Mit "Umwelt" ist alles gemeint, was den Körper umgibt und auf die eine oder andere Weise auf ihn einwirkt. Mit anderen Worten, das Wohnumfeld wird durch eine Reihe von Umweltfaktoren geprägt. Mittwoch- Lebensraum - aquatische Umwelt - Boden-Luft-Umwelt - Bodenumwelt - Organismus als Lebensraum - Schlüsselbegriffe.

allgemein akzeptierte Definition Umgebungen ist die Definition von Nikolai Pavlovich Naumov: " Mittwoch- alles, was Organismen umgibt, beeinflusst direkt oder indirekt ihren Zustand, ihre Entwicklung, ihr Überleben und ihre Fortpflanzung.“ „Auf der Erde gibt es vier qualitativ unterschiedliche Lebenswelten, die eine Reihe spezifischer Umweltfaktoren aufweisen: - Land-Wasser (Land); - Wasser; - die Erde; - andere Organismen.

Bodenluft Die Umwelt ist geprägt von einer großen Vielfalt an Lebensbedingungen, ökologischen Nischen und darin lebenden Organismen. Organismen spielen eine Hauptrolle bei der Gestaltung der Bedingungen der Boden-Luft-Umgebung des Lebens und vor allem - der Gaszusammensetzung der Atmosphäre. Fast der gesamte Sauerstoff in der Erdatmosphäre ist biogenen Ursprungs. Die Hauptmerkmale der Boden-Luft-Umgebung sind

Große Veränderungen der Umweltfaktoren,

Heterogenität der Umwelt,

Die Wirkung der Schwerkraft

Geringe Luftdichte.

Der Komplex physikalischer, geografischer und klimatischer Faktoren in Bezug auf eine bestimmte natürliche Zone führt zur Anpassung der Organismen an das Leben unter diesen Bedingungen, der Vielfalt der Lebensformen. Der hohe Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre (ca. 21%) bestimmt die Möglichkeit der Bildung eines hohen (Energie-)Stoffwechsels. Atmosphärische Luft ist durch niedrige und variable Feuchtigkeit gekennzeichnet. Dieser Umstand schränkte die Möglichkeiten zur Beherrschung der Boden-Luft-Umgebung stark ein.

Atmosphäre(aus dem Griechischen atmos - Dampf und sphaira - Kugel), die gasförmige Hülle der Erde. Die genaue obere Grenze der Erdatmosphäre kann nicht angegeben werden. Die Atmosphäre hat einen ausgeprägten Schichtaufbau. Die Hauptschichten der Atmosphäre:

1)Troposphäre- Höhe 8 - 17 km. aller Wasserdampf und 4/5 der Masse der Atmosphäre sind darin konzentriert, und alle Wetterphänomene entwickeln sich.

2)Stratosphäre- eine Schicht über der Troposphäre bis zu 40 km. Es zeichnet sich durch eine fast vollständige Unveränderlichkeit der Temperatur in der Höhe aus. Im oberen Teil der Stratosphäre wird die maximale Ozonkonzentration beobachtet, die eine große Menge ultravioletter Strahlung von der Sonne absorbiert.

3) Mesosphäre- Schicht zwischen 40 und 80 km; in seiner unteren Hälfte steigt die Temperatur von +20 auf +30 Grad, in der oberen Hälfte sinkt sie auf fast -100 Grad.

4) Thermosphäre(Ionosphäre) - eine Schicht zwischen 80 - 1000 km, die eine erhöhte Ionisation von Gasmolekülen aufweist (unter dem Einfluss frei durchdringender kosmischer Strahlung).

5) Exosphäre(Streukugel) - eine Schicht über 800 - 1000 km, aus der Gasmoleküle in den Weltraum gestreut werden. Die Atmosphäre lässt 3/4 der Sonnenstrahlung durch, wodurch die Gesamtwärmemenge erhöht wird, die für die Entwicklung natürlicher Prozesse auf der Erde verwendet wird.

Lebensumfeld im Wasser. Hydrosphäre (von Hydro ... und Sphäre), die intermittierende Wasserhülle der Erde, die sich zwischen der Atmosphäre und der festen Erdkruste (Lithosphäre) befindet. Repräsentiert die Gesamtheit der Ozeane, Meere, Seen, Flüsse, Sümpfe und Grundwasser. Die Hydrosphäre bedeckt etwa 71 % der Erdoberfläche. Die chemische Zusammensetzung der Hydrosphäre nähert sich der durchschnittlichen Zusammensetzung des Meerwassers.

Die Menge an Süßwasser beträgt 2,5 % des gesamten Wassers auf der Erde; 85% - Meerwasser. Die Süßwasserreserven sind äußerst ungleich verteilt: 72,2 % - Eis; 22,4 % - Grundwasser; 0,35 % - Atmosphäre; 5,05 % - nachhaltiger Fluss von Flüssen und Wasser von Seen. Der Anteil des Wassers, den wir nutzen können, macht nur 10-12% des gesamten Süßwassers auf der Erde aus.

Primäre Umgebung Leben war genau die aquatische Umwelt. Zunächst einmal sind die meisten Organismen nicht in der Lage, aktiv zu leben, ohne dass Wasser in den Körper eindringt oder ohne dass ein gewisser Flüssigkeitsgehalt im Körper aufrechterhalten wird. Das Hauptmerkmal der aquatischen Umwelt sind: tägliche und jahreszeitliche Temperaturschwankungen. Enorm Umweltbedeutung, haben eine hohe Dichte und Viskosität von Wasser. Das spezifische Gewicht von Wasser entspricht dem des Körpers lebender Organismen. Die Dichte von Wasser ist etwa 1000-mal so groß wie die von Luft. Daher sind Wasserorganismen (insbesondere sich aktiv bewegende) einer größeren Kraft des hydrodynamischen Widerstands ausgesetzt. Die hohe Dichte des Wassers ist der Grund dafür, dass sich mechanische Schwingungen (Vibrationen) in Gewässern gut ausbreiten. Dies ist sehr wichtig für die Sinne, die Orientierung im Raum und zwischen Wasserbewohnern. Die Schallgeschwindigkeit in der aquatischen Umwelt hat eine höhere Frequenz von Echoortungssignalen. Größer als in der Luft, viermal. Daher gibt es eine ganze Gruppe von Wasserorganismen (sowohl Pflanzen als auch Tiere), die ohne die obligatorische Verbindung mit dem Boden oder einem anderen Substrat in der Wassersäule "schwimmen".

4.1. Aquatischer Lebensraum. Spezifität der Anpassung von Hydrobionten

Wasser als Lebensraum hat eine Reihe spezifischer Eigenschaften, wie zB hohe Dichte, starke Druckverluste, relativ geringer Sauerstoffgehalt, starke Absorption von Sonnenlicht etc. Stauseen und ihre einzelnen Abschnitte unterscheiden sich darüber hinaus im Salzregime in der Geschwindigkeit horizontale Bewegungen (Strömungen) , der Gehalt an Schwebstoffen. Für das Leben benthischer Organismen sind die Eigenschaften des Bodens, die Abbauweise organischer Reststoffe usw. wichtig, daher müssen neben der Anpassung an die allgemeinen Eigenschaften der aquatischen Umwelt auch deren Bewohner an verschiedene besondere Bedingungen angepasst werden . Die Bewohner der aquatischen Umwelt erhielten in der Ökologie einen gebräuchlichen Namen Hydrobionten. Sie bewohnen die Ozeane, Kontinentalgewässer und das Grundwasser. In jedem Reservoir können Zonen entsprechend den Bedingungen unterschieden werden.

4.1.1. Ökologische Zonen des Weltozeans

Im Ozean und seinen Bestandteilmeeren werden hauptsächlich zwei ökologische Bereiche unterschieden: die Wassersäule - pelagial und die Unterseite Benthal (Abb. 38). Je nach Tiefe wird Benthal unterteilt in sublitoral Zone - ein Bereich mit glatter Abnahme des Landes bis zu einer Tiefe von etwa 200 m, bathyal– Steilhangbereich u abgrundtiefe Zone– ein Bereich des Meeresbodens mit einer durchschnittlichen Tiefe von 3–6 km. Noch tiefere Bereiche des Benthals, die den Vertiefungen des Meeresbodens entsprechen, werden genannt ultraabgrund. Der bei Flut überschwemmte Küstenrand wird genannt Küste.Über dem Niveau der Gezeiten wird der von den Spritzern der Brandung befeuchtete Teil der Küste genannt supralitoral.

Reis. 38. Ökologische Zonen des Weltozeans

Es ist natürlich, dass zum Beispiel die Bewohner des Sublitorals unter Bedingungen mit relativ niedrigem Luftdruck, Tageslicht und oft ziemlich starken Temperaturschwankungen leben. Die Bewohner der abgrundtiefen und ultraabgrundtiefen Tiefen existieren in Dunkelheit, bei einer konstanten Temperatur und einem monströsen Druck von mehreren hundert und manchmal etwa tausend Atmosphären. Die bloße Angabe, welche Zone des Bentali von der einen oder anderen Organismenart bewohnt wird, lässt also bereits erahnen, welche allgemeinen ökologischen Eigenschaften sie haben sollte. Die gesamte Bevölkerung des Meeresbodens wurde benannt Benthos.

Organismen, die in der Wassersäule oder pelagial leben, sind Pelagos. Das Pelagial ist auch in vertikale Zonen unterteilt, die in der Tiefe den Benthalzonen entsprechen: epipelagial, bathypelagial, abyssopelagial. Die untere Grenze der epipelagischen Zone (nicht mehr als 200 m) wird durch das Eindringen von Sonnenlicht in einer für die Photosynthese ausreichenden Menge bestimmt. Photosynthetische Pflanzen können nicht tiefer als diese Zonen existieren. Nur Mikroorganismen und Tiere leben in den dämmernden Bathyal- und dunklen Abgrundtiefen. Auch in allen anderen Arten von Gewässern werden verschiedene ökologische Zonen unterschieden: Seen, Sümpfe, Teiche, Flüsse usw. Die Vielfalt der Hydrobionten, die all diese Lebensräume beherrschen, ist sehr groß.

4.1.2. Grundlegende Eigenschaften der aquatischen Umwelt

Dichte von Wasser ist ein Faktor, der die Bedingungen für die Bewegung von Wasserorganismen und den Druck in verschiedenen Tiefen bestimmt. Bei destilliertem Wasser beträgt die Dichte 1 g/cm3 bei 4°C. Die Dichte natürlicher Wässer mit gelösten Salzen kann höher sein und bis zu 1,35 g/cm 3 betragen. Der Druck nimmt mit der Tiefe um durchschnittlich etwa 1 10 5 Pa (1 atm) alle 10 m zu.

Aufgrund des starken Druckgradienten in Gewässern sind Hydrobionten im Allgemeinen viel eurybatischer als Landorganismen. Einige Arten, die in verschiedenen Tiefen verbreitet sind, halten dem Druck von mehreren bis Hunderten von Atmosphären stand. Beispielsweise bewohnen Holothurier der Gattung Elpidia und Würmer Priapulus caudatus von der Küstenzone bis zum Ultraabgrund. Auch Süßwasserbewohner wie Wimpertierchen, Suvoyi, Schwimmkäfer etc. halten im Versuch bis zu 6 10 7 Pa (600 atm) stand.

Viele Bewohner der Meere und Ozeane sind jedoch relativ Wand an Wand und auf bestimmte Tiefen beschränkt. Stenobatnost ist am häufigsten charakteristisch für Flach- und Tiefseearten. Nur das Litoral wird vom Ringelwurm Arenicola, Weichtieren (Patella) bewohnt. Viele Fische zB aus der Gruppe der Angler, Kopffüßer, Krebstiere, Pogonophoren, Seesterne etc. kommen erst in großen Tiefen bei einem Druck von mindestens 4 10 7–5 10 7 Pa (400–500 atm) vor.

Die Dichte des Wassers ermöglicht es, sich darauf zu stützen, was besonders für nicht skelettierte Formen wichtig ist. Die Dichte des Mediums dient als Voraussetzung für das Aufsteigen im Wasser, und viele Hydrobionten sind genau an diese Lebensweise angepasst. Schwebende Organismen, die im Wasser schweben, werden zu einer besonderen ökologischen Gruppe von Hydrobionten zusammengefasst - Plankton ("planktos" - aufsteigend).

Reis. 39. Eine Zunahme der relativen Körperoberfläche bei planktonischen Organismen (nach S. A. Zernov, 1949):

A - stabförmige Formen:

1 – Kieselalge Synedra;

2 – Cyanobakterium Aphanizomenon;

3 – peridinische Alge Amphisolenia;

4 – Euglena acus;

5 – Kopffüßer Doratopsis vermicularis;

6 – Copepoden Setella;

7 – Larve von Porcellana (Dekapoda)

B - sezierte Formen:

1 – Weichtier Glaucus atlanticus;

2 – Wurm Tomopetris euchaeta;

3 – Palinurus-Krebslarve;

4 – Larven des Seeteufels Lophius;

5 – Ruderfußkrebs Calocalanus pavo

Plankton umfasst einzellige und koloniale Algen, Protozoen, Quallen, Siphonophore, Rippenquallen, geflügelte und gekielte Weichtiere, verschiedene kleine Krebstiere, Larven von Bodentieren, Fischeier und Jungfische und viele andere (Abb. 39). Planktonorganismen haben viele ähnliche Anpassungen, die ihren Auftrieb erhöhen und verhindern, dass sie auf den Grund sinken. Solche Anpassungen umfassen: 1) eine allgemeine Zunahme der relativen Oberfläche des Körpers aufgrund einer Abnahme der Größe, Abflachung, Dehnung, der Entwicklung zahlreicher Auswüchse oder Setae, was die Reibung gegen Wasser erhöht; 2) eine Abnahme der Dichte aufgrund der Reduktion des Skeletts, der Ansammlung von Fetten, Gasblasen usw. im Körper. In Kieselalgen werden Reservestoffe nicht in Form von schwerer Stärke, sondern in Form von Fetttropfen abgelagert. Das Nachtlicht Noctiluca zeichnet sich durch eine solche Fülle von Gasvakuolen und Fetttröpfchen in der Zelle aus, dass das darin enthaltene Zytoplasma wie Stränge aussieht, die nur um den Kern herum verschmelzen. Siphonophoren, eine Reihe von Quallen, planktonischen Gastropoden und andere haben ebenfalls Luftkammern.

