Поняття про середовище існування.

Природне середовище – вся сукупність природних та змінених діяльністю людини факторів живої і неживої природи, які можуть проявляти вплив на організм. Усі сили та явища природи, походження яких не пов’язане із життєдіяльністю сучасних організмів, становлять абіотичне середовище. Явища та сили природи, які своїм походженням зобов’язані життєдіяльності нині наявних організмів, відносять до біотичного середовища.

Під навколишнім середовищем розуміють сукупність зовнішніх умов живої та неживої природи, при яких існує організм і які прямо чи опосередковано впливають на стан, розвиток та розмноження як окремих організмів, так і популяцій.

Існує також більш конкретне поняття середовища як безпосереднього оточення організмів – середовища існування. Середовище існування – це сукупність умов, у яких мешкають певні особини, популяції, угрупування організмів. Воно охоплює сукупність абіотичних та біотичних факторів окремого організму чи їх угрупувань в цілому, тобто все те, серед чого вони живуть. Живі організми нашої планети населяють чотири основні середовища існування: водне, наземно-повітряне, ґрунти, а також організми інших істот.

Живі організми нашої планети населяють чотири основні середовища існування: наземно-повітряне, водне, грунт, а також організми інших істот.

 

Наземно-повітряне середовище існування.

Наземно-повітряне середовище найрізноманітніше за своїми умовами. Провідна роль серед абіотичних факторів тут належить освітленості, температурі, вологості, газовому складу атмосфери. Температура навколишнього середовища може на протязі кількох годин змінюватися на 10-20 градусів за Цельсієм, впливаючи на температуру тіла різних організмів. Людина відноситься до гомойотермних організмів, що здатні за рахунок складних механізмів терморегуляції підтримувати сталу температуру свого тіла. Освітленість визначається дією сонячних променів і може суттєво змінюватись як на протязі доби, так і на протязі року. В зв’язку з цим у всіх наземних організмів в процесі еволюції з’явилась реакція фотоперіодизму, яка проявляється через зміну інтенсивності фізіологічних процесів, а також поведінки на протязі доби, або року. Вологість повітря – відображає вміст водяної пари на одиницю об’єму. Вологість повітря визначає потрапляння води через покриви, а також умови втрати води через цей шлях і з поверхні дихальних шляхів. На вологість повітря впливають також осади, які регулюють режим водойм і ґрунтову вологу. Розподіл опадів дуже нерівномірний по кліматичних зонах, а також по сезонах. Утворення адаптацій до дефіциту вологи є головним напрямком еволюції при засвоєнні різними групами організмів наз. сер. Газовий склад повітря – головними складовими нижніх шарів атмосфери є кисень (близько 21%), азот (майже 78%), аргон (0,093%).На всі інші гази, серед яких основну долю займає вуглекислий газ, припадає близько 0,03%. Вміст вуглекислого газу в повітрі змінюється в залежності від широти, місцевості, часу доби та пори року, місцевих умов. Кисень потрібен організмам для забезпечення енергією, яка вивільняється у результаті реакцій окислення. Підвищення концентрації вуглекислого газу в атмосфері гальмує ці процеси. Завдяки постійності газового складу атмосферного повітря організми наземного середовища не лімітовані по кількості повітря.

Водне середовище існування.

Вода, в якій розпочалося життя на Землі, – це важливий екологічний фактор, що визначається її фізичними властивостями, зокрема, прозорістю, щільністю, теплопровідністю і теплоємністю, а також текучістю. Остання зумовлює циркуляцію в озерах і ставках.

Водне середовище однофазне – в ньому різко переважає рідка фаза. Одночасно природна вода, яка утворює гідросферу, являє собою складну полідисперсну систему, що складається з водних розчинів і зависі частинок неорганічних і органічних речовин, а також із живих органічних тіл, котрі втримуються в системі за рахунок різності співвідношень маси, постійного перемішування і переміщення водних мас або активної протидії силі тяжіння з боку живих організмів.

