Грунт як середовище проживання. Середовища проживання організмів. Знайомство з організмами різних середовищ існування
n1.doc
1.3.Тема Середовища життя. Пристосування організмів до середовища життя
1.3.1.Среди проживання і їх вплив на живі організми
На нашій планеті існують 4 середовища життя:
водна
Повітряно - наземна
ґрунтова
организменного
1.3.2.Наземно - повітряне середовище життя і її особливості. Адаптації організмів до проживання в наземно-повітряному середовищі
1.Повітряно - наземному середовищі- характеризується непостійністю дії факторів. Яскраво виражені кліматичні чинники: промениста E; t; вологість; повітря; світло.Температура - цей фактор первинний, періодичний. Виробилися чіткі адаптації у організмів. По відношенню до температури організми відносяться:
термофілли (Теплолюбіваие)
креофілли (Організми помірних і північних широт)
В процесі еволюції виробляються адаптації:
процес транспірації, який йде з поглинанням Q і охороняє організм від опіків
не поглинання хлорофілом сонячних променів
у рослин в плазмі накопичуються солі і органічні сполуки, Які сприяють не згортання плазми.
По відношенню до температури виділяють екологічні групи рослин:
По відношенню до низьких температур:
нехолодостойкіе - гинуть при низьких позитивних температурах (водорості теплих морів)
неморозостійкі - переносять низькі температури, але якщо утворюється лід в клітинах, то гинуть (вічнозелені тропічні види)
морозостійкі , Льдоустойчівие рослини проходять загартовування
нежаростойкіе ; t = +30 до +40 С, гинуть водні квіткові
жаротривке - рослини сухих місць проживання: степи, пустелі, савани - до +50 - + 60С
жаростійкі - організми гарячих джерел: +80 - + 95С
Температура і тварини
Тварини менш залежні від температури тому рухливі. Більшість тварин термофіли Н: рибка ціпріподон плямистий - до + 52С; метелики, жуки в пустелі - до + 50С; рептилії, птахи, пінгвіни в Антарктиці до - 70С; ногохвостки або снігові блохи від +50 до -70С
Анатомо-морфологічні пристосованості:
Запасання жиру, масла, глікогену
Наприклад, у тюлений і моржів до 40% ваги запас жиру навколо шлунка у сибірського і у монгольського худоби.
Адаптації які виражені в правилах В. Бергманаі Д. Аллена
Правило Бергмана відображає закономірність: великі види теплокровних тварин живуть в найбільш холодних кліматі; дрібні в теплому кліматі.
Наприклад, Пінгвіни королівські (1,5 м) - Антарктика - найменші галапогосскіх острова (у тропіків)
Білий ведмідь - Антарктика; бамбуковий ведмідь - тропік.
При великій масі тіла не велика виділяється менше; у маленьких тварин виділяється більше.
З цього правила випливає наслідок Аллена в якій відбивається закономірність, що виражається в зменшенні виступаючих частин тіла у жителів холодного клімату подовження цих частин у жителів теплого клімату.
Наприклад, заєць біляк - вуха короткі
Русак - наш
Степовий - вуха довгі
Тваринам властиві сплячки і міграції в країнах з несприятливим кліматом
Два типу спячек:
Літні, в зв'язку з високими температурами і вологістю (степи, пустелі) гризуни, личинки бабок, яйця комарів
Зимові, в зв'язку з низькими температурами і відсутністю їжі: ведмідь, борсук, єнотовидний собака, грунтові тварини. (У рослин ті ж причини зимової сплячки)
Наприклад, американський північний олень - щорічно подорожує до 800км; Синій кит - 500км; Летючі миші(Наші) в Білорусію.
Причина відсутність їжі
Поведінкові адаптації: виготовлення гнізд, притулків, лігва.
Як адаптації до низьких температур
Ігри у дитинчат великих тварин
так зігріваються
У тварин несприятливого клімату зміна харчування по сезонах
Наприклад, дрізд - влітку - комахоїдна
Взимку - горобина
Щиглики, чижі, чечітки - влітку - комахоїдна
Взимку - насіння
У тварин холодного клімату раціон найбільш різноманітний
1.3.3.Водная середовище життя. Адаптації організмів до водного середовища
Загальна характеристика.Водним середовищем називають таке середовище, в якій вода відіграє важливу роль, як зовнішня середу.
Вода займає приблизно 71% поверхню земної кулі. Понад 98% - солона вода,
1.2% - льоди полярних областей.
~ 0,45% річки, озера, болота, джерела, підземна прісна вода і т.д.
В океану розрізняють 2 екологічні області:
пелагіаль - товщу води;
бенталь - дно, яка в свою чергу в залежності від глибини ділиться на:
– батіальних зону - область крутого схилу до глибини 3 км .;
– абісальну зону - океанічне ложе зі середньою глибиною- 3-6 км;
– ультраабіссаль - океанічні западини, 6 - 10 км;
– талассобатіаль - схили океанічних гір, вулканів,
Кромка берега, що заливається в період припливів називається літораллю . Частина берега вище рівня припливу, зволожувана бризками прибою і штормами називається Супралітораль .
Пелагіаль підрозділяється на:
– епіпелагіаль - область води до глибини до 200 м .;
– мезопелагіаль - область води від глибини 200м до глибини до 1 км .;
– батіпелагіаль - область води глибиною від 1 до 2-3 км .;
– абіссопелагіаль - область води від 3 до 6 км;
– ультраабіссаль - глибоководні западини.
У воді живуть приблизно 150000 видів тварин - близько 7% від відомих нині і 10000 видів рослин - 8%. Найбільша різноманітність видів в тропічних, субтропічних морях на глибині не перевищує 200 - 500 м.
Характерними рисами водного середовища проживання є наступні.
