Der Land-Luft-Lebensraum ist hinsichtlich seiner ökologischen Bedingungen wesentlich komplexer als die aquatische Umwelt. Für das Leben an Land mussten sowohl Pflanzen als auch Tiere eine ganze Reihe grundlegend neuer Anpassungen entwickeln.

Die Dichte von Luft ist 800-mal geringer als die Dichte von Wasser, daher ist ein Leben in der Luft fast unmöglich. Nur Bakterien, Pilzsporen und Pflanzenpollen sind regelmäßig in der Luft vorhanden und können durch Luftströmungen über beträchtliche Entfernungen getragen werden, aber für alle Hauptfunktionen des Lebenszyklus - die Fortpflanzung erfolgt auf der Erdoberfläche, wo Nährstoffe vorhanden sind. Die Bewohner des Landes sind gezwungen, ein entwickeltes Unterstützungssystem zu haben,

den Körper unterstützen. Bei Pflanzen sind dies verschiedene mechanische Gewebe, während Tiere ein komplexes Knochenskelett haben. Die geringe Luftdichte bestimmt den geringen Bewegungswiderstand. Daher konnten viele Landtiere im Laufe ihrer Evolution die ökologischen Vorteile dieser Eigenschaft der Luftumgebung nutzen und die Fähigkeit zum Kurzzeit- oder Langzeitflug erwerben. Nicht nur Vögel und Insekten, sondern auch einzelne Säugetiere und Reptilien haben die Fähigkeit, sich in der Luft fortzubewegen. Im Allgemeinen können mindestens 60 % der Landtierarten aufgrund von Luftströmungen aktiv fliegen oder gleiten.

Das Leben vieler Pflanzen hängt weitgehend von der Bewegung der Luftströmungen ab, da es der Wind ist, der ihre Pollen trägt und die Bestäubung stattfindet. Diese Art der Bestäubung nennt man Anemophilie. Anemophilie ist charakteristisch für alle Gymnospermen, und unter den Angiospermen machen die windbestäubten mindestens 10 % der Gesamtzahl der Arten aus. Für viele Arten ist es charakteristisch Anemochorie- Absetzen mit Hilfe von Luftströmen. In diesem Fall bewegen sich nicht die Keimzellen, sondern die Embryonen von Organismen und jungen Individuen - Samen und kleine Früchte von Pflanzen, Insektenlarven, kleine Spinnen usw. Anemochore-Samen und -Früchte von Pflanzen haben entweder sehr kleine Größen (z Orchideensamen) oder verschiedene pterygoid- und fallschirmförmige Anhängsel, die die Planbarkeit erhöhen. Passiv windgeblasene Organismen werden zusammenfassend als bezeichnet Aeroplankton in Analogie zu den planktonischen Bewohnern der aquatischen Umwelt.

Die geringe Luftdichte verursacht im Vergleich zur aquatischen Umwelt einen sehr niedrigen Druck an Land. Auf Meereshöhe beträgt er 760 mmHg. Kunst. Mit zunehmender Höhe nimmt der Druck ab und beträgt bei etwa 6000 m nur noch die Hälfte dessen, was normalerweise an der Erdoberfläche beobachtet wird. Für die meisten Wirbeltiere und Pflanzen ist dies die obere Verbreitungsgrenze. Niedriger Druck in den Bergen führt zu einer Verringerung der Sauerstoffversorgung und Dehydration der Tiere aufgrund einer Erhöhung der Atemfrequenz. Im Allgemeinen reagiert die überwiegende Mehrheit der Landorganismen viel empfindlicher auf Druckänderungen als Wasserbewohner, da Druckschwankungen in der terrestrischen Umgebung normalerweise nicht Zehntel der Atmosphäre überschreiten. Selbst große Vögel, die eine Höhe von mehr als 2 km erreichen können, geraten in Bedingungen, bei denen der Druck nicht mehr als 30 % vom Bodendruck abweicht.

Neben den physikalischen Eigenschaften der Luftumgebung sind auch ihre chemischen Eigenschaften für das Leben von Landorganismen sehr wichtig. Die Gaszusammensetzung der Luft in der Oberflächenschicht der Atmosphäre ist aufgrund der ständigen Vermischung der Luftmassen durch Konvektion und Windströmungen überall gleich. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt der Entwicklung der Erdatmosphäre überwiegen in der Luft Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %), gefolgt von den Edelgasen Argon (0,9 %) und Kohlendioxid (0,035 %). Der höhere Sauerstoffgehalt im Lebensraum Landluft im Vergleich zur aquatischen Umgebung trägt zu einer Erhöhung des Stoffwechselniveaus bei Landtieren bei. In der terrestrischen Umgebung entstanden physiologische Mechanismen, die auf der hohen Energieeffizienz oxidativer Prozesse im Körper beruhen und Säugetieren und Vögeln die Möglichkeit geben, ihre Körpertemperatur und motorische Aktivität auf einem konstanten Niveau zu halten, was ihnen dies ermöglichte nur in warmen, aber auch in kalten Regionen der Erde zu leben. . Derzeit gehört Sauerstoff aufgrund seines hohen Gehalts in der Atmosphäre nicht zu den Faktoren, die das Leben auf der Erde einschränken. Im Boden kann es jedoch unter bestimmten Bedingungen zu einem Mangel kommen.

Die Kohlendioxidkonzentration kann in der Oberflächenschicht innerhalb ziemlich signifikanter Grenzen variieren. Beispielsweise kann der Gehalt dieses Gases bei Windstille in Großstädten und Industriezentren aufgrund seiner intensiven Freisetzung bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe zehnmal höher sein als die Konzentration in natürlichen ungestörten Biozönosen. Auch in Gebieten mit vulkanischer Aktivität können erhöhte Kohlendioxidkonzentrationen auftreten. Hohe Konzentrationen von CO 2 (mehr als 1 %) sind für Tiere und Pflanzen giftig, aber ein niedriger Gehalt dieses Gases (weniger als 0,03 %) hemmt den Prozess der Photosynthese. Die wichtigste natürliche CO2-Quelle ist die Atmung von Bodenorganismen. Kohlendioxid gelangt aus dem Boden in die Atmosphäre und wird besonders intensiv von mäßig feuchten, gut erwärmten Böden mit einem erheblichen Anteil an organischem Material emittiert. Zum Beispiel emittieren Böden von Buchenlaubwäldern 15 bis 22 kg/ha Kohlendioxid pro Stunde, sandige Sandböden nicht mehr als 2 kg/ha. Aufgrund des Rhythmus der tierischen Atmung und der pflanzlichen Photosynthese ändert sich der Gehalt an Kohlendioxid und Sauerstoff in den oberen Luftschichten täglich.