В поняття гідросфери включають і дно водоймища (тверда фаза), і приводний шар повітря (газоподібна фаза). Велике значення мають площини контактів цих фаз: дно-вода, вода-повітря. Це складні біогоризонти, насичені живими організмами. Відомо, що основну масу гідросфери Землі утворюють води Світового океану (95,5% за об'ємом), які містять величезну кількість органічної речовини, в тому числі незначну частку живих організмів – не більше 3 млрд т, або 0,15%.

Головним джерелом тепла, яке надходить у водні шари, є сонячна енергія. Сонячне проміння, проникаючи крізь водну поверхню, поглинається і розсіюється водою, розчиненими в ній речовинами і зваженими частинками.

Зрозуміло, що зі зростанням у воді зважених частинок погіршується прозорість води, а отже, зменшується інтенсивність фотосинтезу водяних рослин.

Сонячне тепло завдяки малій теплопровідності води майже не передається на глибину. Переміщення теплих мас з поверхні на глибину відбувається за рахунок вертикального, а також за рахунок глибинних течій у морських водах. Прогрівання шарів має сезонний характер.

Важливими фізичними властивостями води є її висока щільність, яка послаблює земне тяжіння, що дає змогу гідробіонтам мікроскопічних розмірів перебувати у зваженому стані. Водне середовище сформувало планктонні організми з характерною формою тіла, що дає можливість їм легко утримуватись "на плаву" або "ширяти" у водному просторі (медузи, лангусти, молюски).

Для організмів, зокрема членистоногих, які живуть на поверхні води, має значення поверхневий натяг рідини.

До прісних вод, з одного боку, належать стоячі води, або стрічкові фації, з другого – проточні, або лотичні, фації.

Своєрідним для тварин швидкотекучих вод є етологічне пристосування – реотропізм: тварини приймають певне положення відносно течії і намагаються подолати її.

Найбільшою різноманітністю життя відрізняються теплі моря й океани (40000 видів тварин) в області екватора і тропіках, на північ і південь відбувається збіднення флори і фауни морів у сотні разів. Що стосується розподілу організмів безпосередньо в морі, то основна маса їх зосереджена в поверхневих шарах (епіпелагіаль) і в субліторальній зоні. У залежності від способу пересування і перебування в певних верствах, морські мешканці поділяються на три екологічні групи: нектон, планктон та бентос.

Нектон (nektos - плаваючий) - активно пересуваються великі тварини, здатні долати великі відстані та сильні течії: риби, кальмари, ластоногі, кити. У прісних водоймах до нектону відносяться і земноводні і безліч комах.

Планктон (planktos - блукаючий, повітряним) - сукупність рослин (фітопланктон: діатомові, зелені і синьо-зелені (тільки прісні водойми) водорості, рослинні жгутиконосци, перідінеі тощо) і дрібних тварин організмів (зоопланктон: дрібні ракоподібні, з більших - крилоногі молюски, медузи, гребневики, деякі черв'яки), що мешкають на різній глибині, але не здатних до активних пересуванням і до протистояння течіям. До складу планктону входять і личинки тварин, утворюючи особливу групу - нейстон. Це пасивно плаваюче «тимчасове» населення самого верхнього шару води, представлене різними тваринами (десятиногі, вусоногі і веслоногие ракоподібні, голкошкірі, поліхети, риби, молюски та ін) в личинкової стадії. Вище нейстону розташовується плейстона - це організми, у яких верхня частина тіла зростає над водою, а нижня - у воді (ряска - Lemma, сифонофори та ін.) Планктон грає важливу роль у трофічних зв'язках біосфери, тому що є їжею для багатьох водних мешканців, у тому числі основним кормом для вусатих китів.

