Kenmerken van de grond-lucht habitat. Biodiversiteit

Kenmerken van de grond-lucht omgeving van bewoning. In de grond-luchtomgeving is er voldoende licht en lucht. Maar vochtigheid en luchttemperatuur zijn zeer divers. In moerassige gebieden is er een overmatige hoeveelheid vocht, in de steppen is dit veel minder. Er zijn ook dagelijkse en seizoensgebonden schommelingen in temperatuur.

Aanpassing van organismen aan het leven in omstandigheden van verschillende temperaturen en vochtigheid. Een groot aantal aanpassingen van organismen in het grond-luchtmilieu hangt samen met temperatuur en vochtigheid. Dieren van de steppe (schorpioenen, vogelspinnen en karakurtspinnen, grondeekhoorns, muizen, woelmuizen) verbergen zich in holen voor de hitte. van heet zonnestralen Planten worden beschermd door verhoogde verdamping van water uit bladeren. Bij dieren is deze aanpassing het vrijkomen van zweet.

Met het begin van koud weer vliegen vogels weg naar warmere streken om in het voorjaar weer terug te keren naar de plaats waar ze zijn geboren en waar ze zullen bevallen. Een kenmerk van de grond-luchtomgeving in de zuidelijke regio's van Oekraïne of op de Krim is een onvoldoende hoeveelheid vocht.

Maak uzelf vertrouwd met fig. 151 met planten die zich hebben aangepast aan vergelijkbare omstandigheden.

Aanpassing van organismen aan beweging in het grond-luchtmilieu. Voor veel dieren in de grond-luchtomgeving is het belangrijk om mee te bewegen aardoppervlak of in de lucht. Om dit te doen, hebben ze bepaalde aanpassingen en hebben hun ledematen een andere structuur. Sommigen hebben zich aangepast aan het rennen (wolf, paard), anderen aan het springen (kangoeroe, jerboa, sprinkhaan), anderen aan het vliegen (vogels, vleermuizen, insecten) (Fig. 152). Slangen, adders hebben geen ledematen. Ze bewegen door het lichaam te buigen.

Veel minder organismen hebben zich aangepast aan het leven hoog in de bergen, omdat er weinig grond, vocht en lucht is voor planten en dieren zich moeilijk kunnen verplaatsen. Maar sommige dieren, zoals moeflons van berggeiten (Fig. 154), kunnen bijna verticaal op en neer bewegen als er zelfs maar kleine onregelmatigheden zijn. Daarom kunnen ze hoog in de bergen leven. materiaal van de site

Aanpassing van organismen aan verschillende lichtomstandigheden. Een van de aanpassingen van planten aan verschillende verlichting is de richting van de bladeren naar het licht. In de schaduw zijn de bladeren horizontaal gerangschikt: zo krijgen ze meer lichtstralen. Lichtminnend sneeuwklokje en ryast ontwikkelen en bloeien in het vroege voorjaar. Gedurende deze periode hebben ze voldoende licht, omdat de bladeren aan de bomen in het bos nog niet zijn verschenen.

Aanpassing van dieren aan de gespecificeerde factor van de grond-luchthabitat - de structuur en grootte van de ogen. Bij de meeste dieren in deze omgeving zijn de gezichtsorganen goed ontwikkeld. Een havik ziet bijvoorbeeld vanaf de hoogte van zijn vlucht een muis over het veld rennen.

Gedurende vele eeuwen van ontwikkeling hebben de organismen van het grond-luchtmilieu zich aangepast aan de invloed van zijn factoren.

Niet gevonden wat u zocht? Gebruik de zoekopdracht

Op deze pagina materiaal over de onderwerpen:

• rapport over het onderwerp van de habitat van een levend organisme Graad 6
• aanpassingsvermogen van de sneeuwuil aan de omgeving
• termen over het onderwerp luchtmilieu
• verslag over terrestrische luchthabitat
• aanpassing van roofvogels aan hun omgeving

De grond-lucht-omgeving van het leven is het moeilijkst in termen van milieuomstandigheden. In de loop van de evolutie werd het veel later onder de knie dan water. Het leven op het land vereiste dergelijke aanpassingen, die alleen mogelijk werden met een voldoende hoge mate van organisatie van organismen. De grond-luchtomgeving wordt gekenmerkt door een lage luchtdichtheid, grote schommelingen in temperatuur en vochtigheid, een hogere intensiteit van zonnestraling in vergelijking met andere media en de mobiliteit van de atmosfeer.

Lage luchtdichtheid en mobiliteit bepalen de lage hefkracht en onbeduidende ondersteuning. Organismen van de terrestrische omgeving moeten een ondersteuningssysteem hebben dat het lichaam ondersteunt: planten - mechanische weefsels, dieren - een vast of hydrostatisch skelet.

De kleine hefkracht van lucht bepaalt de beperkende massa en grootte van terrestrische organismen. De grootste landdieren zijn veel kleiner dan de reuzen van het aquatisch milieu - walvissen. Dieren ter grootte en massa van een moderne walvis zouden niet op het land kunnen leven, omdat ze zouden worden verpletterd door hun eigen gewicht.

De lage dichtheid van lucht veroorzaakt een lage weerstand tegen beweging. Daarom hebben veel dieren het vermogen gekregen om te vliegen: vogels, insecten, sommige zoogdieren en reptielen.

Door luchtmobiliteit is passieve vlucht van sommige soorten organismen, evenals stuifmeel, sporen, vruchten en zaden van planten, mogelijk. Bezinken met behulp van luchtstromingen heet anemochoria. Passieve organismen in de lucht worden genoemd aeroplankton. Ze zijn heel karakteristiek kleine maten lichamen, de aanwezigheid van uitwassen en sterke dissectie, het gebruik van spinnenwebben, enz. Zaden en vruchten van anemochoraplanten hebben ook zeer kleine afmetingen (zaden van orchideeën, wilgenroosje, enz.) Of verschillende vleugelvormige (esdoorn, es) en parachutevormige (paardenbloem, klein hoefblad) aanhangsels.

In veel planten wordt de overdracht van stuifmeel uitgevoerd met behulp van wind, bijvoorbeeld in naaktzadigen, beuken, berken, iepen, granen, enz. De methode om planten te bestuiven met behulp van wind wordt genoemd anemofilie. door wind bestoven planten Ze hebben een verscheidenheid aan apparaten die zorgen voor de efficiëntie van bestuiving.

Winden die met grote kracht waaien (stormen, orkanen) breken bomen en keren ze vaak ondersteboven. Winden die constant in dezelfde richting blazen, veroorzaken verschillende vervormingen in de groei van bomen en veroorzaken de vorming van vlagvormige kronen.

In gebieden waar constant sterke wind waait, is de soortensamenstelling van kleine vliegende dieren in de regel slecht, omdat ze niet bestand zijn tegen krachtige luchtstromingen. Dus, op oceanische eilanden met constante sterke wind, overheersen vogels en insecten die het vermogen om te vliegen hebben verloren. De wind vergroot het verlies van vocht en warmte door de organismen, onder zijn invloed vindt het drogen en afkoelen van organismen sneller plaats.

De lage luchtdichtheid veroorzaakt een relatief lage druk op het land (760 mm Hg). Met toenemende hoogte neemt de druk af, wat de verspreiding van soorten in de bergen kan beperken. Een drukverlaging brengt een afname van de zuurstoftoevoer en uitdroging van dieren met zich mee door een toename van de ademhalingsfrequentie. Daarom is voor de meeste gewervelde dieren en hogere planten de bovengrens van het leven ongeveer 6000 m.

Gassamenstelling van lucht in de oppervlaktelaag van de atmosfeer is vrij homogeen. Het bevat stikstof - 78,1%, zuurstof - 21%, argon - 0,9%, kooldioxide- 0,03%. Naast deze gassen bevat de atmosfeer een kleine hoeveelheid neon, krypton, xenon, waterstof, helium, evenals een verscheidenheid aan aromatische plantenafscheidingen en verschillende onzuiverheden: zwaveldioxide, koolstofoxiden, stikstof en fysieke onzuiverheden. Het hoge zuurstofgehalte in de atmosfeer droeg bij aan een toename van het metabolisme van terrestrische organismen en het verschijnen van warmbloedige (homeotherme) dieren. Zuurstoftekort kan optreden in ophopingen van rottende plantenresten, graanvoorraden en plantenwortelsystemen op drassige of te verdichte bodems kunnen een gebrek aan zuurstof ervaren.

Het gehalte aan kooldioxide kan in bepaalde gebieden van de oppervlaktelaag van de lucht binnen tamelijk significante grenzen variëren. Bij afwezigheid van wind in grote steden kan de concentratie ervan vertienvoudigen. Regelmatige dagelijkse en seizoensgebonden veranderingen in het gehalte aan koolstofdioxide in de oppervlaktelaag van de lucht, als gevolg van veranderingen in de intensiteit van fotosynthese en ademhaling van organismen. Bij hoge concentraties is koolstofdioxide giftig en het lage gehalte vermindert de snelheid van fotosynthese.

Luchtstikstof is voor de meeste organismen van de terrestrische omgeving een inert gas, maar veel prokaryotische organismen (knobbelbacteriën, azotobacter, clostridia, cyanobacteriën, enz.) hebben het vermogen om het te binden en het te betrekken bij de biologische cyclus.

Veel verontreinigende stoffen die voornamelijk als gevolg van menselijke activiteiten in de lucht komen, kunnen organismen aanzienlijk aantasten. Zwaveloxide is bijvoorbeeld giftig voor planten, zelfs in zeer lage concentraties, veroorzaakt de vernietiging van chlorofyl, beschadigt de structuur van chloroplasten, remt de processen van fotosynthese en ademhaling. Schade aan planten door giftige gassen varieert en is afhankelijk van hun anatomische, morfologische, fysiologische, biologische en andere kenmerken. Korstmossen, sparren, dennen, eiken en lariksen zijn bijvoorbeeld bijzonder gevoelig voor industriële gassen. Canadese populier, balsempopulier, essenesdoorn, thuja, rode vlierbes en enkele andere zijn het meest resistent.