Stickstoff, der Hauptbestandteil des Luftgemisches, ist aufgrund seiner inerten Eigenschaften für die meisten Bewohner der Boden-Luft-Umgebung einer direkten Assimilation nicht zugänglich. Nur einige prokaryotische Organismen, darunter Knötchenbakterien und Blaualgen, sind in der Lage, Stickstoff aus der Luft aufzunehmen und in den biologischen Stoffkreislauf einzubinden.

Der wichtigste ökologische Faktor in terrestrischen Lebensräumen ist das Sonnenlicht. Alle lebenden Organismen benötigen für ihre Existenz Energie, die von außen kommt. Seine Hauptquelle ist das Sonnenlicht, das 99,9% der gesamten Energiebilanz auf der Erdoberfläche ausmacht, und 0,1% ist die Energie der tiefen Schichten unseres Planeten, deren Rolle nur in bestimmten Gebieten intensiver vulkanischer Aktivität hoch genug ist , zum Beispiel in Island oder Kamtschatka im Tal der Geysire. Wenn wir die Sonnenenergie, die die Oberfläche der Erdatmosphäre erreicht, zu 100 % annehmen, dann werden etwa 34 % in den Weltraum zurückgeworfen, 19 % werden beim Durchgang durch die Atmosphäre absorbiert und nur 47 % erreichen die Boden-Luft- und Wasserökosysteme in Form von direkter und diffuser Strahlungsenergie. Direkte Sonnenstrahlung ist elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen von 0,1 bis 30.000 nm. Der Anteil der Streustrahlung in Form von von Wolken und der Erdoberfläche reflektierten Strahlen nimmt mit abnehmender Höhe der Sonne über dem Horizont und mit zunehmendem Gehalt an Staubpartikeln in der Atmosphäre zu. Die Art der Wirkung des Sonnenlichts auf lebende Organismen hängt von ihrer spektralen Zusammensetzung ab.

Ultraviolette kurzwellige Strahlen mit Wellenlängen kleiner als 290 nm sind schädlich für alle Lebewesen, denn. haben die Fähigkeit, das Zytoplasma lebender Zellen zu ionisieren, zu spalten. Diese gefährlichen Strahlen werden von 80 - 90 % der Ozonschicht in Höhen von 20 bis 25 km absorbiert. Die Ozonschicht, eine Ansammlung von O 3 -Molekülen, entsteht durch die Ionisierung von Sauerstoffmolekülen und ist somit ein Produkt der photosynthetischen Aktivität von Pflanzen im globalen Maßstab. Dies ist eine Art "Regenschirm", der terrestrische Gemeinschaften vor schädlicher ultravioletter Strahlung schützt. Es wird angenommen, dass er vor etwa 400 Millionen Jahren durch die Freisetzung von Sauerstoff bei der Photosynthese von Meeresalgen entstanden ist, wodurch sich Leben an Land entwickeln konnte. Hochreaktiv sind auch langwellige ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge von 290 bis 380 nm. Längerer und intensiver Kontakt mit ihnen schadet Organismen, aber für viele von ihnen sind kleine Dosen notwendig. Strahlen mit Wellenlängen von etwa 300 nm bewirken bei Tieren die Bildung von Vitamin D, mit Wellenlängen von 380 bis 400 nm - führen zum Auftreten von Sonnenbrand als Schutzreaktion der Haut. Im Bereich des sichtbaren Sonnenlichts, d.h. vom menschlichen Auge wahrgenommen werden, umfasst Strahlen mit Wellenlängen von 320 bis 760 nm. Innerhalb des sichtbaren Teils des Spektrums gibt es eine Zone photosynthetisch aktiver Strahlen - von 380 bis 710 nm. In diesem Bereich von Lichtwellen findet der Prozess der Photosynthese statt.

Licht und seine Energie, die weitgehend die Temperatur der Umgebung eines bestimmten Lebensraums bestimmen, beeinflussen den Gasaustausch und die Verdunstung von Wasser durch Pflanzenblätter und stimulieren die Arbeit von Enzymen für die Synthese von Proteinen und Nukleinsäuren. Pflanzen brauchen Licht für die Bildung des Chlorophyllpigments, die Bildung der Struktur von Chloroplasten, d.h. Strukturen, die für die Photosynthese verantwortlich sind. Unter dem Einfluss von Licht erfolgt die Teilung und das Wachstum von Pflanzenzellen, ihre Blüte und Fruchtbildung. Schließlich hängen die Verbreitung und Abundanz bestimmter Pflanzenarten und damit die Struktur der Biozönose von der Lichtintensität in einem bestimmten Lebensraum ab. Bei schwachem Licht, wie unter dem Blätterdach eines Laub- oder Fichtenwaldes oder in den Morgen- und Abendstunden, wird Licht zu einem wichtigen limitierenden Faktor, der die Photosynthese einschränken kann. An einem klaren Sommertag in einem offenen Lebensraum oder im oberen Teil der Baumkrone in gemäßigten und niedrigen Breiten kann die Beleuchtung 100.000 Lux erreichen, während 10.000 Lux für den Erfolg der Photosynthese ausreichen. Bei sehr hoher Beleuchtung beginnt der Prozess des Bleichens und der Zerstörung von Chlorophyll, was die Produktion von primärem organischem Material im Prozess der Photosynthese erheblich verlangsamt.

Wie Sie wissen, nimmt die Photosynthese Kohlendioxid auf und setzt Sauerstoff frei. Bei der Atmung der Pflanze wird jedoch tagsüber und insbesondere nachts Sauerstoff aufgenommen und im Gegenteil CO 2 freigesetzt. Wenn Sie die Lichtintensität allmählich erhöhen, erhöht sich die Photosyntheserate entsprechend. Mit der Zeit wird ein Moment kommen, in dem sich Photosynthese und Atmung der Pflanze genau die Waage halten und die Produktion von reiner biologischer Materie, d.h. nicht von der Pflanze selbst im Prozess der Oxidation und Atmung für ihre Bedürfnisse verbraucht wird, stoppen. Dieser Zustand, bei dem der gesamte Gasaustausch von CO 2 und O 2 0 ist, wird als 0 bezeichnet Kompensationspunkt.