Seetang (Phytoplankton) schweben passiv im Wasser, während die meisten Planktontiere in begrenztem Umfang aktiv schwimmen können. Planktonorganismen können Strömungen nicht überwinden und werden von ihnen über weite Strecken transportiert. viele Arten Zooplankton Sie sind jedoch zu vertikalen Wanderungen in der Wassersäule über Dutzende und Hunderte von Metern in der Lage, sowohl aufgrund aktiver Bewegung als auch durch Regulierung des Auftriebs ihres Körpers. Eine besondere Art von Plankton ist die ökologische Gruppe neustein ("nein" - schwimmen) - die Bewohner des Oberflächenwasserfilms an der Grenze zur Luft.

Die Dichte und Viskosität des Wassers haben einen großen Einfluss auf die Möglichkeit des aktiven Schwimmens. Tiere, die schnell schwimmen und die Kraft der Strömung überwinden können, werden zu einer ökologischen Gruppe zusammengefasst. Nekton ("nektos" - schwebend). Vertreter von Nekton sind Fische, Tintenfische, Delfine. Eine schnelle Bewegung in der Wassersäule ist nur bei einer stromlinienförmigen Körperform und hochentwickelten Muskeln möglich. Die torpedoförmige Form wird von allen guten Schwimmern entwickelt, unabhängig von ihrer systematischen Zugehörigkeit und der Art der Bewegung im Wasser: reaktiv, durch Beugen des Körpers, mit Hilfe der Gliedmaßen.

Sauerstoffmodus. In sauerstoffgesättigtem Wasser übersteigt sein Gehalt 10 ml pro 1 Liter nicht, was 21-mal niedriger ist als in der Atmosphäre. Daher sind die Bedingungen für die Atmung von Hydrobionten viel komplizierter. Sauerstoff gelangt hauptsächlich aufgrund der photosynthetischen Aktivität von Algen und Diffusion aus der Luft in das Wasser. Daher sind die oberen Schichten der Wassersäule in der Regel reicher an diesem Gas als die unteren. Mit zunehmender Temperatur und Salzgehalt des Wassers nimmt die darin enthaltene Sauerstoffkonzentration ab. In Schichten, die stark von Tieren und Bakterien besiedelt sind, kann aufgrund des erhöhten Verbrauchs ein starker O 2 -Mangel entstehen. Beispielsweise sind im Weltozean lebensreiche Tiefen von 50 bis 1000 m durch eine starke Verschlechterung der Belüftung gekennzeichnet - sie ist 7-10 mal geringer als in Oberflächengewässern, die von Phytoplankton bewohnt werden. Am Grund von Gewässern können die Bedingungen nahezu anaerob sein.

Unter den Wasserlebewesen gibt es viele Arten, die große Schwankungen des Sauerstoffgehalts im Wasser bis hin zu seiner fast vollständigen Abwesenheit tolerieren können. (euryoxybionten - "oxy" - Sauerstoff, "biont" - Bewohner). Dazu gehören beispielsweise Süßwasser-Oligochäten Tubifex tubifex, Gastropoden Viviparus viviparus. Unter Fischen können Karpfen, Schleie und Karausche einer sehr geringen Wassersättigung mit Sauerstoff standhalten. Allerdings eine Reihe von Arten stenoxybiont – sie können nur bei ausreichend hoher Sättigung des Wassers mit Sauerstoff existieren (Regenbogenforelle, Bachforelle, Elritze, Wimperwurm Planaria alpina, Larven von Eintagsfliegen, Steinfliegen etc.). Viele Arten können bei Sauerstoffmangel in einen inaktiven Zustand verfallen - Anoxybiose - und somit eine ungünstige Zeit erleben.

Die Atmung von Hydrobionten erfolgt entweder durch die Körperoberfläche oder durch spezialisierte Organe - Kiemen, Lungen, Luftröhre. In diesem Fall können die Abdeckungen als zusätzliches Atmungsorgan dienen. Beispielsweise verbraucht Schmerlen im Durchschnitt bis zu 63 % Sauerstoff über die Haut. Wenn der Gasaustausch durch die Haut des Körpers erfolgt, sind sie sehr dünn. Auch die Atmung wird durch die Vergrößerung der Oberfläche erleichtert. Dies wird im Laufe der Artenevolution durch die Bildung verschiedener Auswüchse, Abplattungen, Streckungen und eine allgemeine Abnahme der Körpergröße erreicht. Einige Arten mit Sauerstoffmangel verändern aktiv die Größe der Atemoberfläche. Tubifex Tubifex-Würmer verlängern den Körper stark; Hydras und Seeanemonen - Tentakel; Stachelhäuter - ambulakrale Beine. Viele sesshafte und inaktive Tiere erneuern das Wasser um sie herum, entweder indem sie eine gerichtete Strömung erzeugen oder durch oszillierende Bewegungen, die zu seiner Durchmischung beitragen. Zu diesem Zweck verwenden Muscheln Zilien, die die Wände der Mantelhöhle auskleiden. Krebstiere - die Arbeit der Bauch- oder Brustbeine. Blutegel, Larven von Klingelmücken (Blutwurm), viele Oligochaeten wiegen den Körper und lehnen sich aus dem Boden.

Einige Arten haben eine Kombination aus Wasser- und Luftatmung. Das sind Lungenfische, Diskophante Siphonophore, viele Lungenweichtiere, Krebstiere Gammarus lacustris ua Sekundäre Wassertiere halten meist die atmosphärische Art der Atmung für energetisch günstiger und brauchen daher den Kontakt mit der Luft, zum Beispiel Flossenfüßer, Wale, Wasserkäfer, Mückenlarven usw.

Der Sauerstoffmangel im Wasser führt manchmal zu katastrophalen Phänomenen - Zamoram, begleitet vom Tod vieler Hydrobionten. der Winter friert häufig verursacht durch die Bildung von Eis auf der Oberfläche von Gewässern und die Beendigung des Kontakts mit Luft; Sommer- eine Erhöhung der Wassertemperatur und eine daraus resultierende Verringerung der Löslichkeit von Sauerstoff.

Das häufige Sterben von Fischen und vielen wirbellosen Tieren im Winter ist beispielsweise typisch für den unteren Teil des Einzugsgebiets des Flusses Ob, dessen Wasser, das aus den sumpfigen Gebieten der westsibirischen Tiefebene fließt, extrem arm an gelöstem Sauerstoff ist. Manchmal kommen Zamora in den Meeren vor.

Neben Sauerstoffmangel können Todesfälle durch eine Erhöhung der Konzentration giftiger Gase im Wasser verursacht werden - Methan, Schwefelwasserstoff, CO 2 usw., die durch die Zersetzung organischer Materialien am Boden von Stauseen entstehen .

Salzmodus. Die Aufrechterhaltung des Wasserhaushalts von Hydrobionten hat seine eigenen Besonderheiten. Wenn es für Landtiere und Pflanzen am wichtigsten ist, den Körper bei Wassermangel mit Wasser zu versorgen, dann ist es für Hydrobionten nicht weniger wichtig, eine bestimmte Menge Wasser im Körper zu halten, wenn es in der Umwelt im Überschuss vorhanden ist. Eine übermäßige Wassermenge in den Zellen führt zu einer Veränderung ihres osmotischen Drucks und einer Verletzung der wichtigsten Vitalfunktionen.

Die meisten Wasserlebewesen poikilosmotisch: Der osmotische Druck in ihrem Körper hängt vom Salzgehalt des umgebenden Wassers ab. Daher besteht die wichtigste Möglichkeit für Wasserorganismen, ihren Salzhaushalt aufrechtzuerhalten, darin, Lebensräume mit ungeeignetem Salzgehalt zu meiden. Süßwasserformen können in den Meeren nicht existieren, Meeresformen vertragen keine Entsalzung. Ändert sich der Salzgehalt des Wassers, bewegen sich die Tiere auf der Suche nach einer günstigen Umgebung. Zum Beispiel sinken während der Entsalzung der Oberflächenschichten des Meeres nach starken Regenfällen Radiolarien, Meereskrebse Calanus und andere in eine Tiefe von 100 m. Dazu gehören Wirbeltiere, höhere Krebse, Insekten und ihre Larven, die im Wasser leben homoiosmotisch Arten, die einen konstanten osmotischen Druck im Körper aufrechterhalten, unabhängig von der Salzkonzentration im Wasser.

Bei Süßwasserarten sind die Körpersäfte relativ zum umgebenden Wasser hypertonisch. Sie laufen Gefahr, überwässert zu werden, wenn ihre Aufnahme nicht verhindert oder das überschüssige Wasser aus dem Körper entfernt wird. Bei Protozoen wird dies durch die Arbeit von Ausscheidungsvakuolen erreicht, bei vielzelligen Organismen durch die Entfernung von Wasser durch das Ausscheidungssystem. Einige Ciliaten geben alle 2–2,5 Minuten eine Wassermenge ab, die dem Körpervolumen entspricht. Die Zelle verbraucht viel Energie, um überschüssiges Wasser „herauszupumpen“. Mit zunehmendem Salzgehalt verlangsamt sich die Arbeit der Vakuolen. So pulsiert bei Paramecium-Schuhen bei einem Wassersalzgehalt von 2,5 % o die Vakuole im Intervall von 9 s, bei 5 % o - 18 s, bei 7,5 % o - 25 s. Bei einer Salzkonzentration von 17,5 % o hört die Vakuole auf zu arbeiten, da der Unterschied im osmotischen Druck zwischen der Zelle und der äußeren Umgebung verschwindet.

Ist das Wasser im Verhältnis zu den Körperflüssigkeiten von Hydrobionten hyperton, droht ihnen eine Austrocknung durch osmotische Verluste. Schutz vor Austrocknung wird durch Erhöhung der Salzkonzentration auch im Körper von Hydrobionten erreicht. Die Austrocknung wird durch wasserundurchlässige Hüllen homoiosmotischer Organismen - Säugetiere, Fische, höhere Krebse, Wasserinsekten und deren Larven - verhindert.

Viele poikilosmotische Arten gehen in einen inaktiven Zustand über - ausgesetzte Animation als Folge von Wassermangel im Körper mit zunehmendem Salzgehalt. Dies ist charakteristisch für Arten, die in Meerwasserbecken und in der Küstenzone leben: Rädertierchen, Flagellaten, Ciliaten, einige Krebstiere, die Schwarzmeer-Polychaeten Nereis divesicolor usw. Salzüberwinterung- ein Mittel, um ungünstige Perioden in Bedingungen mit unterschiedlichem Salzgehalt des Wassers zu überleben.

Wirklich euryhalin Unter den Wasserbewohnern gibt es nicht so viele Arten, die sowohl im Süß- als auch im Salzwasser aktiv leben können. Dies sind hauptsächlich Arten, die Flussmündungen, Ästuare und andere Brackwasserkörper bewohnen.

Temperaturregime Gewässer sind stabiler als an Land. Dies ist auf die physikalischen Eigenschaften von Wasser zurückzuführen, vor allem auf die hohe spezifische Wärmekapazität, aufgrund derer die Aufnahme oder Abgabe einer erheblichen Wärmemenge keine zu starken Temperaturänderungen verursacht. Die Verdunstung von Wasser von der Oberfläche der Reservoirs, die etwa 2263,8 J/g verbraucht, verhindert eine Überhitzung der unteren Schichten, und die Bildung von Eis, das die Schmelzwärme freisetzt (333,48 J/g), verlangsamt ihre Abkühlung.

Die Amplitude der jährlichen Temperaturschwankungen in den oberen Meeresschichten beträgt nicht mehr als 10–15 °C, in kontinentalen Gewässern 30–35 °C. Tiefe Wasserschichten zeichnen sich durch konstante Temperatur aus. In äquatorialen Gewässern beträgt die mittlere Jahrestemperatur der Oberflächenschichten +(26–27) °C, in polaren Gewässern etwa 0 °C und weniger. In heißen Bodenquellen kann die Wassertemperatur +100 °C erreichen, und in Unterwassergeysiren mit hohem Druck auf dem Meeresboden wurde eine Temperatur von +380 °C gemessen.

Somit gibt es in Stauseen eine ziemlich große Vielfalt an Temperaturbedingungen. Zwischen den oberen Wasserschichten, in denen sich saisonale Temperaturschwankungen ausdrücken, und den unteren, in denen das thermische Regime konstant ist, befindet sich eine Temperatursprungzone oder Sprungschicht. Die Sprungschicht ist in warmen Meeren ausgeprägter, wo der Temperaturunterschied zwischen dem äußeren und dem tiefen Wasser größer ist.

Aufgrund des stabileren Temperaturregimes des Wassers ist bei Hydrobionten in viel größerem Maße als bei der Landbevölkerung Stenothermie üblich. Eurythermale Arten kommen hauptsächlich in flachen kontinentalen Gewässern und im Küstenbereich der Meere hoher und gemäßigter Breiten vor, wo tägliche und saisonale Temperaturschwankungen erheblich sind.

Lichtmodus. Im Wasser gibt es viel weniger Licht als in der Luft. Ein Teil der auf die Oberfläche des Reservoirs einfallenden Strahlen wird in die Luft reflektiert. Die Reflexion ist umso stärker, je niedriger der Sonnenstand ist, sodass der Tag unter Wasser kürzer ist als an Land. Beispielsweise dauert ein Sommertag in der Nähe der Insel Madeira in 30 m Tiefe 5 Stunden und in 40 m Tiefe nur 15 Minuten. Die schnelle Abnahme der Lichtmenge mit der Tiefe ist auf die Absorption durch Wasser zurückzuführen. Strahlen unterschiedlicher Wellenlänge werden unterschiedlich absorbiert: Rote verschwinden nahe der Oberfläche, blaugrüne dringen viel tiefer ein. Das sich vertiefende Zwielicht im Ozean ist zuerst grün, dann blau, blau und blauviolett und weicht schließlich einer konstanten Dunkelheit. Dementsprechend ersetzen sich Grün-, Braun- und Rotalgen durch Tiefe, die darauf spezialisiert sind, Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen einzufangen.

