Раздел 2. Главные среды жизни, адаптации к ним организмов
Тема 1. Водная среда обитания. Экологические группы гидробионтов
Водная оболочка Земли (гидросфера) включает Мировой океан, воды суши (реки, озера, болота, ледники) и подземные воды (таблица 3).
Таблица 3
Запасы воды на Земле (по А.И. Ажгиревичу и др., 2006)
Часть гидросферы |
Объем (тыс. куб. км) |
Доля мировых запасов |
|
от общих запасов воды |
от запасов пресной воды |
||
Мировой океан |
1338000 |
96,5 |
– |
Подземные воды, в том числе пресные |
23400 10530 |
1,7 0,76 |
– 30,1 |
Ледники и снежный покров |
24064,1 |
1,74 |
68,7 |
Подземные льды |
300 |
0,022 |
0,86 |
Воды озер пресные соленые |
176,4 91 85,4 |
0,013 0,007 0,006 |
– 6,26 – |
Воды болот |
11,47 |
0,0008 |
0,03 |
Воды в руслах рек |
2,12 |
0,0002 |
0,006 |
Воды атмосферы |
12,90 |
0,001 |
0,04 |
Биологическая вода |
1.12 |
0,0001 |
0,003 |
Общие запасы воды |
1385984,61 |
100 |
– |
Запасы пресной воды |
35029,21 |
2,53 |
100 |
Мировой океан занимает почти 70% поверхности Земли, содержит около 96,5% от общих запасов воды и является уникальной экосистемой, которой присущи: а) гигантские размеры; б) огромные глубины, освоенные жизнью; в) непрерывность, так как все океаны связаны друг с другом; г) постоянная циркуляция водных масс; д) соленость и буферность; е) наличие растворенных биогенных элементов; ж) заметная периодичность жизни в связи с приливно-отливными ритмами; з) ярко выраженная зональность в градиенте закономерно изменяющихся экологических условий. Океаны и моря являются наиболее плотно, но нерав-номерно заселенными экосистемами: наряду с зонами высокой плотности жизни имеются и большие пустынные акватории. Океаносфера регулирует глобальный обмен энергии и веществ на суше, а геологические и геохимические процессы, протекающие в морях и океанах, оказывают очень сильное влияние на всю земную кору.
Эустарии и морские побережья, как переходные зоны, характеризуются своеобразны-ми экологическими условиями. Их важнейшие особенности: а) интенсивная циркуляция питательных веществ и конечных продуктов обмена, обусловленная приливами и отливами; б) очень тесные контакты автотрофов и гетеротрофов; в) высокая круглогодичная первичная продукция; г) огромное разнообразие организмов и их жизненных форм, не встречающихся ни в открытом море, ни в пресных водах.
Реки и ручьи – пресноводные проточные водоемы – активно эксплуатируются чело-веком. Для организмов этих экосистем большое значение имеет подвижность воды (течения), способствующая перемешиванию, а также поступление органического вещества из примы-кающих озерных и наземных экосистем.
Озера и пруды характеризуются наличием стоячей пресной (иногда соленой) воды. Ви-довое разнообразие в них относительно невелико. Почти для всех озер и прудов свойственна достаточно четкая зональность и стратификация, т.е. разделение водной толщи на слои различной плотности, что препятствует перемешиванию вод. Озера разделяются на олиготрофные (малопродуктивные) и эвтрофные (высокопродуктивные).
Пресноводным болотам присущи периодические колебания уровня воды; потенциаль-но они обладают высоким плодородием и стабильностью. Характеризуются преобразовани-ем мертвых неразложившихся растительных остатков в запасы торфа. Болота поддерживают гидрологический режим, биологический круговорот и экологический баланс на больших территориях. В процессе естественной сукцессии болота вытесняются наземной древесной растительностью.
Задание 1. Дайте краткую характеристику основных свойств водной среды.