Wasser ist eine der absolut notwendigen Substanzen für den erfolgreichen Ablauf der Photosynthese, und sein Mangel beeinflusst den Ablauf vieler zellulärer Prozesse negativ. Auch ein mehrtägiger Feuchtigkeitsmangel im Boden kann zu gravierenden Ernteausfällen führen, denn. in den Blättern von Pflanzen beginnt sich eine Substanz anzusammeln, die das Gewebewachstum verhindert - Abscisinsäure.

Optimal für die Photosynthese der meisten Pflanzen in der gemäßigten Zone ist eine Lufttemperatur von etwa 25 ° C. Bei höheren Temperaturen verlangsamt sich die Photosyntheserate aufgrund erhöhter Atmungskosten, Feuchtigkeitsverlust durch Verdunstung zur Kühlung der Pflanze und verringertem CO2-Verbrauch aufgrund eines verringerten Gasaustauschs.

Pflanzen haben verschiedene morphologische und physiologische Anpassungen an das Lichtregime des Boden-Luft-Habitats. Entsprechend den Anforderungen an die Beleuchtungsstärke werden alle Pflanzen normalerweise in die folgenden ökologischen Gruppen eingeteilt.

Lichtliebend bzw Heliophyten- Pflanzen offener, ständig gut beleuchteter Lebensräume. Die Blätter von Heliophyten sind normalerweise klein oder mit einer eingeschnittenen Blattspreite, mit einer dicken Außenwand aus Epidermiszellen, oft mit einer wachsartigen Beschichtung, um überschüssige Lichtenergie teilweise zu reflektieren, oder mit einer dichten Behaarung, die eine effektive Wärmeableitung ermöglicht, mit einer großen Anzahl von mikroskopisch kleine Löcher - Stomata, durch die Gas auftritt und Feuchtigkeitsaustausch mit der Umgebung, mit gut entwickelten mechanischen Geweben und Geweben, die Wasser speichern können. Die Blätter einiger Pflanzen dieser Gruppe sind photometrisch, d.h. in der Lage, ihre Position in Abhängigkeit von der Höhe der Sonne zu ändern. Mittags liegen die Blätter am Rand des Leuchtkörpers und morgens und abends parallel zu dessen Strahlen, was sie vor Überhitzung schützt und die Nutzung von Licht und Sonnenenergie im erforderlichen Umfang ermöglicht. Heliophyten sind Teil der Gemeinschaften fast aller Naturzonen, aber ihre größte Anzahl findet sich in den äquatorialen und tropischen Zonen. Dies sind Pflanzen der Regenwälder der oberen Ebene, Pflanzen der Savannen Westafrikas, der Steppen von Stavropol und Kasachstan. Dazu gehören zum Beispiel Mais, Hirse, Sorghum, Weizen, Nelken, Euphorbien.

Schattenliebende bzw Sciophyten- Pflanzen der unteren Waldschichten, tiefe Schluchten. Sie sind in der Lage, unter Bedingungen mit erheblicher Beschattung zu leben, was für sie die Norm ist. Die Blätter von Sciophyten sind horizontal angeordnet, sie haben normalerweise eine dunkelgrüne Farbe und sind im Vergleich zu Heliophyten größer. Epidermiszellen sind groß, aber mit dünneren Außenwänden. Chloroplasten sind groß, aber ihre Anzahl in Zellen ist gering. Die Anzahl der Stomata pro Flächeneinheit ist geringer als die der Heliophyten. Zu den schattenliebenden Pflanzen der gemäßigten Klimazone gehören Moose, Bärlappe, Kräuter aus der Familie der Ingwergewächse, Sauerampfer, Zweiblättrige Meerbarbe usw. Dazu gehören auch viele Pflanzen der unteren Stufe der tropischen Zone. Moose als Pflanzen der untersten Waldschicht können bei einer Beleuchtung von bis zu 0,2% der Gesamtheit auf der Oberfläche der Waldbiozönose leben, Bärlappe - bis zu 0,5% und Blütenpflanzen können sich nur bei einer Beleuchtung von mindestens 1 normal entwickeln % von allen. Bei Sciophyten laufen die Prozesse der Atmung und des Feuchtigkeitsaustauschs mit geringerer Intensität ab. Die Intensität der Photosynthese erreicht schnell ein Maximum, beginnt jedoch bei starker Beleuchtung abzunehmen. Der Kompensationspunkt befindet sich bei schlechten Lichtverhältnissen.

Schattentolerante Pflanzen vertragen einen erheblichen Schatten, wachsen aber auch gut im Licht, angepasst an erhebliche jahreszeitliche Änderungen der Beleuchtung. Zu dieser Gruppe gehören Wiesenpflanzen, Waldgräser und Sträucher, die in schattigen Bereichen wachsen. In intensiv beleuchteten Bereichen wachsen sie schneller, entwickeln sich aber bei mäßigem Licht ganz normal.

Die Einstellung zum Lichtregime ändert sich bei Pflanzen während ihrer individuellen Entwicklung - der Ontogenese. Sämlinge und Jungpflanzen vieler Wiesengräser und -bäume sind schattentoleranter als Erwachsene.