Die Farbe von Tieren ändert sich mit der Tiefe auf die gleiche Weise. Die Bewohner der Küsten- und Sublitoralzonen sind am hellsten und vielfältigsten gefärbt. Viele tiefsitzende Organismen, wie Höhlenorganismen, haben keine Pigmente. In der Dämmerungszone ist die Rotfärbung weit verbreitet, die das blau-violette Licht in diesen Tiefen ergänzt. Zusätzliche Farbstrahlen werden vom Körper am besten absorbiert. Dadurch können sich die Tiere vor Feinden verstecken, da ihre rote Farbe in blau-violetten Strahlen optisch als schwarz wahrgenommen wird. Die rote Färbung ist typisch für Tiere der Dämmerungszone wie Wolfsbarsch, rote Koralle, verschiedene Krebstiere usw.

Bei einigen Arten, die in der Nähe der Wasseroberfläche leben, sind die Augen in zwei Teile mit unterschiedlicher Fähigkeit zur Strahlenbrechung unterteilt. Eine Hälfte des Auges sieht in die Luft, die andere Hälfte ins Wasser. Eine solche "Vieräugigkeit" ist charakteristisch für die Wirbelkäfer, den amerikanischen Fisch Anableps tetraphthalmus, eine der tropischen Schleimfischarten Dialommus fuscus. Dieser Fisch sitzt bei Ebbe in Nischen und zeigt einen Teil seines Kopfes aus dem Wasser (siehe Abb. 26).

Die Absorption von Licht ist umso stärker, je geringer die Transparenz des Wassers ist, die von der Anzahl der darin suspendierten Partikel abhängt.

Die Transparenz ist gekennzeichnet durch die maximale Tiefe, in der eine speziell abgesenkte weiße Scheibe mit einem Durchmesser von etwa 20 cm (Secchi-Scheibe) noch sichtbar ist. Das transparenteste Wasser befindet sich in der Sargassosee: Die Scheibe ist bis zu einer Tiefe von 66,5 m sichtbar, im Pazifischen Ozean ist die Secchi-Scheibe bis zu 59 m sichtbar, im Indischen Ozean - bis zu 50, in seichten Meeren - bis zu 50 m bis 5-15 m. Die Durchlässigkeit von Flüssen beträgt im Durchschnitt 1–1,5 m und in den schlammigsten Flüssen, beispielsweise im zentralasiatischen Amu Darya und Syr Darya, nur wenige Zentimeter. Die Grenze der Photosynthesezone ist daher in verschiedenen Gewässern sehr unterschiedlich. In den klarsten Gewässern euphotisch Zone oder Zone der Photosynthese erstreckt sich bis in Tiefen von nicht mehr als 200 m, Dämmerung oder dysphotisch, Die Zone nimmt Tiefen bis zu 1000–1500 m und tiefer ein aphotisch Zone, Sonnenlicht dringt überhaupt nicht ein.

Die Lichtmenge in den oberen Gewässerschichten ist je nach Breitengrad und Jahreszeit sehr unterschiedlich. Lange Polarnächte schränken die für die Photosynthese verfügbare Zeit in den arktischen und antarktischen Becken stark ein, und die Eisdecke erschwert es dem Licht, im Winter alle eiskalten Gewässer zu erreichen.

In den dunklen Tiefen des Ozeans nutzen Organismen das von Lebewesen ausgestrahlte Licht als Quelle für visuelle Informationen. Das Leuchten eines lebenden Organismus wird genannt Biolumineszenz. Leuchtende Arten kommen in fast allen Klassen von Wassertieren vor, von Protozoen bis zu Fischen, sowie bei Bakterien, niederen Pflanzen und Pilzen. Die Biolumineszenz scheint in verschiedenen Gruppen in verschiedenen Evolutionsstadien mehrfach wieder aufgetaucht zu sein.

Die Chemie der Biolumineszenz ist mittlerweile ziemlich gut verstanden. Die zur Lichterzeugung verwendeten Reaktionen sind vielfältig. Aber in allen Fällen handelt es sich um die Oxidation komplexer organischer Verbindungen (Luciferine) unter Verwendung von Proteinkatalysatoren (Luciferase). Luciferine und Luciferasen haben in verschiedenen Organismen unterschiedliche Strukturen. Bei der Reaktion wird die überschüssige Energie des angeregten Luciferin-Moleküls in Form von Lichtquanten freigesetzt. Lebende Organismen senden Licht in Impulsen aus, normalerweise als Reaktion auf Reize aus der äußeren Umgebung.

Glühen spielt möglicherweise keine besondere ökologische Rolle im Leben der Art, sondern kann ein Nebenprodukt der lebenswichtigen Aktivität von Zellen sein, wie beispielsweise bei Bakterien oder niederen Pflanzen. Ökologische Bedeutung erhält es nur bei Tieren mit ausreichend entwickeltem Nervensystem und Sehorganen. Bei vielen Arten erhalten die Leuchtorgane eine sehr komplexe Struktur mit einem System aus Reflektoren und Linsen, die die Strahlung verstärken (Abb. 40). Eine Reihe von Fischen und Kopffüßern, die kein Licht erzeugen können, verwenden symbiotische Bakterien, die sich in speziellen Organen dieser Tiere vermehren.

Reis. 40. Leuchtorgane von Wassertieren (nach S. A. Zernov, 1949):

1 - Tiefsee-Seeteufel mit einer Taschenlampe über dem gezahnten Maul;

2 - Verteilung der Leuchtorgane bei Fischen dieser Familie. Mystophidae;

3 - das Leuchtorgan des Fisches Argyropelecus affinis:

a - Pigment, b - Reflektor, c - Leuchtkörper, d - Linse

Biolumineszenz hat im Leben von Tieren hauptsächlich Signalwert. Lichtsignale können zur Orientierung in der Herde, zum Anlocken von Personen des anderen Geschlechts, zum Anlocken von Opfern, zum Maskieren oder Ablenken verwendet werden. Der Lichtblitz kann eine Verteidigung gegen ein Raubtier sein, es blenden oder desorientieren. Tiefsee-Tintenfische zum Beispiel setzen bei der Flucht vor einem Feind eine Wolke aus leuchtendem Sekret frei, während Arten, die in beleuchteten Gewässern leben, zu diesem Zweck eine dunkle Flüssigkeit verwenden. Bei einigen Bodenwürmern - Polychaeten - entwickeln sich die Leuchtorgane durch die Reifungszeit der Fortpflanzungsprodukte, und die Weibchen leuchten heller und die Augen sind bei Männchen besser entwickelt. Bei räuberischen Tiefseefischen aus der Ordnung der Seeteufel wird der erste Strahl der Rückenflosse zum Oberkiefer verlagert und zu einem flexiblen „Stab“, der am Ende einen wurmartigen „Köder“ trägt – eine mit Schleim gefüllte Drüse mit Leuchtbakterien. Durch die Regulierung der Durchblutung der Drüse und damit der Sauerstoffversorgung des Bakteriums kann der Fisch den „Köder“ willkürlich zum Leuchten bringen, die Bewegungen des Wurms nachahmen und die Beute anlocken.

In terrestrischen Umgebungen wird Biolumineszenz nur von wenigen Arten entwickelt, vor allem von Käfern aus der Familie der Glühwürmchen, die Lichtsignale verwenden, um Personen des anderen Geschlechts in der Dämmerung oder in der Nacht anzulocken.

4.1.3. Einige spezifische Anpassungen von Hydrobionten

Orientierungsweisen von Tieren in der aquatischen Umwelt. Das Leben in ständiger Dämmerung oder Dunkelheit schränkt die Möglichkeiten stark ein visuelle Orientierung Hydrobionten. In Verbindung mit der schnellen Dämpfung von Lichtstrahlen im Wasser orientieren sich selbst die Besitzer gut entwickelter Sehorgane mit ihrer Hilfe nur im Nahbereich.

Schall breitet sich im Wasser schneller aus als in der Luft. Klangorientierung ist bei Wasserorganismen im Allgemeinen besser entwickelt als das visuelle. Eine Reihe von Arten nehmen sogar sehr niederfrequente Schwingungen auf (Infraschall), entsteht, wenn sich der Rhythmus der Wellen ändert, und steigt vor dem Sturm von den Oberflächenschichten in die tieferen Schichten ab (z. B. Quallen). Viele Bewohner von Gewässern - Säugetiere, Fische, Weichtiere, Krebstiere - machen selbst Geräusche. Krebstiere erreichen dies, indem sie verschiedene Körperteile aneinander reiben; Fisch - mit Hilfe einer Schwimmblase, Schlundzähnen, Kiefern, Strahlen der Brustflossen und auf andere Weise. Tonsignalisierung wird am häufigsten für intraspezifische Beziehungen verwendet, beispielsweise zur Orientierung in einer Herde, zum Anlocken von Personen des anderen Geschlechts usw., und ist besonders bei Bewohnern schlammiger Gewässer und großer Tiefen entwickelt, die in Dunkelheit leben.

Eine Reihe von Hydrobionten suchen nach Nahrung und navigieren damit Echoortung– Wahrnehmung reflektierter Schallwellen (Cetaceen). Viele erhalten reflektierte elektrische Impulse beim Schwimmen Entladungen unterschiedlicher Frequenz erzeugen. Es ist bekannt, dass etwa 300 Fischarten in der Lage sind, Strom zu erzeugen und ihn zur Orientierung und Signalisierung zu nutzen. Der Süßwasser-Elefantenfisch (Mormyrus kannume) sendet bis zu 30 Impulse pro Sekunde aus, um wirbellose Tiere zu erkennen, die er ohne Sicht auf den flüssigen Schlamm jagt. Die Häufigkeit der Entladungen bei einigen Meeresfischen erreicht 2000 Impulse pro Sekunde. Auch einige Fische nutzen elektrische Felder zur Abwehr und zum Angriff (Zittelrochen, Zitteraale etc.).

Zur Tiefenorientierung Wahrnehmung des hydrostatischen Drucks. Es wird mit Hilfe von Statozysten, Gaskammern und anderen Organen durchgeführt.

Die älteste Art der Orientierung, die für alle Wassertiere charakteristisch ist, ist Wahrnehmung der Chemie der Umwelt. Die Chemorezeptoren vieler Wasserorganismen sind äußerst empfindlich. Bei den für viele Fischarten typischen tausend Kilometern Wanderungen lassen sie sich vor allem von Gerüchen leiten und finden mit erstaunlicher Genauigkeit Laich- oder Nahrungsgründe. Es ist zum Beispiel experimentell bewiesen, dass Lachse, denen der Geruchssinn künstlich genommen wurde, die Mündung ihres Flusses nicht finden, um zum Laich zurückzukehren, aber sie irren sich nie, wenn sie Gerüche wahrnehmen können. Die Feinheit des Geruchssinns ist bei Fischen, die besonders weit wandern, außerordentlich groß.

Besonderheiten der Anpassung an das Leben in austrocknenden Stauseen. Auf der Erde gibt es viele temporäre, flache Stauseen, die nach Flussüberschwemmungen, starken Regenfällen, Schneeschmelze usw. entstehen. In diesen Stauseen siedeln sich trotz der Kürze ihrer Existenz verschiedene Wasserorganismen an.

Gemeinsame Merkmale der Bewohner von Trockentümpeln sind die Fähigkeit, in kurzer Zeit zahlreiche Nachkommen zu produzieren und lange Perioden ohne Wasser zu überstehen. Gleichzeitig werden Vertreter vieler Arten im Schlick begraben und geraten in einen Zustand reduzierter Vitalaktivität - Hypobiose. So verhalten sich Schilde, Cladoceren, Planarien, niedrige Borstenwürmer, Mollusken und sogar Fische - Schmerlen, afrikanische Protopterus und südamerikanische Lungenfische Lepidosiren. Viele kleine Arten bilden Zysten, die Trockenheit widerstehen, wie Sonnenblumen, Ciliaten, Rhizopoden, eine Reihe von Copepoden, Turbellarien, Nematoden der Gattung Rhabditis. Andere erleben eine ungünstige Phase im Stadium hochresistenter Eier. Schließlich haben einige kleine Bewohner trockener Gewässer die einzigartige Fähigkeit, bis zu einem Filmzustand zu trocknen und, wenn sie befeuchtet werden, Wachstum und Entwicklung wieder aufzunehmen. Die Fähigkeit, eine vollständige Austrocknung des Körpers zu tolerieren, wurde bei Rädertierchen der Gattungen Callidina, Philodina usw., Bärtierchen Macrobiotus, Echiniscus, Nematoden der Gattungen Tylenchus, Plectus, Cephalobus usw. gefunden. Diese Tiere bewohnen Mikroreservoirs in den Kissen von Moose und Flechten und sind an abrupte Änderungen des Feuchtigkeitsregimes angepasst.

Filtration als eine Art Lebensmittel. Viele Wasserorganismen haben eine besondere Art der Ernährung - dies ist das Sieben oder Sedimentieren von im Wasser schwebenden Partikeln organischen Ursprungs und zahlreichen kleinen Organismen (Abb. 41).

Reis. 41. Die Zusammensetzung der planktonischen Nahrung von Ascidia aus der Barentssee (nach S. A. Zernov, 1949)

Diese Art der Nahrungsaufnahme, die nicht viel Energie für die Suche nach Beute erfordert, ist charakteristisch für Laminabranch-Weichtiere, ruhende Stachelhäuter, Polychaeten, Bryozoen, Seescheiden, Planktonkrebse usw. (Abb. 42). Filterfressende Tiere spielen eine wichtige Rolle bei der biologischen Reinigung von Gewässern. Muscheln, die eine Fläche von 1 m 2 bewohnen, können 150–280 m 3 Wasser pro Tag durch die Mantelhöhle treiben und Schwebeteilchen ausfällen. Süßwasserdaphnien, Zyklopen oder das massivste Krebstier Calanus finmarchicus im Ozean filtern bis zu 1,5 Liter Wasser pro Person und Tag heraus. Die Küstenzone des Ozeans, besonders reich an Ansammlungen von Filterorganismen, wirkt als effektives Reinigungssystem.