Рухливість води: припливи і відливи, морські течії, Рух хвиль і ін .;
Щільність середовища і її в'язкість. Щільність води в 800 разів більше щільності повітряного середовища. Прісна вода має максимальну щільністю при 4 о С. В середньому в водної товщі на кожні 10м глибини тиск зростає на 1 атмосферу. Щільність води забезпечує можливість живим організмам спиратися на неї, що особливо важливо для бесскелетних форм. Опорность води служить умовою ширяння в воді;
Наявність поверхневого натягу в результаті якого утворюється тонка плівка - результат притягання молекул рідини. Цим користуються для пересування водні безхребетні (водоміри вертячки), що ковзають по водній поверхні лише прогинаючи воду, утворюючи увігнутий меніск;
Температурний фактор - відрізняється меншим припливом тепла, відносно постійний, мешканці води - стенотерми, дуже небезпечно потепління. Частина теплової енергії, що надходить на поверхню води, відбивається, частина йде на випаровування. В озерах і ставках в залежності від температури виділяють три шари води:
- середній, металімніон , Шар температурного стрибка, де відзначається різкий перепад температур;
Глибоководний (придонний) - гіполімніон , Де температура протягом всього року змінюється незначно.
Влітку найбільш теплі шари розташовуються біля поверхні, холодні - на глибині - пряма стратифікація . Взимку навпаки - зворотна стратифікація . Період щодо постійного температурного стану водного середовища взимку і влітку носить назву стагнація (літня і зимова) .
Термічна стратифікація і для морського середовища, де також виділяють 3 шари:
- поверхневий, до глибини 400 метрів (морська термосфера);
- проміжний (постійний термоклин), до глибини 1500 м.
- глибоководний, з температурою 1-3 о С.
Виняток становлять термальні джерела з температурою до 100 о С.
Термодинамічні особливості середовища, такі як висока питома теплоємність, велика теплопровідність і розширення при замерзанні (при цьому лід утворюється лише зверху, а основна маса води не промерзає) створюють сприятливі умови для живих організмів.
Кислотність середовища важливий фактор, нерідко позначається на розподілі організмів. У прісних водоймах кислотність нерідко відчуває значні коливання протягом доби. Морська вода більш лужна і її коливання менш значимі. З глибиною РН зменшується. Водойми з РН 3,7 - 4, 7 - кислі, 6,95 - 7,3 - нейтральні, більше 7,8 - лужні.
Світловий режим і прозорість води залежать від загальної кількості сонячного світла, що падає на водну поверхню. Частина його відбивається, частина поглинається товщею води. З глибиною змінюється спектральний склад води, оскільки хвилі різної довжини по різному поглинаються водою. Першими зникають червоні промені, потім зелені, сині. Рослини пріспосоабліваются до цього виробляючи спеціальні пігменти: фікофеінф, фукоксантин, фикоеритрини і ін., Тобто відбувається хроматична ааптація. Для водних рослин і частково занурених характерна гетерофилии , Тобто відмінність будови надводних і підводних органів в однієї рослини.
Поглинання світла в воді тим сильніше, чим менше її прозорість. Прозорість води в свою чергу обумовлена наявністю в ній частинок мінеральних речовин (глина, мул). Зменшується прозорість води при бурхливому розростанні водної рослинності в літній періодабо при масовому розмноженні дрібних організмів, що знаходяться в поверхневих шарах в підвішеному стані.
Найпрозоріші води в Саргасовому морі - 66, 5 м, а прозорість Сирдар'ї та Амудар'ї - кілька см.
Сольовий режим формується під впливом природно-історичних і геологічних умов, а також при антропогенному впливі. Визначається вмістом солей у воді, виражається в г / л або в проміле О / ГО. За загальної мінералізації води поділяються на:
- солонуваті - 1 - 25 г / л;
- морський солоності - 26 - 50 г / л;
- розсоли - більше 50 г / л.
Найбільш важливими з розчинених речовин є карбонати, сульфати, хлориди. Серед катіонів - кальцій, магній, натрій, калій. Залежно від змісту іонів кальцію в прісній воді, води поділяють на м'які (менш 9мг на 1 літр) і жорсткі (більше 25 мг. На літр).
Солоність є обмежуючим фактором.
Газовий режим визначається в першу чергу концентраціями кисню і вуглекислого газу. Крім них у воді є сірководень, метан та ін.
Наприклад, замори риб взимку.
Серед тварин зустрічаються як евріоксібіонти, так і стенооксібіонти. Багато видів живих організмів здатні при нестачі кисню впадати в неактивний стан аноксібіоз.
Дихання гідробіонтів здійснюється як через всю поверхню тіла, так і через спеціалізовані органи: зябра, легені, трахеї. У деяких зустрічаються комбіновані органи дихання, наприклад у Дводишні риб. Повторноводних тварини зберігають зазвичай атмосферне тип дихання, як енергетично більш вигідний, і тому потребують контактах з повітряним середовищем.
Вуглекислий газнадходить в воду в результаті розчинення з повітря, в результаті дихання гідробіонтів, розкладання органічних залишків, вивільнення з карбонатів. Він краще розчиняється у воді, ніж кисень. Вміст вуглекислого газу у воді в 700 разів більше, ніж в повітрі .. Морська вода - головний резервуар вуглекислого газу на планеті.
Вуглекислий газ бере участь у формуванні вапняних скелетних утворень безхребетних тварин, забезпечує фотосинтез водних рослин.
Відносна сталість чинників, і як наслідок велика кількість стенобіонтних видів;
Екологічні групи гідробіонтів.
У водному середовищі існування виділяють 3 екологічних групи організмів:
Нектон - сукупність свободноплавающих тварин, що не мають зв'язку з дном водойми - риби, кальмари, китоподібні. Представлений великими тваринами, які здатні перетинати великі відстані і долати опір води. Мають обтічну форму тіла і добре розвинені органи руху. Швидкість пересування кальмарів - 50 км / год, вітрильники - 100-150 км / ч, меч-риба - 130 кмч.
планктон - сукупність пелагічних організмів, які не володіють здатністю до активного пересування. Як правило це дрібні тварини, які переносяться течіями. Планктон підрозділяється на зоопланктон , фітопланктон , Водні бактерії.
нейстон - організми, які населяють поверхневу плівку води на кордоні з повітряним середовищем. Як правило, це організми в личинкової стадії розвитку. Дорослішаючи вони залишають поверхневий шар, службовець притулком і переміщаються жити в інші шари. До гіпонейстон відносять великих безхребетних, личинки і мальки риб.
