Concepts clés: environnement - milieu de vie - environnement aquatique - environnement sol-air - environnement du sol - organisme comme milieu de vie

Dans les leçons précédentes, nous avons souvent parlé d '«habitat», de «milieu de vie» et n'avons pas donné de définition précise à ce concept. Intuitivement, nous avons compris par «environnement» tout ce qui entoure le corps et l'affecte en quelque sorte. L'influence de l'environnement sur le corps - et il y a des facteurs environnementaux que nous avons étudiés dans les leçons précédentes. En d'autres termes, le cadre de vie est caractérisé par un certain ensemble de facteurs environnementaux.

La définition généralement acceptée de l'environnement est la définition de Nikolai Pavlovich Naumov:

ENVIRONNEMENT - tout ce qui entoure les organismes affecte directement ou indirectement leur état, leur développement, leur survie et leur reproduction.

Sur Terre, il existe une grande variété de conditions de vie, qui offrent une variété de niches écologiques et leur "peuplement". Cependant, malgré cette diversité, on distingue quatre milieux de vie qualitativement différents, qui ont un ensemble spécifique de facteurs environnementaux, et nécessitent donc un ensemble spécifique d'adaptations. Ce sont les environnements de la vie:

eau souterraine (terre);

d'autres organismes.

Familiarisons-nous avec les fonctionnalités de chacun de ces environnements.

La vie aquatique

Selon la plupart des auteurs étudiant l'émergence de la vie sur Terre, l'environnement primaire évolutif de la vie était précisément l'environnement aquatique. Nous trouvons quelques confirmations indirectes de cette situation. Tout d'abord, la plupart des organismes ne sont pas capables de vivre une vie active sans que l'eau pénètre dans le corps ou, au moins, sans conserver une certaine teneur en liquide à l'intérieur du corps. L'environnement interne du corps, dans lequel se déroulent les processus physiologiques de base, conserve évidemment les caractéristiques de l'environnement dans lequel s'est déroulée l'évolution des premiers organismes. Ainsi, la teneur en sel du sang humain (maintenue à un niveau relativement constant) est proche de celle de l'eau des océans. Les propriétés de l'environnement océanique aquatique ont largement déterminé l'évolution chimico-physique de toutes les formes de vie.

Le principal trait distinctif du milieu aquatique est peut-être son conservatisme relatif. Disons que l'amplitude des fluctuations saisonnières ou quotidiennes de la température dans le milieu aquatique est beaucoup moins importante que dans le sol-air. Le relief du fond, la différence de conditions à différentes profondeurs, la présence de récifs coralliens, etc. créer une variété de conditions dans le milieu aquatique.

Les caractéristiques du milieu aquatique proviennent de propriétés physicochimiques l'eau. Ainsi, la densité et la viscosité élevées de l'eau sont d'une grande importance environnementale. La gravité spécifique de l'eau est proportionnelle à celle du corps des organismes vivants. La densité de l'eau est environ 1000 fois supérieure à la densité de l'air. Par conséquent, les organismes aquatiques (en particulier ceux en mouvement actif) rencontrent une grande traînée hydrodynamique. Pour cette raison, l'évolution de nombreux groupes d'animaux aquatiques est allée dans le sens de façonner la forme du corps et les types de mouvement qui réduisent la traînée, ce qui entraîne une baisse des coûts énergétiques pour la natation. Ainsi, une forme de corps rationalisée se trouve chez les représentants de divers groupes d'organismes qui vivent dans l'eau - les dauphins (mammifères), les poissons osseux et cartilagineux.

La forte densité de l'eau est également la raison pour laquelle les vibrations mécaniques (vibrations) se propagent bien dans le milieu aquatique. Cela était important dans l'évolution des sens, l'orientation spatiale et la communication entre les habitants aquatiques. Quatre fois supérieure à celle de l'air, la vitesse du son en milieu aqueux détermine une fréquence plus élevée des signaux d'écholocation.

En raison de la forte densité du milieu aquatique, ses habitants sont privés d'une liaison obligatoire avec le substrat, caractéristique des formes terrestres et associée à la gravité. Par conséquent, il existe tout un groupe d'organismes aquatiques (à la fois des plantes et des animaux) qui existent sans connexion obligatoire avec le fond ou tout autre substrat, "planant" dans la colonne d'eau.

La conductivité a ouvert la possibilité de formation évolutive d'organes sensoriels électriques, de défense et d'attaque.

Environnement de vie sol-air

L'environnement sol-air est caractérisé par une grande variété de conditions de vie, de niches écologiques et des organismes qui les habitent. Il convient de noter que les organismes jouent un rôle primordial dans le façonnement des conditions de l'environnement terrestre-air de la vie, et surtout, de la composition gazeuse de l'atmosphère. La quasi-totalité de l'oxygène de l'atmosphère terrestre est biogène.

Les principales caractéristiques de l'environnement sol-air sont une grande amplitude de changements dans les facteurs environnementaux, l'hétérogénéité du milieu, l'action des forces gravitationnelles, la faible densité de l'air. Complexe physique et géographique facteurs climatiquespropre à un certain espace naturel, conduit à la formation évolutive des adaptations morphophysiologiques des organismes à la vie dans ces conditions, la diversité des formes de vie.

L'air atmosphérique est caractérisé par une humidité faible et variable. À bien des égards, cette circonstance a limité (limité) les possibilités de développement de l'environnement air-terre et a également guidé l'évolution du métabolisme eau-sel et la structure du système respiratoire.

Le sol comme milieu de vie

Le sol est le résultat de l'activité des organismes vivants. Les organismes qui peuplaient l'environnement de l'air de surface ont conduit à l'émergence du sol en tant qu'habitat unique. Le sol est un système complexe comprenant une phase solide (particules minérales), une phase liquide (humidité du sol) et une phase gazeuse. Le rapport de ces trois phases détermine les caractéristiques du sol comme milieu de vie.

Une caractéristique importante du sol est également la présence d'une certaine quantité de matière organique. Il se forme à la suite de la mort d'organismes et fait partie de leurs excréments (sécrétions).

Conditions environnement du sol Les habitats déterminent des propriétés du sol telles que son aération (c.-à-d. La saturation de l'air), l'humidité (humidité), la capacité thermique et les conditions thermiques (variations de température quotidiennes, saisonnières et pluriannuelles). Le régime thermique, par rapport à l'environnement aérien, est plus conservateur, surtout à grande profondeur. En général, le sol a des conditions de vie assez stables.

Les différences verticales sont également caractéristiques d'autres propriétés du sol, par exemple, la pénétration de la lumière dépend naturellement de la profondeur.

De nombreux auteurs notent la position intermédiaire de l'environnement du sol de la vie entre l'eau et les environnements aériens. Dans le sol, les habitats des organismes possédant à la fois des type d'air respiration. Le gradient vertical de pénétration de la lumière dans le sol est encore plus prononcé que dans l'eau. Les micro-organismes se trouvent dans toute l'épaisseur du sol et les plantes (principalement les systèmes racinaires) sont associées à des horizons externes.

Pour organismes du sol sont caractéristiques organes spécifiques et types de mouvements (creuser des membres chez les mammifères; capacité de changer l'épaisseur du corps; présence de capsules de tête spécialisées chez certaines espèces); forme du corps (ronde, ondulée, vermiforme); couvertures solides et flexibles; réduction des yeux et disparition des pigments. Parmi habitants du sol la saprophagie est largement développée - mangeant des cadavres d'autres animaux, des restes pourris, etc.

L'organisme comme habitat

Glossaire

Niche écologique

la position de l'espèce dans la nature, y compris non seulement la place de l'espèce dans l'espace, mais aussi son rôle fonctionnel dans communauté naturelle, position par rapport aux conditions d'existence abiotiques, lieu des phases individuelles cycle de la vie des représentants de l'espèce dans le temps (par exemple, les espèces végétales du début du printemps occupent une niche écologique complètement indépendante).