Reis. 42. Filtergeräte von Hydrobionten (nach S. A. Zernov, 1949):

1 – Simulium-Mückenlarven auf einem Stein (a) und ihre filternden Anhängsel (b);

2 – Filterbein des Krebstiers Diaphanosoma brachyurum;

3 – Kiemenschlitze der Seescheiden Phasullia;

4 – Krustentier Bosmina mit gefiltertem Darminhalt;

5 – Nahrungsstrom der Wimpertierchen Bursaria

Die Eigenschaften der Umwelt bestimmen maßgeblich die Anpassungsweisen ihrer Bewohner, ihre Lebensweise und Ressourcennutzung, wodurch Ketten von Ursache-Wirkungs-Abhängigkeiten entstehen. So ermöglicht die hohe Dichte des Wassers die Existenz von Plankton, und das Vorhandensein von im Wasser schwebenden Organismen ist Voraussetzung für die Entwicklung einer filtrierenden Ernährungsform, bei der auch eine sesshafte Lebensweise der Tiere möglich ist. Als Ergebnis wird ein starker Mechanismus zur Selbstreinigung von Gewässern von biosphärischem Wert gebildet. Es umfasst eine große Anzahl von benthischen und pelagischen Hydrobionten, von einzelligen Protozoen bis hin zu Wirbeltieren. Berechnungen zufolge wird das gesamte Wasser in den Seen der gemäßigten Zone während der Vegetationsperiode mehrere bis zehn Mal durch den Filterapparat von Tieren geleitet, und das gesamte Volumen des Weltozeans wird mehrere Tage lang gefiltert. Die Störung der Aktivität von Filtrierern durch verschiedene anthropogene Einflüsse stellt eine ernsthafte Bedrohung für die Aufrechterhaltung der Reinheit der Gewässer dar.

4.2. Boden-Luft-Umwelt des Lebens

Die Boden-Luft-Umgebung ist hinsichtlich der Umweltbedingungen am schwierigsten. Das Leben an Land erforderte solche Anpassungen, die nur bei einem ausreichend hohen Organisationsgrad von Pflanzen und Tieren möglich waren.

4.2.1. Luft als ökologischer Faktor für Landorganismen

Die geringe Luftdichte bestimmt seine geringe Auftriebskraft und vernachlässigbare Anfechtbarkeit. Die Bewohner der Luftumgebung müssen über ein eigenes Unterstützungssystem verfügen, das den Körper unterstützt: Pflanzen - eine Vielzahl mechanischer Gewebe, Tiere - ein festes oder viel seltener ein hydrostatisches Skelett. Darüber hinaus sind alle Bewohner der Luftumgebung eng mit der Erdoberfläche verbunden, die ihnen zur Befestigung und Stütze dient. Ein Leben in der Luft ist unmöglich.

Zwar sind viele Mikroorganismen und Tiere, Sporen, Samen, Früchte und Pollen von Pflanzen regelmäßig in der Luft vorhanden und werden von Luftströmungen getragen (Abb. 43), viele Tiere sind jedoch bei all diesen Arten aktiv flugfähig Die Hauptfunktion ihres Lebenszyklus - die Fortpflanzung - findet auf der Erdoberfläche statt. In der Luft zu sein, ist für die meisten nur mit Umsiedlung oder der Suche nach Beute verbunden.

Reis. 43. Höhenverteilung von Luftplankton-Arthropoden (nach Dajot, 1975)

Die geringe Luftdichte verursacht einen geringen Bewegungswiderstand. Daher nutzten viele Landtiere im Laufe der Evolution die ökologischen Vorteile dieser Eigenschaft der Luftumgebung und erwarben die Fähigkeit zu fliegen. 75 % der Arten aller Landtiere sind flugfähig, hauptsächlich Insekten und Vögel, aber auch bei Säugetieren und Reptilien kommen Flieger vor. Landtiere fliegen hauptsächlich mit Muskelkraft, einige können aber auch durch Luftströmungen gleiten.

Aufgrund der Luftbeweglichkeit, der vertikalen und horizontalen Bewegungen von Luftmassen in den unteren Schichten der Atmosphäre, ist ein passiver Flug einer Reihe von Organismen möglich.

Anemophilie ist die älteste Art, Pflanzen zu bestäuben. Alle Gymnospermen werden vom Wind bestäubt, und unter den Angiospermen machen anemophile Pflanzen etwa 10 % aller Arten aus.

Anemophilie wird in den Familien Buche, Birke, Walnuss, Ulme, Hanf, Brennnessel, Kasuarinen, Dunst, Seggen, Getreide, Palmen und vielen anderen beobachtet. Windbestäubte Pflanzen haben eine Reihe von Anpassungen, die die aerodynamischen Eigenschaften ihrer Pollen verbessern, sowie morphologische und biologische Merkmale, die die Bestäubungseffizienz gewährleisten.

Das Leben vieler Pflanzen ist vollständig vom Wind abhängig und die Umsiedlung erfolgt mit seiner Hilfe. Eine solche doppelte Abhängigkeit wird bei Fichte, Kiefer, Pappel, Birke, Ulme, Esche, Wollgras, Rohrkolben, Saxaul, Juzgun usw. beobachtet.

Viele Arten haben sich entwickelt Anemochorie- Absetzen mit Hilfe von Luftströmen. Anemochorie ist charakteristisch für Sporen, Samen und Früchte von Pflanzen, Protozoenzysten, kleine Insekten, Spinnen usw. Organismen, die passiv von Luftströmungen getragen werden, werden kollektiv genannt Aeroplankton in Analogie zu den planktonischen Bewohnern der aquatischen Umwelt. Besondere Anpassungen für den passiven Flug sind sehr kleine Körpergrößen, eine Vergrößerung seiner Fläche durch Auswüchse, starke Dissektion, eine große relative Oberfläche der Flügel, die Verwendung von Spinnweben usw. (Abb. 44). Anemochore-Samen und -Früchte von Pflanzen haben ebenfalls entweder sehr kleine Größen (z. B. Orchideensamen) oder verschiedene pterygoid- und fallschirmförmige Anhängsel, die ihre Planfähigkeit erhöhen (Abb. 45).

Reis. 44. Anpassungen für den Lufttransport in Insekten:

1 – Mücke Cardiocrepis brevirostris;

2 – Gallmücke Porrycordila sp.;

3 – Hautflügler Anargus fuscus;

4 – Hermes Dreyfusia nordmannianae;

5 - Larve des Schwammspinners Lymantria dispar

Reis. 45. Anpassungen für den Windtransport in Früchten und Samen von Pflanzen:

1 – Linde Tilia intermedia;

2 – Acer monspessulanum Ahorn;

3 – Birke Betula pendula;

4 – Wollgras Wollgras;

5 – Löwenzahn Taraxacum officinale;

6 – Rohrkolben Typha scuttbeworhii

Bei der Ansiedlung von Mikroorganismen, Tieren und Pflanzen spielen vertikale Konvektionsluftströmungen und schwache Winde die Hauptrolle. Auch starke Winde, Stürme und Orkane haben erhebliche Umweltauswirkungen auf terrestrische Organismen.

Die geringe Luftdichte verursacht einen relativ niedrigen Druck an Land. Normalerweise beträgt er 760 mmHg. Kunst. Mit zunehmender Höhe nimmt der Druck ab. Auf einer Höhe von 5800 m ist es nur halb normal. Niedriger Druck kann die Verbreitung von Arten in den Bergen einschränken. Für die meisten Wirbeltiere liegt die obere Lebensgrenze bei etwa 6000 m. Ein Druckabfall führt zu einer Verringerung der Sauerstoffversorgung und einer Dehydratation der Tiere aufgrund einer Erhöhung der Atemfrequenz. Ungefähr gleich sind die Grenzen des Vordringens zu den Bergen höherer Pflanzen. Etwas widerstandsfähiger sind Arthropoden (Springschwänze, Milben, Spinnen), die auf Gletschern oberhalb der Vegetationsgrenze anzutreffen sind.

Im Allgemeinen sind alle terrestrischen Organismen viel stenobatischer als aquatische, da die üblichen Druckschwankungen in ihrer Umgebung Bruchteile der Atmosphäre sind und selbst bei Vögeln, die in große Höhen aufsteigen, 1/3 des normalen nicht überschreiten.

Gaszusammensetzung der Luft. Neben den physikalischen Eigenschaften der Luftumgebung sind ihre chemischen Eigenschaften äußerst wichtig für die Existenz von Landorganismen. Die Gaszusammensetzung der Luft in der Oberflächenschicht der Atmosphäre ist in Bezug auf den Gehalt der Hauptkomponenten (Stickstoff - 78,1%, Sauerstoff - 21,0, Argon - 0,9, Kohlendioxid - 0,035 Vol.%) aufgrund des Hochs ziemlich homogen Diffusionsfähigkeit von Gasen und ständige Vermischung von Konvektion und Windströmungen. Verschiedene Beimischungen gasförmiger, tropfenförmiger flüssiger und fester (Staub-)Partikel, die aus lokalen Quellen in die Atmosphäre gelangen, können jedoch von erheblicher ökologischer Bedeutung sein.

Der hohe Sauerstoffgehalt trug zu einer Steigerung des Stoffwechsels terrestrischer Organismen im Vergleich zu primären aquatischen bei. In der terrestrischen Umgebung entstand aufgrund der hohen Effizienz oxidativer Prozesse im Körper die tierische Homoiothermie. Sauerstoff ist aufgrund seines konstant hohen Gehalts in der Luft kein limitierender Faktor für das Leben auf der Erde. Nur stellenweise entsteht unter bestimmten Bedingungen ein vorübergehendes Defizit, z.

Der Gehalt an Kohlendioxid kann in bestimmten Bereichen der Oberflächenluftschicht innerhalb ziemlich signifikanter Grenzen schwanken. Beispielsweise verzehnfacht sich seine Konzentration bei Windstille im Zentrum von Großstädten. Regelmäßige tägliche Änderungen des Kohlendioxidgehalts in den Oberflächenschichten im Zusammenhang mit dem Rhythmus der pflanzlichen Photosynthese. Saisonale sind auf Änderungen der Atmungsintensität lebender Organismen zurückzuführen, hauptsächlich der mikroskopischen Population von Böden. Eine erhöhte Luftsättigung mit Kohlendioxid tritt in Zonen vulkanischer Aktivität, in der Nähe von Thermalquellen und anderen unterirdischen Austrittsstellen dieses Gases auf. In hohen Konzentrationen ist Kohlendioxid giftig. In der Natur sind solche Konzentrationen selten.

In der Natur ist die Hauptquelle von Kohlendioxid die sogenannte Bodenatmung. Bodenmikroorganismen und Tiere atmen sehr intensiv. Kohlendioxid diffundiert aus dem Boden in die Atmosphäre, besonders stark bei Regen. Ein Großteil davon wird von mäßig feuchten, gut erwärmten Böden abgegeben, die reich an organischen Rückständen sind. Beispielsweise emittiert der Boden eines Buchenwaldes stündlich 15 bis 22 kg/ha CO 2 , ein ungedüngter Sandboden nur 2 kg/ha.

Unter modernen Bedingungen ist die menschliche Aktivität bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe zu einer starken Quelle für zusätzliche Mengen an CO 2 geworden, die in die Atmosphäre gelangen.

Luftstickstoff ist für die meisten Bewohner der terrestrischen Umwelt ein Edelgas, aber eine Reihe von prokaryotischen Organismen (Knöllchenbakterien, Azotobacter, Clostridien, Blaualgen etc.) haben die Fähigkeit, ihn zu binden und in den biologischen Kreislauf einzubinden.

Reis. 46. Berghang mit zerstörter Vegetation aufgrund von Schwefeldioxidemissionen aus nahe gelegenen Industrien

Lokale Verunreinigungen, die in die Luft gelangen, können auch lebende Organismen erheblich beeinträchtigen. Dies gilt insbesondere für giftige gasförmige Stoffe - Methan, Schwefeloxid, Kohlenmonoxid, Stickoxide, Schwefelwasserstoff, Chlorverbindungen sowie Staubpartikel, Ruß usw. - die die Luft in Industriegebieten verschmutzen. Die wichtigste moderne Quelle der chemischen und physikalischen Verschmutzung der Atmosphäre ist anthropogen: die Arbeit verschiedener Industrieunternehmen und Transport, Bodenerosion usw. Schwefeloxid (SO 2) zum Beispiel ist selbst in Konzentrationen von 150 bis 150 % toxisch für Pflanzen. Tausendstel bis ein Millionstel des Luftvolumens. Rund um Industriezentren, die die Atmosphäre mit diesem Gas verschmutzen, stirbt fast die gesamte Vegetation ab (Abb. 46). Einige Pflanzenarten sind besonders empfindlich gegenüber SO 2 und dienen als empfindlicher Indikator für dessen Anreicherung in der Luft. Zum Beispiel sterben viele Flechten sogar mit Spuren von Schwefeloxid in der umgebenden Atmosphäre. Ihre Präsenz in den Wäldern rund um Großstädte zeugt von der hohen Reinheit der Luft. Die Resistenz von Pflanzen gegenüber Verunreinigungen in der Luft wird bei der Auswahl von Arten für landschaftsgestaltende Siedlungen berücksichtigt. Rauchempfindlich sind zB Fichte und Kiefer, Ahorn, Linde, Birke. Die widerstandsfähigsten sind Thuja, kanadische Pappel, amerikanischer Ahorn, Holunder und einige andere.

