10. Основные среды жизни (почвенная, наземно-воздушная, водная, живые орг-мы как среда обитания) и приспособления орг-мов к этим условиям.

Почва. Представляет собой рыхлый тонкий поверхностный слой суши, контактирующей с воздушной средой. Неоднородность условий в почве резче всего проявляется в вертикальном направлении. С глубиной резко меняется ряд важных эк-ких факторов, влияющих на жизнь обитателей почвы. В ней выделяют три основных горизонта, различающихся по морфологическим и химическим св-вам: 1) Верхний перегнойно-аккумулятивный горизонт, в котором накапливается и преобразуется органическое в-во и из которого промывными водами часть соединений выносится вниз; 2) Горизонт вмывания, где оседают и преобразуются вымытые сверху в-ва; 3) Материнскую породу, материал которой преобразуется в почву. Влага в почве присутствует в разных состояниях: связанная, капиллярная, гравитационная, парообразная. Наличие грунтовых вод и проникновение осадков создают запасы влаги и обеспечивают режим влажности, промежуточной м/д водной и наземной средой.

Содержание воды не одинаково в разных почвах и в разное время. Если слишком много гравитационной влаги, то режим почвы близок к режиму водоёмов. В сухо почве остаётся только связанная вода, и условия приближаются к наземным. Однако даже в наиболее сухих почвах воздух влажнее наземного, поэтому обитатели почвы значительно менее подвержены угрозе высыхания, чем на поверхности.

Состав почвенного воздуха изменчив. С глубиной в нём сильно падает содержание О₂ и возрастает концентрация СО₂. В связи с присутствием в почве разлагающихся органических веществ в почвенном воздухе м.б. высокая концентрация таких токсичных газов, как NH₃, H₂S, CH₄ и др.

Колебания t резки только на поверхности почвы. Здесь они м. б. даже сильнее, чем в приземном слое воздуха. Однако с каждым сантиметром вглубь суточные и сезонные t –ные изменения становятся всё меньше и на глубине 1 – 1,5м практически уже не прослеживаются.

Все эти особенности приводят к тому, что, несмотря на большую неоднородность эк-ких условий в почве, она выступает как достаточно стабильная среда, особенно для подвижных орг-змов. Крутой градиент tt и влажности в почвенном профиле позволяет почвенным животным путём незначительных перемещений обеспечить себе подходящую эк-кую обстановку.

Наземно-воздушная среда – самая сложная по эк-ким условиям.

Существенную эк-кую проблему представляет нестабильность, изменчивость tt окружающей орг-змы среды.

В ходе эволюции у живых орг-змов выработались разнообразные приспособления, позволяющие регулировать обмен в-в при изменениях t окружающей среды. Это достигается двумя путями: 1) Различными биохимическими и физиологическими перестройками (изменение набора, конц-ции и активности ферментов, обезвоживание и т. д.); 2) Поддержанием t тела на более стабильном уровне, чем t окр. ср., что позволяет не слишком нарушать сложившийся ход биохимических р-ций.

Дефицит влаги – одна из наиболее существенных особенностей этой среды жизни. Вся эволюция наземных орг-змов шла под знаком приспособления к добыванию и сохранению влаги. Режимы влажности среды на суше очень разнообразны – от полного и постоянного насыщения воздуха водяными парами в некоторых районах тропиков до практически полного их отсутствия в сухом воздухе пустынь. Велика также суточная и сезонная изменчивость содержания водяных паров в атмосфере. Водообеспечение наземных орг-мов зависит также от режима выпадения осадков, паличие водоёмов, запасов почвенной влаги, близостью грунтовых вод и т. п.

Низкая плотность воздуха опр-ет его малую подъёмную силу и незначительную опорность. Обитатели возд-й среды должны обладать собственной опорной системой, поддерживающей тело: раст-я – разнообразными механич-ми тканями, жив-е – твёрдым или, значительно реже, гидростатическим скелетом. Кроме того, все обитатели возд-й среды тесно связаны с поверхностью земли, которая служит им для прикрепления и опоры.

Малая плотность воздуха обусловливает низкую сопротивляемость передвижения. Поэтому многие наземные жив-ные приобрели способность к полёту. Малая плотность воздуха обуславливает довольно низкое давление на суше. В целом все наземные орг-мы гораздо более стенобатны, чем водные, т. к. обычные колебания давления в окружающей их среде составляют доли атмосферы, идаже для поднимающихся на большую высоту птиц не превышает1/3 нормального.

Газовый состав воздуха в приземном слое атмосферы довольно однороден в отношении содержания главных компонентов (N_2, O₂, аргон, CO₂) благодаря высокой диффузионной способности газов и постоянному перемешиванию конвекционными и ветровыми потоками.

Высокое содержание О₂ способствовало повышению обмена в-в у наземных организмов по сравнению с первичноводными.

