Що таке наземно-повітряне середовище життя. Біологічна різноманітність

ВОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ

Водне середовище життя (гідросфера) займає 71% площі земної кулі. Понад 98 % води зосереджено морях і океанах, 1,24 % - льоди полярних областей, 0.45 % - прісні води річок, озер, боліт.

У світовому океані розрізняють дві екологічні галузі:

товщу води - пелагіаль, і дно - бенталь.

У водному середовищі мешкає приблизно 150 000 видів тварин, або близько 7% від їх загальної кількості та 10 000 видів рослин – 8%. Розрізняють такі екологічні групи гідробіонтівПелагіаль - заселена організмами, що поділяються на нектон і планктон.

Нектон (нектос - плаваючий)-це сукупність пелагічних тварин, що активно пересуваються, не мають безпосереднього зв'язку з дном. В основному це великі тварини, здатні долати великі відстані та сильні водні течії. Для них характерна обтічна форма тіла і добре розвинені органи руху (риби, кальмари, ластоногі, кити) У прісних водах до нектону крім риб відносяться комахи, що активно переміщаються.

Планктон (блукаючий, ширяючий)-це сукупність пелагічних організмів, які мають здатність до швидким активним пересуванням. Поділяються на фіто- та зоопланктон (дрібні ракоподібні, найпростіші – форамініфери, радіолярії; медузи, крилоногі молюски). Фітопланктон – діатомові та зелені водорості.

Нейстон- Сукупність організмів, що населяють поверхневу плівку води на кордоні з повітряним середовищем. Це личинки десятиногих, усоногих, веслоногих ракоподібних, черевоногих та двостулкових молюсків, голкошкірих, риб. Проходячи личинкову стадію, вони залишають поверхневий шар, який служив їм і притулком, переміщуються жити на дно або пелагіаль.

Плейстон -це сукупність організмів, частина тіла яких знаходиться над поверхнею води, а інша у воді – ряска, сифонофори.

Бентос (глибина)-сукупність організмів, що мешкають на дні водойм. Поділяється на фітобентос та зообентос. Фітобентос – водорості – діатомові, зелені, бурі, червоні та бактерії; біля узбережжя квіткові рослини – зостера, руппія. Зообентос - форамініфери, губки, кишковопорожнинні, черв'яки, молюски, риби.

У житті водних організмів велику роль відіграють вертикальне переміщення води, щільність, температурний, світловий, сольовий, газовий (зміст кисню та вуглекислого газу) режими, концентрація водневих іонів (рН).

Температурний режим: Відрізняється у воді, по-перше, меншим припливом тепла, по-друге, більшою стабільністю, ніж на суші. Частина теплової енергії, що надходить на поверхню води, відбивається, частина витрачається на випаровування. Випаровування води з поверхні водойм, при якому витрачається близько 2263.8 Дж/г, перешкоджає перегріванню нижніх шарів, а утворення льоду, при якому виділяється теплота плавлення (333.48 Дж/г), уповільнює їхнє охолодження. Зміна температури в поточних водах слідує за її змінами в навколишньому повітрі, відрізняючись меншою амплітудою.

В озерах і ставках помірних широт термічний режим визначається добре відомим фізичним явищем - вода має максимальну щільність при 4 про С. Вода в них чітко ділиться на три шари:

1. епілімніон- верхній шар, температура якого відчуває різкі сезонні коливання;

2. металімніон- Перехідний, шар температурного стрибка, відзначається різкий перепад температур;

3. гіполімніон– глибоководний шар, що сягає самого дна, де температура протягом року змінюється незначно.

Влітку найбільш теплі шари води розташовуються біля поверхні, а холодні – біля дна. Даний вид пошарового розподілу температур у водоймі називається пряма стратифікація.Взимку, зі зниженням температури, відбувається зворотна стратифікація: поверхневий шар має температуру, близьку до 0°С, на дні температура близько 4°С, що відповідає максимальній її щільності. Таким чином, із глибиною температура підвищується. Це явище, зване температурною дихотомією,спостерігається у більшості озер помірної зони влітку та взимку. Внаслідок температурної дихотомії порушується вертикальна циркуляція – настає період тимчасового застою – стагнація.