Lichte modus. Zonnestraling die het aardoppervlak bereikt, is de belangrijkste energiebron voor het in stand houden van de warmtebalans van de planeet, het watermetabolisme van organismen, de aanmaak van organisch materiaal door planten, wat het uiteindelijk mogelijk maakt om een ​​omgeving te vormen die in staat is te voldoen aan de vitale behoeften van organismen. De samenstelling van zonnestraling die het aardoppervlak bereikt, omvat ultraviolette stralen met een golflengte van 290-380 nm, zichtbare stralen - 380-750 nm en infrarode stralen met een golflengte van 750-4000 nm. Ultraviolette stralen zijn zeer reactief en in grote hoeveelheden schadelijk voor organismen. In gematigde doses in het bereik van 300-380 nm stimuleren ze de celdeling en groei, bevorderen ze de synthese van vitamines, antibiotica, pigmenten (bijvoorbeeld bij mensen - zonnebrand, bij vissen en amfibieën - donkere kaviaar), verhogen ze de plantweerstand tegen ziekten. Infraroodstralen hebben een thermisch effect. Fotosynthetische bacteriën (groen, paars) zijn in staat om infrarode stralen in het bereik van 800-1100 nm te absorberen en bestaan ​​alleen op hun kosten. Ongeveer 50% van de zonnestraling is afkomstig van zichtbaar licht, dat een verschillende ecologische betekenis heeft in het leven van autotrofe en heterotrofe organismen. Groene planten hebben licht nodig voor het proces van fotosynthese, de vorming van chlorofyl en de vorming van de structuur van chloroplasten. Het beïnvloedt de gasuitwisseling en transpiratie, de structuur van organen en weefsels en de groei en ontwikkeling van planten.

Voor dieren is zichtbaar licht nodig voor oriëntatie in de omgeving. Bij sommige dieren strekt de visuele waarneming zich uit tot in de ultraviolette en nabij-infrarode delen van het spectrum.

Het lichtregime van een habitat wordt bepaald door de intensiteit van direct en kapot licht, de hoeveelheid, spectrale samenstelling, evenals de reflectiviteit van het oppervlak waarop het licht valt. gespecificeerde elementen licht regime zijn zeer variabel en hangen af ​​van de geografische breedte van het gebied, de hoogte van de zon boven de horizon, de lengte van de dag, de toestand van de atmosfeer, de aard van het aardoppervlak, reliëf, tijd van de dag en seizoen. In dit opzicht hebben terrestrische organismen tijdens een lang evolutieproces verschillende aanpassingen aan het lichtregime van habitats ontwikkeld.

Plantaanpassingen. Met betrekking tot de lichtomstandigheden worden drie ecologische hoofdgroepen van planten onderscheiden: fotofiel (heliofyten); schaduwminnend (sciophytes); schaduwtolerant.

Heliofyten- planten van open goed verlichte habitats. Ze tolereren geen schaduw. Een voorbeeld hiervan zijn steppe- en weideplanten van de bovenste laag van de gemeenschap, soorten woestijnen, alpenweiden, enz.

Sciophytes- verdraag geen sterke verlichting in direct zonlicht. Dit zijn planten van de lagere lagen van schaduwrijke bossen, grotten, rotsspleten, enz.

schaduwtolerant Planten hebben een brede ecologische valentie met betrekking tot licht. Ze groeien beter bij een hoge lichtintensiteit, maar verdragen ook goed schaduw en passen zich gemakkelijker aan veranderende lichtomstandigheden aan dan andere planten.

Elke weloverwogen groep planten wordt gekenmerkt door bepaalde anatomische, morfologische, fysiologische en seizoensgebonden aanpassingen aan de omstandigheden van het lichtregime.

Een van de meest voor de hand liggende verschillen in het uiterlijk van lichtminnende en schaduwminnende planten is de ongelijke grootte van de bladeren. Bij heliophyten zijn ze meestal klein of met een ontleed blad. Dit is vooral duidelijk bij het vergelijken van verwante soorten die groeien in verschillende omstandigheden verlichting (veldviolet en bosviooltjes, spreidende hyacinten die groeien in weiden en boshyacinten, enz.). De trend naar een toename van de bladgrootte ten opzichte van het totale plantenvolume komt duidelijk tot uiting in kruidachtige planten van het sparrenbos: gewone zuring, dubbelbladige harder, kraaienoog, enz.

Om de opname van zonnestraling te verminderen, worden bij fotofiele planten de bladeren verticaal of onder een scherpe hoek met het horizontale vlak geplaatst. Bij schaduwminnende planten bevinden de bladeren zich voornamelijk horizontaal, waardoor ze de maximale hoeveelheid invallend licht kunnen opvangen. Het bladoppervlak van veel heliophyten is glanzend en draagt ​​bij aan de reflectie van stralen, bedekt met een waslaag, dikke cuticula of dicht behaard.

De bladeren van schaduwminnende en lichtminnende planten verschillen ook in anatomische structuur. De lichte bladeren hebben meer mechanische weefsels, het blad is dikker dan de schaduwbladeren. De mesofylcellen zijn klein, dicht opeengepakt, de chloroplasten erin zijn klein en licht en nemen een magere positie in. Het bladmesofyl is gedifferentieerd in zuilvormige en sponsachtige weefsels.

Bij sciophytes zijn de bladeren dunner, is de cuticula afwezig of slecht ontwikkeld. Het mesofyl is niet gedifferentieerd in zuilvormig en sponsachtig weefsel. Er zijn minder elementen van mechanische weefsels en chloroplasten in schaduwbladeren, maar ze zijn groter dan in heliophyten. Scheuten van lichtminnende planten hebben vaak korte internodiën, sterk vertakt, vaak rozet.

Fysiologische aanpassingen van planten aan licht komen tot uiting in veranderingen in groeiprocessen, intensiteit van fotosynthese, ademhaling, transpiratie, samenstelling en hoeveelheid pigmenten. Het is bekend dat bij lichtminnende planten, bij gebrek aan licht, stengels worden uitgerekt. De bladeren van schaduwminnende planten bevatten meer chlorofyl dan lichtminnende planten, waardoor ze een meer verzadigde donkergroene kleur hebben. De intensiteit van fotosynthese in heliophyten is maximaal bij hoge verlichting (binnen 500-1000 lux en meer), en in sciophytes, bij een lage hoeveelheid licht (50-200 lux).

Een van de vormen van fysiologische aanpassing van planten aan een gebrek aan licht is de overgang van sommige soorten naar heterotrofe voeding. Een voorbeeld van dergelijke planten zijn de soorten schaduwrijke sparrenbossen - kruipende gudayera, echte nesten, gewone podelnik. Ze leven van dood organisch materiaal, d.w.z. zijn saprofyten.

Seizoensaanpassingen van planten aan lichtomstandigheden komen tot uiting in habitats waar het lichtregime periodiek verandert. In dit geval kunnen planten in verschillende seizoenen zich manifesteren als lichtminnend of schaduwtolerant. In het voorjaar in loofbossen hebben de scheutbladeren van gewone jichtkruid bijvoorbeeld een lichte structuur en worden ze gekenmerkt door een hoge intensiteit van fotosynthese. De bladeren van de zomerscheuten van jichtkruid, die zich ontwikkelen na het bladeren van bomen en struiken, hebben een typische schaduwstructuur. De houding ten opzichte van het lichtregime in planten kan veranderen in het proces van ontogenie en als gevolg van de complexe invloed van omgevingsfactoren. Zaailingen en jonge planten van veel weide- en bossoorten zijn meer schaduwtolerant dan volwassenen. Vereisten voor het lichtregime veranderen soms in planten wanneer ze zich in verschillende klimatologische en edafische omstandigheden bevinden. Bos taiga-soorten - bosbessen, dubbelbladige maïs - in de bostoendra en toendra groeien bijvoorbeeld goed in open habitats.

Een van de factoren die de seizoensontwikkeling van organismen regelen, is de lengte van de dag. Het vermogen van planten en dieren om te reageren op de lengte van de dag heet fotoperiodieke reactie(FPR), en het bereik van verschijnselen dat wordt gereguleerd door de lengte van de dag wordt genoemd fotoperiodiek. Afhankelijk van het type fotoperiodieke reactie worden de volgende hoofdgroepen planten onderscheiden:

1. kortedagplanten, die minder dan 12 uur licht per dag nodig hebben om over te gaan naar de bloei. Dit zijn in de regel mensen uit de zuidelijke regio's (chrysanten, dahlia's, asters, tabak, enz.).

2. lange dag planten- voor de bloei hebben ze een daglengte van 12 uur of meer nodig (vlas, haver, aardappelen, radijs).

3. Neutraal tot daglengte planten. Voor hen is de lengte van de dag onverschillig, bloei vindt plaats op elke lengte (paardenbloem, tomaten, mosterd, enz.).

De lengte van de dag beïnvloedt niet alleen de doorgang van de generatieve fasen door de plant, maar ook hun productiviteit en weerstand tegen infectieziekten. Het speelt ook een belangrijke rol bij de geografische spreiding van planten en de regulering van hun seizoensontwikkeling. Soort algemeen in noordelijke breedtegraden, overwegend lange dag, en in de tropen en subtropen, meestal korte dag of neutraal. Dit patroon is echter niet absoluut. Dus in de bergen van de tropische en subtropische zones worden langedagsoorten gevonden. Veel soorten tarwe, vlas, gerst en andere gecultiveerde planten afkomstig uit de zuidelijke regio's hebben een lange dag FPR. Studies hebben aangetoond dat wanneer de temperatuur daalt, langedagplanten zich normaal kunnen ontwikkelen onder kortedagomstandigheden.

Licht in het dierenleven. Dieren hebben licht nodig om zich in de ruimte te oriënteren, het beïnvloedt ook de stofwisselingsprocessen, het gedrag en de levenscyclus. De volledigheid van visuele waarneming van de omgeving hangt af van het niveau van evolutionaire ontwikkeling. Veel ongewervelde dieren hebben alleen lichtgevoelige cellen omgeven door pigment, terwijl eencellige een lichtgevoelig deel van het cytoplasma hebben. De meest perfecte ogen van gewervelde dieren, koppotigen en insecten. Hiermee kunt u de vorm en grootte van objecten waarnemen, kleuren, de afstand bepalen. Driedimensionaal zicht is kenmerkend voor mensen, primaten en sommige vogels (adelaars, valken, uilen). De ontwikkeling van het gezichtsvermogen en de kenmerken ervan zijn ook afhankelijk van de ecologische omstandigheden en levensstijl van specifieke soorten. Bij holbewoners kunnen de ogen geheel of gedeeltelijk verminderd zijn, zoals bijvoorbeeld bij blinde kevers, loopkevers, Proteus, enz.