Водная среда. Специфические св-ва: большая плотность, сильные перепады давления, относительно малое содержание О₂, сильное поглощение солнечных лучей и др.

В связи с резким градиентом давления в водоёмах гидробионты в целом значительно эврибатны по сравнению с сухопутными ор-ми. Некоторые виды распространенные на разных глубинах, переносят давление от нескольких до сотен атмосфер. Но многие обитатели морей и океанов относительно стенобатны и приурочены к определённым глубинам.

Плотность воды обеспечивает возможность опираться на неё, что особенно важно для бесскелетных форм. Опорность среды служит условием парения в воде, и многие гидробионты приспособились именно к этому образу жизни.

В насыщенной О₂ воде содержание его в 21 раз ниже, чем в атмосфере. Поэтому условия дыхания гидробионтов усложнены. О₂ поступает в воду за счёт фотосинтетической деятельности водорослей и диффузии из воздуха. Поэтому верхние слои воды, как правило, богаче О₂, чем нижние.

Дыхание осуществляется либо ч/з поверхность тела, либо ч/з спец. органы – жабры, лёгкие, трахеи. У некоторых видов встречается комбинирование водного и воздушного дыхания (двоякодышащие рыбы). Нехватка О₂ иногда м. приводить к заморам.

Поддержание водного баланса гидробионтов имеет свою специфику. Для них важно поддержание опр-го кол-ва воды в теле при её избытке в окр. ср. излишнее кол-во воды в клетках приводит к изменению в них осмотического давления и нарушению важнейших жизненных функций.

У пресноводных видов соки тела гипертоничны по отношению к окружающей воде. Им угрожает излишнее обводнение, если не препятствовать поступлению или не удалять избыток воды из тела. У простейших это достигается работой выделительных вакуолей, у многоклеточных – удаление воды ч/з выделительную систему.

Если вода гипертонична по отношению к сокам тела гидробионтов, им грозит обезвоживание в рез-те осмотических потерь. Защита от обезвоживания достигается повышением концентрации солей в теле гидробионтов.

Температурный режим водоёмов более устойчив, чем на суше. Это связано с физическими св-ми воды, прежде всего высокой удельной теплоёмкостью, благодаря которой получение или отдача значительного кол-ва тепла не вызывает слишком резких изменений температур. Амплитуда колебаний t в верхних слоях океана не более 10 -15^оС, в континентальных водоёмах – 30- 35^оС.

Света в воде гораздо меньше, чем в воздухе. Часть падающих на поверхность водоёма лучей отражается в воздушную среду. Отражение тем сильнее, чем ниже положение Солнца, поэтому день под водой короче, чем на суше. Лучи с разной длиной волны поглощаются неодинаково: красные исчезают уже не далеко от поверхности, тогда как сине-зеленые проникают значительно глубже.

Окраска жив-х меняется с глубиной также закономерно. Наиболее ярко и разнообразно окрашены обитатели литоральной и сублиторальной зон. Многие глубинные орг-мы не имеют пигментов.

Живые орг-змы как среда обитания. Паразиты обитают в специфических условиях внутренней среды хозяина.

Одно из главных преимуществ паразитов – обильное снабжение пищей за счёт содержимого клеток, соков и тканей тела хозяина или содержимого его кишечника. Обильная легко доступная пища служит условием быстрого роста паразита. Практически неограниченные пищевые ресурсы служат для паразитов также условием высокого потенциала их размножения, которое обеспечивает им вероятность заражения других хозяев.

Вторым важным эк-ким преимуществом яв-ся защищённость их от непосредственного воздействия окружающей среды. Внутри хозяина его сожители почти не встречаются с угрозой высыхания, резкими колебаниями tt, значительными изменениями солевого и осмотического режимов и т. п.

Защищённость от внешних врагов, обилие легкоусвояемой пищи, относительная стабильность условий делают ненужной сложную дифференцировку тела, поэтому многие паразиты и симбионты хар-ся вторичным упрощением строения, вплоть до потери целых систем органов.

Основные эк-кие трудности, к которыми сталкиваются внутренние сожители живых орг-змов, - это ограниченность жизненного пространства, сложности снабжения О₂, а также защитная реакция орг-зма хозяина против паразитов.

Недостаток О₂ в тканях и особенно в желудочно-кишечном тракте приводит к тому, что у многоклеточных обитателей внутриорганизменной среды вырабатывается преимущественно анаэробный тип обмена. Большое число паразитов обитает не внутри, а на поверхности тела хозяина. Последний выступает как часть внешней среды паразита, снабжая его пищей, предоставляя убежище, трансформируя микроклимат. Одна из основных эк-ких задач – удержаться на теле хозяина. Поэтому они характеризуются наличием мощных органов прикрепления.