Навесні поверхнева вода внаслідок нагрівання до 4С стає щільнішою і занурюється вглиб, але в її місце з глибини піднімається тепліша вода. Через війну такої вертикальної циркуляції у водоймі настає гомотермія, тобто. на якийсь час температура усієї водної маси вирівнюється. З подальшим підвищенням температури верхні шари стають менш щільними і вже не опускаються вниз - літня стагнація. Восени поверхневий шар охолоджується стає більш щільним і опускається вглиб, витісняючи на поверхню теплішу воду. Це відбувається до настання осінньої гомотермії. При охолодженні поверхневих вод нижче 4 °С вони стають менш щільними і знову залишаються на поверхні. В результаті припиняється циркуляція води та настає зимова стагнація.

Воді властива значна густина(у 800 разів) перевищує повітряне середовище) та в'язкість. Усередньому у водній товщі кожні 10 м глибини тиск зростає на 1 атм. На рослинах ці особливості позначаються у цьому, що вони дуже слабко чи зовсім розвивається механічна тканина, тому стебла їх дуже еластичні і легко згинаються. Більшості водних рослин властива плавучість і здатність перебувати в товщі води у зваженому стані, у багатьох водних тварин покриви змащуються слизом, що зменшує тертя при пересуванні, а тіло набуває обтічної форми. Багато жителів щодо стенобатни і приурочені до певних глибин.

Прозорість та світловий режим.Особливо це позначається на поширенні рослин: у каламутних водоймищах вони живуть лише в поверхневому шарі. Світловий режим обумовлюється закономірним зменшенням світла з глибиною через те, що вода поглинає сонячне світло. При цьому промені з різною довжиною хвилі поглинаються неоднаково: найшвидше червоні, тоді як синьо-зелені проникають на значні глибини. Колір середовища при цьому змінюється, поступово переходячи від зеленого до зеленого, блакитного, синього, синьо-фіолетового, що змінюється незмінним мороком. Відповідно до цього з глибиною зелені водорості змінюються бурими та червоними, пігменти яких пристосовані до вловлювання сонячних променів з різною довжиною хвилі. З глибиною також закономірно змінюється фарбування тварин. У поверхневих шарах води мешкають яскраво та різноманітно забарвлені тварини, тоді як глибоководні види позбавлені пігментів. У похмурій мешкають тварини, пофарбовані в кольори з червоним відтінком, що допомагає їм ховатися від ворогів, оскільки червоний колір у синьо-фіолетових променях сприймається як чорний.

Поглинання світла у воді тим сильніше, що менше її прозорість. Прозорість характеризується граничною глибиною, де ще видно диск Секкі, що спеціально опускається (білий диск діаметром 20 см). Звідси і межі зон фотосинтезу сильно коливаються у різних водоймах. У найчистіших водах зона фотосинтезу сягає глибини 200 м-коду.

Солоність води.Вода - чудовий розчинник багатьох мінеральних сполук. В результаті природних водойм властивий певний хімічний склад. Найбільше значення мають сульфати, карбонати, хлориди. Кількість розчинених солей на 1 л води в прісних водоймищах не перевищує 0,5 г, у морях і океанах - 35 г. Прісноводні рослини і тварини мешкають у гіпотонічному середовищі, тобто 1,5 г. середовищі, в якому концентрація розчинених речовин нижча, ніж у рідинах тіла та тканин. Через різницю в осмотичному тиску поза і всередині тіла в організм постійно проникає вода, і гідробіонти прісних вод змушені інтенсивно видаляти її. У зв'язку з цим вони добре виражені процеси осморегуляції. У найпростіших це досягається роботою виділень вакуолей, у багатоклітинних - видаленням води через систему виділення. Типово морські і типово прісноводні види переносять значних змін солоності води -стеногалинні організми. Евригалінні – прісноводний судак, лящ, щука, з морських – сімейство кефалевих.

Газовий режимОсновними газами у водному середовищі – кисень та вуглекислий газ.

Кисень- Найважливіший екологічний фактор. Він надходить у воду з повітря та виділяється рослинами при фотосинтезі. Зміст їх у воді обернено пропорційно температурі- зі зниженням температури розчинність кисню у воді (як і інших газів) підвищується. У шарах, сильно заселених тваринами та бактеріями, може створюватися дефіцит кисню через посилене його споживання. Так, у світовому океані багаті на життя глибини від 50 до 1000 м характеризуються різким погіршенням аерації. Вона у 7-10 разів нижча, ніж у поверхневих водах населених фітопланктоном. Біля дна водойм умови можуть бути близькими до анаеробних.

Вуглекислий газ -розчиняється у воді приблизно в 35 разів краще, ніж кисень і концентрація його у воді у 700 разів більша, ніж в атмосфері. Забезпечує фотосинтез водних рослин та бере участь у формуванні вапняних скелетних утворень безхребетних тварин.