ÉVOLUTION

développement historique irréversible de la faune sauvage, accompagné d'un changement dans la composition génétique des populations, de la formation et de l'extinction des espèces, de la transformation des écosystèmes et de la biosphère dans son ensemble.

L'ENVIRONNEMENT INTERNE DE L'ORGANISME

caractérisé par la relative constance de la composition et des propriétés de l'environnement, assurant le déroulement des processus de vie dans le corps. Pour l'homme, l'environnement interne du corps est un système de liquide sanguin, lymphatique et tissulaire.

Sonar, emplacement

détermination de la position dans l'espace d'un objet par les signaux émis ou réfléchis (dans le cas de l'écholocation, la perception des signaux sonores). La capacité d'écholocation possède cochons d'Inde, dauphins, chauves-souris. Radar et électro-localisation - la perception des signaux radio réfléchis et des signaux de champ électrique. Certains poissons ont la capacité de se rendre dans ce type d'emplacement - l'hémarque à long museau du Nil.

Établissement d'enseignement de Minsk «Gymnase No. 14»

Résumé sur la biologie sur le sujet:

“ EAU - HABITAT ”

Préparé par un élève de 11e année «B»

Maslovskaya Evgenia

Prof:

Bulva Ivan Vasilievich

1. Habitat aquatique - hydrosphère.

2. L'eau est un environnement unique.

3. Groupes écologiques d'hydrobiontes.

4. Modes.

5. Dispositifs spécifiques des hydrobiontes.

6. Filtration comme type d'aliment.

7. Adaptation à la vie dans les étangs de séchage.

8. Conclusion.

1. Environnement aquatique - hydrosphère

Dans le processus développement historique les organismes vivants maîtrisent quatre habitats. Le premier est l'eau. Dans l'eau, la vie est née et s'est développée sur plusieurs millions d'années. L'eau couvre 71% de la superficie le globe et représente 1/800 du volume du terrain, soit 1370 m3. La majeure partie de l'eau est concentrée dans les mers et les océans - 94 à 98%, glace polaire contient environ 1,2% d'eau et une très petite fraction - moins de 0,5%, dans les eaux douces des rivières, des lacs et des marécages. Ces relations sont constantes, bien que dans la nature, sans cesse, il existe une porte circulaire d'eau (Fig. 1).

Environ 150 000 espèces d'animaux et 10 000 plantes vivent dans le milieu aquatique, ce qui ne représente que 7 et 8% des nombre total types de la Terre. Sur cette base, il a été conclu que l'évolution sur terre était beaucoup plus intense que dans l'eau.

Dans les océans comme dans les montagnes, le zonage vertical s'exprime. Le pélagique - toute l'épaisseur de l'eau, et le benthal - le fond sont particulièrement fortement différents sur le plan écologique.

L'épaisseur de l'eau est pélagique, divisée verticalement en plusieurs zones: épipéligée, bathipéligée, abyssopéligiale et ultra-abyssopéligée (Fig.2).

En fonction de la pente de la descente et de la profondeur en bas, il existe également plusieurs zones qui correspondent aux zones indiquées de la zone pélagique:

Litoral - le bord de la côte, inondé lors des marées hautes.

Supralittoral - partie de la côte au-dessus de la ligne de marée supérieure, où les embruns des vagues atteignent.

Sublittoral - une diminution progressive des terres à 200m.

Batial - une baisse abrupte des terres (pente continentale),

Abyssal - un abaissement en douceur du fond du lit de l'océan; la profondeur des deux zones atteint ensemble 3-6 km.

Ultra-abyssal - bassins d'eau profonde de 6 à 10 km.

2. L'eau est un environnement unique.

L'eau est un milieu tout à fait unique à bien des égards. La molécule d'eau, composée de deux atomes d'hydrogène et d'un atome d'oxygène, est étonnamment stable. L'eau est un composé unique qui existe simultanément à l'état gazeux, liquide et solide.

L'eau n'est pas seulement une source de vie pour tous les animaux et plantes de la Terre, mais c'est aussi un habitat pour beaucoup d'entre eux. Ceux-ci, par exemple, comprennent de nombreuses espèces de poissons, y compris les carpes crucifères habitant les rivières et les lacs de la région, ainsi que les poissons d'aquarium dans nos maisons. Comme vous pouvez le voir, ils se sentent bien parmi les plantes aquatiques. Les poissons respirent avec des branchies, extrayant l'oxygène de l'eau. Certaines espèces de poissons, comme les gousses macro, respirent air atmosphériqueremontent donc périodiquement à la surface.

L'eau est l'habitat de nombreuses plantes et animaux aquatiques. Certains d'entre eux passent leur vie entière dans l'eau, tandis que d'autres ne sont dans le milieu aquatique qu'au début de leur vie. Vous pouvez le vérifier en visitant un petit étang ou un marécage. Dans l'élément eau, vous pouvez trouver les plus petits représentants - organismes unicellulairespour examen qui nécessite un microscope. Il s'agit notamment de nombreuses algues et bactéries. Leur quantité est mesurée en millions par millimètre cube d'eau.

Une autre propriété intéressante de l'eau est qu'elle acquiert un état très dense à une température supérieure au niveau de congélation de l'eau douce, ces paramètres étant respectivement de 4 ° С et О ° С. Il est crucial pour la survie des organismes aquatiques dans période d'hiver. En raison de la même propriété, la glace flotte à la surface de l'eau, formant une couche protectrice sur les lacs, les rivières et les zones côtières. Et cette même propriété contribue à la stratification thermique des couches d'eau et à la circulation saisonnière des masses d'eau dans les lacs des zones à climat froid, ce qui est très important pour la vie des organismes aquatiques. La densité de l'eau permet de compter sur elle, ce qui est particulièrement important pour les formes squelettiques. Le maintien de l'environnement est une condition de vol stationnaire dans l'eau, et de nombreux hydrobiontes sont spécifiquement adaptés à ce mode de vie. Les organismes en suspension planant dans l'eau sont combinés en un groupe écologique spécial d'hydrobiontes - le plancton.

L'eau entièrement purifiée n'existe que dans conditions de laboratoire. Toute eau naturelle contient de nombreuses substances différentes. Dans «l'eau brute», il s'agit essentiellement du système dit de protection ou complexe de dioxyde de carbone, composé d'un sel d'acide carbonique, de carbonate et de bicarbonate. Ce facteur vous permet de déterminer le type d'eau, acide, neutre ou basique, en fonction de sa valeur de pH, ce qui signifie d'un point de vue chimique la proportion d'ions hydrogène contenus dans l'eau. Dans l'eau neutre, pH \u003d 7, des valeurs plus faibles indiquent une acidité accrue de l'eau et des valeurs plus élevées indiquent qu'elle est alcaline. En terrain calcaire, l'eau des lacs et des rivières a généralement un pH élevé par rapport aux réservoirs dans les endroits où la teneur en calcaire dans le sol est faible

Si l'eau des lacs et des rivières est considérée comme douce, l'eau de mer est appelée salée ou saumâtre. Entre l'eau douce et l'eau salée, il existe de nombreux types intermédiaires.

3. Groupes écologiques d'hydrobiontes.

Groupes écologiques d'hydrobiontes. La plus grande diversité de vie est caractérisée par des mers et des océans chauds (40000 espèces d'animaux) dans l'équateur et les tropiques; au nord et au sud, la flore et la faune des mers sont épuisées des centaines de fois. Quant à la distribution des organismes directement dans la mer, leur masse est concentrée dans les couches superficielles (épipélagiques) et dans la zone sublittorale. Selon la méthode de mouvement et de rester dans certaines couches, la vie marine divisé en trois groupes environnementaux: nekton, plancton et benthos.