Verschillende soorten dieren zijn bestand tegen verlichting van een bepaalde spectrale samenstelling, duur en sterkte. Maak onderscheid tussen lichtminnend en schaduwminnend, euryfotisch En stenofoon soorten. Nachtelijke en schemerige zoogdieren (muizen, muizen, enz.) verdragen slechts 5-30 minuten direct zonlicht, terwijl zoogdieren overdag enkele uren overleven. In fel zonlicht kunnen zelfs woestijnhagedissen echter niet lang tegen straling bestand zijn, omdat hun lichaamstemperatuur binnen 5-10 minuten stijgt tot + 50-56ºС en de dieren sterven. Verlichting van de eieren van veel insecten versnelt hun ontwikkeling, maar tot bepaalde limieten (niet hetzelfde voor) verschillende soorten), waarna de ontwikkeling stopt. Een aanpassing om te beschermen tegen overmatige zonnestraling is het gepigmenteerde omhulsel van sommige organen: bij reptielen - de buikholte, voortplantingsorganen, enz. Dieren vermijden overmatige blootstelling door naar schuilplaatsen te gaan, zich in de schaduw te verstoppen, enz.

Dagelijkse en seizoensgebonden veranderingen in het lichtregime bepalen niet alleen veranderingen in activiteit, maar ook perioden van voortplanting, migratie en vervelling. Het verschijnen van nachtelijke insecten en het verdwijnen van dagelijkse insecten in de ochtend of avond vindt plaats bij een bepaalde helderheid van verlichting voor elk type. De marmerkever verschijnt bijvoorbeeld 5-6 minuten na zonsondergang. De tijd van het ontwaken van zangvogels varieert in verschillende seizoenen. Het jachtgebied van de vogels verandert afhankelijk van de verlichting. Dus, spechten, mezen, vliegenvangers jagen overdag in de diepten van het bos, en 's morgens en' s avonds - op open plaatsen. Dieren navigeren met behulp van visie tijdens vluchten en migraties. Vogels kiezen met verbazingwekkende nauwkeurigheid de richting van de vlucht, geleid door de zon en de sterren. Hun aangeboren vermogen wordt gecreëerd natuurlijke selectie als een systeem van instincten. Het vermogen tot een dergelijke oriëntatie is ook kenmerkend voor andere dieren, zoals bijen. De bijen die de nectar vinden, geven informatie door aan anderen over waar ze heen moeten vliegen voor steekpenningen, waarbij ze de zon als richtlijn gebruiken.

Limieten voor lichtmodus geografische distributie sommige dieren. Dus een lange dag tijdens de zomermaanden in het noordpoolgebied en de gematigde zone trekt vogels en sommige zoogdieren daar aan, omdat ze de juiste hoeveelheid voedsel krijgen (mezen, boomklevers, waxwings, enz.), en in de herfst migreren ze naar het zuiden. Het omgekeerde effect wordt uitgeoefend door het lichtregime op de verspreiding van nachtdieren. In het noorden zijn ze zeldzaam, en in het zuiden hebben ze zelfs de overhand op dagdieren.

Temperatuur regime. De intensiteit van alles chemische reacties waaruit de stofwisseling bestaat. Daarom zijn de grenzen van het bestaan ​​​​van het leven de temperaturen waarbij de normale werking van eiwitten mogelijk is, gemiddeld van 0 tot + 50ºС. Deze drempels zijn echter niet hetzelfde voor: verschillende soorten organismen. Door de aanwezigheid van gespecialiseerde enzymsystemen hebben sommige organismen zich aangepast om bij temperaturen buiten deze limieten te leven. Soorten die zijn aangepast aan het leven in koude omstandigheden behoren tot de ecologische groep cryofielen. Tijdens het evolutieproces hebben ze biochemische aanpassingen ontwikkeld die hen in staat stellen om het cellulaire metabolisme bij lage temperaturen te handhaven, evenals weerstand te bieden tegen bevriezing of deze te vergroten. Weerstand bieden tegen bevriezing helpt de ophoping in de cellen van speciale stoffen - antivries, die de vorming van ijskristallen in het lichaam voorkomen. Dergelijke aanpassingen zijn gevonden bij sommige arctische vissen van de familie Nototheniidae, kabeljauw, die in de wateren van de noordelijke Arctische Oceaan, met een lichaamstemperatuur van -1,86ºС.

De extreem lage temperatuur waarbij celactiviteit nog mogelijk is, is vastgelegd in micro-organismen - tot –10-12ºС. Bevriezingsweerstand bij sommige soorten wordt geassocieerd met de ophoping van organische stoffen in hun lichaam, zoals glycerol, mannitol, sorbitol, die de kristallisatie van intracellulaire oplossingen voorkomen, waardoor ze kritieke ijzige perioden in een inactieve toestand kunnen overleven (verdoving, cryptobiose) . Sommige insecten in deze staat kunnen dus in de winter tot -47-50ºС weerstaan. Cryofielen omvatten veel bacteriën, korstmossen, schimmels, mossen, geleedpotigen, enz.

Soorten waarvan het optimale leven beperkt is tot het gebied met hoge temperaturen, behoren tot de ecologische groep thermofielen.

Bacteriën zijn het best bestand tegen hoge temperaturen, waarvan vele kunnen groeien en zich vermenigvuldigen bij +60-75ºС. Sommige bacteriën die in warmwaterbronnen leven, groeien bij temperaturen van +85-90ºС, en een van de soorten archaebacteriën bleek te kunnen groeien en delen bij temperaturen boven +110ºС. Sporenvormende bacteriën kunnen in inactieve toestand gedurende tientallen minuten +200 weerstaan. Er zijn ook thermofiele soorten onder schimmels, protozoa, planten en dieren, maar hun weerstand tegen hoge temperaturen is lager dan die van bacteriën. Hogere planten van steppen en woestijnen kunnen kortetermijnverwarming tot +50-60ºС verdragen, maar hun fotosynthese wordt al geremd door temperaturen boven +40ºС. Bij een lichaamstemperatuur van +42-43ºС treedt bij de meeste dieren thermische dood op.

Het temperatuurregime in de terrestrische omgeving varieert sterk en is afhankelijk van vele factoren: breedtegraad, hoogte, nabijheid van waterlichamen, tijd van het jaar en de dag, atmosferische omstandigheden, vegetatiebedekking, enz. In de loop van de evolutie van organismen zijn er verschillende aanpassingen ontwikkeld om het metabolisme te reguleren wanneer de omgevingstemperatuur verandert. Dit wordt op twee manieren bereikt: 1) biochemische en fysiologische herschikkingen; 2) het handhaven van de lichaamstemperatuur op een stabieler niveau dan de omgevingstemperatuur. De vitale activiteit van de meeste soorten hangt af van de warmte die van buiten komt, en de lichaamstemperatuur hangt af van het verloop van de buitentemperaturen. Dergelijke organismen worden genoemd poikilothermisch. Deze omvatten alle micro-organismen, planten, schimmels, ongewervelde dieren en de meeste akkoorden. Alleen vogels en zoogdieren zijn in staat om een ​​constante lichaamstemperatuur te handhaven, ongeacht de omgevingstemperatuur. Ze worden genoemd homeothermisch.

Aanpassingen van planten aan temperatuur. De weerstand van planten tegen veranderingen in de omgevingstemperatuur is anders en hangt af van de specifieke habitat waarin ze leven. Hogere planten van matig warme en matig koude zones eurythermisch. In actieve toestand tolereren ze temperatuurschommelingen van -5 tot + 55ºС. Tegelijkertijd zijn er soorten die een zeer smalle ecologische valentie hebben in relatie tot temperatuur, d.w.z. zijn stenothermisch. Bijvoorbeeld planten regenwoud ze verdragen zelfs geen temperaturen + 5– + 8ºС. Sommige algen op sneeuw en ijs leven alleen bij 0ºС. Dat wil zeggen dat de warmtebehoefte van verschillende plantensoorten niet hetzelfde is en over een vrij groot bereik varieert.

Soorten die leven op plaatsen met constant hoge temperaturen, in het proces van evolutie, hebben anatomische, morfologische en fysiologische aanpassingen gekregen om oververhitting te voorkomen.

De belangrijkste anatomische en morfologische aanpassingen omvatten: dichte beharing van de bladeren, een glanzend oppervlak van de bladeren, dat bijdraagt ​​aan de weerkaatsing van zonlicht; een afname van het gebied van bladeren, hun verticale positie, vouwen in een buis, enz. Sommige soorten kunnen zouten afscheiden, waaruit zich kristallen vormen op het oppervlak van planten, die de zonnestralen reflecteren die erop vallen . Bij voldoende vocht effectief hulpmiddel van oververhitting is stomatale transpiratie. Onder de thermofiele soorten kan men, afhankelijk van de mate van hun weerstand tegen hoge temperaturen, onderscheiden:

1) niet hittebestendig planten zijn al beschadigd bij + 30-40ºС;

2) hittebestendig- tolereer een half uur verwarming tot + 50-60ºС (planten van woestijnen, steppen, droge subtropen, enz.).

Planten in savannes en droge hardhoutbossen worden regelmatig getroffen door branden waarbij de temperatuur kan oplopen tot honderden graden. Brandwerende planten worden genoemd pyrofyten. Ze hebben een dikke korst op de stammen, geïmpregneerd met vuurvaste stoffen. Hun vruchten en zaden hebben dikke, vaak verhoute omhulsels.

Veel planten leven bij lage temperaturen. Afhankelijk van de mate van aanpassing van planten aan omstandigheden van extreme hittegebrek, kunnen de volgende groepen worden onderscheiden:

1) niet-koudbestendig planten worden ernstig beschadigd of sterven af ​​bij temperaturen onder het vriespunt van water. Deze omvatten planten uit tropische gebieden;

2) niet vorstbestendig planten - verdragen lage temperaturen, maar sterven zodra zich ijs in de weefsels begint te vormen (sommige groenblijvende subtropische planten).

3) vorstbestendige planten groeien in gebieden met koude winters.

Dergelijke morfologische aanpassingen van planten als kleine gestalte en speciale groeivormen - kruipend, kussenvormig, waardoor het microklimaat van de luchtlaag aan de oppervlakte in de zomer kan worden gebruikt en in de winter wordt beschermd door sneeuwbedekking, verhogen de weerstand tegen lage temperaturen.