Концентрація водневих іонів (рН)- Прісноводні басейни з рН = 3,7-4,7 вважаються кислими, 6,95-7,3 - нейтральними, з рН 7,8 - лужними. У прісних водоймищах рН відчуває навіть добові коливання. Морська вода більш лужна та її рН значно менше змінюється, ніж у прісній. З глибиною рН зменшується. Концентрація водневих іонів відіграє велику роль у розподілі гідробіонтів.

Наземно-повітряне середовище проживання

Особливістю наземно-повітряного середовища життя є те, що організми, що мешкають тут, оточені газоподібним середовищем, що характеризується низькими вологістю, щільністю та тиском, високим вмістом кисню. Як правило, тварини в цьому середовищі пересуваються грунтом (твердий субстрат), а рослини вкорінюються в ній.

У наземно-повітряному середовищі діючі екологічні чинники мають низку характерних рис: більш висока інтенсивність світла проти іншими середовищами, значні коливання температури, зміна вологості залежно від географічне розташування, сезону та часу доби. Вплив чинників, перерахованих вище, нерозривно пов'язані з рухом повітряних мас – вітру.

У процесі еволюції у живих організмів наземно-повітряного середовища виробилися характерні анатомо-морфологічні, фізіологічні адаптації.

Розглянемо особливості впливу основних екологічних факторів на рослини та тварин у наземно-повітряному середовищі.

Повітря.Повітря як екологічний чинник характеризується сталістю складу – кисню у ньому зазвичай близько 21%, вуглекислого газу 0,03 %.

Низька щільність повітрявизначає його малу підйомну силу та незначну опорність. Всі жителі повітряного середовища тісно пов'язані з поверхнею землі, яка служить їм для прикріплення та опори. Щільність повітряного середовища не чинить високого опору організмам при їх пересуванні поверхнею землі, проте ускладнює переміщення по вертикалі. Більшість організмів перебування у повітрі пов'язане лише з розселенням чи пошуком видобутку.

Мала підйомна сила повітря визначає граничну масу та розміри наземних організмів. Найбільші тварини, що мешкають на поверхні землі, менше, ніж гіганти водного середовища. Великі ссавці (розміром і масою сучасного кита) не могли б жити на суші, оскільки були б розчавлені власним тягарем.

Мала щільність повітря створює незначну опірність пересування. Екологічні вигоди цієї властивості повітряного середовища використовували багато наземних тварин у ході еволюції, набувши здатності до польоту. До активного польоту здатні 75% видів всіх наземних тварин, переважно комахи та птиці, але зустрічаються летуни і серед ссавців та рептилій.

Завдяки рухливості повітря, що існує в нижніх шарах атмосфери, вертикальним і горизонтальним пересуванням повітряних мас можливий пасивний політ ряду організмів. У багатьох видів розвинена анемохорія – розселення з допомогою повітряних потоків. Анемохорія характерна для суперечок, насіння та плодів рослин, цист найпростіших, дрібних комах, павуків тощо. Пасивно переносяться потоками повітря організми отримали разом назву аеропланктону за аналогією з планктонними мешканцями водного середовища.

Основна ж екологічна роль горизонтальних повітряних пересування (вітерів) – непряма у посиленні та ослабленні впливу на наземні організми таких важливих екологічних факторів, як температура та вологість. Вітри посилюють віддачу тваринами та рослинами вологи та тепла.

Газовий склад повітряу приземному шарі повітрі досить однорідний (кисень – 20,9 %, азот – 78,1 %, інертні гази – 1 %, вуглекислий газ – 0,03 % за обсягом) завдяки його високій дифузійній здатності та постійному перемішуванню конвекційним та вітровим потоками. Однак різні домішки газоподібних, крапельно-рідких та твердих (пилових) частинок, що потрапляють в атмосферу з локальних джерел, можуть мати істотне екологічне значення.

Високий вміст кисню сприяло підвищенню обміну речовин у наземних організмів, і основі високої ефективності окисних процесів з'явилася гомойотермия животных. Кисень через постійно високий вміст у повітрі не є фактором, що лімітує життя в наземному середовищі. Лише місцями, у специфічних умовах, створюється тимчасовий його дефецит, наприклад у скупченнях рослинних залишків, що розкладаються, запасах зерна, борошна і т.д.