4.2.2. Boden und Entlastung. Wetter- und klimatische Eigenschaften der Boden-Luft-Umgebung

Edaphische Umweltfaktoren. Bodenbeschaffenheit und Terrain beeinflussen auch die Lebensbedingungen von Landorganismen, vor allem Pflanzen. Der Name vereint die Eigenschaften der Erdoberfläche, die sich ökologisch auf ihre Bewohner auswirken edaphische Umweltfaktoren (aus dem Griechischen „edafos“ – Fundament, Boden).

Die Art des Wurzelsystems von Pflanzen hängt vom hydrothermalen Regime, der Belüftung, der Zusammensetzung, der Zusammensetzung und der Struktur des Bodens ab. So befinden sich beispielsweise die Wurzelsysteme von Baumarten (Birke, Lärche) in Gebieten mit Permafrost in geringer Tiefe und breiten sich aus. Wo es keinen Permafrost gibt, sind die Wurzelsysteme ebendieser Pflanzen weniger ausgebreitet und dringen tiefer ein. Bei vielen Steppenpflanzen können die Wurzeln Wasser aus großer Tiefe holen, gleichzeitig haben sie viele Oberflächenwurzeln im Humusbodenhorizont, von wo aus die Pflanzen mineralische Nährstoffe aufnehmen. Auf wassergesättigten, schlecht belüfteten Böden in Mangroven haben viele Arten spezielle Atmungswurzeln - Pneumatophoren.

In Bezug auf unterschiedliche Bodeneigenschaften lassen sich eine Reihe von ökologischen Pflanzengruppen unterscheiden.

Entsprechend der Reaktion auf den Säuregehalt des Bodens unterscheiden sie also: 1) acidophil Arten - wachsen auf sauren Böden mit einem pH-Wert von weniger als 6,7 (Pflanzen von Torfmooren, Belous); 2) neutrophil - neigen zu Böden mit einem pH-Wert von 6,7–7,0 (die meisten Kulturpflanzen); 3) Basiphil- bei einem pH-Wert von mehr als 7,0 wachsen (Mordovnik, Waldanemone); 4) gleichgültig - können auf Böden mit unterschiedlichen pH-Werten wachsen (Maiglöckchen, Schafschwingel).

In Bezug auf die grobe Zusammensetzung des Bodens gibt es: 1) oligotroph Pflanzeninhalt mit einer geringen Menge an Ascheelementen (Scotch Pine); 2) eutroph, diejenigen, die eine große Anzahl von Eschenelementen benötigen (Eiche, gemeines Ziegenkraut, mehrjähriger Habicht); 3) mesotrop, erfordert eine moderate Menge an Ascheelementen (Fichte).

Nitrophile- Pflanzen, die stickstoffreiche Böden bevorzugen (zweihäusige Brennnessel).

Pflanzen salzhaltiger Böden bilden eine Gruppe Halophyten(Soleros, Sarsazan, Kokpek).

Einige Pflanzenarten sind auf unterschiedliche Substrate beschränkt: Petrophen auf felsigen Böden wachsen, und Psammophyten bewohnen losen Sand.

Das Gelände und die Beschaffenheit des Bodens beeinflussen die Besonderheiten der Tierbewegung. Zum Beispiel brauchen Huftiere, Strauße und Trappen, die in offenen Räumen leben, einen festen Boden, um die Abstoßung beim schnellen Laufen zu verstärken. Bei Eidechsen, die auf lockerem Sand leben, sind die Finger mit einem Rand aus Hornschuppen eingefasst, was die Auflagefläche vergrößert (Abb. 47). Für Erdbewohner, die Löcher graben, sind dichte Böden ungünstig. Die Beschaffenheit des Bodens beeinflusst in einigen Fällen die Verbreitung von Landtieren, die Löcher graben, sich in den Boden graben, um Hitze oder Raubtieren zu entkommen, oder Eier in den Boden legen usw.

Reis. 47. Fächerzehengecko - ein Bewohner des Sandes der Sahara: A - Fächerzehengecko; B - Gecko-Bein

Wettereigenschaften. Die Lebensbedingungen im Boden-Luft-Umfeld sind zusätzlich erschwert, Wetterwechsel. Wetter - Dies ist ein sich ständig ändernder Zustand der Atmosphäre in der Nähe der Erdoberfläche bis zu einer Höhe von etwa 20 km (der Grenze der Troposphäre). Die Wettervariabilität äußert sich in der ständigen Veränderung der Kombination von Umweltfaktoren wie Lufttemperatur und -feuchte, Bewölkung, Niederschlag, Windstärke und -richtung usw. Wetteränderungen sind neben ihrem regelmäßigen Wechsel im Jahreszyklus durch nicht- periodische Schwankungen, die die Bedingungen für die Existenz terrestrischer Organismen erheblich erschweren. Das Wetter beeinflusst das Leben der Wasserbewohner in viel geringerem Maße und nur auf die Bevölkerung der Oberflächenschichten.

Das Klima der Gegend. Charakteristisch ist das langjährige Wetterregime das Klima der Gegend. Der Begriff Klima umfasst nicht nur die Mittelwerte meteorologischer Phänomene, sondern auch deren Jahres- und Tagesverlauf, Abweichungen davon und deren Häufigkeit. Das Klima wird durch die geografischen Bedingungen des Gebiets bestimmt.

Die zonale Vielfalt des Klimas wird durch die Wirkung von Monsunwinden, die Verteilung von Wirbelstürmen und Antizyklonen, den Einfluss von Gebirgszügen auf die Bewegung von Luftmassen, den Grad der Entfernung vom Ozean (Kontinentalität) und viele andere lokale Faktoren kompliziert. Im Gebirge gibt es eine klimatische Zonalität, in vielerlei Hinsicht ähnlich dem Zonenwechsel von niedrigen Breiten zu hohen Breiten. All dies schafft eine außergewöhnliche Vielfalt an Lebensbedingungen an Land.

Für die meisten Landorganismen, insbesondere für kleine, ist nicht so sehr das Klima der Region wichtig, sondern die Bedingungen ihres unmittelbaren Lebensraums. Sehr oft verändern lokale Elemente der Umgebung (Relief, Exposition, Vegetation usw.) das Temperatur-, Feuchtigkeits-, Licht- und Luftbewegungsregime in einem bestimmten Gebiet so, dass es sich erheblich von den klimatischen Bedingungen des Gebiets unterscheidet . Solche lokalen Klimaveränderungen, die sich in der oberflächlichen Luftschicht abzeichnen, werden als klimatisch bezeichnet Mikroklima. In jeder Zone sind die Mikroklimata sehr unterschiedlich. Es ist möglich, Mikroklimas beliebig kleiner Gebiete herauszugreifen. Beispielsweise wird in den Blumenkronen ein spezieller Modus erzeugt, der von dort lebenden Insekten verwendet wird. Temperatur-, Luftfeuchtigkeits- und Windstärkeunterschiede sind im Freiland und in Wäldern, in Kraut- und Freilandbereichen, an den Hängen der Nord- und Südexponate usw. weithin bekannt. Ein besonderes stabiles Mikroklima entsteht in Bauen, Nestern, Mulden , Höhlen und andere geschlossene Orte.

Niederschlag. Neben der Wasserversorgung und dem Aufbau von Feuchtigkeitsreserven können sie eine weitere ökologische Rolle spielen. So haben heftige Regenschauer oder Hagel manchmal eine mechanische Wirkung auf Pflanzen oder Tiere.

Die ökologische Rolle der Schneedecke ist besonders vielfältig. Tägliche Temperaturschwankungen dringen nur bis 25 cm in die Schneedicke ein, tiefer ändert sich die Temperatur fast nicht. Bei Frösten von -20-30 ° C, unter einer Schneeschicht von 30-40 cm, ist die Temperatur nur knapp unter Null. Eine tiefe Schneedecke schützt die Knospen der Erneuerung, schützt die grünen Pflanzenteile vor dem Einfrieren; Viele Arten gehen unter den Schnee, ohne Laub zu verlieren, zum Beispiel Haarsauerampfer, Veronica officinalis, Huf usw.

Reis. 48. Schema der telemetrischen Untersuchung des Temperaturregimes eines Haselhuhns in einem Schneeloch (nach A. V. Andreev, A. V. Krechmar, 1976)

Kleine Landtiere führen auch im Winter einen aktiven Lebensstil und legen ganze Galerien von Passagen unter den Schnee und in seine Dicke. Für eine Reihe von Arten, die sich von schneebedeckter Vegetation ernähren, ist sogar eine Winterbrut charakteristisch, was beispielsweise bei Lemmingen, Wald- und Gelbkehlmäusen, einer Reihe von Wühlmäusen, Wasserratten usw. festgestellt wird. Grouse-Vögel - Haselhuhn, Birkhuhn, Tundra-Rebhühner - graben sich für die Nacht in den Schnee ein ( Abb. 48).

Die Schneedecke im Winter hindert große Tiere an der Nahrungssuche. Viele Huftiere (Rentiere, Wildschweine, Moschusochsen) ernähren sich im Winter ausschließlich von schneebedeckter Vegetation, und eine tiefe Schneedecke und insbesondere eine harte Kruste auf ihrer Oberfläche, die im Eis auftritt, verurteilen sie zum Hungertod. Während der nomadischen Viehzucht im vorrevolutionären Russland kam es zu einer großen Katastrophe in den südlichen Regionen Jute - Massenverlust von Vieh infolge von Schneeregen, der den Tieren Nahrung entzieht. Auch die Fortbewegung auf losem Tiefschnee ist für Tiere schwierig. Füchse zum Beispiel bevorzugen in schneereichen Wintern Waldgebiete unter dichten Tannen, wo die Schneeschicht dünner ist, und gehen fast nicht in offene Lichtungen und Kanten. Die Tiefe der Schneedecke kann die geografische Verbreitung von Arten einschränken. Zum Beispiel dringen echte Hirsche nicht nach Norden in Gebiete ein, in denen die Schneedicke im Winter mehr als 40–50 cm beträgt.

Das Weiß der Schneedecke entlarvt dunkle Tiere. Die Auswahl der Tarnung zur Anpassung an die Hintergrundfarbe spielte offenbar eine große Rolle beim Auftreten saisonaler Farbänderungen beim weißen Rebhuhn und Tundra-Rebhuhn, Schneehasen, Hermelin, Wiesel und Polarfuchs. Auf den Kommandanteninseln gibt es neben weißen Füchsen viele blaue Füchse. Nach Beobachtungen von Zoologen halten sich letztere hauptsächlich in der Nähe von dunklen Felsen und nicht zufrierenden Brandungsstreifen auf, während Weiße Gebiete mit Schneedecke bevorzugen.

4.3. Boden als Lebensraum

4.3.1. Bodeneigenschaften

Der Boden ist eine lockere, dünne Oberflächenschicht, die mit der Luft in Kontakt steht. Trotz ihrer geringen Dicke spielt diese Erdhülle eine entscheidende Rolle bei der Ausbreitung des Lebens. Der Boden ist nicht nur ein fester Körper, wie die meisten Gesteine ​​der Lithosphäre, sondern ein komplexes Dreiphasensystem, in dem feste Partikel von Luft und Wasser umgeben sind. Es ist von Hohlräumen durchzogen, die mit einem Gemisch aus Gasen und wässrigen Lösungen gefüllt sind, und daher bilden sich in ihm äußerst unterschiedliche Bedingungen, die für das Leben vieler Mikro- und Makroorganismen günstig sind (Abb. 49). Im Boden werden Temperaturschwankungen im Vergleich zur Oberflächenschicht der Luft geglättet, und das Vorhandensein von Grundwasser und das Eindringen von Niederschlägen schaffen Feuchtigkeitsreserven und sorgen für ein Feuchtigkeitsregime, das zwischen der aquatischen und der terrestrischen Umgebung liegt. Der Boden konzentriert Reserven an organischen und mineralischen Substanzen, die von absterbender Vegetation und Tierkadavern geliefert werden. All dies bestimmt die hohe Sättigung des Bodens mit Leben.

Die Wurzelsysteme von Landpflanzen sind im Boden konzentriert (Abb. 50).

Reis. 49. Unterirdische Gänge von Brandts Wühlmaus: A - Draufsicht; B - Seitenansicht

Reis. fünfzig. Wurzelplatzierung im Steppenchernozemboden (nach M. S. Shalyt, 1950)

Im Durchschnitt gibt es mehr als 100 Milliarden Zellen von Protozoen, Millionen von Rädertierchen und Bärtierchen, zehn Millionen Nematoden, zehn und hunderttausend Zecken und Springschwänze, Tausende anderer Arthropoden, zehntausende Enchitreiden, zehn und hundert Regenwürmer, Mollusken und andere wirbellose Tiere pro 1 m 2 Bodenschicht. . Darüber hinaus enthält 1 cm 2 Erde Dutzende und Hunderte Millionen Bakterien, mikroskopisch kleine Pilze, Actinomyceten und andere Mikroorganismen. In den beleuchteten Oberflächenschichten leben in jedem Gramm hunderttausende Photosynthesezellen von Grün-, Gelbgrün-, Diatomeen- und Blaualgen. Lebende Organismen sind für den Boden ebenso charakteristisch wie seine unbelebten Bestandteile. Daher schrieb V. I. Vernadsky den Boden den bioinerten Körpern der Natur zu und betonte seine Sättigung mit Leben und seine untrennbare Verbindung damit.

Die Heterogenität der Bodenverhältnisse ist in vertikaler Richtung am stärksten ausgeprägt. Mit zunehmender Tiefe ändern sich einige der wichtigsten Umweltfaktoren, die das Leben der Bodenbewohner beeinflussen, dramatisch. Dies bezieht sich zunächst auf die Struktur des Bodens. Darin werden drei Haupthorizonte unterschieden, die sich in morphologischen und chemischen Eigenschaften unterscheiden: 1) der obere Humusakkumulationshorizont A, in dem sich organisches Material ansammelt und umwandelt und von dem ein Teil der Verbindungen durch Waschwasser nach unten getragen wird; 2) den Intrusionshorizont oder illuvial B, wo sich die von oben ausgewaschenen Substanzen absetzen und umwandeln, und 3) das Muttergestein oder Horizont C, dessen Material in Boden umgewandelt wird.

