismu, ko izstaro dzīvas būtnes. Dzīva organisma mirdzumu sauc bioluminiscence.
Tādējādi vides īpašības lielā mērā nosaka tās iemītnieku pielāgošanās veidus, viņu dzīvesveidu un resursu izmantošanas veidus, veidojot cēloņu-seku atkarību ķēdes. Tādējādi lielais ūdens blīvums padara iespējamu planktona pastāvēšanu, un ūdenī peldošu organismu klātbūtne ir priekšnoteikums filtrācijas veida uztura attīstībai, kurā iespējams arī mazkustīgs dzīvnieku dzīvesveids. Rezultātā veidojas spēcīgs biosfēras nozīmes ūdensobjektu pašattīrīšanās mehānisms. Tas ietver milzīgu skaitu hidrobiontu, gan bentisko (dzīvo uz zemes un rezervuāru dibena augsnē), gan pelaģisko (augi vai dzīvnieki, kas dzīvo ūdens biezumā vai virspusē), no vienšūnu vienšūņiem līdz vienšūņiem. mugurkaulniekiem. Piemēram, tikai planktona jūras copepods (Calanus) spēj filtrēt visa Pasaules okeāna ūdeņus dažu gadu laikā, t.i. aptuveni 1,37 miljardi km 3. Filtru padevēju darbības traucējumi dažādu antropogēnu ietekmju ietekmē nopietni apdraud ūdens tīrības saglabāšanu.
Jautājumi un uzdevumi paškontrolei
- 1. Uzskaitiet galvenās ūdens biotopa īpašības.
- 2. Paskaidrojiet, kā ūdens blīvums nosaka to dzīvnieku formu, kas spēj ātri peldēt.
- 3. Norādiet iesaldēšanas iemeslu.
- 4. Kādu parādību sauc par “bioluminiscenci”? Vai jūs zināt dzīvos organismus, kuriem ir līdzīgas īpašības?
- 5. Kādu ekoloģisko lomu spēlē filtru padevēji?