плейстон - організми, частина яких розташована над поверхнею, а частина в воді. Наприклад, ряска.
бентос - сукупність організмів, що мешкають на дні водойми, в грунті: фітобентос , зообентос .
Ще одна специфічна водна екосистема утворюється у чорних курців, де температура розчинів гидротерм досягає 350 о С. Там зазначено велику кількість хемо-літо-автотрофних бактерій, «зарості» тварин вестіммініфер, гігантські краби, молюски.
За рухливості все гідробіонти поділяються на:
малорухливі;
нерухомі;
Рухливі.
автотрофи;
Гетеротрофи.
мікро;
Макро;
Мезо.
Слабкий розвиток провідної тканини, тому що воду і мінеральні речовини рослина поглинає всією поверхнею тіла.
Слабкий розвиток кореневої системи, яка служить тільки для прикріплення до субстрату. У водоростей коренів немає, є ризоїди. У деяких є кореневища, в яких запасаються поживні речовини. Так само вони служать для вегетативного розмноження.
Слабкий розвиток механічних тканин, через високу щільності середовища, що підтримує втечу або слань.
Наявність придатків, що збільшують плавучість.
Наявність воздухоносной паренхіми, що збільшує плавучість і запасающей гази для дихання і фотосинтезу.
Велика поверхня листя при малому обсязі рослини - пристосування до поліпшення газообміну при нестачі кисню.
Різнолистний (гетерофилии) - сальвінія плаваюча, чилим. Занурені в воду - мінеральне живлення, поверхневі фотосинтез.
Листя, занурені в воду - тонкі, хлорофіл розташований в клітинах епідермісу - пристосування до фотосинтезу при слабкому освітленні.
Наявність слизу і товстостінних клітин ендодерми - захист від вимивання мінеральних солей.
Інтенсивне розмноження вегетативним шляхом через труднощі перенесення пилку і низької температури води, несприятливо діє на генеративні органи рослини. При розмноженні статевим шляхом квітконоси часто виносяться в повітряне середовище.
Пилок, насіння, плоди поширюються течіями - гідрохорія . Часто вони мають порожнини, заповнені повітрям, вирости, що забезпечують плавучість.
У нектону і планктону - пристосування, що збільшують плавучість, у бентоса - пристосування до донного способу життя.
Анатомо-морфологічні:
У дрібних форм, які живуть в товщі води - редукція скелета, утворення порожнин в скелетних утвореннях, раковинах (радіолярії, різоподи).
Наявність великої кількості води в тканинах - медузи.
Скупчення крапельок жиру в тілі (ночесветки, радіолярії), великі скупчення жиру - ракоподібні, риби, китоподібні.
Наявність плавальних міхурів, наповнених газом у риб.
Розвиток повітроносних порожнин.
Збільшення площі поверхні тіла у планктону.
Розташування дихального отвору. Наприклад, у дельфінів в тім'яної частини голови, що дозволяє зробити вдих не забарився руху.
Використання поверхневого натягу води для руху - водоміри, жуки-вертячки.
Активне плавання за допомогою війок (інфузорія туфелька, інфузорія- трубач), джгутиків (Евглена зелена), згинання тіла (міноги, міксин, вугор), реактивним способом за рахунок енергії викидається струменя (головоногі молюски, наутилус), переміщення за допомогою ложноножек (саркодові ), спеціалізованих плавальних кінцівок (плавники риб, ласти ссавців).
Обтічна форма тіла у активно плаваючих.
Покриття тіла слизом, що зменшує тертя.
Деякі риби здатні до польоту (летюча риба, клінобрюшка) на відстань до 400 м.
Тільки у водному середовищі зустрічаються нерухомі, провідні прикріплений спосіб життя тварини: гидроиди, коралові поліпи, морські лілії, двостулкові молюски та ін. У них розгалужена форма тіла, добре розвинені зябра, незначна плавучість.
У глибоководних специфічні риси, про які йшлося раніше.
Пристосування форми тіла, що маскують під предмети довкілля(Риба-голка, морський коник, риба-лист, ськорпеновиє).
Наявність серединної лінії у риб - орган, спеціалізований для водного середовища.
Складний механізм водно-сольового обміну. Наявність спеціальних органів для видалення надлишку води: пульсуючі вакуолі, органи виділення.
Видалення солей у морських організмів через зяброві пелюстки.
Ротовий апарат цедильного типу (кишковопорожнинні, молюски, ланцетник, голкошкірі, ракоподібні). Виконують важливу роль в очищенні водойм.
Яка вловлює звуки (до ультразвуку). Здатність до ехолокації.
Здатність до генерування електрики (електричний скат, електричний вугор).
Наявність розвинених хеморецепторів.
Вертикальні переміщення (добові, для нересту, полювання).
Горизонтальні переміщення (нерестові, зимувальні, нагульні).
Здатність до будівництва (павук-Серебрянка, восьминоги, личинка ручейника).
Специфічну поведінку жителів пересихаючих водойм, здатних переносити тривалі періоди без води в стані гипобиоза (Зниженої життєдіяльності).
1.3.4.Почвенная середовище життя. Грунтові організми.
Загальна характеристика.Грунт - є продуктом життєдіяльності організмів, включаючи і мікроорганізми, як сучасних, так і належать "колишнім біосфери". Грунт - найважливіший компонент будь-якої екологічної системи суші, на базі якого відбувається розвиток рослинних угруповань, в свою чергу складають основу харчових ланцюгів всіх інших організмів, що утворюють екологічні системи Землі, її біосферу. Люди не становлять тут винятку: благополуччя будь-якого людського суспільствавизначається наявністю і станом земельних ресурсів, Родючістю грунтів.
Тим часом, за історичний час на нашій планеті було втрачено до 20 млн. Км 2 земель сільськогосподарського призначення. На кожного жителя Землі нині доводиться в середньому всього 0,35-0,37 га, тоді як в 70-х роках ця величина становила 0,45-0,50 га. якщо сучасна ситуаціяне зміниться, то через століття, при таких темпах втрат, Загальна площаугідь, придатних для землеробства скоротиться з 3,2 до 1 млрд. га.