Innerhalb jedes Horizonts werden mehr fraktionierte Schichten unterschieden, die sich auch in ihren Eigenschaften stark unterscheiden. Beispielsweise in einer gemäßigten Zone unter Nadel- oder Mischwäldern der Horizont SONDERN besteht aus Polster (A 0)- eine Schicht aus loser Ansammlung von Pflanzenresten, eine dunkle Humusschicht (A 1), in dem Partikel organischen Ursprungs mit Mineralien vermischt sind, und eine Podsolschicht (A2)- aschgraue Farbe, in der Siliziumverbindungen überwiegen und alle löslichen Substanzen in die Tiefe des Bodenprofils gespült werden. Sowohl die Struktur als auch die Chemie dieser Schichten sind sehr unterschiedlich, und daher geraten die Wurzeln der Pflanzen und die Bewohner des Bodens, die sich nur wenige Zentimeter nach oben oder unten bewegen, in unterschiedliche Bedingungen.

Die Größe von Hohlräumen zwischen Bodenpartikeln, die für Tiere zum Leben geeignet sind, nimmt normalerweise schnell mit der Tiefe ab. Beispielsweise beträgt der durchschnittliche Durchmesser von Hohlräumen in Wiesenböden in einer Tiefe von 0–1 cm 3 mm, 1–2 cm, 2 mm und in einer Tiefe von 2–3 cm nur 1 mm; tiefere Bodenporen sind noch feiner. Auch die Bodendichte ändert sich mit der Tiefe. Die lockersten Schichten enthalten organisches Material. Die Porosität dieser Schichten wird dadurch bestimmt, dass organische Substanzen mineralische Partikel zu größeren Aggregaten zusammenkleben, zwischen denen sich das Volumen der Hohlräume vergrößert. Am dichtesten ist normalerweise der illuviale Horizont BEIM, durch hineingespülte kolloidale Partikel zementiert.

Feuchtigkeit im Boden ist in verschiedenen Zuständen vorhanden: 1) gebunden (hygroskopisch und filmisch) wird fest von der Oberfläche der Bodenpartikel gehalten; 2) Kapillaren nehmen kleine Poren ein und können sich an ihnen entlang in verschiedene Richtungen bewegen; 3) die Schwerkraft füllt größere Hohlräume und sickert langsam unter dem Einfluss der Schwerkraft nach unten; 4) Dampf ist in der Bodenluft enthalten.

Der Wassergehalt ist in verschiedenen Böden und zu verschiedenen Zeiten nicht gleich. Wenn zu viel Gravitationsfeuchte vorhanden ist, liegt das Regime des Bodens nahe dem Regime der Gewässer. In trockenem Boden verbleibt nur gebundenes Wasser und die Bedingungen nähern sich denen am Boden. Aber selbst in den trockensten Böden ist die Luft feuchter als der Boden, sodass die Bewohner des Bodens viel weniger von Austrocknung bedroht sind als an der Oberfläche.

Die Zusammensetzung der Bodenluft ist variabel. Mit zunehmender Tiefe nimmt der Sauerstoffgehalt stark ab und die Kohlendioxidkonzentration zu. Aufgrund des Vorhandenseins zersetzender organischer Substanzen im Boden kann die Bodenluft eine hohe Konzentration an toxischen Gasen wie Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Methan usw. enthalten. Wenn der Boden überflutet wird oder die Pflanzenreste intensiv verrotten, können völlig anaerobe Bedingungen entstehen stellenweise vorkommen.

Schnitttemperaturschwankungen nur an der Bodenoberfläche. Hier können sie noch stärker sein als in der Bodenluftschicht. Mit jedem Zentimeter Tiefe werden jedoch tägliche und saisonale Temperaturänderungen in einer Tiefe von 1–1,5 m immer weniger sichtbar (Abb. 51).

Reis. 51. Abnahme der jährlichen Schwankungen der Bodentemperatur mit der Tiefe (nach K. Schmidt-Nilson, 1972). Der schattierte Teil ist der Bereich der jährlichen Temperaturschwankungen

All diese Eigenschaften führen dazu, dass der Boden trotz der großen Heterogenität der Umweltbedingungen vor allem für mobile Organismen ein recht stabiles Milieu darstellt. Ein steiles Temperatur- und Feuchtigkeitsgefälle im Bodenprofil ermöglicht es den Bodentieren, sich durch geringe Bewegungen ein geeignetes ökologisches Umfeld zu schaffen.

4.3.2. Bodenbewohner

Die Heterogenität des Bodens führt dazu, dass er für Organismen unterschiedlicher Größe als unterschiedliche Umgebung fungiert. Für Mikroorganismen ist die riesige Gesamtoberfläche der Bodenpartikel von besonderer Bedeutung, da an ihnen der überwiegende Teil der mikrobiellen Population adsorbiert ist. Die Komplexität der Bodenumgebung schafft eine Vielzahl von Bedingungen für eine Vielzahl von funktionellen Gruppen: Aerobier und Anaerobier, Verbraucher von organischen und mineralischen Verbindungen. Die Verbreitung von Mikroorganismen im Boden ist durch kleine Herde gekennzeichnet, da bereits über wenige Millimeter unterschiedliche ökologische Zonen ersetzt werden können.

Für kleine Bodentiere (Abb. 52, 53), die unter dem Namen zusammengefasst sind Mikrofauna (Protozoen, Rädertierchen, Bärtierchen, Nematoden etc.) ist der Boden ein System von Mikroreservoirs. Im Wesentlichen sind sie Wasserorganismen. Sie leben in Bodenporen, die mit Gravitations- oder Kapillarwasser gefüllt sind, und ein Teil ihres Lebens kann, wie Mikroorganismen, in einem adsorbierten Zustand auf der Oberfläche von Partikeln in dünnen Schichten von Feuchtigkeitsfilm sein. Viele dieser Arten leben in gewöhnlichen Gewässern. Bodenformen sind jedoch viel kleiner als Süßwasserformen und zeichnen sich außerdem durch ihre Fähigkeit aus, lange Zeit in einem eingekapselten Zustand zu bleiben und ungünstige Perioden abzuwarten. Während Süßwasseramöben 50-100 Mikrometer groß sind, sind Erdamöben nur 10-15. Vertreter von Flagellaten sind besonders klein, oft nur 2-5 Mikrometer. Bodenwimpern haben auch Zwerggrößen und können außerdem die Körperform stark verändern.

Reis. 52. Testate Amöben ernähren sich von Bakterien auf verrottenden Waldbodenblättern

Reis. 53. Bodenmikrofauna (nach W. Dunger, 1974):

1–4 - Geißeln; 5–8 - nackte Amöbe; 9-10 - testate Amöbe; 11–13 - Ciliaten; 14–16 - Spulwürmer; 17–18 - Rädertierchen; 19–20 – Bärtierchen

Für Luftatmer etwas größerer Tiere erscheint der Boden als ein System flacher Höhlen. Solche Tiere werden unter dem Namen gruppiert mesofauna (Abb. 54). Die Größe der Vertreter der Bodenmesofauna reicht von Zehnteln bis 2–3 mm. Diese Gruppe umfasst hauptsächlich Arthropoden: zahlreiche Gruppen von Zecken, primäre flügellose Insekten (Springschwänze, Proturen, zweischwänzige Insekten), kleine Arten von geflügelten Insekten, Centipedes Symphyla usw. Sie haben keine speziellen Anpassungen zum Graben. Sie kriechen mit Hilfe von Gliedmaßen an den Wänden von Bodenhöhlen entlang oder winden sich wie ein Wurm. Mit Wasserdampf gesättigte Bodenluft lässt Sie durch die Abdeckungen atmen. Viele Arten haben kein Luftröhrensystem. Solche Tiere sind sehr empfindlich gegenüber Austrocknung. Das wichtigste Mittel zur Rettung vor Schwankungen der Luftfeuchtigkeit ist für sie die Bewegung ins Landesinnere. Aber die Möglichkeit der Wanderung tief in die Bodenhöhlen ist durch die schnelle Abnahme des Porendurchmessers begrenzt, so dass nur die kleinsten Arten durch die Bodenhöhlen wandern können. Größere Vertreter der Mesofauna haben einige Anpassungen, die es ihnen ermöglichen, eine vorübergehende Abnahme der Bodenluftfeuchtigkeit zu ertragen: Schutzschuppen am Körper, teilweise Undurchlässigkeit der Haut, eine solide dickwandige Schale mit Epicuticula in Kombination mit einem primitiven Trachealsystem, das sorgt für Atmung.

Reis. 54. Boden-Mesofauna (ohne W. Danger, 1974):

1 - falscher Skorion; 2 - Gama neue Fackel; 3–4 Muschelmilben; 5 – Tausendfüßler-Pauroioda; 6 – Chironomid-Mückenlarve; 7 - ein Käfer aus der Familie. Ptiliidae; 8–9 Springschwänze

Vertreter der Mesofauna erleben Perioden der Überschwemmung des Bodens mit Wasser in Luftblasen. Durch ihre nicht benetzenden Hüllen, die zusätzlich mit Haaren, Schuppen usw. ausgestattet sind, wird die Luft um den Körper der Tiere herum gehalten. Die Luftblase dient als eine Art "physische Kieme" für ein Kleintier. Die Atmung erfolgt durch die Diffusion von Sauerstoff aus dem umgebenden Wasser in die Luftschicht.

Vertreter von Mikro- und Mesofauna können das Einfrieren des Bodens im Winter tolerieren, da die meisten Arten nicht aus Schichten absteigen können, die negativen Temperaturen ausgesetzt sind.

Größere Bodentiere mit Körpergrößen von 2 bis 20 mm werden als Vertreter bezeichnet Makrofauna (Abb. 55). Dies sind Insektenlarven, Tausendfüßler, Enchytreiden, Regenwürmer usw. Für sie ist der Boden ein dichtes Medium, das beim Bewegen einen erheblichen mechanischen Widerstand bietet. Diese relativ großen Formen bewegen sich im Boden, indem sie entweder natürliche Brunnen erweitern, indem sie Bodenpartikel auseinanderdrücken, oder indem sie neue Gänge graben. Beide Bewegungsarten prägen die äußere Struktur der Tiere.

Reis. 55. Bodenmakrofauna (ohne W. Danger, 1974):

1 - Regenwurm; 2 – Asseln; 3 – Labiopod Tausendfüßler; 4 – zweibeiniger Tausendfüßler; 5 - Käferlarve; 6 – Klickkäferlarve; 7 – Bär; 8 - Madenlarve

Die Fähigkeit, sich entlang dünner Brunnen zu bewegen, fast ohne auf Graben zurückzugreifen, ist nur Arten eigen, die einen Körper mit einem kleinen Querschnitt haben, der sich in gewundenen Passagen stark biegen kann (Tausendfüßler - Steinfrüchte und Geophile). Durch das Auseinanderdrücken der Bodenpartikel durch den Druck der Körperwände bewegen sich Regenwürmer, Tausendfüßlerlarven usw. Nachdem sie das hintere Ende fixiert haben, verdünnen und verlängern sie das vordere Ende, dringen in enge Bodenrisse ein und fixieren dann den vorderen Teil des Körpers und vergrößert seinen Durchmesser. Gleichzeitig entsteht im erweiterten Bereich aufgrund der Muskelarbeit ein starker hydraulischer Druck der inkompressiblen intrakavitären Flüssigkeit: in Würmern der Inhalt von Zölomsäcken und in Tipuliden Hämolymphe. Der Druck wird durch die Körperwände auf den Boden übertragen, und so dehnt das Tier den Brunnen aus. Gleichzeitig bleibt ein offener Durchgang zurück, der die Verdunstung und die Verfolgung von Raubtieren zu verstärken droht. Viele Arten haben Anpassungen an eine ökologisch vorteilhaftere Art der Bewegung im Boden entwickelt - das Graben mit Verstopfen des Durchgangs dahinter. Das Graben erfolgt durch Lockern und Harken von Bodenpartikeln. Dazu verwenden die Larven verschiedener Insekten das vordere Ende des Kopfes, der Unterkiefer und der Vorderbeine, erweitert und verstärkt mit einer dicken Schicht aus Chitin, Stacheln und Auswüchsen. Am hinteren Ende des Körpers entwickeln sich Geräte zur starken Fixierung - einziehbare Stützen, Zähne, Haken. Um den Durchgang auf den letzten Segmenten zu schließen, haben einige Arten eine spezielle vertiefte Plattform, die von Seiten oder Zähnen aus Chitin eingerahmt ist, eine Art Schubkarre. Ähnliche Bereiche bilden sich auf der Rückseite der Flügeldecken bei Borkenkäfern, die sie ebenfalls nutzen, um Gänge mit Bohrmehl zu verstopfen. Die Tiere schließen den Durchgang hinter sich - die Bewohner des Bodens befinden sich ständig in einer geschlossenen Kammer, die mit der Verdunstung ihres eigenen Körpers gesättigt ist.

Der Gasaustausch der meisten Arten dieser ökologischen Gruppe erfolgt mit Hilfe spezialisierter Atmungsorgane, wird jedoch durch den Gasaustausch durch die Hauthüllen ergänzt. Es ist sogar ausschließlich Hautatmung möglich, zB bei Regenwürmern, Enchitreiden.

Unter ungünstigen Bedingungen können grabende Tiere Schichten hinterlassen. Bei Trockenheit und Winter konzentrieren sie sich in tieferen Schichten, normalerweise einige zehn Zentimeter unter der Oberfläche.