Van groter belang voor planten zijn fysiologische aanpassingsmechanismen die hun weerstand tegen kou verhogen: bladval, afsterven van bovengrondse scheuten, ophoping van antivries in cellen, afname van het watergehalte in cellen, enz. In vorstbestendige planten , tijdens de voorbereiding op de winter, suikers, eiwitten, olie, neemt het watergehalte in het cytoplasma af en neemt de viscositeit toe. Al deze veranderingen verlagen het vriespunt van weefsels.

Veel planten kunnen in bevroren toestand levensvatbaar blijven, bijvoorbeeld alpenviooltje, arctische mierikswortel, bosluis, madeliefje, vroege lente-efemeroïden in de boszone, enz.

Mossen en korstmossen kunnen langdurig bevriezen in een toestand van schijndood verdragen. Van groot belang bij de aanpassing van planten aan lage temperaturen is de mogelijkheid om de normale vitale activiteit in stand te houden door de temperatuuroptimalen van fysiologische processen en de lagere temperatuurgrenzen waarbij deze processen mogelijk zijn te verminderen.

Op gematigde en hoge breedtegraden wisselen planten in de jaarlijkse ontwikkelingscyclus, als gevolg van seizoensgebonden veranderingen in klimatologische omstandigheden, actieve en slapende fasen af. Eenjarige planten na het einde van het groeiseizoen overleven de winter in de vorm van zaden en vaste planten gaan in een rusttoestand. Zich onderscheiden diep En gedwongen vrede. Planten die zich in een diepe rusttoestand bevinden, reageren niet op gunstige thermische omstandigheden. Na het einde van de diepe rustperiode zijn de planten klaar voor de hervatting van de ontwikkeling, maar in de natuur is dit in de winter onmogelijk vanwege lage temperaturen. Daarom wordt deze fase gedwongen rust genoemd.

Aanpassingen van dieren aan temperatuur. In vergelijking met planten hebben dieren een meer gevarieerd vermogen om hun lichaamstemperatuur te reguleren vanwege het vermogen om in de ruimte te bewegen en veel meer van hun eigen interne warmte te produceren.

De belangrijkste manieren om dieren aan te passen:

1) chemische thermoregulatie- dit is een reflexmatige toename van de warmteproductie als reactie op een verlaging van de omgevingstemperatuur, gebaseerd op een hoog metabolisme;

2) fysieke thermoregulatie- uitgevoerd vanwege het vermogen om warmte vast te houden vanwege de speciale kenmerken van de structuur (de aanwezigheid van haar en verenbedekking, de verdeling van vetreserves, enz.) en veranderingen in het niveau van warmteoverdracht;

3) gedragsmatige thermoregulatie- dit is een zoektocht naar gunstige habitats, een verandering van houding, de bouw van schuilplaatsen, nesten, enz.

Voor poikilotherme dieren is de belangrijkste manier om de lichaamstemperatuur te reguleren gedragsmatig. Bij extreme hitte verbergen dieren zich in de schaduw, holen. Als de winter nadert, zoeken ze beschutting, bouwen ze nesten en verminderen ze hun activiteit. Sommige soorten zijn in staat om een ​​optimale lichaamstemperatuur te behouden dankzij het werk van spieren. Hommels verwarmen bijvoorbeeld het lichaam met speciale spiersamentrekkingen, waardoor ze bij koud weer kunnen eten. Sommige poikilotherme dieren vermijden oververhitting door het warmteverlies door verdamping te vergroten. Bijvoorbeeld, kikkers, hagedissen beginnen bij warm weer zwaar te ademen of houden hun mond open, waardoor de verdamping van water door de slijmvliezen toeneemt.

Homeothermische dieren worden gekenmerkt door een zeer efficiënte regeling van de warmte-invoer en -afgifte, waardoor ze een constante optimale lichaamstemperatuur kunnen behouden. Hun mechanismen van thermoregulatie zijn zeer divers. Ze hebben de neiging om chemische thermoregulatie, gekenmerkt door een hoge stofwisseling en de productie van een grote hoeveelheid warmte. In tegenstelling tot poikilotherme dieren, bij warmbloedige dieren, onder invloed van koude, verzwakken oxidatieve processen niet, maar intensiveren. Bij veel dieren wordt extra warmte gegenereerd door spier- en vetweefsel. Zoogdieren hebben een gespecialiseerd bruin vetweefsel, waarin alle vrijgekomen energie wordt gebruikt om het lichaam te verwarmen. Het is het meest ontwikkeld bij dieren met een koud klimaat. Het handhaven van de lichaamstemperatuur door de warmteproductie te verhogen, vereist: grote kosten energie, dus dieren met een verhoogde chemische regulatie hebben een grote hoeveelheid voedsel nodig of besteden veel vetreserves. Daarom heeft de versterking van de chemische regulering grenzen vanwege de mogelijkheid om voedsel te verkrijgen. Bij gebrek aan voedsel in de winter is deze manier van thermoregulatie ecologisch ongunstig.

Fysische thermoregulatie gunstiger voor het milieu, aangezien aanpassing aan kou wordt uitgevoerd door warmte in het lichaam van het dier te houden. De factoren zijn huid, dikke vacht van zoogdieren, veren en dons van vogels, lichaamsvet, verdamping van water door zweten of via de slijmvliezen van de mondholte en de bovenste luchtwegen, de grootte en vorm van het lichaam van het dier. Om warmteoverdracht te verminderen, zijn grote lichaamsafmetingen gunstiger (hoe groter het lichaam, hoe kleiner het oppervlak per massa-eenheid, en bijgevolg warmteoverdracht, en vice versa). Om deze reden zijn individuen van nauw verwante soorten warmbloedige dieren die in koude omstandigheden leven groter dan die welke gebruikelijk zijn in warme klimaten. Dit patroon heeft een naam gekregen De regels van Bergman. Temperatuurregeling wordt ook uitgevoerd door de uitstekende delen van het lichaam - oorschelpen, ledematen, staarten, geurorganen. In koude streken zijn ze meestal kleiner dan in warmere streken ( de regel van Allen). Voor homoiotherme organismen is het ook belangrijk gedragsmethoden voor thermoregulatie, die zeer divers zijn - van het veranderen van de houding en het zoeken naar schuilplaatsen tot het bouwen van complexe schuilplaatsen, nesten en het implementeren van migraties van dichtbij en veraf. Sommige warmbloedige dieren gebruiken groepsgedrag. Pinguïns bij strenge vorst kruipen bijvoorbeeld samen in een dichte stapel. Binnen zo'n cluster wordt de temperatuur zelfs bij de meest strenge vorst op ongeveer + 37ºС gehouden. Kamelen in de woestijn in extreme hitte kruipen ook bij elkaar, maar dit wordt bereikt door een sterke opwarming van het oppervlak van het lichaam te voorkomen.

Door de combinatie van verschillende methoden van chemische, fysische en gedragsmatige thermoregulatie kunnen warmbloedige dieren een constante lichaamstemperatuur handhaven in een breed scala vann.

water regime. Het normaal functioneren van het lichaam is alleen mogelijk met voldoende watervoorziening. De vochtigheidsmodi in de grond-luchtomgeving zijn zeer divers - van de volledige verzadiging van de lucht met waterdamp in de vochtige tropen tot de bijna volledige afwezigheid van vocht in de lucht en in de woestijngrond. In de Sinaï-woestijn is de jaarlijkse regenval bijvoorbeeld 10-15 mm, en in de Libische woestijn (in Aswan) gebeuren ze helemaal niet. De watervoorziening van terrestrische organismen is afhankelijk van het neerslagregime, de beschikbaarheid van bodemvochtreserves, reservoirs, grondwaterstanden, terrein, atmosferische circulatiekenmerken, enz. Dit heeft geleid tot de ontwikkeling van veel aanpassingen in terrestrische organismen aan verschillende habitatvochtigheidsregimes.

Plantaanpassingen aan het waterregime. Lagere landplanten absorberen water uit het substraat door delen van de thallus of rhizoïden die erin zijn ondergedompeld, en vocht uit de atmosfeer - door het hele oppervlak van het lichaam.

Bij hogere planten nemen mossen water uit de grond op met rhizoïden of het onderste deel van de stengel (veenmos), en de meeste andere met wortels. De waterstroom naar de plant hangt af van de grootte van de zuigkracht van de wortelcellen, de mate van vertakking van het wortelstelsel en de diepte van indringing van de wortels in de grond. Wortelsystemen zijn erg plastisch en reageren op veranderende omstandigheden, voornamelijk vocht.

Bij gebrek aan vocht in de oppervlaktehorizonten van de grond hebben veel planten wortelstelsels die diep in de grond doordringen, maar zwak vertakken, zoals bijvoorbeeld in saxaul, kameeldoorn, grove den, ruwe korenbloem, enz. In veel granen, daarentegen, wortelstelsels vertakken zich sterk en groeien in de oppervlaktelagen van de grond (in rogge, tarwe, pluimgras, enz.). Het water dat de plant binnenkomt, wordt via het xyleem naar alle organen geleid waar het voor wordt gebruikt Levensprocessen. Gemiddeld gaat 0,5% naar fotosynthese en de rest - om verliezen door verdamping aan te vullen en turgor te behouden. De waterhuishouding van de plant blijft in evenwicht als de opname van water, de geleiding en het verbruik harmonisch op elkaar zijn afgestemd. Afhankelijk van het vermogen om de waterhuishouding van hun lichaam te reguleren, worden landplanten onderverdeeld in: poikilohydride en homoiohydride.

poikilohydride planten niet in staat hun waterhuishouding actief te reguleren. Ze hebben geen apparaten die helpen water in de weefsels vast te houden. Het watergehalte in cellen wordt bepaald door de luchtvochtigheid en is afhankelijk van de schommelingen ervan. Poikilohydrid-planten omvatten terrestrische algen, korstmossen, sommige mossen en regenwoudvarens. Tijdens de droge periode drogen deze planten bijna op tot een luchtdroge toestand, maar na de regen komen ze weer “tot leven” en worden groen.

Homoyohydride planten in staat om een ​​relatief constant niveau van watergehalte in de cellen te handhaven. Deze omvatten de meeste hogere landplanten. Ze hebben een grote centrale vacuole in hun cellen, dus er is altijd een toevoer van water. Bovendien wordt transpiratie gereguleerd door het stomatale apparaat en zijn de scheuten bedekt met een epidermis met een cuticula die niet doorlaatbaar is voor water.