В.В. Докучаєвим було виявлено 5 головних почвообразующих факторів:
клімат;
материнська порода (геологічна основа);
топографія (рельєф);
живі організми;
час.
Грунтоутворення починається з первинної сукцесії, що виявляється у фізичному і хімічному вивітрюванні, провідному до розпушення з поверхні материнських гірських порід, таких як базальти, гнейси, граніти, вапняки, пісковики, сланці. Цей шар вивітрювання поступово заселяється мікроорганізмами і лишайниками, які перетворять субстрат і збагачують його органічними речовинами. В результаті діяльності лишайників в первинної грунті накопичуються найважливіші елементи живлення рослин, такі як фосфор, кальцій, калій і інші. На цій первинної грунті тепер можуть оселитися рослини і сформувати рослинні угруповання, що визначають обличчя біогеоценозу.
Поступово в процес грунтоутворення залучаються більш глибокі шари землі. Тому більшість грунтів має більш-менш виражений шаруватий профіль, розділяється на грунтові горизонти. У грунті поселяється комплекс ґрунтових організмів - едафон : Бактерії, гриби, комахи, черви і тварини, що риють. Едафон і рослини беруть участь в утворенні ґрунтового детриту, який через свій організм пропускають детритофаги - черв'яки і личинки комах.
Наприклад, дощові черв'яки на гектарі землі за рік переробляють близько 50 т грунту.
При розкладанні рослинного детриту утворюються гумінові речовини - слабкі органічні гумінові і фульвокислоти - основа грунтового гумусу. Його зміст забезпечує структурність грунту і доступність рослинам мінеральних елементів живлення. Потужність багатого гумусом шару визначає родючість ґрунту.
До складу ґрунту входять 4 важливих структурних компоненти:
мінеральна основа (50-60% загального складу грунту);
органічна речовина(до 10%);
повітря (15-20%);
вода (25-35%).
Структура грунту визначається відносним вмістом в ній піску і глини. Найбільш сприятлива для росту рослин грунт, що містить пісок і глину в рівній кількості.
У грунті, як правило, виділяють 3 основних горизонту, що розрізняються по механічним і хімічним властивостям:
Верхній перегнійно-акумулятивний горизонт (А), в якому накопичується і перетворюється органічна речовина і з якого промивними водами частина з'єднань виноситься вниз.
Горизонт вимивання або іллювіальний (В), де осідають і перетворюються вимиті зверху речовини.
материнську породу або горизонт (С), матеріал, який перетворюється в грунт.
Основними властивостями грунту як екологічного середовищає її фізична структура, механічний і хімічний склад, кислотність, окислювально-відновні умови, зміст органічних речовин, аерація, вологоємність і зволоженість. Різні поєднання цих властивостей утворюють безліч різновидів ґрунтів. На Землі по поширеності провідне становище займають п'ять типологічних груп грунтів:
ґрунти вологих тропіків і субтропіків, переважно червоноземи і жовтоземи , Що характеризуються багатством мінерального складу і великий рухливістю органіки;
родючі ґрунти саван і степів - чорноземи, каштанові і коричневі грунту з потужним гумусовим шаром;
мізерні і вкрай нестійкі грунти пустель і напівпустель, що відносяться до різних кліматичних зонах;
відносно бідні грунту лісів помірного пояса - підзолисті, дерново-підзолисті, бурі і сірі лісові грунти ;
мерзлотние грунту, зазвичай малопотужні, підзолисті, болотні , глейові , Збіднені мінеральними солями зі слабо розвиненим гумусовим шаром.
Окремою групою стоять засолені грунти: солончаки, солонці, і т.д. на які припадає 25% грунтів.
солончаки - грунту постійно сильно зволожені солоними водами аж до поверхні, наприклад, навколо гірко-солоних озер. Влітку поверхня солончаків висихає, покриваючись кіркою солі.
З
Зменшення засоленості ґрунту
Олонца
- з поверхню не засолені, верхній шар вилужений, неструктурний. Нижні горизонти ущільнені, насичені іонами натрію, при висиханні розтріскуються на стовпи, брили. Водний режим нестабільний - навесні - застій вологи, влітку - сильне пересихання.
солончакові
Соланчаковатие солонці
солонцюваті грунти (Слабо засолені)
Органічне речовина грунту.
Кожному типу грунтів відповідає певний рослинний, тваринний світі сукупність бактерій - едафон. Відмирають або відмерлі організми накопичуються на поверхні і всередині грунту, утворюючи органічну речовину ґрунту, зване гумусом . Процес гуміфікації починається з руйнування і подрібнення органічної маси хребетними тваринами, а потім перетворюється грибами і бактеріями. До таких тварин відносяться фітофаги , Що харчуються тканинами живих рослин, сапрофагі , Які споживають мертві речовини рослин, некрофаги , Які харчуються трупами тварин, копрофаги , Що знищують екскременти тварин. Всі вони складають складну систему, що отримала назву сапрофільного комплексу тварин .
Гумус різниться з вигляду, формі і характеру складових його елементів, які поділяються на гумінові і негуміновие речовини. Негуміновие речовини утворюються з сполук, що входять в тканини рослин і тварин, наприклад, білків і вуглеводів. При розкладанні даних речовин виділяється вуглекислий газ, Вода, аміак. Енергія, що утворюється при цьому використовується грунтовими організмами. При цьому відбувається повна мінералізація елементів живлення. Гумінові речовини в результаті життєдіяльності мікроорганізмів переробляються в нові, зазвичай високомолекулярні сполуки - гумінові кислоти або фульвокислоти .
Гумус підрозділяється на поживний, який легко переробляється і служить джерелом живлення мікроорганізмів і стійкий, який виконує фізичні і хімічні функції, Контролюючи баланс поживних речовин, кількість води і повітря в грунті. Гумус щільно склеює мінерали ґрунту, покращуючи її структуру. Структура грунтів також залежить від кількості з'єднань кальцію. Виділяють наступні структури грунту:
борошнисту,
пороховатую,
зернисту,
ореховатую,
грудкувату,
глинистий.
Головне властивість грунту - її родючість, тобто здатність забезпечувати рослини водою, мінеральними солями, повітрям. Потужність гумусового шару визначає родючість ґрунту.
Вологість і аерація.