Megafauna Böden sind große Ausgrabungen, hauptsächlich von Säugetieren. Eine Reihe von Arten verbringen ihr ganzes Leben im Boden (Maulwurfsratten, Maulwurfswühlmäuse, Zokors, Maulwürfe Eurasiens, goldene Maulwürfe

Afrika, Beutelmaulwürfe Australiens usw.). Sie machen ganze Systeme von Gängen und Löchern im Boden. Das Aussehen und die anatomischen Merkmale dieser Tiere spiegeln ihre Anpassungsfähigkeit an einen unterirdischen Lebensstil wider. Sie haben unterentwickelte Augen, einen kompakten, stämmigen Körper mit kurzem Hals, kurzes, dickes Fell und kräftige grabende Gliedmaßen mit starken Krallen. Maulwurfsratten und Maulwürfe lockern mit ihren Meißeln den Boden. Große Oligochaeten, insbesondere Vertreter der Familie Megascolecidae, die in den Tropen und der südlichen Hemisphäre leben, sollten ebenfalls in die Bodenmegafauna aufgenommen werden. Der größte von ihnen, der australische Megascolides australis, erreicht eine Länge von 2,5 und sogar 3 m.

Neben den ständigen Bewohnern des Bodens kann unter den Großtieren eine große ökologische Gruppe unterschieden werden. Höhlenbewohner (Erdhörnchen, Murmeltiere, Springmäuse, Hasen, Dachse usw.). Sie ernähren sich von der Oberfläche, aber brüten, überwintern, ruhen und entkommen der Gefahr im Boden. Eine Reihe anderer Tiere nutzen ihre Höhlen und finden in ihnen ein günstiges Mikroklima und Schutz vor Feinden. Norniks haben strukturelle Merkmale, die für Landtiere charakteristisch sind, aber eine Reihe von Anpassungen, die mit einem grabenden Lebensstil verbunden sind. Dachse haben zum Beispiel lange Krallen und starke Muskeln an den Vorderbeinen, einen schmalen Kopf und kleine Ohrmuscheln. Im Vergleich zu nicht grabenden Hasen haben Kaninchen merklich verkürzte Ohren und Hinterbeine, einen stärkeren Schädel, stärkere Knochen und Muskeln der Unterarme usw.

Der Boden ist für eine Reihe ökologischer Merkmale ein Zwischenmedium zwischen Wasser und Land. Der Boden wird durch sein Temperaturregime, den reduzierten Sauerstoffgehalt in der Bodenluft, seine Sättigung mit Wasserdampf und das Vorhandensein von Wasser in anderen Formen, das Vorhandensein von Salzen und organischen Substanzen in Bodenlösungen und die Annäherung an die aquatische Umwelt angenähert Fähigkeit, sich in drei Dimensionen zu bewegen.

Das Vorhandensein von Bodenluft, die Gefahr der Austrocknung in den oberen Horizonten und ziemlich starke Änderungen des Temperaturregimes der Oberflächenschichten bringen den Boden näher an die Luftumgebung.

Die intermediären ökologischen Eigenschaften des Bodens als Lebensraum für Tiere legen nahe, dass der Boden in der Evolution der Tierwelt eine besondere Rolle gespielt hat. Für viele Gruppen, insbesondere Arthropoden, diente der Boden als Medium, durch das die ursprünglich aquatischen Bewohner auf eine terrestrische Lebensweise umsteigen und das Land erobern konnten. Dieser Evolutionsweg der Arthropoden wurde durch die Arbeiten von M. S. Gilyarov (1912–1985) bewiesen.

4.4. Lebewesen als Lebensraum

Viele Arten heterotropher Organismen leben während ihres gesamten Lebens oder eines Teils ihres Lebenszyklus in anderen Lebewesen, deren Körper ihnen als Umgebung dienen, die sich in ihren Eigenschaften erheblich von der äußeren unterscheidet.

Reis. 56. Blattläuse infizieren den Reiter

Reis. 57. Schneiden Sie Galle auf einem Buchenblatt mit einer Larve der Gallmücke Mikiola fagi

Die unbelebte und belebte Natur, die Pflanzen, Tiere und Menschen umgibt, wird Habitat (Lebensraum, äußere Umwelt) genannt. Nach der Definition von N. P. Naumov (1963) ist die Umwelt „alles, was Organismen umgibt und direkt oder indirekt ihren Zustand, ihre Entwicklung, ihr Überleben und ihre Fortpflanzung beeinflusst“. Aus dem Lebensraum erhalten Organismen alles, was zum Leben notwendig ist, und geben die Produkte ihres Stoffwechsels an ihn ab.

Organismen können in einer oder mehreren Lebensumgebungen leben. Zum Beispiel sind der Mensch, die meisten Vögel, Säugetiere, Samenpflanzen und Flechten nur Bewohner der terrestrischen Luftumgebung; die meisten Fische leben nur in Gewässern; Libellen verbringen eine Phase im Wasser und die andere - in der Luft.

Lebensumfeld im Wasser

Die aquatische Umwelt zeichnet sich durch eine große Originalität der physikalisch-chemischen Eigenschaften lebensfreundlicher Organismen aus. Darunter: Transparenz, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Dichte (etwa das 800-fache der Luftdichte) und Viskosität, Ausdehnung beim Gefrieren, die Fähigkeit, viele mineralische und organische Verbindungen aufzulösen, hohe Mobilität (Fließfähigkeit), das Fehlen starker Temperaturschwankungen ( sowohl täglich als auch saisonal), die Fähigkeit, Organismen mit erheblich unterschiedlicher Masse gleichermaßen leicht zu unterstützen.

Die ungünstigen Eigenschaften der aquatischen Umgebung sind: starker Druckabfall, schlechte Belüftung (der Sauerstoffgehalt in der aquatischen Umgebung ist mindestens 20-mal niedriger als in der Atmosphäre), Lichtmangel (besonders wenig davon in den Tiefen der Gewässer) , Mangel an Nitraten und Phosphaten (notwendig für die Synthese lebender Materie ).

Unterscheiden Sie zwischen Süß- und Meerwasser, die sich sowohl in der Zusammensetzung als auch im Gehalt an gelösten Mineralien unterscheiden. Meerwasser ist reich an Natrium-, Magnesium-, Chlorid- und Sulfationen, während Süßwasser von Calcium- und Karbonationen dominiert wird.

Organismen, die in der aquatischen Lebensumgebung leben, bilden eine biologische Gruppe - Hydrobionten.

In Stauseen werden üblicherweise zwei ökologisch besondere Lebensräume (Biotope) unterschieden: die Wassersäule (Pelagial) und der Boden (Benthal). Die dort lebenden Organismen heißen Pelagos und Benthos.

Unter den Pelagos werden folgende Organismenformen unterschieden: Plankton - passiv schwimmende kleine Vertreter (Phytoplankton und Zooplankton); nekton - aktiv schwimmende große Formen (Fische, Schildkröten, Kopffüßer); neuston - mikroskopisch kleine Bewohner des Oberflächenwasserfilms. In Süßwasserkörpern (Seen, Teiche, Flüsse, Sümpfe usw.) kommt eine solche ökologische Zonierung nicht sehr klar zum Ausdruck. Die Untergrenze des Lebens im Pelagial wird durch die für die Photosynthese ausreichende Eindringtiefe des Sonnenlichts bestimmt und erreicht selten eine Tiefe von mehr als 2000 m.

In Bentali werden auch spezielle ökologische Lebenszonen unterschieden: eine Zone mit allmählicher Landabnahme (bis zu einer Tiefe von 200-2200 m); Steilhangzone, Ozeanbett (mit einer durchschnittlichen Tiefe von 2800-6000 m); Vertiefungen des Meeresbodens (bis zu 10.000 m); der Rand der Küste, überschwemmt von Gezeiten (Litoral). Die Bewohner des Litorals leben unter Bedingungen mit reichlich Sonnenlicht bei niedrigem Druck, mit häufigen und erheblichen Temperaturschwankungen. Die Bewohner der Meeresbodenzone hingegen leben in völliger Dunkelheit, bei konstant niedrigen Temperaturen, Sauerstoffmangel und unter enormem Druck, der fast tausend Atmosphären erreicht.

Boden-Luft-Umwelt des Lebens

Die Land-Luft-Lebenswelt ist hinsichtlich der ökologischen Bedingungen die komplexeste und weist eine große Vielfalt an Lebensräumen auf. Dies führte zur größten Vielfalt an Landorganismen. Die überwiegende Mehrheit der Tiere in dieser Umgebung bewegt sich auf einer festen Oberfläche - Erde, und Pflanzen wurzeln darauf. Die Organismen dieses Lebensraums werden Aerobionten (Terrabionten, von lateinisch terra - Erde) genannt.

Charakteristisch für die betrachtete Umwelt ist, dass die hier lebenden Organismen den Lebensraum maßgeblich beeinflussen und in vielerlei Hinsicht selbst gestalten.

Günstige Eigenschaften dieser Umgebung für Organismen sind der Luftreichtum mit einem hohen Gehalt an Sauerstoff und Sonnenlicht. Ungünstige Merkmale sind: starke Temperatur-, Feuchtigkeits- und Beleuchtungsschwankungen (je nach Jahreszeit, Tageszeit und geografischer Lage), ständiger Feuchtigkeitsmangel und dessen Anwesenheit in Form von Dampf oder Tropfen, Schnee oder Eis, Wind, Wechsel der Jahreszeiten, Reliefmerkmale Gelände usw.

Alle Organismen in der terrestrischen Luftumgebung des Lebens zeichnen sich durch Systeme der sparsamen Wassernutzung, verschiedene Thermoregulationsmechanismen, hohe Effizienz oxidativer Prozesse, spezielle Organe für die Aufnahme von Luftsauerstoff und starke Skelettformationen aus, die die Aufrechterhaltung des Körpers ermöglichen in Bedingungen geringer Dichte der Umgebung und verschiedene Anpassungen zum Schutz vor plötzlichen Temperaturschwankungen.

Das Boden-Luft-Umfeld in Bezug auf seine physikalischen und chemischen Eigenschaften wird in Bezug auf alle Lebewesen als ziemlich streng angesehen. Trotzdem hat das Leben an Land ein sehr hohes Niveau erreicht, sowohl in Bezug auf die Gesamtmasse an organischer Substanz als auch in Bezug auf die Vielfalt der Formen lebender Materie.

Die Erde

Das Bodenmilieu nimmt eine Zwischenstellung zwischen dem Wasser- und dem Boden-Luft-Milieu ein. Das Temperaturregime, der niedrige Sauerstoffgehalt, die Feuchtigkeitssättigung, das Vorhandensein einer erheblichen Menge an Salzen und organischen Stoffen bringen den Boden näher an die aquatische Umwelt. Und starke Änderungen des Temperaturregimes, Austrocknung, Sättigung mit Luft, einschließlich Sauerstoff, bringen den Boden näher an die Bodenluftumgebung des Lebens.

Der Boden ist eine lockere Oberflächenschicht des Landes, die eine Mischung aus mineralischen Substanzen ist, die durch die Zersetzung von Gestein unter dem Einfluss physikalischer und chemischer Einwirkungen gewonnen werden, und speziellen organischen Substanzen, die aus der Zersetzung von Pflanzen- und Tierresten durch biologische Einwirkungen resultieren. In den Oberflächenschichten des Bodens, wo die frischeste tote organische Substanz eintritt, leben viele zerstörerische Organismen - Bakterien, Pilze, Würmer, die kleinsten Arthropoden usw. Ihre Aktivität sorgt für die Entwicklung des Bodens von oben, während die physikalische und chemische Zerstörung des Grundgesteins trägt zur Bodenbildung von unten bei.

Als Lebensraum zeichnet sich der Boden durch eine Reihe von Merkmalen aus: hohe Dichte, Lichtmangel, reduzierte Amplitude von Temperaturschwankungen, Sauerstoffmangel und relativ hoher Kohlendioxidgehalt. Außerdem zeichnet sich der Boden durch eine lockere (poröse) Struktur des Substrats aus. Die vorhandenen Hohlräume sind mit einem Gemisch aus Gasen und wässrigen Lösungen gefüllt, das die unterschiedlichsten Lebensbedingungen vieler Organismen bestimmt. Im Durchschnitt gibt es mehr als 100 Milliarden Zellen von Protozoen, Millionen von Rädertierchen und Bärtierchen, zig Millionen Nematoden, Hunderttausende von Arthropoden, Zehn und Hunderte von Regenwürmern, Mollusken und anderen Wirbellosen, Hunderte von Millionen Bakterien, mikroskopisch kleine Pilze (Actinomyceten), Algen und andere Mikroorganismen. Die gesamte Bevölkerung des Bodens - Edaphobionten (Edaphobius, aus dem Griechischen edaphos - Boden, Bios - Leben) interagiert miteinander und bildet eine Art biozönotischen Komplex, der aktiv an der Schaffung der Bodenlebensumgebung selbst beteiligt ist und ihre Fruchtbarkeit sicherstellt. Arten, die die Bodenumgebung des Lebens bewohnen, werden auch als Pedobionten bezeichnet (vom griechischen Paidos - ein Kind, d. H., das in seiner Entwicklung das Larvenstadium durchläuft).

Die Vertreter von Edaphobius entwickelten im Laufe der Evolution besondere anatomische und morphologische Merkmale. Zum Beispiel haben Tiere eine wackelige Körperform, geringe Größe, relativ starke Haut, Hautatmung, Augenreduktion, farblose Haut, Saprophagie (die Fähigkeit, sich von den Überresten anderer Organismen zu ernähren). Darüber hinaus ist neben der Aerobizität auch die Anaerobizität (die Fähigkeit, in Abwesenheit von freiem Sauerstoff zu existieren) weit verbreitet.

Der Körper als Lebensraum

Als Lebensraum zeichnet sich der Organismus für seine Bewohner durch solche positiven Eigenschaften aus wie: leicht verdauliche Nahrung; Konstanz von Temperatur, Salz und osmotischen Regimen; keine Austrocknungsgefahr; Schutz vor Feinden. Probleme für die Bewohner von Organismen entstehen durch Faktoren wie: Mangel an Sauerstoff und Licht; begrenzter Wohnraum; die Notwendigkeit, die Schutzreaktionen des Wirts zu überwinden; Ausbreitung von einem Wirt auf andere Wirte. Außerdem ist diese Umgebung immer durch die Lebensdauer des Hosts zeitlich begrenzt.