Necton (nektos - flottant) - grands animaux en mouvement actif qui peuvent parcourir de longues distances et de forts courants: poissons, calmars, pinnipèdes, baleines. En eau douce, les amphibiens et de nombreux insectes appartiennent au nekton.

Plancton (plancton - errant, planant) - un ensemble de plantes (phytoplancton: diatomées, algues vertes et bleu-vert (eau douce uniquement), flagelles végétales, péridinées, etc.) et de petits organismes animaux (zooplancton: petits crustacés, de plus gros - mollusques ailés, méduses, cténophores, certains vers), vivant à différentes profondeurs, mais pas capables de mouvements actifs et l'opposition aux courants. Le plancton comprend également des larves d'animaux, formant un groupe spécial - neuston. Il s'agit d'une population «temporaire» passivement flottante de la couche d'eau supérieure, représentée par différents animaux (décapodes, bernaches et copépodes, crustacés, échinodermes, polychètes, poissons, mollusques, etc.) au stade larvaire. Les larves, en grandissant, passent dans les couches inférieures du pélagel. Le pleiston est situé au-dessus du neuston - ce sont des organismes dans lesquels la partie supérieure du corps pousse au-dessus de l'eau et la partie inférieure - dans l'eau (lentilles d'eau - lemme, siphonophores, etc.). Le plancton joue un rôle important dans les liaisons trophiques de la biosphère, car C'est la nourriture de nombreuses créatures aquatiques, y compris la nourriture principale des baleines à fanons (Myatcoceti).

Benthos (benthos - profondeur) - hydrobiontes du fond. Il est représenté principalement par des animaux attachés ou se déplaçant lentement (zoobenthos: foraminephors, poissons, éponges, gastro-intestinaux, vers, mollusques brachopodes, ascidies, etc.), plus nombreux en eau peu profonde. En eau peu profonde, le benthos comprend également les plantes (phytobenthos: diatomées, algues vertes, brunes, rouges, bactéries). À une profondeur où il n'y a pas de lumière, le phytobenthos est absent. Près de la côte, il y a des plantes à fleurs de zona, de roupie. Les sections les plus riches du fond sont les plus riches en phytobenthos.

Dans les lacs, le zoobenthos est moins abondant et diversifié qu'en mer. Il est formé de protozoaires (ciliés, daphnies), sangsues, mollusques, larves d'insectes, etc. Le phytobenthos des lacs est formé de diatomées flottantes, d'algues vertes et bleu-vert; les algues brunes et rouges sont absentes.

L'enracinement des plantes côtières dans les lacs forme des ceintures distinctes dont la composition et l'apparence des espèces sont conformes aux conditions environnementales dans la zone frontalière terre-eau. Les hydrophytes poussent dans l'eau près du rivage - plantes semi-immergées dans l'eau (flèches, aleurodes, roseaux, quenouilles, carex, trèfle, roseau). Ils sont remplacés par des hydatophytes - plantes immergées dans l'eau, mais avec des feuilles flottantes (lotus, lentilles d'eau, capsules d'oeufs, chilim, takla) et - plus loin - complètement submergées (parasites, élodées, hara). Les hydatophytes comprennent également des plantes flottant à la surface (lentilles d'eau).

La densité élevée du milieu aquatique détermine la composition et la nature particulières des changements des facteurs de survie. Certains d'entre eux sont les mêmes que sur terre - chaleur, lumière, d'autres spécifiques: pression de l'eau (avec une augmentation de la profondeur de 1 atm. Pour chaque 10 m), teneur en oxygène, composition en sel, acidité. En raison de la densité élevée du milieu, les valeurs de chaleur et de lumière avec un gradient de hauteur changent beaucoup plus rapidement que sur terre.

4. Modes.

Mode température les plans d'eau sont plus stables que sur terre. C'est lié à propriétés physiques l'eau avant tout haute chaleur spécifiquegrâce à quoi la réception ou la libération d'une quantité importante de chaleur ne provoque pas de changements trop brusques de température. L'amplitude des fluctuations annuelles de température dans les couches supérieures de l'océan n'est pas supérieure à 10-150С, dans les plans d'eau continentaux - 30-350С. Les couches profondes d'eau sont caractérisées par une température constante. Dans les eaux équatoriales, la température annuelle moyenne des couches de surface est de +26 ... + 270С, dans les eaux polaires - environ 00С et moins. Ainsi, dans les plans d'eau, il existe une variété assez importante de conditions de température. Entre les couches supérieures de l'eau avec des fluctuations saisonnières de température exprimées en elles et la partie inférieure, où le régime thermique est constant, il y a une zone de saut de température, ou thermocline. La thermocline est plus nette exprimée en mers chaudes, où la différence de température entre les eaux externes et profondes est plus forte.

Dans le cadre d'un régime de température de l'eau plus stable chez les hydrobiontes, la sténothermie est répandue que parmi la population terrestre. Les espèces eurythermiques se trouvent principalement dans les eaux continentales peu profondes et dans le littoral latitudes tempéréesoù les fluctuations de température quotidiennes et saisonnières sont importantes.

La coquille d'eau de notre planète (un ensemble d'océans, de mers, d'eaux de continents, de calottes glaciaires) est appelé l'hydrosphère. En plus sens large l'hydrosphère comprend également les eaux souterraines, la glace et la neige dans l'Arctique et l'Antarctique, ainsi que l'eau atmosphérique et l'eau contenue dans les organismes vivants.

La majeure partie de l'eau de l'hydrosphère est concentrée dans les mers et les océans, les eaux souterraines occupent la deuxième place, et la glace et la neige dans les régions arctiques et antarctiques occupent la troisième. Volume global eaux naturelles C’est environ 1,39 milliard de km 3 (1/780 du volume de la planète). L'eau couvre 71% du globe (361 millions de km 2).

Les réserves d'eau sur la planète (% du total) ont été réparties comme suit:

Eau — composant tous les éléments de la biosphère, non seulement les plans d'eau, mais aussi l'air, les êtres vivants. Il s'agit du composé naturel le plus répandu sur la planète. Sans eau, ni animaux, ni plantes, ni humains ne peuvent exister. Pour la survie de tout organisme, une certaine quantité d'eau est requise quotidiennement; par conséquent, le libre accès à l'eau est une nécessité vitale.

L'enveloppe liquide qui recouvre la Terre la distingue des planètes voisines. L'hydrosphère est importante pour le développement de la vie, pas seulement au sens chimique. Son rôle dans le maintien d'un climat relativement constant est également important, ce qui a permis à la vie de se reproduire pendant plus de trois milliards d'années. Étant donné que pour la vie, il est nécessaire que les températures dominantes soient comprises entre 0 et 100 ° C, c'est-à-dire dans les limites qui permettent à l'hydrosphère de rester principalement en phase liquide, nous pouvons conclure que la température sur Terre pendant la majeure partie de son histoire a été distinguée par une constance relative et relative.

L'hydrosphère sert d'accumulateur planétaire de matière inorganique et organique, qui est amenée dans l'océan et d'autres plans d'eau par les rivières, les flux atmosphériques, et est également formée par les plans d'eau eux-mêmes. L'eau est un excellent distributeur de chaleur sur Terre. Chauffé par le Soleil à l'équateur, il transfère de la chaleur par de gigantesques courants de courants marins dans les océans.

L'eau fait partie des minéraux, est contenue dans les cellules des plantes et des animaux, affecte la formation du climat, participe à la circulation des substances dans la nature, favorise le dépôt roches sédimentaires et la formation des sols, est une source d'électricité bon marché: elle est utilisée dans l'industrie, agriculture et pour les besoins domestiques.