Auch im Leben der Tiere spielt der sichtbare Teil des Lichtspektrums eine ziemlich wichtige Rolle. Licht für Tiere ist eine notwendige Voraussetzung für die visuelle Orientierung im Raum. Die primitiven Augen vieler Wirbelloser sind einfach einzelne lichtempfindliche Zellen, die es ihnen ermöglichen, bestimmte Beleuchtungsschwankungen, den Wechsel von Licht und Schatten, wahrzunehmen. Spinnen können die Konturen sich bewegender Objekte in einem Abstand von nicht mehr als 2 cm unterscheiden, Klapperschlangen können den infraroten Teil des Spektrums sehen und in völliger Dunkelheit jagen, wobei sie sich auf die Wärmestrahlen des Opfers konzentrieren. Bei Bienen ist der sichtbare Teil des Spektrums in einen kürzeren Wellenlängenbereich verschoben. Sie nehmen einen erheblichen Teil der ultravioletten Strahlen als farbig wahr, unterscheiden aber nicht zwischen roten. Die Fähigkeit, Farben wahrzunehmen, hängt von der spektralen Zusammensetzung ab, bei der eine bestimmte Art aktiv ist. Die meisten Säugetiere, die einen dämmerungs- oder nachtaktiven Lebensstil führen, können Farben nicht gut unterscheiden und sehen die Welt in Schwarz und Weiß (Vertreter der Hunde- und Katzenfamilien, Hamster usw.). Das Leben in der Dämmerung führt zu einer Vergrößerung der Augen. Riesige Augen, die einen unbedeutenden Bruchteil des Lichts einfangen können, sind charakteristisch für nachtaktive Lemuren, Koboldmakis und Eulen. Die vollkommensten Sehorgane besitzen Kopffüßer und höhere Wirbeltiere. Sie können die Form und Größe von Objekten, ihre Farbe angemessen wahrnehmen und die Entfernung zu Objekten bestimmen. Das perfekteste dreidimensionale binokulare Sehen ist charakteristisch für Menschen, Primaten, Raubvögel - Eulen, Falken, Adler, Geier.

Die Position der Sonne ist ein wichtiger Faktor bei der Navigation verschiedener Tiere während der Langstreckenwanderungen.

Die Lebensbedingungen in der Boden-Luft-Umgebung werden durch Wetter- und Klimaänderungen erschwert. Wetter ist der sich ständig ändernde Zustand der Atmosphäre nahe der Erdoberfläche bis zu einer Höhe von etwa 20 km (Obergrenze der Troposphäre). Die Wettervariabilität äußert sich in ständigen Schwankungen der Werte der wichtigsten Umweltfaktoren wie Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit, der Menge an flüssigem Wasser, die aufgrund atmosphärischer Niederschläge auf die Bodenoberfläche fällt, dem Beleuchtungsgrad, der Geschwindigkeit der Windströmung usw. Wettereigenschaften sind nicht nur durch ziemlich offensichtliche saisonale Änderungen gekennzeichnet, sondern auch durch nicht periodische zufällige Schwankungen über relativ kurze Zeiträume sowie im täglichen Zyklus, die das Leben der Landbewohner seither besonders negativ beeinflussen Es ist äußerst schwierig, wirksame Anpassungen an diese Schwankungen zu entwickeln. Das Wetter beeinflusst das Leben der Bewohner großer Land- und Meeresgewässer in viel geringerem Maße und betrifft nur Oberflächenbiozönosen.

Charakteristisch ist das langjährige Wetterregime Klima Terrain. Der Klimabegriff umfasst nicht nur die über einen langen Zeitraum gemittelten Werte der wichtigsten meteorologischen Merkmale und Phänomene, sondern auch deren Jahresverlauf, sowie die Wahrscheinlichkeit der Abweichung von der Norm. Das Klima hängt in erster Linie von den geografischen Bedingungen der Region ab - dem Breitengrad des Gebiets, der Höhe über dem Meeresspiegel, der Nähe zum Ozean usw. Die zonale Vielfalt des Klimas hängt auch vom Einfluss der Monsunwinde ab tragen warme, feuchte Luftmassen von tropischen Meeren zu den Kontinenten, auf den Flugbahnen von Zyklonen und Antizyklonen, aus dem Einfluss von Gebirgszügen auf die Bewegung von Luftmassen und aus vielen anderen Gründen, die eine außergewöhnliche Vielfalt an Lebensbedingungen an Land schaffen. Für die meisten Landorganismen, insbesondere für Pflanzen und kleine sesshafte Tiere, sind nicht so sehr die großräumigen Merkmale des Klimas der natürlichen Zone, in der sie leben, wichtig, sondern die Bedingungen, die in ihrem unmittelbaren Lebensraum geschaffen werden. Solche lokalen Klimaveränderungen, die unter dem Einfluss zahlreicher Phänomene entstehen, die eine lokale Verteilung haben, werden als bezeichnet Mikroklima. Unterschiede zwischen Temperatur und Feuchtigkeit von Wald- und Wiesenlebensräumen an den Nord- und Südhängen der Hügel sind weithin bekannt. In Nestern, Höhlen, Höhlen und Bauen herrscht ein stabiles Mikroklima. Beispielsweise kann in der verschneiten Höhle eines Eisbären die Lufttemperatur bis zum Erscheinen des Jungen 50 ° C höher sein als die Umgebungstemperatur.

Für das Boden-Luft-Milieu sind wesentlich größere Temperaturschwankungen im Tages- und Jahreszeitenzyklus charakteristisch als für das Wasser. In den Weiten der gemäßigten Breiten Eurasiens und Nordamerikas, die sich in beträchtlicher Entfernung vom Ozean befinden, kann die Temperaturamplitude im Jahresverlauf aufgrund sehr kalter Winter und heißer Sommer 60 und sogar 100 ° C erreichen. Die Grundlage der Flora und Fauna in den meisten kontinentalen Regionen sind daher eurythermale Organismen.

Literatur

Haupt - V.1 - p. 268-299; - C. 111 - 121; Zusätzlich ; .

Fragen zur Selbstprüfung:

1. Was sind die wichtigsten physikalischen Unterschiede zwischen dem Boden-Luft-Lebensraum?

aus Wasser?

2. Welche Prozesse bestimmen den Kohlendioxidgehalt in der Oberflächenschicht der Atmosphäre?

und welche Rolle spielt es im Pflanzenleben?