Lebewesen haben sich im Laufe ihrer geschichtlichen Entwicklung 4 Lebensräume angeeignet: Wasser, Bodenluft, Erde und andere Organismen. Jeder von ihnen hat charakteristische Merkmale, und es ist unmöglich zu sagen, was wichtiger ist. Machen wir uns mit den Merkmalen des Boden-Luft-Lebensraums vertraut.

Definition

Der Land-Luft-Habitat ist der biologische Lebensraum von Organismen, die sich auf der Landoberfläche und in niedrigen atmosphärischen Schichten befinden.

Es kann nicht als das erste von lebenden Organismen bezeichnet werden, da das Leben im Meer entstand. Im Laufe der evolutionären Entwicklung haben Lebewesen bestimmte Anpassungen entwickelt, die es ihnen ermöglichten, sich an Land und in die Atmosphäre zu bewegen.

Besonderheiten

Die wichtigste der ökologischen Nischen ist das Boden-Luft-Umfeld. Die Merkmale der Umgebung sind:

• Gasigkeit;
• hoher Sauerstoffgehalt;
• Niedrige Luftfeuchtigkeit;
• Druck und Dichte.

Dies bildet die Bedingungen, unter denen Organismen leben müssen. Die wesentlichen Merkmale des Boden-Luft-Lebensraums sind auch der Wechsel der Jahreszeiten und Jahreszeiten, Temperaturschwankungen, die Besonderheiten der Tageslichtstunden und der Wind. Um hier leben zu können, mussten lebende Organismen ihre Anatomie, Physiologie und ihr Verhalten ändern, was ihnen half, sich anzupassen. Zu den wichtigsten (wesentlichen) Umweltfaktoren gehören:

• Feuchtigkeit;
• Temperatur.

Andere Faktoren haben einen viel geringeren Einfluss auf lebende Organismen. Dies sind Druck und Dichte.

Wie haben sich die Tiere angepasst?

Viele der der Wissenschaft bekannten Tierarten leben genau in der Boden-Luft-Umgebung. Merkmale der Umwelt zwangen sie, verschiedene Arten der Anpassung zu entwickeln:

• Lungen zu haben, gibt ihnen die Fähigkeit, Luft zu atmen.
• Um sich an Land fortzubewegen, wurde das Skelett entwickelt.

Um unter den uns vertrauten Bedingungen der Boden-Luft-Umgebung normal existieren zu können, mussten Vertreter der Fauna eine lange Evolution durchlaufen und eine Vielzahl von Anpassungsmechanismen entwickeln.

Wie haben sich Pflanzen angepasst?

Die meisten Pflanzen wachsen in der Bodenluftumgebung. Merkmale der Umwelt führten zur Entstehung der folgenden Anpassungsmechanismen:

• Das Vorhandensein von Wurzeln, dank derer Pflanzen Mineralien und Feuchtigkeit aus dem Boden erhalten.
• Dank Stomata konnten Vertreter der Flora Sauerstoff direkt aus der Luft aufnehmen.

Da Pflanzen oft unter Feuchtigkeitsmangel überleben müssen, hat die Flora von Wüsten und Savannen ihre eigenen Anpassungsmethoden entwickelt: Eine lange Hauptwurzel wächst tief in den Boden und entzieht unterirdischen Quellen Feuchtigkeit. Kleine harte Blätter reduzieren die Verdunstung.

Welche anderen Merkmale der Pflanzenanpassung an die Boden-Luft-Umgebung unterscheiden die Forscher?

In der Tundra wachsen Zwergbäume und -sträucher, deren Höhe selten die menschliche Körpergröße übersteigt. Die Bedingungen hier sind sehr streng: ein langer Winter (Frost für mehr als 7 Monate im Jahr), ein kurzer kühler Sommer. Starke Winde und Böden, die so gefroren sind, dass sie im Sommer keine Zeit zum Auftauen haben – das sind die Merkmale der Umwelt. Und Pflanzen haben gelernt, in ihnen zu überleben. Einige Arten können im blühenden Zustand Schneefall überleben, andere zeichnen sich durch kleine Blätter aus, wodurch die Verdunstung von Feuchtigkeit vermieden wird.

Der Einfluss von Umweltfaktoren auf die Eigenschaften der Bewohner

Die wesentlichen Merkmale der Boden-Luft-Umgebung wirkten sich also auf die Struktur und das Erscheinungsbild der Bewohner aus. Informationen darüber, wie sich dieser oder jener Faktor auf Flora und Fauna ausgewirkt hat, sind in der Tabelle aufgeführt.

Interaktion von lebenden Organismen und der Umwelt

	Wirkung auf Pflanzen	Auswirkungen auf Tiere
Luftdichte	Aussehen von Wurzeln und mechanischen Geweben	Die Bildung eines dichten Skeletts und die Entwicklung von Muskeln, die Fähigkeit vieler Arten zu fliegen
	Komplikation von Stoffwechselprozessen	Fähigkeit, Lunge und Luftröhre zu benutzen
edaphische Umweltfaktoren (Relief und Bodenbeschaffenheit)	Das Wurzelsystem hängt von den Eigenschaften des Bodens ab	Die Form der Hufe hängt davon ab, ob das Tier läuft oder springt.
	Bäume werfen ihre Blätter für den Winter ab	Tiere sind warmblütig geworden, in den nördlichen Regionen haben sie dickes Fell, häuten sich im Frühjahr

Wie Sie sehen können, gibt es viele Umweltfaktoren, die einen erheblichen Einfluss auf das Leben seiner Bewohner haben. Daher wurde eine beträchtliche Anzahl von Anpassungsmechanismen entwickelt.

Edaphische Faktoren

Überlegen Sie, wie sich andere pflanzliche und tierische Organismen an die Eigenschaften des Bodens und des Reliefs angepasst haben. Zunächst einmal hat sich das Wurzelsystem vieler Pflanzen verändert:

• Bäume, die im Permafrost wachsen, haben ein verzweigtes Wurzelsystem, das nicht tief geht. Dies sind Lärche, Birke, Fichte. Befinden sich dieselben Arten in einem milderen Klima, dringen ihre Wurzeln tiefer in den Boden ein.
• Vertreter der Flora, die unter trockenen Bedingungen wächst, haben eine lange Wurzel, die Feuchtigkeit aus der Tiefe bekommen kann.
• Wenn der Boden zu nass ist, bilden die Pflanzen Pneumatophoren - Atmungswurzeln.

Der Boden kann eine andere Zusammensetzung haben, daher können bestimmte Arten auf dem einen oder anderen Bodentyp wachsen:

• Stickstoffreiche Böden bevorzugen Nitrophile wie Hirtentäschel, Brennnessel, Weizengras-Quinoa, Bilsenkraut.
• Salzige Böden wie Halophyten (gedrehte Quinoa, Rüben, Wermut).
• Petrophyten (Lithophyten) wachsen auf felsigen Flächen. Dies sind Steinbrech, Wacholder, Kiefer, Glockenblume.
• Lockerer Sand ist ein fruchtbarer Boden für Psammophyten: Saxaule, sandige Akazien, Weiden.

Die Zusammensetzung des Bodens beeinflusst also die Pflanzen. Für Tiere sind die Bodenbeschaffenheit und das Relief am wichtigsten. Huftiere brauchen also festen Untergrund, damit sie sich beim Laufen und Springen abstoßen können. Dichter Boden ist jedoch für grabende Tiere unpraktisch, da er sie daran hindert, Unterstände zu bauen.

Die Tiere passten sich auch gut an die edaphischen Faktoren der Boden-Luft-Umgebung an. Erstens haben sich bei solchen Arten, die viel laufen müssen, kräftige leichte Gliedmaßen entwickelt, bei anderen ermöglichen entwickelte Hinterbeine und kurze Vorderbeine das Springen, wie Hasen und Kängurus.

Fluganpassung

Vögel sind einer der Hauptbewohner der Boden-Luft-Umgebung. Merkmale der Umwelt führten zur Entstehung der folgenden Formen der Anpassung:

• stromlinienförmige Körperform;
• hohle Knochen helfen, das Gewicht des "Flyers" zu reduzieren;
• Flügel helfen, in der Luft zu bleiben;
• Nicht nur Vögel, sondern auch einige Tiere haben dank spezieller Membranen die Fähigkeit zu fliegen.

All diese Eigenschaften helfen den Vertretern der Fauna, abzuheben und in der Luft zu bleiben.

Anpassung von Organismen an veränderte Umweltfaktoren

Die Hauptmerkmale der Boden-Luft-Umgebung können sich ändern. Auf der mittleren Spur fällt also im Winter Schnee und im Sommer ist Hitze. Deshalb müssen sich lebende Organismen oft an veränderte Lebensbedingungen anpassen. Auch solche Anpassungsmechanismen haben sich im Laufe der Evolution herausgebildet.

Pflanzen können sich also nur unter günstigen Bedingungen mit ausreichend Licht und Feuchtigkeit entwickeln. Deshalb ist ihre Vegetationsperiode Frühling und Sommer. Im Winter gibt es eine Ruhephase. Die zum Überleben notwendigen Nährstoffe werden über den Sommer in den Wurzeln angesammelt und die Blätter der Bäume werden abgeworfen, da die Verringerung der Tageslichtstunden dazu führt, dass die Bildung von Nährstoffen in den Blättern unmöglich wird.

Auch Tiere haben viele Möglichkeiten entwickelt, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen:

• Einige fallen in den Winterschlaf, nachdem sie zuvor die notwendige Nährstoffversorgung angesammelt haben (Bären).
• Mit dem Einsetzen der Kälte ziehen Zugvögel in heiße Länder, um im Frühjahr in ihre Nester zurückzukehren und mit dem Brüten der Küken zu beginnen.
• Bis zum Winter bilden viele Bewohner der nördlichen Breiten eine dichte Unterwolle, dank der das Tier schwere Fröste problemlos ertragen kann. Im Frühjahr mausert das Tier.

Dank solcher Mechanismen wird deutlich, wie sich Vertreter der Pflanzen- und Tierwelt an die Boden-Luft-Umgebung des Lebens anpassen. Die Eigenschaften der Umwelt unterliegen Veränderungen, sodass sich sowohl das Erscheinungsbild als auch das Verhalten ihrer Bewohner ändern. All diese Mechanismen sind das Ergebnis einer langen evolutionären Entwicklung.

Wir haben die wesentlichen Merkmale eines der wichtigsten Lebensräume betrachtet - Bodenluft. Alle Lebewesen, die an der Erdoberfläche oder in den unteren Schichten der Atmosphäre leben, haben gelernt, sich an die sich verändernden Umweltbedingungen anzupassen.

In der Bodenluftumgebung hat die Temperatur einen besonders großen Einfluss auf Organismen. Daher haben die Bewohner der kalten und heißen Regionen der Erde verschiedene Anpassungen entwickelt, um Wärme zu speichern oder umgekehrt ihren Überschuss abzugeben.

Gib ein Paar Beispiele.

Die Temperatur der Pflanze aufgrund der Erwärmung durch Sonnenstrahlen kann höher sein als die Temperatur der umgebenden Luft und des Bodens. Bei starker Verdunstung wird die Temperatur der Pflanze niedriger als die Lufttemperatur. Die Verdunstung durch Spaltöffnungen ist ein von der Pflanze regulierter Prozess. Mit zunehmender Lufttemperatur steigt sie, wenn es möglich ist, den Blättern schnell die erforderliche Wassermenge zuzuführen. Dies schützt die Pflanze vor Überhitzung und senkt ihre Temperatur um 4-6 und manchmal um 10-15 ° C.

Während der Muskelkontraktion wird viel mehr Wärmeenergie freigesetzt als während der Funktion anderer Organe und Gewebe. Je leistungsfähiger und aktiver die Muskulatur ist, desto mehr Wärme kann das Tier erzeugen. Tiere haben im Vergleich zu Pflanzen vielfältigere Möglichkeiten, ihre eigene Körpertemperatur dauerhaft oder vorübergehend zu regulieren.

Durch Veränderung der Körperhaltung kann das Tier die Erwärmung des Körpers durch Sonneneinstrahlung erhöhen oder verringern. Beispielsweise setzt die Wüstenheuschrecke in den kühlen Morgenstunden die breite Seitenfläche des Körpers den Sonnenstrahlen aus und mittags die schmale Rückenfläche. Bei extremer Hitze verstecken sich Tiere im Schatten, verstecken sich in Höhlen. In der Wüste zum Beispiel klettern einige Arten von Eidechsen und Schlangen tagsüber auf die Büsche und vermeiden den Kontakt mit der heißen Erdoberfläche. Im Winter suchen viele Tiere Unterschlupf, wo der Temperaturverlauf gleichmäßiger ist als in offenen Lebensräumen. Die Verhaltensformen sozialer Insekten sind noch komplexer: Bienen, Ameisen, Termiten, die Nester mit einer gut regulierten Temperatur in ihrem Inneren bauen, die während der Zeit der Insektenaktivität nahezu konstant ist.

Das dichte Fell von Säugetieren, Federn und insbesondere die Daunendecke von Vögeln ermöglichen es, um den Körper herum eine Luftschicht mit einer Temperatur nahe der Körpertemperatur des Tieres zu halten und dadurch die Wärmeabstrahlung an die äußere Umgebung zu reduzieren. Die Wärmeübertragung wird durch die Neigung der Haare und Federn, den jahreszeitlichen Wechsel von Fell und Gefieder reguliert. Das außergewöhnlich warme Winterfell von Tieren aus der Arktis ermöglicht es ihnen, bei kaltem Wetter auf eine Steigerung des Stoffwechsels zu verzichten und den Bedarf an Nahrung zu reduzieren.

Nennen Sie die Ihnen bekannten Bewohner der Wüste.

In den Wüsten Zentralasiens ist ein kleiner Strauch ein Saxaul. In Amerika - Kakteen, in Afrika - Euphorbien. Die Tierwelt ist nicht reich. Reptilien überwiegen - Schlangen, Warane. Es gibt Skorpione, wenige Säugetiere (Kamel).

1. Füllen Sie die Tabelle „Lebensräume lebender Organismen“ weiter aus (siehe Hausaufgabe zu § 42).