Плотность и давление ___________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Кислородный режим _____________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Солевой режим__________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Пресные воды _________________________________________________________________
Солоноватые воды_____________________________________________________________
Соленые воды _________________________________________________________________
Рассолы ______________________________________________________________________
Световой режим ________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Температурный режим __________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 2 (для самостоятельной работы). Четко различающиеся по природным усло-виям крупные структурные части океана или его морей называются экологическими зона-ми Мирового океана. Главнейшими из них являются водная масса – пелагиаль и дно – бенталь. В составе бентали различают супралитораль, литораль, сублитораль, батиаль, абиссаль и ультраабиссаль. Обобщающее название для организмов, живущих в биотопах бентали, – бентос. Пелагиаль по вертикали делят на эвфотическую зону, или собственно пелагиаль (эпипелагиаль), дисфотическую зону, или батипелагиаль, и афотическую зону, или абиссопелагиаль. По горизонтали пелагиаль разделяют на неритическую и океаническую области, или районы. Поскольку океан – трехмерное образование – толща воды неритичес-кой области совпадает с эвфотической зоной, а океанической – с дисфотической и афотичес-кой. Организмы и сообщества пелагиали называют пелагическими (пелагос). Рассмотрите рис. 12 и дайте определения экологических зон Мирового океана.
Рис. 12. Экологические зоны (области) Мирового океана (по Н. Ф. Реймерсу, 1991)
Супралитораль__________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Литораль_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Сублитораль____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Батиаль________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Абиссаль________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Ультраабиссаль_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Эпипелагиаль___________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Батипелагиаль__________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Абиссопелагиаль_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание
3 (для самостоятельной работы). Наука,
изучающая озера, называется лимно-логия.
Внимательно изучите рис.13. Что общего
в принципах выделения экологических
зон озера и океана? Дайте определения
экологических зон озера и объясните
понятия «компен-сационный слой»,
«термоклина», «весеннее и осеннее
перемешивания».
Рис. 13. Экологические зоны озера (по Н. Ф. Реймерсу, 1991)
Побережье______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Подводная терраса ______________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Свал____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Котел__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Профундаль_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Эпилимнион____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Металимнион___________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Гиполимнион____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Компенсационный слой___________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Термоклина_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Весенне-осеннее перемешивания___________________________________________________
________________________________________________________________________________
Задание 4. Обитатели водной среды (гидробионты) представлены разнообразными экологическими группами, среди которых важнейшими являются планктон, нейстон, плейс-тон, нектон, перифитон и бентос. Дайте краткую характеристику каждой из экологических групп, приведите примеры морских организмов, в них входящих, и назовите основные их адаптации к данному образу жизни.
Фитопланктон__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Зоопланктон____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Нейстон________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Плейстон_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Нектон_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Перифитон_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Бентос_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 5. Рассмотрите рис. 14 и поместите изображенных животных в соответст-вующую экологическую группу. Дополните эти сведения литературными данными.
Нейстон
_________
_________________
_________________
_________________
_________________
_________________
_________________
Плейстон ________
_________________
_________________
_________________
_________________
_________________
Планктон________
_________________
_________________
_________________
_________________
_________________
Нектон __________
_________________
_________________
_________________
_________________
_________________
_________________
Перифитон_______
_________________
_________________
_________________
_________________
_________________
Бентос___________
_________________
_________________
_________________
_________________
_________________
_________________
Рис. 14. Обитатели пруда (пресного водоема) умеренной зоны
Задание 6 (для самостоятельной работы). Опишите некоторые основные способы ориентации животных в водной среде и назовите три–четыре вида, для которых такой способ ориентации является преобладающим.
Зрительная ориентация__________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Ориентация на звук______________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Эхолокация_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Восприятие гидростатического давления __________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Восприятие химизма среды_______________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Восприятие инфракрасного излучения _____________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Задание 7 (для самостоятельной работы). Что такое фильтрация (как особый тип пи-тания многих гидробионтов), и каково значение организмов-фильтраторов в водных экосис-темах?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
Рис. 15. Способы ориентации акулы в морской среде («1000 чудес природы», 2007)