Het vermogen van planten om hun watermetabolisme te reguleren is echter niet hetzelfde. Afhankelijk van hun aanpassingsvermogen aan de vochtigheidscondities van habitats, worden drie belangrijke ecologische groepen onderscheiden: hygrofyten, xerofyten en mesofyten.

Hygrofyten- dit zijn planten van natte habitats: moerassen, vochtige weiden en bossen, oevers van stuwmeren. Ze kunnen niet tegen watertekort, ze reageren op een afname van bodem- en luchtvochtigheid door snelle verwelking of groeiremming. Hun bladbladen zijn breed, zonder een dikke cuticula. Mesofylcellen bevinden zich losjes, daartussen bevinden zich grote intercellulaire ruimtes. De huidmondjes van hygrofyten zijn meestal wijd open en bevinden zich vaak aan beide zijden van het blad. Als gevolg hiervan is hun transpiratiesnelheid erg hoog. Bij sommige planten in zeer vochtige habitats wordt overtollig water afgevoerd via hydathoden (watermondjes) die zich langs de rand van het blad bevinden. Overmatig bodemvocht leidt tot een afname van het zuurstofgehalte daarin, wat het ademen en de zuigfunctie van de wortels bemoeilijkt. Daarom bevinden de wortels van hygrofyten zich in de oppervlaktehorizonten van de grond, ze vertakken zich zwak en er zijn weinig wortelharen op. De organen van veel kruidachtige hygrofyten hebben een goed ontwikkeld systeem van intercellulaire ruimtes waardoor atmosferische lucht binnenkomt. In planten die leven op sterk drassige bodems, die periodiek worden overstroomd met water, worden speciale ademhalingswortels gevormd, zoals bijvoorbeeld in moerascipres, of ondersteunende, zoals in mangrove-houtachtige planten.

xerofyten in staat om significante langdurige droogte van lucht en grond in actieve toestand te verdragen. Ze zijn wijd verspreid in steppen, woestijnen, droge subtropen, enz. In de gematigde klimaatzone vestigen ze zich op droge zand- en zandige leembodems, in verhoogde delen van het reliëf. Het vermogen van xerofyten om een ​​gebrek aan vocht te verdragen, is te wijten aan hun anatomische, morfologische en fysiologische kenmerken. Op deze gronden zijn ze verdeeld in twee groepen: vetplanten En sclerofyten.

vetplanten – vaste planten met sappige vlezige bladeren of stengels, waarin wateropslagweefsel sterk ontwikkeld is. Er zijn bladvetplanten - aloë, agave, muurpeper, jong en stengel, waarbij de bladeren zijn verkleind en de gronddelen worden weergegeven door vlezige stengels (cactussen, sommige wolfsmelk). Een onderscheidend kenmerk van vetplanten is het vermogen om een ​​grote hoeveelheid water op te slaan en uiterst spaarzaam te gebruiken. Hun transpiratiesnelheid is erg laag, aangezien er zeer weinig huidmondjes zijn, ze zijn vaak ondergedompeld in blad- of stengelweefsel en zijn meestal overdag gesloten, wat hen helpt het waterverbruik te beperken. Het overdag sluiten van huidmondjes leidt tot problemen in de processen van fotosynthese en gasuitwisseling, daarom hebben vetplanten een speciale manier van fotosynthese ontwikkeld, waarbij koolstofdioxide dat vrijkomt tijdens de ademhaling gedeeltelijk wordt gebruikt. In dit opzicht is de intensiteit van fotosynthese daarin laag, wat gepaard gaat met langzame groei en een vrij laag concurrentievermogen. Vetplanten worden gekenmerkt door een lage osmotische druk van celsap, met uitzondering van planten die op zoute grond groeien. Hun wortelstelsel is oppervlakkig, sterk vertakt en snelgroeiend.

Sclerofyten zijn harde, droog ogende planten vanwege een grote hoeveelheid mechanisch weefsel en een lage watergift van bladeren en stengels. De bladeren van veel soorten zijn klein, smal of verkleind tot schubben, stekels; hebben vaak een dichte beharing (kattenpoot, zilveren wateraardbei, veel alsem, enz.) of wasachtige coating (Russische korenbloem, enz.). Hun wortelstelsel is goed ontwikkeld en vaak vele malen groter in totale massa dan de bovengrondse delen van planten. Een verscheidenheid aan fysiologische aanpassingen helpt sclerofyten ook om een ​​gebrek aan vocht met succes te weerstaan: hoge osmotische druk van celsap, weerstand tegen weefseldehydratatie, hoog watervasthoudend vermogen van weefsels en cellen, vanwege de hoge viscositeit van het cytoplasma. Veel sclerofyten gebruiken de gunstigste perioden van het jaar voor de vegetatie en als de droogte begint, verminderen ze de vitale processen sterk. Alle bovenstaande eigenschappen van xerofyten dragen bij aan hun droogtetolerantie.

Mesofyten groeien in medium vochtige omstandigheden. Ze stellen meer eisen aan vocht dan xerofyten en minder dan hygrofyten. Mesophyte bladweefsels zijn gedifferentieerd in zuilvormig en sponsachtig parenchym. Integumentaire weefsels kunnen enkele xeromorfe kenmerken hebben (dun behaard, verdikte nagelriemlaag). Maar ze zijn minder uitgesproken dan bij xerofyten. Wortelsystemen kunnen diep in de grond doordringen of zich in de oppervlaktehorizon bevinden. in termen van hun ecologische behoeften vormen mesofyten een zeer diverse groep. Zo zijn er onder weide- en bosmesofyten soorten met een verhoogde vochtliefde, die worden gekenmerkt door een hoog watergehalte in weefsels en een vrij zwak waterhoudend vermogen. Dit zijn weidevossenstaart, moerasblauwgras, zodeweide, Linnaeus' golokuchnik en vele anderen.

In habitats met periodiek of constant (licht) gebrek aan vocht, vertonen mesofyten tekenen van xeromorfe organisatie en verhoogde fysiologische weerstand tegen droogte. Voorbeelden van dergelijke planten zijn zomereik, bergklaver, middelgrote weegbree, halve maan alfalfa, enz.

Dierlijke aanpassingen. Met betrekking tot het waterregime bij dieren kunnen hygrofielen (vochtminnend), xerofielen (droogminnend) en mesofielen (voorkeur voor gemiddelde vochtcondities) worden onderscheiden. Een voorbeeld van hygrofielen zijn bosluizen, muggen, springstaarten, libellen, enz. Ze tolereren allemaal geen significant watertekort en tolereren zelfs geen kortdurende droogte. Monitorhagedissen, kamelen, woestijnsprinkhanen, zwarte kevers, enz. zijn xerofiel en bewonen de meest dorre habitats.

Dieren krijgen water door te drinken, te eten en door de oxidatie van organisch materiaal. Veel zoogdieren en vogels (olifanten, leeuwen, hyena's, zwaluwen, gierzwaluwen, enz.) hebben drinkwater nodig. Zonder drinkwater woestijnsoorten zoals jerboa's, Afrikaanse gerbils en de Amerikaanse kangoeroe-rat kunnen worden omzeild. Rupsen van kledingmot, schuur- en rijstkevers en vele anderen leven uitsluitend dankzij metabolisch water.

Dieren worden gekenmerkt door manieren om de waterhuishouding te reguleren: morfologisch, fysiologisch, gedragsmatig.

NAAR morfologisch methoden om de waterbalans te handhaven zijn onder meer formaties die helpen water in het lichaam vast te houden: schelpen van landslakken, verhoornde omhulsels van reptielen, slechte waterdoorlatendheid van omhulsels bij insecten, enz. Het is aangetoond dat de doorlaatbaarheid van omhulsels van insecten niet afhangt van de structuur van chitine, maar wordt bepaald door de dunste waslaag die het oppervlak bedekt. De vernietiging van deze laag verhoogt de verdamping door de dekens aanzienlijk.

NAAR fysiologisch aanpassingen voor de regulering van het watermetabolisme omvatten het vermogen om metabool vocht te vormen, water te besparen bij het uitscheiden van urine en ontlasting, uithoudingsvermogen tot uitdroging, veranderingen in zweten en waterverlies via de slijmvliezen. Behoud van water in het spijsverteringskanaal wordt bereikt door de opname van water door de darmen en de vorming van bijna uitgedroogde ontlasting. Bij vogels en reptielen is het eindproduct van het stikstofmetabolisme urinezuur, voor de verwijdering waarvan praktisch geen water wordt verbruikt. Actieve regulering van zweten en verdamping van vocht van het oppervlak van de luchtwegen wordt veel gebruikt door homeotherme dieren. Bijvoorbeeld bij een kameel, in de meest extreme gevallen van vochtgebrek, stopt het zweten en wordt de verdamping uit de luchtwegen sterk verminderd, wat leidt tot waterretentie in het lichaam. Verdamping in verband met de behoefte aan thermoregulatie kan uitdroging van het lichaam veroorzaken, dus veel kleine warmbloedige dieren in droge en warme klimaten vermijden blootstelling aan hitte en behouden vocht door zich ondergronds te verbergen.

Bij poikilotherme dieren voorkomt een verhoging van de lichaamstemperatuur na luchtverwarming overmatig waterverlies, maar ze kunnen verdampingsverliezen niet volledig vermijden. Daarom is voor koudbloedige dieren de belangrijkste manier om de waterbalans tijdens het leven in droge omstandigheden te behouden, het vermijden van overmatige hittebelasting. Daarom, in het complex van aanpassingen aan het waterregime van de terrestrische omgeving, gedragsmatige manieren regeling van de waterhuishouding. Dit zijn onder meer bijzondere gedragsvormen: kuilen graven, zoeken naar waterlichamen, leefgebieden kiezen, etc. Dit is vooral belangrijk voor plantenetende en graanetende dieren. Voor velen van hen is de aanwezigheid van waterlichamen een voorwaarde voor vestiging in droge gebieden. Zo is de verspreiding in de woestijn van soorten als de Kaapse buffel, waterbok en sommige antilopen volledig afhankelijk van de beschikbaarheid van drinkplaatsen. Veel reptielen en kleine zoogdieren leven in holen waar relatief lage temperaturen en een hoge luchtvochtigheid de wateruitwisseling bevorderen. Vogels gebruiken vaak holtes, schaduwrijke boomkronen, enz.