3. In welchem ​​Strahlenbereich des Lichtspektrums findet Photosynthese statt?

4. Welche Bedeutung hat die Ozonschicht für die Bewohner des Landes, wie ist sie entstanden?

5. Von welchen Faktoren hängt die Intensität der pflanzlichen Photosynthese ab?

6. Was ist der Kompensationspunkt?

7. Was sind die charakteristischen Merkmale von Heliophytenpflanzen?

8. Was sind die charakteristischen Merkmale von Sciophyten-Pflanzen?

9. Welche Rolle spielt das Sonnenlicht im Leben der Tiere?

10. Was ist ein Mikroklima und wie entsteht es?

Wenn man durch einen Wald oder eine Wiese geht, denkt man kaum, dass man ... drin ist Boden-Luft-Umgebung. Aber so nennen die Wissenschaftler jenes Haus der Lebewesen, das aus Erdoberfläche und Luft besteht. Wenn man in einem Fluss, See oder Meer schwimmt, findet man sich darin wieder aquatische Umgebung- ein weiteres reich besiedeltes natürliches Zuhause. Und wenn Sie Erwachsenen helfen, die Erde im Garten umzugraben, sehen Sie das Bodenmilieu unter Ihren Füßen. Auch hier gibt es viele, viele verschiedene Einwohner. Ja, es gibt drei wunderbare Häuser um uns herum - drei Lebensraum, mit dem das Schicksal der meisten Lebewesen auf unserem Planeten untrennbar verbunden ist.

Das Leben in jeder Umgebung hat seine eigenen Eigenschaften. IN Boden-Luft-Umgebung genug Sauerstoff, aber oft nicht genug Feuchtigkeit. Vor allem in Steppen und Wüsten ist es selten. Daher haben Pflanzen und Tiere arider Orte spezielle Vorrichtungen zur Gewinnung, Speicherung und sparsamen Nutzung von Wasser. Denken Sie zumindest an einen Kaktus, der Feuchtigkeit in seinem Körper speichert. In der Bodenluftumgebung gibt es erhebliche Temperaturänderungen, insbesondere in Gebieten mit kalten Wintern. In diesen Gebieten ändert sich das gesamte Leben der Organismen im Laufe des Jahres merklich. Der Herbstlaubfall, der Flug von Zugvögeln in wärmere Gefilde, die Veränderung der Wolle bei Tieren zu einer dickeren und wärmeren – all dies sind Anpassungen von Lebewesen an jahreszeitliche Veränderungen in der Natur.

Für Tiere, die in jeder Umgebung leben, ist Bewegung ein wichtiges Problem. In der Boden-Luft-Umgebung können Sie sich am Boden und in der Luft bewegen. Und Tiere nutzen es aus. Die Beine einiger sind zum Laufen geeignet (Strauß, Gepard, Zebra), andere zum Springen (Känguru, Springmaus). Von hundert Tierarten, die in dieser Umgebung leben, können 75 fliegen. Dies sind die meisten Insekten, Vögel und einige Tiere (Fledermäuse).

IN aquatische Umgebung etwas, und es gibt immer genug Wasser. Die Temperatur variiert hier weniger als die Lufttemperatur. Aber Sauerstoff ist oft nicht genug. Einige Organismen, wie zum Beispiel Forellen, können nur in sauerstoffreichem Wasser leben. Andere (Karpfen, Karausche, Schleie) vertragen Sauerstoffmangel. Im Winter, wenn viele Stauseen vereist sind, kann es zu einem Fischsterben kommen – ihrem Massensterben durch Ersticken. Damit Sauerstoff ins Wasser eindringen kann, werden Löcher ins Eis geschnitten.

In der aquatischen Umwelt gibt es weniger Licht als in der Land-Luft-Umgebung. In den Ozeanen und Meeren in einer Tiefe unter 200 m - das Reich der Dämmerung und noch tiefer - ewige Dunkelheit. Es ist klar, dass Wasserpflanzen nur dort zu finden sind, wo genügend Licht vorhanden ist. Nur Tiere können tiefer leben. Sie ernähren sich von den toten Überresten verschiedener Meereslebewesen, die aus den oberen Schichten „fallen“.

Das bemerkenswerteste Merkmal vieler Wassertiere ist ihre Schwimmanpassung. Fische, Delfine und Wale haben Flossen. Walrosse und Robben haben Flossen. Biber, Otter, Wasservögel, Frösche haben Membranen zwischen den Fingern. Schwimmkäfer haben paddelartige Schwimmbeine.

Boden Umwelt- Heimat vieler Bakterien und Protozoen. Es gibt auch Myzelien von Pilzen, Wurzeln von Pflanzen. Der Boden wurde auch von einer Vielzahl von Tieren bewohnt - Würmer, Insekten, an das Graben angepasste Tiere wie Maulwürfe. Die Bewohner des Bodens finden in dieser Umgebung die für sie notwendigen Bedingungen vor - Luft, Wasser, Mineralsalze. Es stimmt, es gibt weniger Sauerstoff und mehr Kohlendioxid als in frischer Luft. Und manchmal gibt es zu viel Wasser. Aber die Temperatur ist gleichmäßiger als an der Oberfläche. Aber das Licht dringt nicht tief in den Boden ein. Daher haben die darin lebenden Tiere meist sehr kleine Augen oder sind völlig ohne Sehorgane. Helfen Sie ihrem Geruchs- und Tastsinn.

Boden-Luft-Umgebung

In diesen Zeichnungen „trafen“ sich Vertreter verschiedener Lebensräume. In der Natur konnten sie nicht zusammenkommen, weil viele von ihnen weit voneinander entfernt leben, auf verschiedenen Kontinenten, in den Meeren, im Süßwasser ...

Der Meister der Fluggeschwindigkeit unter den Vögeln ist ein Mauersegler. 120 km/h ist seine übliche Geschwindigkeit.

Kolibris schlagen bis zu 70 Mal pro Sekunde mit den Flügeln, Mücken bis zu 600 Mal pro Sekunde.

Die Fluggeschwindigkeit verschiedener Insekten ist wie folgt: für die Florfliege - 2 km pro Stunde, für die Stubenfliege - 7, für den Maikäfer - 11, für die Hummel - 18 und für den Schwärmer - 54 km pro Stunde. Große Libellen erreichen nach einigen Beobachtungen Geschwindigkeiten von bis zu 90 km/h.

Unsere Fledermäuse sind kleinwüchsig. Aber in heißen Ländern leben ihre Verwandten - Flughunde. Sie erreichen eine Flügelspannweite von 170 cm!

Große Kängurus springen bis zu 9 und manchmal bis zu 12 m. (Messen Sie diese Distanz auf dem Boden im Klassenzimmer und stellen Sie sich einen Kängurusprung vor. Einfach atemberaubend!)