Malgré la quantité apparemment suffisante d'eau sur la planète, l'eau douce nécessaire à la vie humaine et à de nombreux autres organismes fait cruellement défaut. De la quantité totale d'eau dans le monde, 97 à 98% sont de l'eau salée des mers et des océans. Bien sûr, utilisez cette eau dans la vie quotidienne, l'agriculture, l'industrie, pour la production produits alimentaires impossible. Et encore une autre chose est beaucoup plus grave: 75% de l'eau douce sur Terre est sous forme de glace, une partie importante de celle-ci est de l'eau souterraine, et seulement 1% est disponible pour les organismes vivants. Et l'homme pollue sans pitié et dépense allègrement ces miettes précieuses, tandis que la consommation d'eau ne cesse d'augmenter. La pollution de l'hydrosphère résulte principalement du rejet d'eaux usées industrielles, agricoles et domestiques dans les rivières, les lacs et les mers.

Eau fraiche - pas seulement une ressource potable irremplaçable. Les terres qu'ils irriguent produisent environ 40% de la récolte mondiale; Environ 20% de toute l'électricité est produite dans les centrales hydroélectriques; Parmi les poissons consommés par l'homme, 12% sont des espèces fluviales et lacustres.

Les caractéristiques du milieu aquatique découlent des propriétés physico-chimiques de l'eau. Ainsi, la densité et la viscosité élevées de l'eau sont d'une grande importance environnementale. La gravité spécifique de l'eau est proportionnelle à celle du corps des organismes vivants. La densité de l'eau est environ 1000 fois la densité de l'air. Par conséquent, les organismes aquatiques (en particulier ceux qui se déplacent activement) sont confrontés à une grande force de résistance hydrodynamique. Pour cette raison, l'évolution de nombreux groupes d'animaux aquatiques est allée dans le sens de façonner la forme du corps et les types de mouvement qui réduisent la traînée, ce qui a entraîné une diminution de la consommation d'énergie pour la natation. Ainsi, une forme de corps rationalisée se trouve chez les représentants de divers groupes d'organismes qui vivent dans l'eau - les dauphins (mammifères), les poissons osseux et cartilagineux.

La forte densité de l'eau contribue également au fait que les vibrations mécaniques (vibrations) s'y propagent bien. Cela était important dans l'évolution des sens, l'orientation spatiale et la communication entre les habitants aquatiques. Quatre fois supérieure à celle de l'air, la vitesse du son en milieu aqueux détermine une fréquence plus élevée des signaux d'écholocation.

En raison de la forte densité du milieu aquatique, nombre de ses habitants sont privés de la connexion obligatoire avec le substrat, caractéristique des formes terrestres et due à la gravité. Il existe tout un groupe d'organismes aquatiques (plantes et animaux) qui passent leur vie entière à l'état flottant.

L'eau a une capacité calorifique exceptionnellement élevée. La capacité thermique de l'eau est prise comme une unité. Par exemple, la capacité calorifique du sable est de 0,2 et le fer ne représente que 0,107 de la capacité calorifique de l'eau. La capacité de l'eau à accumuler de grandes réserves d'énergie thermique permet d'atténuer les fortes fluctuations de température sur les zones côtières de la Terre à différents moments de l'année et à différents moments de la journée: l'eau agit comme une sorte de régulateur de température sur la planète.

Caractéristiques générales. L'hydrosphère en tant que milieu aquatique de la vie occupe environ 71% de la superficie et 1/800 du volume du globe. La principale quantité d'eau, plus de 94%, est concentrée dans les mers et les océans (Fig. 5.2).

Figure. 5.2. Les océans par rapport à la terre (selon N. F. Reimers, 1990)

Dans les eaux douces des rivières et des lacs, la quantité d'eau ne dépasse pas 0,016% du volume total d'eau douce.

Dans l'océan avec les mers qui y entrent, on distingue tout d'abord deux zones écologiques: la colonne d'eau - pélagique et en bas - benthal. Selon la profondeur, le benthal est divisé en zone subliterol - la zone de descente en douceur du terrain jusqu'à une profondeur de 200 m, bathylique - zone de forte pente et zone abyssale -fond océanique d'une profondeur moyenne de 3 à 6 km. Les zones plus profondes du benthal, correspondant aux vallées du lit de l'océan (6-10 km), sont appelées ultra-abyssal. Le bord de la côte, coulé pendant les marées, s'appelle littoral. La partie de la côte au-dessus du niveau de la marée, humidifiée par les embruns des vagues, est appelée supralittoral.

Les eaux libres des océans sont également divisées en zones verticales selon les zones benthales: tipeligial, bathy-peligial, abyssopeligial (Fig. 5.3).

Figure. 5.3. Zonage écologique vertical de l'océan

(selon N.F. Reimers, 1990)

Environ 150 000 espèces animales, soit environ 7% de leur nombre total (Fig. 5.4) et 10 000 espèces végétales (8%) vivent dans le milieu aquatique.

Il convient de noter que les représentants de la plupart des groupes de plantes et d'animaux sont restés dans le milieu aquatique (leur «berceau»), mais le nombre de leurs espèces est beaucoup moins que terrestre. D'où la conclusion - l'évolution sur terre était beaucoup plus rapide.

La diversité et la richesse de la flore et de la faune se distinguent par les mers et les océans des régions équatoriales et tropicales, principalement les océans Pacifique et Atlantique. Au nord et au sud de ces zones, la composition de qualité s'épuise progressivement. Par exemple, dans la zone de l'archipel des Indes orientales, au moins 40 000 espèces animales sont réparties, tandis que dans la mer de Laptev il n'y en a que 400. La majeure partie des organismes de l'océan mondial est concentrée dans une zone relativement petite. côtes de la mer zone tempérée et parmi les mangroves des pays tropicaux.

La gravité spécifique des rivières, des lacs et des marais, comme nous l'avons déjà noté, est insignifiante par rapport aux mers et aux océans. Cependant, ils créent l'approvisionnement en eau douce nécessaire aux plantes, aux animaux et aux humains.

Figure. 5.4. La répartition des principales classes d'animaux le mercredi

l'habitat (selon G.V. Voitkevich et V.A. Vronsky, 1989)

Remarque les animaux placés en dessous de la ligne ondulée vivent dans la mer, au-dessus dans l'environnement air-sol

On sait que non seulement le milieu aquatique a un effet important sur ses habitants, mais aussi la matière vivante de l'hydrosphère, agissant sur l'habitat, la transforme et l'implique dans le cycle des substances. Il a été établi que l'eau des océans, des mers, des rivières et des lacs se décompose et est restaurée dans le cycle biotique pendant 2 millions d'années, c'est-à-dire qu'elle a traversé plus de mille fois la matière vivante sur Terre.

Par conséquent, l'hydrosphère moderne est un produit de l'activité vitale de la matière vivante non seulement des époques géologiques modernes, mais aussi du passé.

Une caractéristique du milieu aquatique est son mobilité,en particulier dans les ruisseaux et les rivières qui coulent rapidement. Dans les mers et les océans, il y a des flux et reflux, des courants puissants, des tempêtes. Dans les lacs, l'eau se déplace sous l'influence de la température et du vent.

Groupes écologiques d'hydrobiontes. Colonne d'eau, ou pélagique (pelages - mer), habité par des organismes pélagiques qui ont la capacité de nager ou de rester dans certaines couches (Fig. 5.5).

Figure. 5.5. Le profil de l'océan et de ses habitants (selon N. N. Moiseev, 1983)

À cet égard, ces organismes sont divisés en deux groupes: necton et plancton. Le troisième groupe environnemental est benthos - forment les habitants du bas.

Necton (nektos - flottant) est une collection d'animaux pélagiques en mouvement actif qui n'ont pas de connexion directe avec le fond. Ce sont principalement de grands animaux capables de parcourir de longues distances et de forts courants d'eau. Ils ont une forme de corps rationalisée et des organes de mouvement bien développés. Les organismes néktoniques typiques comprennent les poissons, les calmars, les baleines et les pinnipèdes. Outre les poissons, les amphibiens et les insectes en mouvement actif appartiennent au nekton dans les eaux douces. De nombreux poissons marins peuvent voyager dans la colonne d'eau à une vitesse incroyable: jusqu'à 45-50 km / h - calmar (Oegophside), 100-150 km / h - voiliers (Jstiopharidae) et 130 km / h - espadon (Xiphias glabius).