Grond-Lucht Habitat

BASIS LEVENSOMGEVING

WATERMILIEU

Het aquatische milieu van het leven (hydrosfeer) beslaat 71% van het oppervlak van de wereld. Meer dan 98% van het water is geconcentreerd in de zeeën en oceanen, 1,24% - ijs van de poolgebieden, 0,45% - zoet water van rivieren, meren, moerassen.

Er zijn twee ecologische regio's in de oceanen:

waterkolom - pelagiaal, en onder - benthal.

Ongeveer 150.000 soorten dieren leven in het aquatisch milieu, of ongeveer 7% van hun totale aantal, en 10.000 soorten planten - 8%. Er zijn de volgende: ecologische groepen hydrobionten. Pelagiaal - bewoond door organismen onderverdeeld in nekton en plankton.

Nekton (nektos - drijvend) - dit is een verzameling pelagische actief bewegende dieren die geen directe verbinding hebben met de bodem. Het zijn voornamelijk grote dieren die lange afstanden en sterke waterstromingen kunnen afleggen. Ze worden gekenmerkt door een gestroomlijnde lichaamsvorm en goed ontwikkelde bewegingsorganen (vissen, inktvissen, vinpotigen, walvissen) In zoet water behoren behalve vissen ook amfibieën en actief bewegende insecten tot nekton.

Plankton (zwervend, zwevend) - dit is een verzameling pelagische organismen die niet in staat zijn tot snelle actieve beweging. Ze zijn onderverdeeld in fyto- en zoöplankton (kleine schaaldieren, protozoa - foraminiferen, radiolariërs; kwallen, pteropoden). Fytoplankton zijn diatomeeën en groene algen.

Neuston- een reeks organismen die de oppervlaktelaag van water bewonen aan de grens met de lucht. Dit zijn larven van desyatipoden, zeepokken, roeipootkreeftjes, buikpotigen en tweekleppigen, stekelhuidigen en vissen. Terwijl ze door het larvale stadium gaan, verlaten ze de oppervlaktelaag, die hen als een toevluchtsoord diende, en verhuizen ze om op de bodem of in de pelagische gebieden te leven.

Playston- dit is een verzameling organismen, waarvan een deel van het lichaam zich boven het wateroppervlak bevindt en de andere in het water - eendenkroos, siphonophores.

Benthos (diepte) - een groep organismen die op de bodem van waterlichamen leven. Het is onderverdeeld in fytobenthos en zoöbenthos. Fytobenthos - algen - diatomeeën, groen, bruin, rood en bacteriën; bloeiende planten in de buurt van de kusten - zostera, ruppia. Zoobenthos - foraminiferen, sponzen, coelenteraten, wormen, weekdieren, vissen.

In het leven van aquatische organismen spelen de verticale beweging van water, dichtheid, temperatuur, licht, zout, gas (zuurstof- en kooldioxidegehalte) en de concentratie van waterstofionen (pH) een belangrijke rol.

Temperatuur regime: Het verschilt in water enerzijds door een kleinere instroom van warmte en anderzijds door een grotere stabiliteit dan op het land. Een deel van de thermische energie die het wateroppervlak binnenkomt, wordt gereflecteerd, een deel wordt besteed aan verdamping. De verdamping van water van het oppervlak van waterlichamen, dat ongeveer 2263,8 J/g verbruikt, voorkomt oververhitting van de onderste lagen, en de vorming van ijs, waardoor de smeltwarmte (333,48 J/g) vrijkomt, vertraagt ​​hun afkoeling. De verandering in temperatuur in stromend water volgt de veranderingen in de omringende lucht, verschillend in een kleinere amplitude.

In meren en vijvers van gematigde breedtegraden wordt het thermische regime bepaald door een bekend fysiek fenomeen - water heeft een maximale dichtheid van 4 ° C. Het water daarin is duidelijk verdeeld in drie lagen:

1. epilimnion- de bovenste laag waarvan de temperatuur sterke seizoensschommelingen kent;

2. metalimnion- overgangslaag, temperatuursprong, er is een scherpe temperatuurdaling;

3. hypolimnion- een diepzeelaag die de bodem bereikt en waar de temperatuur het hele jaar door licht varieert.

In de zomer bevinden de warmste waterlagen zich aan de oppervlakte en de koudste - onderaan. Dit type gelaagde temperatuurverdeling in een reservoir heet directe gelaagdheid. In de winter, als de temperatuur daalt, omgekeerde stratificatie: de oppervlaktelaag heeft een temperatuur in de buurt van 0 C, aan de onderkant is de temperatuur ongeveer 4 C, wat overeenkomt met de maximale dichtheid. De temperatuur stijgt dus met de diepte. Dit fenomeen heet temperatuur dichotomie, waargenomen in de meeste meren van de gematigde zone in zomer en winter. Door de temperatuurdichotomie wordt de verticale circulatie verstoord - er treedt een periode van tijdelijke stagnatie in - stagnatie.

In het voorjaar wordt het oppervlaktewater door verwarming tot 4C dichter en zakt het dieper, en vanuit de diepte stijgt op zijn plaats warmer water op. Als gevolg van een dergelijke verticale circulatie treedt homothermie op in het reservoir, d.w.z. gedurende enige tijd wordt de temperatuur van de gehele watermassa gelijk gemaakt. Bij een verdere temperatuurstijging worden de bovenste lagen minder dicht en vallen ze niet meer naar beneden - zomerstagnatie. In de herfst koelt de oppervlaktelaag af, wordt dichter en zakt dieper, waardoor warmer water naar de oppervlakte wordt verdrongen. Dit gebeurt vóór het begin van de herfsthomothermie. Wanneer oppervlaktewateren onder de 4C worden afgekoeld, worden ze minder dicht en blijven ze weer aan de oppervlakte. Als gevolg hiervan stopt de watercirculatie en treedt winterstagnatie in.

Water heeft een significante dikte(800 keer) superieur aan lucht) en viscositeit. IN Gemiddeld neemt in de waterkolom voor elke 10 m diepte de druk met 1 atm toe. Deze kenmerken beïnvloeden planten doordat ze weinig of geen mechanisch weefsel ontwikkelen, dus hun stengels zijn erg elastisch en gemakkelijk te buigen. De meeste waterplanten zijn inherent aan het drijfvermogen en het vermogen om in de waterkolom te blijven hangen; bij veel waterdieren wordt het omhulsel gesmeerd met slijm, wat wrijving tijdens beweging vermindert, en het lichaam neemt een gestroomlijnde vorm aan. Veel inwoners zijn relatief stenobatny en beperkt tot bepaalde diepten.

Transparantie en lichtmodus. Dit heeft vooral invloed op de verspreiding van planten: in modderige waterlichamen leven ze alleen in de oppervlaktelaag. Het lichtregime wordt ook bepaald door de regelmatige afname van het licht met de diepte door het feit dat water absorbeert zonlicht. Tegelijkertijd worden stralen met verschillende golflengten anders geabsorbeerd: rood is het snelst, terwijl blauwgroen tot aanzienlijke diepten doordringt. De kleur van de omgeving verandert tegelijkertijd en gaat geleidelijk van groenachtig naar groen, blauw, blauw, blauwviolet, vervangen door constante duisternis. Dienovereenkomstig worden met diepte groene algen vervangen door bruine en rode, waarvan de pigmenten zijn aangepast om zonlicht met verschillende golflengten op te vangen. De kleur van dieren verandert natuurlijk ook met de diepte. De oppervlaktelagen van het water worden bewoond door helder en divers gekleurde dieren, terwijl de diepzeesoorten verstoken zijn van pigmenten. De schemering wordt bewoond door dieren die zijn geverfd in kleuren met een roodachtige tint, waardoor ze zich kunnen verbergen voor vijanden, omdat rood in blauwviolette stralen als zwart wordt waargenomen.

De absorptie van licht in water is hoe sterker, hoe lager de transparantie. Transparantie kenmerkt zich door extreme diepte, waarbij een speciaal verlaagde Secchi schijf (een witte schijf met een diameter van 20 cm) nog zichtbaar is. Daarom variëren de grenzen van fotosynthesezones sterk in verschillende waterlichamen. In de zuiverste wateren bereikt de fotosynthesezone een diepte van 200 m.

Zoutgehalte van water. Water is een uitstekend oplosmiddel voor veel minerale verbindingen. Als gevolg hiervan hebben natuurlijke waterlichamen een bepaalde chemische samenstelling. De belangrijkste zijn sulfaten, carbonaten, chloriden. De hoeveelheid opgeloste zouten per 1 liter water in zoet water is niet groter dan 0,5 g, in de zeeën en oceanen - 35 g Zoetwaterplanten en dieren leven in een hypotone omgeving, d.w.z. een omgeving waarin de concentratie van opgeloste stoffen lager is dan in lichaamsvloeistoffen en weefsels. Door het verschil in osmotische druk buiten en binnen het lichaam, dringt water constant het lichaam binnen en zoetwater-hydrobionts worden gedwongen om het intensief te verwijderen. In dit opzicht hebben ze goed gedefinieerde processen van osmoregulatie. Bij protozoa wordt dit bereikt door het werk van uitscheidingsvacuolen, in meercellige organismen door het verwijderen van water door het uitscheidingssysteem. Typisch mariene en typisch zoetwatersoorten tolereren geen significante veranderingen in het zoutgehalte van het water - stenohaliene organismen. Eurygalline - zoetwatersnoekbaars, brasem, snoek, uit de zee - de mul-familie.

Gasmodus De belangrijkste gassen in het aquatisch milieu zijn zuurstof en koolstofdioxide.

Zuurstof is de belangrijkste omgevingsfactor. Het komt vanuit de lucht in het water en komt bij de fotosynthese vrij door planten. Het gehalte aan water is omgekeerd evenredig met de temperatuur; met afnemende temperatuur neemt de oplosbaarheid van zuurstof in water (evenals andere gassen) toe. In lagen die zwaar bevolkt zijn door dieren en bacteriën, kan zuurstoftekort ontstaan ​​door de verhoogde consumptie. Zo worden in de oceanen van de wereld levensrijke diepten van 50 tot 1000 m gekenmerkt door een sterke verslechtering van de beluchting. Het is 7-10 keer lager dan in oppervlaktewateren bewoond door fytoplankton. In de buurt van de bodem van waterlichamen kunnen de omstandigheden bijna anaëroob zijn.