Der Gepard ist das schnellste Tier. Es entwickelt eine Geschwindigkeit von bis zu 110 km pro Stunde. Ein Strauß kann mit einer Geschwindigkeit von bis zu 70 km/h laufen und dabei Schritte von 4-5 m machen.

Wasserumgebung

Fische und Krebse atmen mit Kiemen. Das sind spezielle Organe, die dem Wasser darin gelösten Sauerstoff entziehen. Der Frosch atmet unter Wasser durch die Haut. Aber die Tiere, die die aquatische Umgebung gemeistert haben, atmen mit ihren Lungen und steigen zur Inspiration an die Wasseroberfläche. Wasserkäfer verhalten sich ähnlich. Nur haben sie wie andere Insekten keine Lungen, sondern spezielle Atemschläuche - Luftröhren.

Boden Umwelt

Die Struktur des Körpers von Maulwurf, Zokor und Maulwurfsratte legt nahe, dass sie alle Bewohner der Bodenumgebung sind. Die Vorderbeine von Maulwurf und Zokor sind das wichtigste Grabwerkzeug. Sie sind flach wie Spaten mit sehr großen Krallen. Und die Maulwurfsratte hat gewöhnliche Beine, sie beißt mit kräftigen Vorderzähnen in den Boden (damit die Erde nicht in den Mund gelangt, schließen die Lippen sie hinter den Zähnen!). Der Körper all dieser Tiere ist oval und kompakt. Mit einem solchen Körper ist es bequem, sich durch unterirdische Gänge zu bewegen.

Teste Dein Wissen

1. Listen Sie die Lebensräume auf, die Sie in der Lektion kennengelernt haben.
2. Wie sind die Lebensbedingungen von Organismen in der Bodenluftumgebung?
3. Beschreiben Sie die Lebensbedingungen in Gewässern.
4. Welche Eigenschaften hat der Boden als Lebensraum?
5. Nennen Sie Beispiele für die Anpassung von Organismen an das Leben in verschiedenen Umgebungen.

Denken!

1. Erklären Sie, was auf dem Bild zu sehen ist. In welcher Umgebung leben Ihrer Meinung nach die Tiere, deren Körperteile auf dem Bild zu sehen sind? Kannst du diese Tiere benennen?
2. Warum leben im Ozean nur Tiere in großen Tiefen?

Es gibt Bodenluft-, Wasser- und Bodenlebensräume. Jeder Organismus ist an das Leben in einer bestimmten Umgebung angepasst.

Merkmale der Bodenluftumgebung des Wohnens. In der Boden-Luft-Umgebung gibt es genug Licht und Luft. Aber Luftfeuchtigkeit und Lufttemperatur sind sehr unterschiedlich. In sumpfigen Gebieten herrscht zu viel Feuchtigkeit, in den Steppen ist es viel weniger. Hinzu kommen tägliche und jahreszeitliche Temperaturschwankungen.

Anpassung von Organismen an das Leben unter Bedingungen unterschiedlicher Temperaturen und Feuchtigkeit. Eine große Anzahl von Anpassungen von Organismen in der Boden-Luft-Umgebung sind mit Temperatur und Feuchtigkeit verbunden. Tiere der Steppe (Skorpione, Vogelspinnen und Karakurt-Spinnen, Erdhörnchen, Mäuse, Wühlmäuse) verstecken sich vor der Hitze in Höhlen. Pflanzen werden durch erhöhte Verdunstung von Wasser aus den Blättern vor heißer Sonneneinstrahlung geschützt. Bei Tieren ist diese Anpassung die Freisetzung von Schweiß.

Mit dem Einsetzen der Kälte fliegen Vögel in wärmere Gefilde, um im Frühjahr wieder an ihren Geburts- und Geburtsort zurückzukehren. Ein Merkmal der Bodenluftumgebung in den südlichen Regionen der Ukraine oder auf der Krim ist eine unzureichende Menge an Feuchtigkeit.

Machen Sie sich mit Abb. 151 mit Pflanzen, die an ähnliche Bedingungen angepasst haben.

Anpassung von Organismen an die Bewegung in der Boden-Luft-Umgebung. Für viele Tiere der Boden-Luft-Umgebung ist es wichtig, sich entlang der Erdoberfläche oder in der Luft fortzubewegen. Dazu haben sie bestimmte Anpassungen und ihre Gliedmaßen haben eine andere Struktur. Einige haben sich an das Laufen (Wolf, Pferd), andere an das Springen (Känguru, Springmaus, Heuschrecke), andere an das Fliegen (Vögel, Fledermäuse, Insekten) angepasst (Abb. 152). Schlangen, Vipern haben keine Gliedmaßen. Sie bewegen sich, indem sie den Körper beugen.

Viel weniger Organismen haben sich an das Leben in den Bergen angepasst, da es wenig Boden, Feuchtigkeit und Luft für Pflanzen gibt und Tiere Schwierigkeiten haben, sich fortzubewegen. Aber manche Tiere, wie Bergziegen, Mufflons (Abb. 154), können sich schon bei kleinen Unregelmäßigkeiten fast senkrecht auf und ab bewegen. Daher können sie hoch in den Bergen leben. Material von der Website

Anpassung von Organismen an unterschiedliche Lichtverhältnisse. Eine der Anpassungen von Pflanzen an unterschiedliche Beleuchtung ist die Ausrichtung der Blätter zum Licht. Im Schatten sind die Blätter horizontal angeordnet: So bekommen sie mehr Lichtstrahlen. Lichtliebende Schneeglöckchen und Ryas entwickeln und blühen im zeitigen Frühjahr. In dieser Zeit haben sie genug Licht, da die Blätter an den Bäumen im Wald noch nicht erschienen sind.

Anpassung der Tiere an den angegebenen Faktor des Boden-Luft-Lebensraums - die Struktur und Größe der Augen. Bei den meisten Tieren dieser Umgebung sind die Sehorgane gut entwickelt. Zum Beispiel sieht ein Falke aus der Höhe seines Fluges eine Maus, die über das Feld läuft.

Über viele Jahrhunderte der Entwicklung haben sich die Organismen der Bodenluftumgebung an den Einfluss ihrer Faktoren angepasst.