Вода грунту підрозділяється на:
гравітаційну,
гигроскопическую,
капілярну,
пароподібну
Гігроскопічна вода в грунті утримується за рахунок водневих зв'язків навколо окремих колоїдних частинок у вигляді тонкої, міцної пов'язаної плівки. Вивільняється тільки при температурі 105 - 110 ° С і практично недоступна для рослин. Кількість гигроскопической води залежить від вмісту в грунті колоїдних частинок. У глинистих ґрунтах її до 15%, в піщаних - 5%.
У міру накопичення кількості гігроскопічної води вона переходить в капілярну, утримувати в грунті силами поверхневого натягу. Капілярна вода легко піднімається до поверхні по порах від грунтових вод, легко випаровується, вільно поглинається рослинами.
Пароподібна волога займає всі вільні від води пори.
Існує постійний обмін грунтових, грунтових і поверхневих вод, Який змінює свою інтенсивність і спрямованість в залежності від клімату, сезонів.
Всі пори, вільні від вологи заповнені повітрям. На легких (піщаних) грунтах аерація краще, ніж на важких (глинистих). Повітряний режим і режим вологості пов'язаний з кількістю атмосферних опадів.
Екологічні групи ґрунтових організмів.
В середньому грунт містить 2-3 кг / м 2 живих рослин і тварин, або 20-30 т / га. При цьому в помірному поясікоріння рослин становлять 15 т / га, комахи 1т, дощові черв'яки - 500кг, нематоди - 50кг, ракоподібні - 40кг, равлики, слимаки - 20кг, змії, гризуни - 20гк, бактерії - 3т, гриби - 3т, актиноміцети - 1,5 т, найпростіші - 100кг, водорості - 100кг.
Рослини, адаптовані до сипучих пісках називаються псаммофіти . Вони здатні утворювати додаткове коріння при засипанні їх піском, на коренях утворюються додаткові бруньки при їх оголенні, часто мають високу швидкість росту пагонів, летючі насіння, міцні покриви, мають повітряні камери, парашути, пропелери - пристосування до незасипанію піском. Іноді ціле рослина здатна відірватися від грунту, висохнути і разом з насінням перенестися вітром в інше місце. Сходи швидко проростають, сперечаючись з барханом. Є пристосування до перенесення посухи - чохли на коренях, обкоркування коренів, сильне розвиток бічних коренів, безлисті пагони, ксероморфную листя.
Рослини, які ростуть на торф'яних болотах, називаються оксілофітамі . Вони пристосовані до високої кислотності грунту, сильному зволоженню, анаеробним умов (багно, росичка, журавлина).
Рослини, що живуть на каменях, скелях, кам'янистих осипи відносяться до літофіти. Як правило, це перші поселенці на скельних поверхнях: автотрофні водорості, накипні лишайники, листові лишайники, мохи, літофіти з вищих рослин. Їх називають рослинами щілин - хасмофітамі . Наприклад, ломикамінь, ялівець, сосна.
1.3.5.Жівой організм як особливе середовище існування. Средообразующая роль живих організмів.
Використання одними організмами інших для задоволення своїх потреб - поширене в природі явище. Немає практично жодного багатоклітинного організму, Що не має внутрішніх мешканців. Чим вище організація організму, тим різноманітніше його внутрішнє середовище, тканини і органи і тим більше різноманітні умови може він надати для проживання своїм співмешканців. Джонатан Свіфт писав:Під мікроскопом він відкрив, що на бліх
Живе блоху кусає блішки;
На блішки тій - блошінка-крихта,
У блошінку же встромляє зуб сердито
Блошіночка ... і так ad infinitum.
- практично необмежені харчові ресурси;
- захищеність від зовнішніх умов;
- захищеність від зовнішніх ворогів;
- постійні умови життя.
- замкнутий простір, тому з'явилися пристосування до видалення потомства з організму хазяїна;
- недолік кисню, у багатьох анаеробний тип обміну;
- важко знайти господаря і тому мала виживання потомства;
Кількість організмів у грунті величезна. Рослини, тварини і мікроорганізми, що мешкають в грунті, перебувають у постійній взаємодії один з одним і з середовищем існування. Дані взаємини складні і різноманітні. Тварини і бактерії споживають рослинні вуглеводи, жири і білки. Завдяки цим взаємовідносинам і в результаті корінних змін фізичних, хімічних і біохімічних властивостей гірської породив природі постійно відбуваються грунтоутворювального процеси. В середньому грунт містить 2 - 3 кг / м2 живих рослин і тварин, або 20 - 30 т / га. При цьому в помірному кліматичному поясі коріння рослин становлять 15 т / га, комахи - 1 т, дощові черв'яки - 500 кг, нематоди -50, ракоподібні - 40, равлики, слимаки - 20, змії, гризуни -20кг, бактерії - 3т, гриби - 3т, актиноміцети - 1,5 т, найпростіші - 100 кг, водорості - 100 кг на 1 гектар.
Незважаючи на неоднорідність екологічних умов в грунті, вона виступає як досить стабільне середовище, особливо для рухливих організмів. Крутий градієнт температур і вологості в грунтовому профілі дозволяє грунтовим тваринами шляхом незначних переміщень забезпечити собі відповідну екологічну обстановку.
Неоднорідність грунту призводить до того, що для організмів різних розмірів вона виступає як різна середу. Для мікроорганізмів особливе значення має величезна сумарна поверхня ґрунтових частинок, тому що на них адсорбується переважна частина мікроорганізмів. Складність грунтової середовища створює велику різноманітність умов для самих різних функціональних груп: аеробів, анаеробів, споживачів органічних і мінеральних сполук. Для розподілу мікроорганізмів в грунті характерна дрібна вогнищеве, оскільки протягом декількох міліметрів можуть змінюватися різні екологічні зони.
За ступенем зв'язку з грунтом як середовищем існування тварин об'єднують у три екологічні групи: геобіонти геофіли і ГЕОКС.
Геобіонти -тварини, постійно мешкають в грунті. Весь цикл їх розвитку протікає в грунтової середовищі. Геобіонтамі є дощові черв'яки (Lymbricidae), багато первинно-безкрилі комахи (Apterydota).