Plancton (plancton - errant, planant) - il s'agit d'une collection d'organismes pélagiques qui n'ont pas la capacité de bouger rapidement. En règle générale, ce sont de petits animaux - zooplancton et plantes - phytoplancton, qui ne résiste pas aux courants. Les larves de nombreux animaux entrent également dans la composition du plancton. Organismes planctoniques situé à la surface de l'eau, en profondeur et dans la couche inférieure.

Les organismes situés à la surface de l'eau constituent un groupe spécial - neuston. La composition de neuston dépend également du stade de développement d'un certain nombre d'organismes. Passant le stade larvaire, en grandissant, ils quittent la couche superficielle, qui leur servait de refuge, se déplacent pour vivre sur le fond ou dans les couches sous-jacentes et sous-jacentes. Il s'agit notamment des larves de décapodes, bernaches, copépodes, gastéropodes et mollusques bivalveset skinheads, polychètes, poissons, etc.

Les mêmes organismes, dont une partie du corps est située au-dessus de la surface de l'eau et l'autre dans l'eau, sont appelés pleiston. Il s'agit notamment des lentilles d'eau (Lemma), des siphonophores (Siphonophora), etc.

Le phytoplancton joue un rôle important dans la vie des plans d'eau, car il est le principal producteur de matière organique. Le phytoplancton comprend principalement les diatomées (Diatomeae) et les algues vertes (Chlorophyta), les flagellés végétaux (Phytomastigina), les péridinées (Peridineae) et les coccolithophorides (Coccolitophoridae). Dans les eaux douces, les algues vertes, mais aussi bleu-vert (Cyanophyta) sont répandues.

Le zooplancton et les bactéries se trouvent à différentes profondeurs. Dans les eaux douces, principalement des crustacés relativement gros qui nagent relativement peu (Daphnia, Cyclopoidea, Ostrocoda), de nombreux rotifères (Rotatoria) et protozoaires sont répandus.

Dans le zooplancton marin, les petits crustacés (Copepoda, Amphipoda, Euphausiaceae) et les protozoaires (Foraminifera, Radiolaria, Tintinoidea) dominent. Parmi les grands représentants, il s'agit des mollusques à pattes d'aile (Pteropoda), des méduses (Scyphozoa) et des ctenophores flottants (Ctenophora), des salpes (Salpae), certains vers (Aleiopidae, Tomopteridae).

Les organismes planctoniques sont une composante alimentaire importante pour de nombreux animaux aquatiques, y compris les géants tels que les baleines à fanons (Mystacoceti), fig. 5.6.

Fig 5.6. Diagramme des principales directions de l'échange d'énergie et de matière dans l'océan

Benthos (benthos - profondeur) - ensemble d'organismes vivant au fond (au sol et dans le sol) des plans d'eau. Il est subdivisé en zoobenthos et phytobenthos. Surtout représenté par des animaux attachés, se déplaçant lentement ou creusant dans le sol. En eau peu profonde, elle est constituée d'organismes synthétisant la matière organique (producteurs), la consommant (consommateurs) et détruisant (réducteurs). Aux profondeurs où il n'y a pas de lumière, le phytobenthos (producteurs) est absent. Dans le zoobenthos marin, les foraminifors, les éponges, la cavité intestinale, les vers, les brachopodes, les mollusques, les ascidies, les poissons et autres dominent. Les formes benthiques dans les eaux peu profondes sont plus nombreuses. Leur biomasse totale peut atteindre ici des dizaines de kilogrammes par 1 m 2.

Le phytobenthos des mers comprend principalement les algues (diatomées, vertes, brunes, rouges) et les bactéries. Il y a des plantes à fleurs le long des côtes - zoster (Zostera), rupia (Ruppia), phyllospodix (Phyllospadix). Les plus riches en phytobenthos sont des sections rocheuses et pierreuses du fond.

Dans les lacs, comme dans les mers, ils distinguent plancton nekton et benthos.

Cependant, dans les lacs et autres plans d'eau douce du zoobenthos moins que dans les mers et les océans, et sa composition en espèces est uniforme. Il s'agit principalement de protozoaires, d'éponges, de vers ciliaires et clairsemés, de sangsues, de mollusques, de larves d'insectes, etc.

Le phytobenthos d'eau douce est représenté par des bactéries, des diatomées et des algues vertes. Les plantes côtières sont situées à l'intérieur des terres de la côte avec des ceintures distinctes. Première ceinture - plantes semi-immergées (roseaux, quenouilles, carex et roseaux); deuxième ceinture - plantes submergées à feuilles flottantes (rouge d'eau, capsules d'oeufs, nénuphars, lentilles d'eau). À troisième ceinture les plantes prédominent - rdests, élodées, etc.

Figure. 5.7. Plantes enracinées au fond (A):

1 quenouille; 2 - chintnik; 3 - pointe de flèche; 4 - nénuphar; 5, 6 - pilons; 7 - hara. Algues flottantes (B): 8, 9 - vert filamenteux; 10-13 - vert; 14-17 - diatomées; 18-20 - bleu-vert

Selon leur mode de vie, les plantes aquatiques sont divisées en deux groupes écologiques principaux: hydrophytes - les plantes immergées dans l'eau uniquement dans la partie inférieure et généralement enracinées dans le sol, et hydatophytes - plantes complètement immergées dans l'eau, et parfois flottantes à la surface ou avec des feuilles flottantes.

Dans la vie des organismes aquatiques, le mouvement vertical de l'eau, les modes de densité, de température, de lumière, de sel, de gaz (oxygène et dioxyde de carbone) et la concentration d'ions hydrogène (pH) jouent un rôle important.

Mode température. Il diffère dans l'eau, d'une part, par un apport de chaleur plus faible, et d'autre part, par une plus grande stabilité que sur terre. Une partie de l'énergie thermique entrant dans la surface de l'eau est réfléchie, une partie est consacrée à l'évaporation. L'évaporation de l'eau à la surface des plans d'eau, à laquelle environ 2263x8J / g sont dépensés, empêche les couches inférieures de surchauffer et la formation de glace, qui libère la chaleur de fusion (333,48 J / g), ralentit leur refroidissement.

Le changement de température dans les eaux qui coule suit ses changements dans l'air ambiant, différant par une plus petite amplitude.

Dans les lacs et étangs de latitudes tempérées, le régime thermique est déterminé par un phénomène physique bien connu - l'eau a une densité maximale à 4 ° C. L'eau en eux est clairement divisée en trois couches: la partie supérieure - épilimnion, dont la température connaît de fortes fluctuations saisonnières; couche transitoire de saut de température, -métalimnion, où il y a une nette différence de température; mer profonde (en bas) - hypolimnionatteignant le fond, où la température tout au long de l'année change légèrement.

En été, les couches d'eau les plus chaudes se trouvent à la surface et les plus froides au fond. Cette vue la distribution de température en couches dans un réservoir stratification directeEn hiver, avec une baisse de température, stratification inverse. La couche superficielle d'eau a une température proche de 0 ° C. Au fond, la température est d'environ 4 ° C, ce qui correspond à sa densité maximale. Ainsi, la température augmente avec la profondeur. Ce phénomène est appelé dichotomie de température. Il est observé dans la plupart de nos lacs en été et en hiver. En conséquence, la circulation verticale est perturbée, la stratification de la densité de l'eau se forme, une période de stagnation temporaire s'installe - stagnation (Fig. 5.8).