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• Referat zum Thema Lebensraum eines Lebewesens Klasse 6
• Anpassungsfähigkeit der Schneeeule an die Umwelt
• Begriffe zum Thema Luft Umwelt
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• Anpassung von Greifvögeln an ihre Umgebung

Das Leben an Land erforderte solche Anpassungen, die nur in hochorganisierten lebenden Organismen möglich waren. Die Boden-Luft-Umgebung ist schwieriger für das Leben, sie zeichnet sich durch einen hohen Sauerstoffgehalt, eine geringe Menge Wasserdampf, eine geringe Dichte usw. Dies veränderte die Bedingungen für Atmung, Wasseraustausch und Bewegung von Lebewesen erheblich.

Die geringe Luftdichte bestimmt seine geringe Auftriebskraft und unbedeutende Tragfähigkeit. Luftorganismen müssen ein eigenes Unterstützungssystem haben, das den Körper unterstützt: Pflanzen - eine Vielzahl mechanischer Gewebe, Tiere - ein festes oder hydrostatisches Skelett. Darüber hinaus sind alle Bewohner der Luftumgebung eng mit der Erdoberfläche verbunden, die ihnen zur Befestigung und Stütze dient.

Geringe Luftdichte sorgt für geringen Bewegungswiderstand. Daher haben viele Landtiere die Fähigkeit zu fliegen erworben. 75 % aller Landlebewesen, hauptsächlich Insekten und Vögel, haben sich an den aktiven Flug angepasst.

Aufgrund der Luftbeweglichkeit, der in den unteren Schichten der Atmosphäre vorhandenen vertikalen und horizontalen Strömungen von Luftmassen ist ein passiver Flug von Organismen möglich. In dieser Hinsicht haben viele Arten Anemochorie entwickelt - Umsiedlung mit Hilfe von Luftströmungen. Anemochorie ist charakteristisch für Sporen, Samen und Früchte von Pflanzen, Protozoenzysten, kleine Insekten, Spinnen usw. Organismen, die passiv von Luftströmungen transportiert werden, werden zusammenfassend als Aeroplankton bezeichnet.

Terrestrische Organismen leben aufgrund der geringen Luftdichte unter Bedingungen mit relativ niedrigem Druck. Normalerweise beträgt er 760 mmHg. Mit zunehmender Höhe nimmt der Druck ab. Niedriger Druck kann die Verbreitung von Arten in den Bergen einschränken. Bei Wirbeltieren liegt die obere Lebensgrenze bei etwa 60 mm. Ein Druckabfall führt zu einer Verringerung der Sauerstoffversorgung und einer Dehydratation der Tiere aufgrund einer Erhöhung der Atemfrequenz. Etwa die gleichen Vortriebsgrenzen im Gebirge haben höhere Anlagen. Etwas robuster sind die Arthropoden, die auf Gletschern oberhalb der Vegetationsgrenze zu finden sind.

Gaszusammensetzung der Luft. Neben den physikalischen Eigenschaften der Luftumgebung sind ihre chemischen Eigenschaften sehr wichtig für die Existenz von Landorganismen. Die Gaszusammensetzung der Luft in der Oberflächenschicht der Atmosphäre ist ziemlich homogen in Bezug auf den Gehalt der Hauptkomponenten (Stickstoff - 78,1 %, Sauerstoff - 21,0 %, Argon - 0,9 %, Kohlendioxid - 0,003 Vol.-%).

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 Homöothermie. Sauerstoff ist aufgrund seines konstant hohen Gehalts in der Luft kein limitierender Faktor für das Leben in der terrestrischen Umgebung.

Der Gehalt an Kohlendioxid kann in bestimmten Bereichen der Oberflächenluftschicht innerhalb ziemlich signifikanter Grenzen schwanken. Erhöhte Luftsättigung mit CO? kommt in Zonen vulkanischer Aktivität, in der Nähe von Thermalquellen und anderen unterirdischen Auslässen dieses Gases vor. In hohen Konzentrationen ist Kohlendioxid giftig. In der Natur sind solche Konzentrationen selten. Der geringe Gehalt an CO 2 hemmt den Prozess der Photosynthese. Unter Innenbedingungen können Sie die Photosyntheserate erhöhen, indem Sie die Kohlendioxidkonzentration erhöhen. Dies wird in der Praxis von Gewächshäusern und Gewächshäusern verwendet.

Luftstickstoff ist für die meisten Bewohner der terrestrischen Umwelt ein Edelgas, jedoch haben einzelne Mikroorganismen (Knöllchenbakterien, Stickstoffbakterien, Blaualgen etc.) die Fähigkeit, ihn zu binden und in den biologischen Stoffkreislauf einzubinden.

Feuchtigkeitsmangel ist eines der wesentlichen Merkmale der Boden-Luft-Umgebung des Lebens. Die gesamte Evolution der Landorganismen stand im Zeichen der Anpassung an die Entnahme und Erhaltung von Feuchtigkeit. Die Modi der Umgebungsfeuchtigkeit an Land sind sehr unterschiedlich - von der vollständigen und konstanten Sättigung der Luft mit Wasserdampf in einigen Gebieten der Tropen bis zu ihrer fast vollständigen Abwesenheit in der trockenen Luft der Wüsten. Die tägliche und jahreszeitliche Schwankung des Wasserdampfgehalts in der Atmosphäre ist ebenfalls signifikant. Die Wasserversorgung terrestrischer Organismen hängt auch von der Niederschlagsart, dem Vorhandensein von Stauseen, Bodenfeuchtereserven, der Nähe von Grundwasser usw. ab.

Dies führte zur Entwicklung von Anpassungen bei Landorganismen an verschiedene Wasserversorgungsregime.

Temperaturregime. Das nächste Unterscheidungsmerkmal der Luft-Boden-Umgebung sind erhebliche Temperaturschwankungen. In den meisten Landgebieten betragen die täglichen und jährlichen Temperaturamplituden mehrere zehn Grad. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturänderungen in der Umgebung von Landbewohnern ist sehr unterschiedlich, je nachdem, in welchem ​​Lebensraum sie leben. Im Allgemeinen sind Landorganismen jedoch viel eurythermer als Wasserorganismen.