Едафічні чинники.Властивості ґрунту та рельєф місцевості також впливають на умови життя наземних організмів, насамперед рослин. Властивості земної поверхні, що надають екологічний вплив на її мешканців, поєднують назвою едафічні фактори середовища.

Характер кореневої системи рослин залежить від гідротермічного режиму, аерації, складання, складу та структури ґрунту. Наприклад, кореневі системи деревних порід (берези, модрини) в районах з багаторічною мерзлотою розташовуються на невеликій глибині та розпростерті вшир. Там, де немає багаторічної мерзлоти, кореневі системи цих рослин менш розпростерті і проникають вглиб. У багатьох степових рослин коріння може діставати воду з великої глибини, в той же час у них багато і поверхневих коренів у гумусованому горизонті ґрунту, звідки рослини поглинають елементи мінерального живлення.

Рельєф місцевості та характер ґрунту впливають на специфіку пересування тварин. Наприклад, копитні, страуси, дрохви, що живуть на відкритих просторах, потребують твердого ґрунту для посилення відштовхування при швидкому бігу. У ящірок, що мешкають на сипких пісках, пальці облямовані бахромкою з рогових лусок, що збільшує поверхню опори. Для наземних жителів, що риють нори, щільні ґрунти несприятливі. Характер ґрунту в ряді випадків впливає на розподіл наземних тварин, що риють нори, що заривають у ґрунт для порятунку від спеки чи хижаків або відкладають у ґрунт яйця тощо.

Погодні та кліматичні особливості.Умови життя у наземно-повітряному середовищі ускладнюються, крім того, погодними змінами. Погода – це стан атмосфери, що безперервно змінюється, біля земної поверхні, до висоти приблизно 20 км (кордон тропосфери). Мінливість погоди проявляється у постійному варіюванні поєднанні таких факторів середовища, як температура та вологість повітря, хмарність, опади, сила та напрямок вітру тощо. Для погодних змін поряд із закономірним чергуванням їх у річному циклі характерні неперіодичні коливання, що суттєво ускладнює умови існування наземних організмів. На життя водних мешканців погода впливає значно меншою мірою і лише на населення поверхневих шарів.

Клімат місцевості.Багаторічний режим погоди характеризує клімат місцевості. У поняття клімату входять як середні значення метеорологічних явищ, але й їх річний і добовий перебіг, відхилення від нього та його повторюваність. Клімат визначається географічними умовами району.

Зональна різноманітність кліматів ускладнюється дією мусонних вітрів, розподілом циклонів та антициклонів, впливом гірських масивів на рух повітряних мас, ступенем віддалення від океану та багатьма іншими місцевими факторами.

Для більшості наземних організмів, особливо дрібних, важливий не стільки клімат району, скільки умови їхнього безпосереднього місця проживання. Дуже часто місцеві елементи середовища (рельєф, рослинність тощо) так змінюють у конкретній ділянці режим температури, вологості, світла, руху повітря, що значно відрізняється від кліматичних умов місцевості. Такі локальні модифікації клімату, які у приземному шарі повітря, називають мікрокліматом. У кожній зоні мікроклімат дуже різноманітні. Можна виділити мікроклімати як завгодно малих ділянок. Наприклад особливий режим створюється у віночках квіток, що використовують мешканці. Особливий стійкий мікроклімат виникає у норах, гніздах, дуплах, печерах та інших. закритих місцях.

Опади.Крім водозабезпечення та створення запасів вологи, вони можуть відігравати й іншу екологічну роль. Так, сильні зливи чи град надають іноді механічний вплив на рослини чи тварин.

Особливо різноманітна екологічна роль снігового покриву. Добові коливання температур проникають у товщу снігу лише до 25 см, глибше температура майже не змінюється. При морозах - 20-30 С під шаром снігу в 30-40 см температура лише трохи нижче нуля. Глибокий сніговий покрив захищає бруньки поновлення, оберігає від вимерзання зелені частини рослин; багато видів йдуть під сніг, не скидаючи листя, наприклад ожика волосиста, вероніка лікарська та ін.

Дрібні наземні звірята ведуть і взимку активний спосіб життя, прокладаючи під снігом і його товщі цілі галереї ходів. Для ряду видів, що харчуються проліскою рослинністю, характерно навіть зимове розмноження, яке відмічено, наприклад, у лемінгів, лісової та жовтогорлої миші, ряду польок, водяного щура та ін. Тетерячі птахи – рябчики, тетеруки, тундряні куріпки – зариваються.