Avec une nouvelle augmentation de la température, les couches supérieures de l'eau deviennent de moins en moins denses et ne coulent plus - la stagnation estivale s'installe. "

En automne, les eaux de surface sont à nouveau refroidies à 4 ° C et coulent au fond, provoquant un deuxième mélange des masses dans l'année avec égalisation de la température, c'est-à-dire le début de l'homothermie automnale

À milieu marin il existe également une stratification thermique déterminée par la profondeur. Les couches suivantes se distinguent dans les océans Surface - l'eau est exposée au vent, et par analogie avec l'atmosphère, cette couche est appelée troposphère ou mer ter-mosferoi. Des fluctuations quotidiennes de la température de l'eau sont observées ici jusqu'à environ 50 mètres de profondeur, tandis que des fluctuations saisonnières sont également observées plus profondément. L'épaisseur de la thermosphère atteint 400 m. Intermédiaire -représente thermocline constante. La température en elle dans différentes mers et océans tombe à 1-3 ° C. S'étend jusqu'à une profondeur d'environ 1 500 m. Eaux profondes - caractérisé par la même température d'environ 1-3 ° C, à l'exception des régions polaires, où la température est proche de 0 ° C.

À Dans l'ensemble, il convient de noter que l'amplitude des fluctuations annuelles de température dans les couches supérieures de l'océan n'est pas supérieure à 10_15 "С dans les eaux continentales à 30-35 ° С.

Figure. 5.8. Stratification et mélange d'eau dans le lac

(selon E. Gunther et al., 1982)

Les couches profondes d'eau sont caractérisées par une température constante. Dans les eaux équatoriales, la température annuelle moyenne des couches superficielles est de 26-27 ° С, dans les eaux polaires - environ 0 ° С et moins. Une exception est les sources thermales, où la température de la couche de surface atteint 85-93 ° C.

D'une part, il existe une variété assez importante de conditions de température dans l'eau en tant que milieu de vie, et d'autre part, les caractéristiques thermodynamiques du milieu aquatique, telles qu'une chaleur spécifique élevée, une conductivité thermique élevée et une expansion lors de la congélation (dans ce cas, la glace se forme uniquement par le haut, mais le principal la colonne d'eau ne gèle pas), créent des conditions favorables pour les organismes vivants.

Ainsi, pour l'hivernage d'hydrophytes vivaces dans les rivières et les lacs grande importance a une distribution de température verticale sous la glace. L'eau la plus dense et la moins froide avec une température de 4 ° C est située dans la couche inférieure, où les bourgeons d'hivernage (turions) de la hornwort, pemphigus, wadocras, etc. (Fig.5.9), ainsi que les plantes à feuilles entières, telles que les lentilles d'eau, tombent Élodée.

Figure. 5.9. Cascade (Hydrocharias morsus ranae) à l'automne.

Les bourgeons d'hivernage coulant au fond sont visibles

(d'après T.K. Goryshinoi, 1979)

Il a été avancé que l'immersion est associée à l'accumulation d'amidon et à la pondération des plantes. Au printemps, l'amidon se transforme en sucres et graisses solubles, ce qui facilite les reins et leur permet de flotter.

Les organismes des étangs des latitudes tempérées sont bien adaptés aux mouvements verticaux saisonniers des couches d'eau, à l'homothermie printanière et automnale, à la stagnation estivale et hivernale. Étant donné que le régime de température des plans d'eau est caractérisé par une grande stabilité, la sténothermie est plus répandue parmi les organismes aquatiques que dans les organismes terrestres.

Les espèces eurythermiques se trouvent principalement dans les eaux continentales peu profondes et dans le littoral des mers hautes et modérées, où les fluctuations diurnes et saisonnières sont importantes.

Densité de l'eau. L'eau diffère de l'air en plus grande densité. À cet égard, il est 800 fois supérieur à l'environnement aérien. La densité de l'eau distillée à une température de 4 ° C est de 1 g / cm 3. La densité des eaux naturelles contenant des sels dissous peut être supérieure: jusqu'à 1,35 g / cm 3. En moyenne, dans la colonne d'eau, pour chaque 10 m de profondeur, la pression augmente de 1 atmosphère. Une forte densité d'eau se reflète dans la structure du corps des hydrophytes. Donc, si les plantes terrestres ont des tissus mécaniques bien développés qui assurent la résistance des troncs et des tiges, l'emplacement des tissus mécaniques et conducteurs le long de la périphérie de la tige crée une structure en «tube» qui est bien opposée aux plis et aux coudes, alors les hydrophytes ont de fortes réductions mécaniques, car les plantes sont soutenues par l'eau. Les éléments mécaniques et les faisceaux conducteurs sont souvent concentrés au centre de la tige ou du pétiole foliaire, ce qui donne la possibilité de se plier avec les mouvements de l'eau.

Les hydrophytes submergés ont une bonne flottabilité créée par des dispositifs spéciaux (airbags, gonflements). Ainsi, les feuilles de la pataugeoire reposent à la surface de l'eau et sous chaque feuille ont une bulle flottante remplie d'air. Comme un petit gilet de sauvetage, une bulle permet à la feuille de flotter à la surface de l'eau. Les chambres à air dans la tige soutiennent la plante en position verticale et fournissent de l'oxygène aux racines.

La flottabilité augmente également avec l'augmentation de la surface corporelle. Cela se voit clairement dans les algues planctoniques microscopiques. Divers excroissances du corps les aident à «planer» librement dans la colonne d'eau.

Les organismes du milieu aquatique sont répartis sur toute son épaisseur. Par exemple, dans les dépressions océaniques, les animaux se trouvent à des profondeurs supérieures à 10000 m; ils portent une pression de plusieurs à des centaines d'atmosphères. Ainsi, les habitants d'eau douce (punaises de natation, pantoufles, suvoys, etc.) résistent jusqu'à 600 atmosphères lors des expériences. Holothuries du genre Elpidia, les vers de Priapulus caudatus vivent de la zone côtière aux ultra-abyssaux. Dans le même temps, il convient de noter que de nombreux habitants des mers et des océans sont relativement sténobathes et confinés à certaines profondeurs. Cela s'applique principalement aux espèces d'eau peu profonde et d'eau profonde. Ce n'est que sur le littoral que se trouvent les vers de sable de la teigne Arenicola, les mollusques - les soucoupes marines (Patella). À de grandes profondeurs avec une pression d'au moins 400 à 500 atmosphères, on trouve des poissons du groupe de pêcheurs, céphalopodescrustacés étoiles de mer, pogonofory et autres.

La densité de l'eau permet aux organismes animaux de s'y fier, ce qui est particulièrement important pour les formes squelettiques. Le support du médium est une condition de plané dans l'eau. C'est à ce mode de vie que de nombreux organismes aquatiques sont adaptés.

Mode d'éclairage. Sur les organismes aquatiques grande influence avoir un régime léger et une transparence de l'eau. L'intensité lumineuse dans l'eau est fortement affaiblie (Fig. 5.10), car une partie du rayonnement incident est réfléchie par la surface de l'eau, l'autre est absorbée par son épaisseur. L'atténuation de la lumière est associée à la transparence de l'eau. Dans les océans, par exemple, avec une transparence élevée jusqu'à une profondeur de 140 m, environ 1% du rayonnement tombe toujours, et dans les petits lacs avec de l'eau quelque peu fermée déjà à une profondeur de 2 m - seulement des dixièmes de pour cent.

Figure. 5.10. Illumination dans l'eau pendant la journée.

Réservoir de Tsimlyansk (selon A.A. Potapov,

Profondeur: 1 - en surface; 2-0,5 m; 3-1,5 m; 4-2m

En raison du fait que les rayons des différentes parties du spectre solaire ne sont pas également absorbés par l'eau, la composition spectrale de la lumière change également avec la profondeur et les rayons rouges sont affaiblis. Les rayons bleu-vert pénètrent à des profondeurs considérables. Le crépuscule dans l'océan, s'épaississant avec la profondeur, est d'abord vert, puis bleu, bleu et bleu-violet, alternant à l'avenir avec une obscurité constante. En conséquence, les organismes vivants se remplacent mutuellement par la profondeur.