Die Lebensbedingungen in der Boden-Luft-Umgebung werden zusätzlich durch das Vorhandensein von Wetteränderungen erschwert. Wetter - sich ständig ändernde Zustände der Atmosphäre in der Nähe der geliehenen Oberfläche bis zu einer Höhe von etwa 20 km (Grenze der Troposphäre). Die Wettervariabilität äußert sich in der ständigen Variation der Kombination von Umweltfaktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewölkung, Niederschlag, Windstärke und -richtung usw. Das Klima der Region wird durch das langjährige Wetterregime charakterisiert. Der Begriff „Klima“ umfasst nicht nur die Mittelwerte meteorologischer Phänomene, sondern auch deren Jahres- und Tagesverlauf, Abweichung davon und deren Häufigkeit. Das Klima wird durch die geografischen Bedingungen des Gebiets bestimmt. Die wichtigsten klimatischen Faktoren - Temperatur und Luftfeuchtigkeit - werden anhand der Niederschlagsmenge und der Sättigung der Luft mit Wasserdampf gemessen.

Für die meisten Landorganismen, insbesondere für kleine, ist das Klima des Gebiets nicht so wichtig wie 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 Veränderungen des Klimas, die sich in der oberen Luftschicht abzeichnen, nennt man Mikroklima. In jeder Zone ist das Mikroklima sehr unterschiedlich. Es können Mikroklimas sehr kleiner Gebiete unterschieden werden.

Das Lichtregime der Boden-Luft-Umgebung weist ebenfalls einige Merkmale auf. Die Lichtintensität und -menge ist hier am größten und schränkt das Leben grüner Pflanzen praktisch nicht ein, wie in Wasser oder Erde. An Land ist die Existenz extrem photophiler Arten möglich. Für die überwiegende Mehrheit der tag- und sogar nachtaktiven Landtiere ist das Sehen eine der wichtigsten Orientierungshilfen. Bei Landtieren ist das Sehen für das Auffinden von Beute unerlässlich, und viele Arten haben sogar ein Farbsehen. Dabei entwickeln die Opfer Anpassungsmerkmale wie Abwehrreaktion, Maskierungs- und Warnfärbung, Mimik usw. Im Wasserleben sind solche Anpassungen viel weniger entwickelt. Die Entstehung bunter Blüten höherer Pflanzen hängt auch mit den Besonderheiten des Bestäuberapparates und letztendlich mit dem Lichtregime der Umgebung zusammen.

Das Relief des Geländes und die Eigenschaften des Bodens sind auch die Bedingungen für das Leben von Landorganismen und vor allem von Pflanzen. Die Eigenschaften der Erdoberfläche, die sich ökologisch auf ihre Bewohner auswirken, werden durch „edaphische Umweltfaktoren“ (von griechisch „edafos“ – „Boden“) vereint.

In Bezug auf unterschiedliche Eigenschaften von Böden lassen sich eine Reihe von ökologischen Pflanzengruppen unterscheiden. Je nach Reaktion auf den Säuregehalt des Bodens unterscheiden sie also:

1) acidophile Arten - wachsen auf sauren Böden mit einem pH-Wert von mindestens 6,7 (Pflanzen von Torfmooren);

2) neutrophil - neigen dazu, auf Böden mit einem pH-Wert von 6,7–7,0 zu wachsen (die meisten Kulturpflanzen);

3) basiphil - wachsen bei einem pH-Wert von mehr als 7,0 (Mordovnik, Waldanemone);

4) gleichgültig - kann auf Böden mit unterschiedlichen pH-Werten wachsen (Maiglöckchen).

Pflanzen unterscheiden sich auch in Bezug auf die Bodenfeuchte. Bestimmte Arten sind auf unterschiedliche Substrate beschränkt, zum Beispiel wachsen Petrophyten auf steinigen Böden und Pasmophyten bewohnen frei fließenden Sand.

Das Gelände und die Beschaffenheit des Bodens beeinflussen die Besonderheiten der Bewegung von Tieren: zum Beispiel Huftiere, Strauße, Trappen, die in offenen Räumen leben, harter Boden, um die Abstoßung beim Laufen zu verstärken. Bei Eidechsen, die in lockerem Sand leben, sind die Finger mit Hornschuppen gesäumt, die den Halt erhöhen. Für Erdbewohner, die Löcher graben, ist dichter Boden ungünstig. Die Beschaffenheit des Bodens beeinflusst in bestimmten Fällen die Verbreitung von Landtieren, die Löcher graben oder in den Boden graben oder Eier in den Boden legen usw.



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, z. B. aus der Gruppe der Seeteufel, Kopffüßer, Krebstiere, Pogonophoren, Seesterne usw., 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. Diese Anpassungen umfassen: 1) eine allgemeine Zunahme der relativen Oberfläche des Körpers aufgrund einer Abnahme der Größe, Abflachung, Dehnung, der Entwicklung zahlreicher Auswüchse oder Borsten, 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 Wasserbewohnern 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 Gewässer, 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 entzogen 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 eine Kette von Ursache-Wirkungs-Abhängigkeiten entsteht. 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 prokaryotischer 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 großen Tiefen 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 Umgebung wichtig, sondern die Bedingungen ihres unmittelbaren Lebensraums. Sehr oft verändern lokale Umweltelemente (Relief, Exposition, Vegetation usw.) in einem bestimmten Gebiet das Regime von Temperatur, Feuchtigkeit, Licht und Luftbewegung 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 Freilandflächen, an den Hängen der Nord- und Südexponate usw. weithin bekannt. Ein besonderes stabiles Mikroklima entsteht in Erdhöhlen, 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. 50. 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 Erde 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 A 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 IN, 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 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 des Lebens kann sich wie Mikroorganismen in einem adsorbierten Zustand auf der Oberfläche von Partikeln in dünnen Schichten von Feuchtigkeitsfilm befinden. 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, Protura, 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. Die Luft wird um den Körper von Tieren aufgrund ihrer nicht benetzenden Haut, die auch mit Haaren, Schuppen usw. ausgestattet ist, zurückgehalten. Die Luftblase dient als eine Art "physische Kieme" für ein kleines Tier. 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 – tragen; 8 - Madenlarve

Die Fähigkeit, sich entlang dünner Löcher 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 durch die Arbeit der Muskeln ein starker hydraulischer Druck der inkompressiblen intrakavitären Flüssigkeit: bei Würmern der Inhalt von Zölomsäcken und bei Tipuliden die 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 gebracht 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