Великим тваринам зимовий сніговий покрив заважає добувати корм. Багато копитних (північні олені, кабани, вівцебики) харчуються взимку виключно проліскною рослинністю, і глибокий сніговий покрив, а особливо тверда кірка на його поверхні, що виникає в ожеледицю, прирікають їх на безгодівлю. Глибина сніжного покриву може обмежувати географічне поширення видів. Наприклад, справжні олені не проникають північ у ті райони, де товща снігу взимку понад 40-50 див.

Світловий режим.Кількість досягає поверхні Землі радіації обумовлено географічною широтою місцевості, тривалістю дня, прозорістю атмосфери та кутом падіння сонячних променів. За різних погодних умов до Землі доходить 42-70% сонячної постійної. Освітленість на Землі варіює в широких межах. Все залежить від висоти стояння Сонця над горизонтом чи кута падіння сонячних променів, довжини дня та умов погоди, прозорості атмосфери. Інтенсивність світла також коливається в залежності від пори року та доби. В окремих районах Землі нерівноцінна і якість світла, наприклад, співвідношення довгохвильових (червоних) та короткохвильових (синіх та ультрафіолетових) променів. Короткохвильові промені, як відомо, більше, ніж довгохвильові, поглинаються та розсіюються атмосферою.

Грунт як місце існування

Грунт є пухкий тонкий поверхневий шар суші, що контактує з повітряним середовищем. Грунт є не просто твердим тілом, як більшість порід літосфери, а складною трифазною системою, в якій тверді частинки оточені повітрям і водою. Вона пронизана порожнинами, заповненими сумішшю газів та водними розчинами, і тому в ній складається надзвичайно різноманітні умови, сприятливі для життя безлічі мікро- та макроорганізмів. У ґрунті згладжені температурні коливання порівняно з приземним шаром повітря, а наявність ґрунтових вод та проникнення опадів створюють запаси вологи та забезпечують режим вологості, проміжний між водою та наземним середовищем. У ґрунті концентруються запаси органічних та мінеральних речовин, що поставляються відмираючою рослинністю та трупами тварин. Усе це визначає велику насиченість ґрунту життям.

Неоднорідність умов у ґрунті найрізче проявляється у вертикальному напрямку. З глибиною різко змінюється низка найважливіших екологічних чинників, які впливають життя мешканців грунту. Насамперед це стосується структури грунту. У ній виділяють три основних горизонти, що розрізняються за морфологічними і хімічними властивостями: 1) верхній перегнійно-акумулятивний горизонт, в якому накопичується і перетворюється органічна речовина і з якої частина з'єднань промивними водами виноситься вниз; 2) горизонт вмивання, або ілювіальний, де осідають і перетворюються вимиті зверху речовини, і 3) материнську породу, або горизонт, матеріал якої перетворюється на ґрунт.

Розміри порожнин між частинками ґрунту, придатні для проживання у них тварин, зазвичай швидко зменшується з глибиною. Н-р, у лугових ґрунтах середній діаметр порожнин на глибині 0-1 мм становить 3 мм; 1-2 см 2 мм, але в глибині 2-3 див – всього 1 мм; глибші ґрунтові пори ще дрібніші.

Волога в ґрунті присутня в різних станах: 1) пов'язана (гігроскопічна та плівкова) міцно утримується поверхнею ґрунтових частинок; 2) капілярна займає дрібні пори і може пересуватися по них у різних напрямках; 3) гравітаційна заповнює більші порожнечі та повільно просочується вниз під впливом сили тяжіння; 4) пароподібна міститься у ґрунтовому повітрі.

Склад ґрунтового повітря мінливий. З глибиною в ньому сильно падає вміст кисню та зростає концентрація вуглекислого газу. У зв'язку з присутністю в ґрунті органічних речовин, що розкладаються, у ґрунтовому повітрі може бути висока концентрація таких токсичних газів, як аміак, сірководень, метан та ін. При затопленні ґрунту або інтенсивному гнитті рослинних залишків місцями можуть виникати повністю анаеробні умови.

Коливання температури різання тільки поверхні грунту. Тут вони можуть бути навіть сильнішими, ніж у приземному шарі повітря. Проте з кожним сантиметром углиб добові та сезонні температурні зміни стають дедалі меншими і на глибині 1-1,5 м практично вже не простежуються.

Всі ці особливості призводять до того, що, незважаючи на велику неоднорідність екологічних умов у ґрунті, вона постає як досить стабільне середовище, особливо для ґрунтових організмів. Крутий градієнт вологості в ґрунтовому профілі дозволяє ґрунтовим організмам шляхом незначних переміщень забезпечити собі відповідну екологічну обстановку.