Kooldioxide - lost ongeveer 35 keer beter op in water dan zuurstof en de concentratie in water is 700 keer groter dan in de atmosfeer. Zorgt voor fotosynthese van waterplanten en neemt deel aan de vorming van kalkhoudende skeletformaties van ongewervelde dieren.

Waterstofionenconcentratie (pH)- zoetwaterzwembaden met pH = 3,7-4,7 worden als zuur beschouwd, 6,95-7,3 - neutraal, met pH 7,8 - alkalisch. In zoetwaterlichamen ervaart de pH zelfs dagelijkse schommelingen. Zeewater is meer alkalisch en de pH verandert veel minder dan in zoet water. De pH neemt af met de diepte. De concentratie van waterstofionen speelt een belangrijke rol bij de verdeling van hydrobionten.

Grond-Lucht Habitat

Een kenmerk van de land-luchtomgeving van het leven is dat de organismen die hier leven worden omringd door een gasvormige omgeving die wordt gekenmerkt door een lage vochtigheid, dichtheid en druk, en een hoog zuurstofgehalte. In de regel bewegen dieren in deze omgeving langs de grond (vast substraat) en planten schieten erin wortel.

In de grond-luchtomgeving hebben de bedrijfsomgevingsfactoren een aantal karakteristieke kenmerken: hogere lichtintensiteit in vergelijking met andere media, aanzienlijke temperatuurschommelingen, veranderingen in vochtigheid afhankelijk van geografische locatie, seizoen en tijd van de dag. De impact van de hierboven genoemde factoren is onlosmakelijk verbonden met de beweging van luchtmassa's - de wind.

Tijdens het evolutieproces hebben levende organismen van het grond-luchtmilieu karakteristieke anatomische, morfologische en fysiologische aanpassingen ontwikkeld.

Laten we eens kijken naar de kenmerken van de impact van de belangrijkste omgevingsfactoren op planten en dieren in het grond-luchtmilieu.

Lucht. Lucht als omgevingsfactor wordt gekenmerkt door een constante samenstelling - zuurstof daarin is meestal ongeveer 21%, koolstofdioxide 0,03%.

Lage luchtdichtheid bepaalt zijn lage hefkracht en onbeduidend draagvermogen. Alle bewoners van de luchtomgeving zijn nauw verbonden met het aardoppervlak, dat hen dient voor bevestiging en ondersteuning. De dichtheid van het luchtmedium biedt geen hoge weerstand aan organismen wanneer ze langs het aardoppervlak bewegen, maar het maakt het moeilijk om verticaal te bewegen. Voor de meeste organismen wordt in de lucht blijven alleen geassocieerd met verspreiding of het zoeken naar prooien.

De kleine hefkracht van lucht bepaalt de beperkende massa en grootte van terrestrische organismen. De grootste dieren die op het aardoppervlak leven, zijn kleiner dan de reuzen van het watermilieu. Grote zoogdieren (de grootte en het gewicht van een moderne walvis) konden niet op het land leven, omdat ze zouden worden verpletterd door hun eigen gewicht.

Lage luchtdichtheid zorgt voor een lichte weerstand tegen beweging. De ecologische voordelen van deze eigenschap van de luchtomgeving werden in de loop van de evolutie door veel landdieren gebruikt, waardoor ze het vermogen kregen om te vliegen. 75% van de soorten van alle landdieren is in staat tot actieve vlucht, voornamelijk insecten en vogels, maar ook onder zoogdieren en reptielen worden vliegers gevonden.

Door de mobiliteit van lucht, de verticale en horizontale bewegingen van luchtmassa's die zich in de lagere lagen van de atmosfeer bevinden, is passieve vlucht van een aantal organismen mogelijk. Veel soorten hebben anemochory ontwikkeld - hervestiging met behulp van luchtstromingen. Anemochory is kenmerkend voor sporen, zaden en vruchten van planten, cysten van protozoa, kleine insecten, spinnen, enz. Organismen die passief werden getransporteerd door luchtstromen werden gezamenlijk aeroplankton genoemd, naar analogie met planktonische bewoners van het aquatisch milieu.

De belangrijkste ecologische rol van horizontale luchtbewegingen (winden) is indirect in het versterken en verzwakken van de impact op terrestrische organismen van belangrijke omgevingsfactoren zoals temperatuur en vochtigheid. Winden verhogen de terugkeer van vocht en warmte naar dieren en planten.

Gassamenstelling van lucht in de oppervlaktelaag is de lucht vrij homogeen (zuurstof - 20,9%, stikstof - 78,1%, inerte gassen - 1%, kooldioxide - 0,03% per volume) vanwege zijn hoge diffusiecapaciteit en constante vermenging door convectie en windstromen. Verschillende onzuiverheden van gasvormige, vloeibare druppeltjes en vaste (stof)deeltjes die vanuit lokale bronnen in de atmosfeer terechtkomen, kunnen echter van groot milieubelang zijn.

Het hoge zuurstofgehalte droeg bij aan een toename van het metabolisme van terrestrische organismen en op basis van de hoge efficiëntie van oxidatieve processen ontstond homoiothermie van dieren. Zuurstof is, vanwege het constant hoge gehalte in de lucht, geen factor die het leven in de terrestrische omgeving beperkt. Slechts op plaatsen ontstaat onder bepaalde omstandigheden een tijdelijk tekort, bijvoorbeeld in ophopingen van rottende plantenresten, voorraden graan, meel, etc.

edafische factoren. Bodemeigenschappen en terrein beïnvloeden ook de levensomstandigheden van terrestrische organismen, voornamelijk planten. De eigenschappen van het aardoppervlak die een ecologische impact hebben op de bewoners worden edafische omgevingsfactoren genoemd.

De aard van het wortelstelsel van planten hangt af van het hydrothermische regime, beluchting, samenstelling, samenstelling en structuur van de bodem. Zo bevinden de wortelstelsels van boomsoorten (berken, lariks) in gebieden met permafrost zich op een geringe diepte en in de breedte verspreid. Waar geen permafrost is, zijn de wortelstelsels van diezelfde planten minder verspreid en dringen dieper door. Veel steppe planten wortels kunnen van grote diepte water krijgen, tegelijkertijd hebben ze veel oppervlakkige wortels in de humushorizon van de bodem, van waaruit planten minerale voedingsstoffen opnemen.

Het terrein en de aard van de bodem beïnvloeden de specifieke kenmerken van de beweging van dieren. Hoefdieren, struisvogels en trappen die in open ruimtes leven, hebben bijvoorbeeld vaste grond nodig om de afstoting te versterken wanneer ze snel rennen. Bij hagedissen die op los zand leven, zijn de vingers omzoomd met een rand van hoornschubben, waardoor het oppervlak van de steun groter wordt. Voor landbewoners die gaten graven, zijn dichte bodems ongunstig. De aard van de bodem beïnvloedt in sommige gevallen de verspreiding van landdieren die gaten graven, in de grond graven om aan hitte of roofdieren te ontsnappen, of eieren in de grond leggen, enz.

Weer en klimatologische kenmerken. De leefomstandigheden in het grond-luchtmilieu worden bovendien bemoeilijkt door weersveranderingen. Het weer is de continu veranderende toestand van de atmosfeer nabij het aardoppervlak, tot een hoogte van ongeveer 20 km (de grens van de troposfeer). Weervariabiliteit komt tot uiting in de constante variatie in de combinatie van omgevingsfactoren zoals luchttemperatuur en vochtigheid, bewolking, neerslag, windkracht en -richting, enz. Voor weersveranderingen, samen met hun regelmatige afwisseling in jaarlijkse cyclus niet-periodieke fluctuaties zijn kenmerkend, wat de voorwaarden voor het bestaan ​​​​van terrestrische organismen aanzienlijk compliceert. Het weer beïnvloedt het leven van waterbewoners in veel mindere mate en alleen op de populatie van de oppervlaktelagen.

Het klimaat van het gebied. Het langdurige weerregime kenmerkt het klimaat van het gebied. Het concept klimaat omvat niet alleen de gemiddelde waarden van meteorologische verschijnselen, maar ook hun jaarlijkse en dagelijkse verloop, afwijkingen daarvan en hun frequentie. Het klimaat wordt bepaald door de geografische omstandigheden van het gebied.

De zonale diversiteit van klimaten wordt bemoeilijkt door de werking van moessonwinden, de verspreiding van cyclonen en anticyclonen, de invloed van bergketens op de beweging van luchtmassa's, de mate van afstand tot de oceaan en vele andere lokale factoren.

Voor de meeste terrestrische organismen, vooral kleine, is het niet zozeer het klimaat van het gebied dat belangrijk is, maar de omstandigheden van hun directe leefomgeving. Heel vaak veranderen lokale elementen van de omgeving (reliëf, vegetatie, enz.) het regime van temperatuur, vochtigheid, licht, luchtbeweging in een bepaald gebied op zo'n manier dat het aanzienlijk verschilt van de klimatologische omstandigheden van het gebied. Dergelijke lokale klimaatveranderingen die vorm krijgen in de oppervlaktelaag van lucht worden microklimaten genoemd. In elke zone zijn de microklimaten zeer divers. Het is mogelijk om microklimaten van willekeurig kleine gebieden te onderscheiden. Er wordt bijvoorbeeld een speciale modus gecreëerd in de bloemkronen, die wordt gebruikt door de bewoners die daar wonen. Een bijzonder stabiel microklimaat komt voor in holen, nesten, holten, grotten en andere gesloten plaatsen.

Neerslag. Naast het leveren van water en het creëren van vochtreserves, kunnen ze nog een ecologische rol spelen. Zo hebben hevige regenbuien of hagel soms een mechanisch effect op planten of dieren.

De ecologische rol van sneeuwbedekking is bijzonder divers. Dagelijkse temperatuurschommelingen dringen slechts tot 25 cm door in de sneeuwdikte; dieper verandert de temperatuur bijna niet. Bij vorst van -20-30 C onder een sneeuwlaag van 30-40 cm is de temperatuur slechts iets onder nul. Diepe sneeuwbedekking beschermt de knoppen van vernieuwing, beschermt de groene delen van planten tegen bevriezing; veel soorten gaan onder de sneeuw zonder gebladerte te verliezen, bijvoorbeeld harige zuring, Veronica officinalis, enz.