геофіли -тварини, частина циклу розвитку яких (частіше одна з фаз) обов'язково проходить в грунті. До цієї групи належить більшість комах: саранові (Acridoidea), ряд жуків (Staphylinidae, Carabidae, Elateridae), комарі-долгоножки (Tipulidae). Їх личинки розвиваються в грунті. У дорослому ж стані це типові наземні мешканці. До геофилов належать і комахи, які в грунті знаходяться в фазі лялечки.
ГЕОКС -тварини, іноді відвідують грунт для тимчасового укриття чи притулку. До геоксенам з комах відносяться Тараканова (Blattodea), багато Клопи (Hemiptera), деякі країни, що розвиваються поза грунту жуки. Сюди ж відносяться гризуни та інші ссавці, що живуть в норах.
Разом з тим наведена класифікація не відображає ролі тварин в почвообразовательних процесах, так як в кожній групі є організми, активно пересуваються і харчуються в грунті і пасивні, які перебувають в грунті в період окремих фаз розвитку (личинки, лялечки або яйця комах). грунтових мешканцівв залежності від їх розмірів і ступеня рухливості можна розділити на кілька груп.
Мікробіотіп, мікробіота -це грунтові мікроорганізми, складові основну ланку детритной харчового ланцюга, є хіба що проміжна ланка між рослинними залишками і грунтовими тваринами. Сюди відносяться, перш за все, зелені (Chlorophyta) і синьо-зелені (Cyanophyta) водорості, бактерії (Bacteria), гриби (Fungi) і найпростіші (Protozoa). По суті можна сказати, що це водні організми, а грунт для них - це система мікроводоемов. Вони живуть в ґрунтових порах, заповнених гравітаційної або капілярної водою, як і мікроорганізми, частина життя можуть перебувати в адсорбованому стані на поверхні частинок в тонких прошарках плівковою вологи. Багато з цих видів мешкають і в звичайних водоймах. Разом з тим грунтові форми зазвичай дрібніше прісноводних і, крім того, відрізняються здатністю значний час перебувати в інцістіроваться стані, перечікуючи несприятливі періоди. Так, прісноводні амеби мають розміри 50-100 мкм, грунтові - 10-15 мкм. Жгутикові не перевищують 2-5 мкм. Грунтові інфузорії також мають дрібні розміри і можуть в значній мірі змінювати форму тіла.
Для даної групи тварин грунт представляється як система дрібних печер. У них немає спеціальних пристосувань до риття. Вони повзають по стінках грунтових порожнин за допомогою кінцівок або червеобразно звиваючись. Насичений водяними парами грунтове повітря дозволяє їм дихати через покриви тіла. Багато видів тварин цієї групи не мають трахейной системи і вельми чутливі до висихання. Засобом порятунку від коливань вологості повітря для них є пересування вглиб. Більші тварини мають деякі пристосування, які дозволяють переносити тимчасове зниження вологості ґрунтового повітря: захисні лусочки на тілі, часткову непроникність покривів, суцільний грубезний панцир.
Періоди затоплення грунту водою тварини переживають, як правило, в бульбашках повітря. Повітря затримується навколо їх тіла через незмочуваність покривів, забезпечених у більшості з них волосками, лусочками і т. Д. Бульбашка повітря служить для дрібного тваринного своєрідною «фізичної зябра». Дихання здійснюється за рахунок кисню, що дифундує в повітряний прошарок з навколишнього середовища.
Тварини мезо- і мікробіотіпов здатні переносити зимовий промерзання грунту, що особливо є важливим, так як більшість з них не може йти вниз з шарів, що піддаються впливу негативних температур.
Макробіотіп, макробіота -це великі грунтові тварини, з розмірами тіла від 2 до 20 мм. До даної групи належать личинки комах, багатоніжки, енхітреід, дощові черв'яки та ін. Грунт для них є щільною середовищем, що впливає значний механічний опір при русі. Вони пересуваються в грунті, розширюючи природні свердловини шляхом розсування ґрунтових частинок або рою нові ходи. Обидва способи пересування накладають відбиток на зовнішню будову тварин. У багатьох видів розвинені пристосування до екологічно більш вигідному типу пересування в грунті - риття з закупорюванням за собою ходу.
Газообмін більшості видів даної групи здійснюється за допомогою спеціалізованих органів дихання, але поряд з цим доповнюється газообменом через покриви. У дощових черв'яків і енхітреід відзначається виключно шкірне дихання.
Риючі тварини можуть йти з шарів, де виникає несприятлива обстановка. До зими і в посуху вони концентруються в більш глибоких шарах, здебільшого в кількох десятках сантиметрів від поверхні.
Мегабіотіп, мегабіота -це великі землерои, головним чином з числа ссавців.
Багато з них проводять у грунті все життя (златокроти в Африці, слепушонки, цокори, кроти Євразії, сумчасті кроти Австралії, слепиши і т.п.). Вони прокладають в грунті цілі системи ходів і нір. Пристосованість до риючого підземному способу життя знаходить відображення у зовнішньому вигляді і анатомічні особливості цих тварин: у них недорозвинені очі, компактне вальковатое тіло з короткою шиєю, короткий густе хутро, сильні компактні кінцівки з міцними кігтями.
Крім постійних мешканців грунту серед великих тварин нерідко виділяють окрему екологічну групумешканців нір . До цієї групи тварин належать борсуки, бабаки, ховрахи, тушканчики і ін. Вони годуються на поверхні, однак розмножуються, зимують, відпочивають, рятуються від небезпеки в грунті. Ряд інших тварин використовує їх нори, знаходячи в них сприятливий мікроклімат і укриття від ворогів. Мешканці нір, або норнікі, мають риси будови, характерні для наземних тварин, але в той же час мають ряд пристосувань, пов'язаних з риє способом життя. Так, для борсуків характерними рисами є довгі кігті і сильна мускулатура на передніх кінцівках, вузька голова, невеликі вушні раковини.