Бентос (benthos - глибина) - гідробіонти дна. Представлений в основному прикріпленими або повільно пересуваються тваринами (зообентос: форамінефори, риби, губки, кишковопорожнинні, черви, плеченогие молюски, асцидії, тощо), більш численними на мілководді. На мілководді у бентос входять і рослини (фітобентос: діатомові, зелені, бурі, червоні водорості, бактерії). На глибині, де немає світла, фітобентос відсутня. У узбереж зустрічаються квіткові рослини зостера, рупія. Найбільш багаті фітобентосу кам'янисті ділянки дна. В озерах зообентос менш багатий і різноманітний, ніж в морі. Його утворюють найпростіші (інфузорії, дафнії), п'явки, молюски, личинки комах і ін Фітобентос озер утворений вільно плаваючими діатомеямі, зеленими та синьо-зеленими водоростями; бурі і червоні водорості відсутні.

Висока щільність водного середовища визначає особливий склад і характер зміни життєзабезпечуючих чинників. Одні з них ті ж, що і на суші - тепло, світло, інші специфічні: тиск води (з глибиною збільшується на 1 атм. На кожні 10 м), вміст кисню, склад солей, кислотність. Завдяки високій щільності середовища, значення тепла і світла з градієнтом висоти змінюються набагато швидше, ніж на суші.

Тепловий режим. Для водного середовища характерний менший прихід тепла, тому що значна частина його відбивається, і не менш значна частина витрачається на випаровування. Узгоджуючи з динамікою наземних температур, температура води має меншими коливаннями добових і сезонних температур. Більш того, водойми істотно вирівнюють хід температур в атмосфері прибережних районів. При відсутності льодового панцира моря в холодну пору року надають отепляющее дію на прилеглі території суші, влітку - охолоджувальне та зволожуючу.

У зв'язку з різним ступенем прогрівання верхніх і нижніх шарів протягом року, приливами і відливами, течіями, штормами відбувається постійне перемішування водних шарів. Роль перемішування води для водних мешканців (гідробіонтів) виключно велика, тому що при цьому вирівнюється розподіл кисню і поживних речовин усередині водойм, забезпечуючи обмінні процеси між організмами і середовищем.

Світловий режим. Інтенсивність світла у воді сильно ослаблена через його відображення поверхнею і поглинання самою водою. Це сильно позначається на розвитку фотосинтезуючих рослин. Чим менше прозорість води, тим сильніше поглинається світло. Прозорість води лімітується мінеральними суспензіями, планктоном. Зменшується вона при бурхливому розвитку дрібних організмів влітку, а в помірних і північних широтах - ще й взимку, після встановлення льодового покриву і укриття його зверху снігом

Тварини, як і рослини, закономірно змінюють своє забарвлення з глибиною. У верхніх шарах вони яскраво пофарбовані в різні кольори, в сутінкової зоні (морський окунь, корали, ракоподібні) пофарбовані у кольори з червоним відтінком - зручніше ховатися від ворогів. Глибоководні види позбавлені пігментів. Характерними властивостями водного середовища, відмінними від суші, є висока щільність, рухливість, кислотність, здатність розчинення газів і солей. Для всіх цих умов у гідробіонтів історично вироблені відповідні пристосування-адаптації.

Воді властива висока щільність (1 г/см3, що в 800 разів більше щільності повітря) і в'язкість.

1) У рослин дуже слабко розвинені або зовсім відсутні механічні тканини - їм опора сама вода. Більшості властива плавучість, за рахунок повітроносних міжклітинних порожнин. Характерно активне вегетативне розмноження, розвиток гідрохоріі - винесення квітконосів над водою і розповсюдження пилку, насіння і спор поверхневими течіями.

2) У живуть у товщі води і активно плаваючих тварин тіло має обтічну форму і змазано слизом, що зменшує тертя при пересуванні

Які пристосування гідробіонтів до рухливості води?

1) У проточних водоймах рослини міцно прикріплюються до нерухомих підводних предметів.

2) У риб проточних вод тіло в поперечнику кругле, а у риб, що мешкають у дна, як і в придонних безхребетних тварин, тіло плоске.