Kleine landdieren leiden ook een actieve levensstijl in de winter en leggen hele gangen met doorgangen onder de sneeuw en in de dikte ervan. Voor een aantal soorten die zich voeden met besneeuwde vegetatie, is zelfs winterreproductie kenmerkend, wat bijvoorbeeld wordt opgemerkt bij lemmingen, hout- en geelkeelmuizen, een aantal woelmuizen, waterratten, enz. Hoenvogels - hazelaarhoen, korhoen, toendra patrijzen - graven in de sneeuw voor de nacht.

Wintersneeuwbedekking voorkomt dat grote dieren gaan foerageren. Veel hoefdieren (rendieren, wilde zwijnen, muskusossen) voeden zich in de winter uitsluitend met besneeuwde vegetatie, en diepe sneeuwbedekking, en vooral een harde korst op het oppervlak die in ijs voorkomt, verdoemen ze tot verhongering. De diepte van het sneeuwdek kan de geografische verspreiding van soorten beperken. Echte herten dringen bijvoorbeeld niet door naar het noorden in die gebieden waar de sneeuwdikte in de winter meer dan 40-50 cm is.

Lichte modus. De hoeveelheid straling die het aardoppervlak bereikt, wordt bepaald door de geografische breedte van het gebied, de lengte van de dag, de transparantie van de atmosfeer en de invalshoek van de zonnestralen. Onder verschillende weersomstandigheden bereikt 42-70% van de zonneconstante het aardoppervlak. De verlichting op het aardoppervlak varieert sterk. Het hangt allemaal af van de hoogte van de zon boven de horizon of de invalshoek van de zonnestralen, de lengte van de dag en de weersomstandigheden, en de transparantie van de atmosfeer. De intensiteit van het licht fluctueert ook afhankelijk van de tijd van het jaar en het tijdstip van de dag. In sommige delen van de aarde is de kwaliteit van het licht ook ongelijk, bijvoorbeeld de verhouding tussen langgolvige (rood) en kortgolvige (blauwe en ultraviolette) stralen. Zoals bekend worden kortegolfstralen meer geabsorbeerd en verstrooid door de atmosfeer dan langgolvige stralen.

Het leven op het land hangt grotendeels af van de toestand van de lucht. Het natuurlijke mengsel van gassen gevormd tijdens de evolutie van de aarde is de lucht die we inademen.

Lucht als medium van het leven stuurt de evolutionaire ontwikkeling van de bewoners van dit medium. Zo bepaalt een hoog zuurstofgehalte de kans op vorming hoog niveau energiemetabolisme (metabolisme tussen het lichaam en de omgeving). Atmosferische lucht wordt gekenmerkt door een lage en variabele vochtigheid, die de mogelijkheden om de luchtomgeving te beheersen beperkt, en onder zijn bewoners de evolutie van het water-zoutuitwisselingssysteem en de structuur van de ademhalingsorganen bepaalden. Er moet ook worden gewezen op de lage luchtdichtheid in de atmosfeer, waardoor het leven zich concentreert nabij het aardoppervlak en de atmosfeer binnendringt tot een hoogte van niet meer dan 50-70 m (kronen van tropische bosbomen).

De belangrijkste componenten van atmosferische lucht zijn stikstof (N 2) - 78,08%, zuurstof (0 2) - 20,9%, argon (Ar) - ongeveer 1% en koolstofdioxide (C0 2) - 0,03% (tabel één).

Zuurstof verscheen ongeveer 2 miljard jaar geleden op aarde, toen het oppervlak werd gevormd onder invloed van actieve vulkanische activiteit. In de afgelopen 20 miljoen jaar is het aandeel zuurstof in de lucht geleidelijk toegenomen (vandaag is dat 21%). hoofdrol dit werd gespeeld door de ontwikkeling van de plantenwereld van land en oceaan.

Tabel 1. Gassamenstelling van de aardatmosfeer

De atmosfeer beschermt de aarde tegen meteorenbombardementen. Ongeveer 5 keer per jaar verbranden fragmenten van meteorieten, kometen en asteroïden in de atmosfeer, waarvan de kracht, als ze de aarde zouden ontmoeten, de kracht van de bom op Hiroshima zou overtreffen. De meeste meteorieten bereiken het aardoppervlak nooit, ze branden zelfs uit als ze met grote snelheid de atmosfeer binnendringen. Elk jaar valt er ongeveer 6 miljoen ton kosmisch stof op aarde.

Bovendien draagt ​​de atmosfeer bij aan het behoud van warmte op de planeet, die anders zou worden afgevoerd in de kou van de ruimte. Dezelfde atmosfeer als gevolg van de zwaartekracht verdwijnt niet.

Op een hoogte van 20-25 km van het aardoppervlak bevindt zich een beschermende (laag) die de ultraviolette straling vertraagt ​​die schadelijk is voor alle levende wezens. Zonder dat zou dergelijke straling het leven op aarde kunnen vernietigen. Helaas, sinds de jaren 80 en 90 20ste eeuw er is een negatieve trend naar verdunning en vernietiging van het ozonscherm.

Elke habitat is een complex systeem dat zich onderscheidt door zijn unieke reeks abiotische en biotische factoren, die in feite deze omgeving vormen. Evolutionair is de land-luchtomgeving later ontstaan ​​dan de wateromgeving, die wordt geassocieerd met chemische transformaties van de samenstelling van atmosferische lucht. De meeste organismen met een kern leven in de terrestrische omgeving, wat wordt geassocieerd met een grote variëteit natuurgebieden, fysieke, antropogene, geografische en andere bepalende factoren.

Kenmerken van de grond-luchtomgeving

Deze omgeving bestaat uit de bovenste grondlagen ( tot 2 km diep) en lagere atmosfeer ( tot 10 km). De omgeving wordt gekenmerkt door een grote verscheidenheid aan verschillende levensvormen. Onder de ongewervelde dieren kan men opmerken: insecten, een paar soorten wormen en weekdieren, natuurlijk overheersen gewervelde dieren. Het hoge zuurstofgehalte in de lucht leidde tot een evolutionaire verandering in het ademhalingssysteem en de aanwezigheid van een intenser metabolisme.

De atmosfeer heeft onvoldoende en vaak wisselende luchtvochtigheid, wat vaak de verspreiding van levende organismen beperkt. In gebieden met hoge temperaturen en een lage luchtvochtigheid ontwikkelen eukaryoten verschillende idioadaptaties, die tot doel hebben het vitale waterpeil op peil te houden (omzetting van plantenbladeren in naalden, ophoping van vet in kamelenbulten).

Terrestrische dieren worden gekenmerkt door het fenomeen fotoperiodiek dus de meeste dieren zijn alleen overdag of alleen 's nachts actief. Ook wordt de aardse omgeving gekenmerkt door een aanzienlijke amplitude van schommelingen in temperatuur, vochtigheid en lichtintensiteit. De verandering in deze factoren wordt geassocieerd met geografische locatie, verandering van seizoenen, tijdstip van de dag. Door de lage dichtheid en druk van de atmosfeer is spier- en botweefsel ontwikkeld en complexer geworden.

Gewervelde dieren hebben complexe ledematen ontwikkeld die zijn aangepast om het lichaam te ondersteunen en te bewegen op een stevige ondergrond in omstandigheden van: hoge dichtheid atmosfeer. Planten hebben een progressieve wortelstelsel, waardoor het in de bodem kan worden gefixeerd en stoffen tot een aanzienlijke hoogte kan worden getransporteerd. Ook hebben terrestrische planten mechanische, basale weefsels, floëem en xyleem ontwikkeld. De meeste planten hebben aanpassingen die hen beschermen tegen overmatige transpiratie.

De grond

Hoewel de bodem is geclassificeerd als een habitat voor terrestrische lucht, verschilt deze sterk van de atmosfeer in zijn fysieke eigenschappen:

• Hoge dichtheid en druk.
• Onvoldoende hoeveelheid zuurstof.
• Lage amplitude van temperatuurschommelingen.
• Lage lichtintensiteit.

In dit opzicht hebben de ondergrondse bewoners hun eigen aanpassingen, te onderscheiden van landdieren.

aquatische habitat

Een omgeving die de hele hydrosfeer omvat, zowel zoute als zoete waterlichamen. Deze omgeving wordt gekenmerkt door een minder gevarieerd leven en zijn eigen bijzondere omstandigheden. Het wordt bewoond door kleine ongewervelde dieren die plankton, kraakbeen- en beenvissen, wormen, weekdieren en enkele soorten zoogdieren vormen.

De zuurstofconcentratie is sterk afhankelijk van de diepte. Op plaatsen waar de atmosfeer en de hydrosfeer met elkaar in contact komen, is er veel meer zuurstof en licht dan op diepte. Hoge druk, die op grote diepte 1000 keer hoger is dan de atmosferische druk, bepaalt de vorm van het lichaam van de meeste onderwaterbewoners. De amplitude van temperatuurverandering is klein, omdat de warmteoverdracht van water veel lager is dan die van het aardoppervlak.

Verschillen tussen het water en het grond-luchtmilieu

Zoals reeds vermeld, worden de belangrijkste onderscheidende kenmerken van verschillende habitats bepaald door: abiotische factoren. De land-luchtomgeving wordt gekenmerkt door een hoge biologische diversiteit, hoge zuurstofconcentratie, variabele temperatuur en vochtigheid, de belangrijkste beperkende factoren voor de vestiging van dieren en planten. Biologische ritmes zijn afhankelijk van de lengte van de daglichturen, het seizoen en de natuurlijke klimaatzone. In het aquatisch milieu bevinden de meeste nutriënten organische stoffen zich in de waterkolom of op het oppervlak, slechts een klein deel bevindt zich onderaan; in het grond-luchtmilieu bevinden alle organisch materiaal gelegen aan de oppervlakte.

Landbewoners zijn anders de beste ontwikkeling sensorsystemen en zenuwstelsel in het algemeen het bewegingsapparaat, de bloedsomloop en ademhalingssysteem. De skin covers zijn heel anders, omdat ze functioneel anders zijn. Onder water komen lagere planten (algen) veel voor, die in de meeste gevallen geen echte organen hebben, bijvoorbeeld rhizoïden dienen als aanhechtingsorganen. De verspreiding van waterbewoners wordt vaak geassocieerd met warme onderstromen. Naast de verschillen tussen deze habitats, zijn er dieren die zich hebben aangepast om in beide te leven. Deze dieren omvatten amfibieën.