Ainsi, les plantes vivant à la surface de l'eau ne manquent pas de lumière, et celles submergées et en particulier les eaux profondes sont appelées «flore ombragée». Ils doivent s'adapter non seulement à un manque de lumière, mais aussi à un changement de sa composition par la production de pigments supplémentaires. Cela peut être vu dans le modèle bien connu de coloration des algues qui vivent à différentes profondeurs. Dans les zones peu profondes, où les rayons rouges les plus absorbés par la chlorophylle sont encore accessibles aux plantes, les algues vertes prédominent. Dans les zones plus profondes, on trouve des algues brunes qui ont, en plus de la chlorophylle, les pigments bruns phicoféine, fucoxanthine, etc. Les algues rouges contenant le pigment phico-érythrine vivent encore plus profondément. La capacité de capture est clairement visible ici. rayons de soleil avec différentes longueurs d'onde. Ce phénomène j'ai le nom adaptation chromatique.

Les espèces d'eau profonde ont un certain nombre de caractéristiques physiques caractéristiques des plantes ombragées. Parmi eux, il convient de noter le point bas de la compensation de la photosynthèse (30-100 lux), la «nature d'ombre» de la courbe de lumière de la photosynthèse avec un plateau à faible saturation, pour les algues, par exemple, de grandes tailles de chromatophores. Alors qu'en surface et formes flottantes, ces courbes sont de type plus "plus léger".

Pour utiliser une lumière faible dans le processus de photosynthèse, une zone accrue d'assimilation des organes est nécessaire. Ainsi, la pointe de flèche (Sagittaria sagittifolia) forme des feuilles de formes différentes lorsqu'elle est développée sur terre et dans l'eau.

Le programme héréditaire codait la possibilité de développement dans les deux sens. Le «déclencheur» du développement des formes de feuilles «aqueuses» est l'ombrage et non l'effet direct de l'eau.

Souvent, les feuilles des plantes aquatiques immergées dans l'eau sont fortement disséquées en fractions filiformes étroites, comme, par exemple, dans la hornwort, l'uruti, le pemphigus, ou ont une fine plaque translucide - feuilles sous-marines de capsules d'oeufs, nénuphars, feuilles de bourgeons submergés.

Ces traits sont également caractéristiques des algues, comme les algues filamenteuses, les thalles disséqués de Charovidae et les thalles transparents minces de nombreuses espèces d'eau profonde. Cela permet aux hydrophytes d'augmenter le rapport de la surface corporelle au volume, et donc de développer une grande surface à un coût relativement faible de la masse organique.

Dans les plantes partiellement immergées, il est bien exprimé l'hétérophilie c'est-à-dire la différence dans la structure de la surface et des feuilles sous-marines de la même plante: cela est clairement visible dans la renoncule aquatique panachée (Fig. 5.11). Les plantes de surface ont les caractéristiques communes aux feuilles des plantes aériennes (structure dorsoventrale, tissus tégumentaires bien développés et appareil stomatal) , sous l'eau - limbes très minces ou disséqués. L'hétérophilie a également été observée dans les nénuphars et les capsules d'œufs, les pointes de flèches et d'autres espèces.

Figure. 5.11. L'hétérophilie chez la renoncule aquatique

Ranunculus diversifolius (d'après T, G. Goryshina, 1979)

Feuilles: 1 - surface; 2 - sous l'eau

Un exemple illustratif est le cosaque (Simn latifolium), sur la tige duquel vous pouvez voir plusieurs formes de feuilles, reflétant toutes les transitions d'une terre typiquement à une eau typiquement.

La profondeur du milieu aquatique affecte également les animaux, leur couleur, la composition des espèces, etc. Par exemple, dans l'écosystème du lac, la vie principale est concentrée dans une couche d'eau, où suffisamment de lumière pénètre pour la photosynthèse. La limite inférieure de cette couche est appelée niveau de compensation. Au-dessus de cette profondeur, les plantes émettent plus d'oxygène qu'elles n'en consomment, puis d'autres organismes peuvent utiliser un excès d'oxygène. En dessous de cette profondeur, la photosynthèse ne peut pas fournir la respiration; en relation avec cela, seul l'oxygène est disponible pour les organismes, qui viennent avec l'eau des couches superficielles du lac.

Des animaux brillants et de différentes couleurs vivent dans des couches d'eau de surface claires, tandis que les espèces d'eau profonde sont généralement dépourvues de pigments. Les animaux teints en couleurs avec une teinte rougeâtre vivent dans la zone crépusculaire de l'océan, ce qui les aide à se cacher des ennemis, car le rouge dans les rayons bleu-violet est perçu comme noir. La couleur rouge est caractéristique des animaux de la zone crépusculaire comme le bar, le corail rouge, divers crustacés, etc.

L'absorption de la lumière dans l'eau est plus forte, plus sa transparence est faible, ce qui est dû à la présence de particules de substances minérales (argile, limon). La transparence de l'eau diminue également avec la croissance rapide de la végétation aquatique en été ou reproduction de masse petits organismes dans les couches superficielles en suspension. La transparence se caractérise par une profondeur extrême, où le disque spécialement abaissé Secchi est toujours visible (disque blanc d'un diamètre de 20 cm). Dans la mer des Sargasses (les eaux les plus transparentes), le disque de Secchi est visible à une profondeur de 66,5 m, dans l'océan Pacifique - jusqu'à 59, dans l'océan Indien - jusqu'à 50, dans mers peu profondes - jusqu'à 5-15 m. La transparence des rivières ne dépasse pas 1 -1,5 m, et dans les fleuves d'Asie centrale Amu Darya et Syr Darya - quelques centimètres. Par conséquent, les limites des zones de photosynthèse varient considérablement selon les différents plans d'eau. Dans les eaux les plus propres, la zone de photosynthèse, ou zone euphotique, atteint une profondeur ne dépassant pas 200 m, le crépuscule (dysphotique) s'étend jusqu'à 1000-1500 m, et la lumière du soleil ne pénètre pas plus profondément dans la zone aphotique.

Les heures de clarté dans l'eau sont beaucoup plus courtes (surtout dans les couches plus profondes) que sur terre. La quantité de lumière dans les couches supérieures des plans d'eau varie à la fois de la latitude du terrain et de la période de l'année. Ainsi, les longues nuits polaires limitent considérablement le temps propice à la photosynthèse dans les bassins arctiques et antarctiques, et la couverture de glace rend difficile l'accès de la lumière hivernale à tous les plans d'eau gelés.

Régime de sel. Dans la vie des organismes aquatiques, la salinité de l'eau ou le régime salin joue un rôle important. Composition chimique l'eau se forme sous l'influence des conditions naturelles, historiques et géologiques, ainsi que sous l'impact anthropique. Contenu composants chimiques (sels) dans l'eau détermine sa salinité et est exprimé en grammes par litre ou en pour mille (° / od). Selon la salinité générale, l'eau peut être divisée en eau douce avec une teneur en sel jusqu'à 1 g / l, saumâtre (1-25 g / l), salinité de la mer (26-50 g / l) et saumure (plus de 50 g / l). Les solutés les plus importants dans l'eau sont les carbonates, les sulfates et les chlorures (tableau 5.1).

Habitat aquatique. Adaptation spécifique des organismes aquatiques. Les principales propriétés du milieu aquatique. Certains appareils spéciaux.