До особливої групи Псаммофіли відносять тварин, що заселяють сипучі рухливі піски. До типових Псаммофіли відносяться мармурові хрущі з роду Polyphylla, личинки мурашиних левів (Myrmeleonida) і скакунів (Cicindelinae), велика кількість перетинчастокрилих (Hymenoptera). Грунтові тварини, що живуть в рухомих пісках, мають специфічні пристосування, які забезпечують їм пересування в пухкому грунті. Як правило, це «мінують» тварини, що розсовують частки піску.
У хребетних Псаммофіли кінцівки нерідко влаштовані в формі своєрідних «піщаних лиж», що полегшують пересування по пухкому грунту. Наприклад, у тонкопалого ховраха і гребнепалий тушканчика пальці покриті довгими волоссям і роговими виростами.
Як уже було відзначено вище, 25% всіх грунтів нашої планети засолено. Тварин, що пристосувалися до життя на засолених грунтах, називають галофили . Зазвичай в засолених грунтах фауна в кількісному і якісному відношенні сильно збіднюється. Наприклад, зникають личинки коваликів (Elateridae), хрущів (Melolonthinae), а разом з тим з'являються специфічні галофили, які не зустрічаються в грунтах звичайної засоленості. Серед них можна відзначити личинки деяких пустельних жуків-чернотелок (Tenebrionidae).
У жителя водного середовища повинні бути певні пристосування, багато хто з них можна виявити вже в його зовнішності. Для плавання потрібні відповідна форма тіла, покриття його полегшує рух у воді. Апарат пересування включає особливі кінцівки, спеціальні вирости чи інший варіант двигуна.
Пристосування до водного середовища
Форма тіла повинна бути завжди обтічної при самих різних її варіантах:
сплюсненої з боків (карась),
сплюсненої в спино-черевному напрямку (п'явка),
круглої в поперечному перерізі(Вугор),
каплевидной (жук-плавунец),
торпедообразной (кальмар).
Тіло повинно мінімізувати тертя об воду. Це досягається особливостями його покривів:
покрив слизу (риба);
дуже гладка ( «полірована») тверда поверхня (морська черепаха),
м'який шар на поверхні твердого тіла (кит).
кінцівки:
мають плавальну перетинку (жаба),
перетворені в плавці (дельфін),
перетворені в ласти (тюлень).
Спеціальні вирости і пристосування до руху у воді можуть включати:
плавальну перетинку навколо тіла або спеціальну типу «парасолька» (каракатиця, медуза),
водоструминний ( «реактивний») двигун (кальмар, личинка бабки),
хвіст з плавником (риба).
У воді теж доводиться дихати, і таке дихання організовано за певними правилами.Органи дихання різні:
зябра (риба),
дихальна трубка (ранатра),
повітрозабірники (водяні жуки, клопи),
запасання повітря під водою у вигляді міхура (павук серебрянка),
формування міхура, що заміняє легке (жуки-плавунци).
Основне правило забарвлення для водних тварин диктує співвідношення яскравості світла в воді. Коли дивишся зверху, то бачиш темне дно, а при погляді з води - світле небо. Звідси характерна пристосувальне фарбування всіх, хто живе в воді. Верхня частина тіла у них темна, маскує їх на тлі темного дна, а нижня - світла, маскує на тлі світлого неба. Через цю особливість забарвлення:більшість водних мешканців різко двокольорові: темний верх і світла нижня (черевна) сторона.
Організми, що мешкають в грунті, живуть за своїми правилами і теж мають спеціальні пристосування, які стосуються форми тіла, його покривів, кінцівок та інших його особливостей.
Пристосування до грунту
Покрови тіла підземного жителя повинні дозволяти йому безперешкодно просуватися в щільному грунті як вперед, так і назад (не завжди можна розвернутися у вузькому ходу).Ось деякі правила для покривів:
слизові виділення, що дозволяють ковзати в грунті (черв'як),
якщо є шерсть, то вона зазвичай коротка (кріт),
шерсть загладжується вперед і назад (кріт),
шерсть стійка до стирання (кріт).
Форма тіла і кінцівок теж повинна бути адресною . Довгі кінцівки не дадуть можливості рухатися у вузькій норі, крім того кінцівки потрібні для копання землі. Тіло не повинне чіплятися за склепіння нори або має легко згинатися під прямим або навіть гострим кутом. Звідси такі правила:
короткі кінцівки,
копальні кінцівки (кріт) або копальні зуби (слепушонка),
тіло тонке і довге (геофіл),
обтічне тіло без виступаючих частин (кріт).
Специфічність органів чуття землерои - теж його пристосування до особливостей середовища проживання. Вони можуть бути влаштовані за такими правилами:
зменшені або відсутні вушні раковини (кріт),
зменшені або відсутні очі (кріт),
підвищена тактильна чутливість (вібриси по всьому тілу).
Грунт щільна і важка, а, крім того, в ній може бути недостатньо повітря. Ці її особливості також призводять дофізіологічним і анатомічним адаптациям :
стійкість до нестачі кисню (асфіксії) система лакун (порожнин в яких зберігається кров, насичена киснем);
потужні м'язи і кістки, що протистоять здавлення (кріт).
Жителі повітряного середовища проживання різноманітні за своїми пристосуванням, тому що спеціалізовані до занадто розрізняються місцепроживання. Так що бігають по твердому грунті, зовсім не схожі на лазающих, а ті й інші дуже відрізняються від літаючих. Тому тут все організми зручно розділити на підгрупи, що володіють подібними адаптаціями до одного і того ж местообитанию.
Пристосування до повітряного середовища
Найбільш специфічні серед мешканців повітряного середовища, звичайнолітаючі форми. Уже особливості зовнішності організму дозволяють помітити його пристосування до польоту. Перш за все, про це говоритьформа його тіла .
Форма тіла:
обтічність тіла (птах),
наявність площин для опори на повітря (крила, парашут),
полегшена конструкція (порожнисті кістки),
наявність крил та інших пристосувань для польоту (літальні перетинки, наприклад),
полегшення кінцівок (вкорочення, зменшення маси м'язів).
У бігають тварин теж з'являються відмінні риси, за якими легко дізнатися хорошого бігуна, а якщо він пересувається стрибками, то стрибуна:
потужні, але легкі кінцівки (кінь),
зменшення пальців на ногах (кінь, антилопа),
дуже потужні задні кінцівки і укорочені передні (заєць, кенгуру),
захисні рогові копита на пальцях (копитні, мозоленогіх).