L'eau en tant qu'habitat a un certain nombre de propriétés spécifiques, telles qu'une densité élevée, de fortes chutes de pression, une teneur en oxygène relativement faible, une forte absorption de la lumière du soleil, etc. des particules en suspension. Pour la vie des organismes benthiques, les propriétés du sol, le mode de décomposition des résidus organiques, etc. sont importants. Dans l'océan et les mers qui y pénètrent, il y a principalement deux domaines environnementaux: colonne d'eau - pélagique et en bas - benthal . Selon la profondeur, le benthal est divisé en la zone sublittorale - la zone de décroissance progressive des terres jusqu'à une profondeur d'environ 200 m, le bathyal - la zone de la pente raide et la zone abyssale - la zone du lit de l'océan avec une profondeur moyenne de 3-6 km.

Groupes écologiques d'hydrobiontes. La colonne d'eau est habitée par des organismes qui ont la capacité de nager ou de rester dans certaines couches. À cet égard, les organismes aquatiques sont divisés en groupes.

Necton - c'est un ensemble de pélagiques vivant activement en mouvement, pas leur connexion avec le fond. Ce sont principalement de grands êtres vivants capables de surmonter de longues distances et de forts courants d'eau. Ils ont une forme de corps rationalisée et des organes de mouvement bien développés. Il s'agit notamment de poissons, calmars, baleines, pinnipèdes.

Plancton - Il s'agit d'un ensemble d'organismes pélagiques qui n'ont pas la capacité d'accélérer les mouvements actifs. En règle générale, ce sont de petits animaux - zooplancton et plantes - phytoplancton, qui ne résiste pas aux courants.

Playston - les organismes qui nagent passivement à la surface de l'eau ou mènent un mode de vie semi-immergé sont appelés. Les animaux pleiston typiques sont les siphonophores, certains mollusques, etc.

Benthos - Il s'agit d'une boule d'organes vivant au fond (au sol et dans le sol) des plans d'eau. -Pour la plupart représenté attaché, ou se déplaçant lentement, ou creusant dans le sol vivant

Neuston - Une communauté d'organismes vivant près d'un film superficiel d'eau. Organismes sur le dessus du film de surface - epineustonau dessous de - hyponeuston. Neyston est composé de petits mollusques pulmonaires simples, d'araignées aquatiques, de tourbillons et de larves de moustiques.

Périphyton - une boule d'organismes qui se déposent sur des objets ou des plantes sous-marins et forment ainsi un encrassement sur des surfaces solides naturelles ou artificielles - pierres, roches, parties sous-marines de navires, piles (algues, bernacles, mollusques, bryozoaires, éponges, etc.).

Les principales propriétés du milieu aquatique.

Densité de l'eau est un facteur qui détermine les conditions de mouvement des organismes aquatiques et la pression à différentes profondeurs. Pour l'eau distillée, la densité est de 1 g / cm3 à 4 ° C. La densité des eaux naturelles contenant des sels dissous peut être supérieure, jusqu'à 1,35 g / cm3. La pression augmente avec une profondeur d'environ 1 × 105 Pa (1 atm) en moyenne tous les 10 m.

En raison du fort gradient de pression dans les plans d'eau, les hydrobiontes dans leur ensemble sont beaucoup plus eurybatiques que les organismes terrestres. Certaines espèces, réparties à différentes profondeurs, portent une pression de plusieurs à plusieurs centaines d'atmosphères. Par exemple, les holothuries du genre Elpidia, les vers de Priapulus caudatus vivent de la zone côtière aux ultra-abyssaux. Même les habitants d'eau douce, par exemple, les ciliés, les juvéniles, les coléoptères et autres, peuvent supporter jusqu'à 6 · 10 7 Pa (600 atm) dans l'expérience.

Régime d'oxygène. L'oxygène pénètre dans l'eau principalement en raison de l'activité photosynthétique des algues et de la diffusion de l'air. Par conséquent, les couches supérieures de la colonne d'eau sont généralement plus riches en ce gaz que les couches inférieures. Avec l'augmentation de la température et de la salinité, sa concentration en oxygène diminue. Parmi les habitants aquatiques, de nombreuses espèces peuvent tolérer de grandes fluctuations de la teneur en oxygène de l'eau, jusqu'à son absence presque complète. (euryoxybionts - «oxy» - oxygène, «biont» - habitant). Cependant, un certain nombre d'espèces sténoxybionique - ils ne peuvent exister qu'avec une saturation suffisamment élevée en eau et en oxygène (truite arc-en-ciel, truite, vairon, ver ciliaire Planaria alpina, larves d'éphémères, lucioles, etc.). La respiration des hydrobiontes se fait soit par la surface du corps, soit par des organes spécialisés - branchies, poumons, trachée.

Régime de sel. Si pour les animaux et les plantes terrestres, il est très important de fournir de l'eau au corps dans les conditions de sa carence, alors pour les hydrobiontes, il est tout aussi essentiel de maintenir une certaine quantité d'eau dans le corps avec son excès dans l'environnement. Un excès d'eau dans les cellules entraîne une modification de la pression osmotique et une violation des fonctions vitales les plus importantes. La plupart des habitants de l'eau poikilosmotique: la pression osmotique dans leur corps dépend de la salinité de l'eau environnante. Par conséquent, pour les hydrobiontes, le principal moyen de maintenir leur équilibre salin est d'éviter les habitats avec une salinité inappropriée. Les vertébrés, les écrevisses supérieures, les insectes et leurs larves qui vivent dans l'eau sont homoosmotique espèces, en maintenant une pression osmotique constante dans le corps, quelle que soit la concentration de sels dans l'eau.

Mode température les plans d'eau sont plus stables que sur terre. L'amplitude des fluctuations annuelles de température dans les couches supérieures de l'océan ne dépasse pas 10-15 ° C, dans les plans d'eau continentaux - 30-35 ° C. Les couches profondes d'eau sont caractérisées par une température constante. Dans les eaux équatoriales, la température annuelle moyenne des couches de surface est de + (26-27) ° C, dans les eaux polaires, elle est d'environ 0 ° C et inférieure. Dans les sources souterraines chaudes, la température de l'eau peut approcher +100 ° C, et dans les geysers sous-marins à haute pression La température au fond de l'océan est de +380 ° C. Dans le cadre d'un régime de température de l'eau plus stable chez les hydrobiontes, la sténothermie est répandue que parmi la population terrestre. Les espèces eurythermiques se trouvent principalement dans les eaux continentales peu profondes et dans le littoral des mers hautes et modérées, où les fluctuations de température quotidiennes et saisonnières sont importantes.

Mode d'éclairage. Il y a beaucoup moins de lumière dans l'eau que dans l'air. La réflexion est d'autant plus forte que la position du Soleil est basse, de sorte que la journée sous l'eau est plus courte que sur terre. Par exemple, une journée d'été près de l'île de Madère à une profondeur de 30 m - 5 heures, et à une profondeur de 40 m seulement 15 minutes. La diminution rapide de la quantité de lumière avec la profondeur est associée à son absorption par l'eau. Les rayons de longueurs d'onde différentes ne sont pas absorbés de la même manière: les rouges disparaissent près de la surface, tandis que le bleu-vert pénètre beaucoup plus profondément. Le crépuscule dans l'océan, s'épaississant avec la profondeur, est d'abord vert, puis bleu, bleu et bleu-violet, laissant finalement la place à une obscurité constante. En conséquence, les algues vertes, brunes et rouges spécialisées dans le piégeage de la lumière avec différentes longueurs d'onde se succèdent en profondeur. La couleur des animaux change avec la profondeur comme naturellement. Les habitants des zones littorales et sublittorales sont les plus colorés et les plus variés. De nombreux organismes profonds, comme les organismes des grottes, n'ont pas de pigments. Dans la zone crépusculaire, la couleur rouge est très répandue, en plus de la lumière bleue à ces profondeurs.

Dans les profondeurs sombres de l'océan, les organismes utilisent la lumière émise par les êtres vivants comme source d'informations visuelles. AVEC