лазять організми мають самі різні пристосування. Вони можуть бути загальними для рослин і тварин, а можуть і різнитися. Для лазіння може бути використана і своєрідна форма тіла:
тонке довге тіло, петлі якого можуть служити опорою при лазінні (змія, ліана),
довгі гнучкі хапальні або чіпляються кінцівки, а можливо, і такий же хвіст (мавпи);
вирости тіла - вусики, гачки, корінці (горох, ожина, плющ);
гострі кігтики на кінцівках або довгі кігті, загнуті гачком або сильні хапальні пальці (білка, лінивець, мавпа);
потужні м'язи кінцівок, що дозволяють підтягувати тіло і перекидати його з гілки на гілку (орангутанг, гібон).
Деякі організми придбали своєрідну універсальність пристосувань відразу до двох. У лазающих форм можливо і поєднання ознак лазіння і польоту. Багато з них можуть, забравшись на високе дерево робити довгі стрибки-польоти. Це подібні пристосування у жителів одного середовища проживання. Часто зустрічаються тварини здатні до швидкого бігу і польоту, одночасно несучі обидва набору цих адаптацій. З комах це жуки-скакуни (сем. Жужелиці), з птахів: дрохва, стрепет, деркач.
Зустрічаються поєднання пристосувальних ознак у організму до життя в різних середовищах. Такі паралельні набори адаптацій несуть всі земноводні тварини. Пристосування до польоту мають і деякі плаваючі чисто водні організми. Згадаймо летючих риб або навіть кальмарів.
Отже, дітям з самого раннього віку можна показувати різні організми і розповідати про спеціальні пристосування, які вони використовують в своєму житті. Ця та буде перша система простих аксіом, що стосуються пристосувальної конструкції живого, що залежить від факторів, що впливають середовища. Прості правила факторной екології (аутекологія, або екологія особини) показують основні пристосування живих організмів до умов існування, дозволяють їм виживати при змінах зовнішніх впливів, розмножуватися, взаємодіяти один з одним, тобто дуже різноманітно жити на нашій планеті. Кожен організм виконує свої функції, і вони дуже важливі для існування планетарної життя, тому цілком можна назвати сукупність діяльності будь-якого організму його роботою. У природі потрібні всі види робіт, тому важливий кожен працівник.
Правила на те і є, щоб їм все могли користуватися, тому і люди теж використовують їх у своєму житті. Якщо ж їх конструкція не дозволяє скористатися потрібним правилом, то людина будує відповідає йому апарат або придумує відповідний одяг. Згадайте аквалангіста. У нього обтічне тіло, гладкий гумовий покрив, ласти для руху, маска, щоб бачити у воді і запас повітря для дихання. І все це оснащення відповідає правилам підводного жителя. Звідси важливість знання цих пристосувань для будь-якої людини. З їх допомогою не тільки упізнаєш приналежність організму до тієї чи іншої групи, але визначаєш і де його місце проживання, і чим він харчується. Навколишнє життя стає більш зрозумілою, а, крім того, майже всі ці правила можна в тій чи іншій ситуації використовувати і в своєму житті.
Повторимо пристосування тварин до грунтової середовищі: Кінцівки пристосовані до риття (плоскі з великими кігтями). Потужні передні зуби (для риття і перекушування коренів). Слаборозвинені очі і вушні раковини. Тіло овальне з короткою шиєю і коротким хвостом (для зручного пересування по підземним ходам). Короткий хутро (для меншого тертя з грунтом). Особлива будова рота (щоб не потрапляла земля). Членисте тіло (сприяє пересуванню в грунті). Виділення слизу (сприяє пересуванню в грунті).
Слайд 14 з презентації «Ґрунтова середовище проживання»до уроків біології на тему «Грунт»Розміри: 960 х 720 пікселів, формат: jpg. Щоб безкоштовно завантажити слайд для використання на уроці біології, клацніть на зображенні правою кнопкою мишки і натисніть «Зберегти зображення як ...». Завантажити всю презентацію «Ґрунтове середовище обітанія.ppt» можна в zip-архіві розміром 4410 КБ.
завантажити презентаціюГрунт
«Організм і фактори середовища» - З поглибленням на 10,3 м в прісну і на 9,986 м в морську воду(При 4 ° С) тиск зростає на 1 атм і в океанічних глибинах може досягати понад 1000 атм. Через 5-6 год після зняття тиску в 1000 атм поверталися до нормального життя актинії, через 10-12 год - морські зірки. Розподіл гідробіонтів за різними глибин пов'язано не тільки з тиском води, але і з багатьма іншими факторами.
«Наземно-повітряне середовище проживання» - Наземно-повітряне середовище. Корінь Стебло Листя Квітки Плоди. Сонце? Крила пір'я. Ялина? З'ясувати особливості пристосованості організмів до середовища проживання. План уроку. Використовуючи схему, розкажіть про різноманіття живих організмів. Познайомитися з різними середовищами існування організмів. У наземно-повітряному середовищі можна пересуватися по землі і по ...
«Урок Грунт» - Т. Кожен хоче отримувати Тільки лише оцінку «5». Що таке грунт? Яке головне властивість грунту? вода; повітря; солі. Молодці! Все ль на місці, все ль в порядку, Ручка, книжка і зошит? Всі ль уважно дивляться? Метелики, жуки, миші; дощові черв'яки, кроти. Плід з насінням. Швиденько перевір, дружок, Ти готовий почати урок?
«Товариства води» - Планктон. Морська качечка. Водомір. Спільнота товщі води. 4. Повітряний міхур. Рачки. 5. Крабик. Дрібні. «Матроси». 6. Спільнота поверхні води. Нектон - активно плаваючі. Плоске, як пліт, тіло. Водорості. 2. Зверху - гребінь. В океані: Життя в морях і океанах.
«Водне середовище» - Камиш озерний. Рогіз вузьколистий. Сьогодні ми дізнаємося: Порівняння умов життя в різних середовищах. Питання для повторення: Мешканці водного середовища. Воду шукайте там, де росте рогіз. Тема уроку: Водне середовище.