Ґрунтових мешканців залежно від їх розмірів та ступеня рухливості можна розділити на кілька груп:

1. Мікробіота– це ґрунтові мікроорганізми, що становлять основну ланку детритного харчового ланцюга, є як би проміжною ланкою між рослинними залишками та ґрунтовими тваринами. Це зелені та синьо-зелені водорості, бактерії, гриби та найпростіші. Це водні організми, а ґрунт для них – це система мікроводоймів. Вони живуть у ґрунтових порах, заповнених гравітаційною або капілярною вологою, а частина життя можуть, як мікроорганізми, перебувати в адсорбованому стані на поверхні частинок у тонких прошарках плівкової вологи.

2. Мезобіота- це сукупність порівняно дрібних, що легко витягуються з ґрунту, рухливих тварин (грунтові нематоди, дрібні личинки комах, кліщі та ін.). Розміри представників мезобіоти ґрунтів – від десятих часток до 2-3 мм. Для цієї групи тварин ґрунт уявляється як система дрібних печер. У них спеціальних пристосувань до копання. Вони повзають по стінках ґрунтових порожнин за допомогою кінцівок або червоподібно звиваючись. Насичене водяними парами ґрунтове повітря дозволяє їм дихати через покриви тіла. Періоди затоплення ґрунту водою тварини переживають, як правило, у бульбашках повітря. Повітря затримується навколо їхнього тіла через незмочування покривів, забезпечених у більшості з них волосками, лусочками.

Тварини мезо- та мікробіотипів здатні переносити зимове промерзання ґрунту, що особливо є важливим, оскільки більшість з них не може йти вниз із шарів, що піддаються впливу негативних температур.

3) Макробіота– це великі ґрунтові тварини, з розмірами тіла від 2 до 20 мм (личинки комах, багатоніжки, дощові черв'яки та ін.). Він пересуваються у грунті, розширюючи природні свердловини шляхом розсування грунтових частинок чи роя нові ходи. Обидва способи пересування накладають відбиток на зовнішню будову тварин. Газообмін більшості видів цієї групи здійснюється за допомогою спеціалізованих органів дихання, але водночас доповнюється газообміном через покриви.

Роючі тварини можуть виходити з верств, де виникає несприятлива обстановка. До зими і посуху вони концентруються у глибших шарах, переважно у кількох десятках сантиметрів від поверхні.

4) Мегабіота- Це великі землерої, головним чином з числа ссавців. Багато хто з них проводять у ґрунті все життя (златокроти в Африці, сліпушки, кроти в Євразії, сумчасті кроти в Австралії). Вони прокладають у ґрунті цілі системи ходів та нір. Пристосованість до підземного способу життя, що риє, знаходить відображення в зовнішньому вигляді і анатомічних особливостях цих тварин: у них недорозвинені очі, компактне валькувате тіло з короткою шиєю, коротке густе хутро, сильні компактні кінцівки з міцними кігтями.

Крім постійних мешканців ґрунту серед великих тварин нерідко виділяють окрему екологічну групу. мешканців нор(барсуки, бабаки, ховрахи, тушканчики та ін.). Вони годуються на поверхні, проте розмножуються, зимують, відпочивають, рятуються від небезпеки у ґрунті.

Наземно-повітряне середовище (Мал. 7.2).Сама назва цього середовища свідчить про її неоднорідність. Частина її мешканців пристосована лише до наземного переміщення - вони повзають, бігають, стрибають, лазять, спираючись на поверхню землі або на рослини. Інші тварини можуть пересуватися і повітря — літати. Тому органи руху у мешканців наземно-повітряного середовища різноманітні. Вже пересувається по землі завдяки роботі м'язів тулуба, пантера, кінь, мавпа використовують для цього всі чотири кінцівки, павук - вісім, а голуб і орел - тільки дві задні. Вони передні кінцівки — крила — пристосовані до польоту.

Уберегтись від висихання наземним тваринам допомагають щільні покриви тіла: хітиновий покрив у комах, луска у ящірок, раковини у наземних молюсків, шкіра у ссавців. Органи дихання наземних тварин заховані всередині тіла, що запобігає випаровуванню води через їх тонкі поверхні. Матеріал із сайту

Наземні тварини помірних широт змушені пристосовуватися до значних коливань температури. Від спеки вони рятуються в норах, в тіні дерев. Ссавці охолоджують своє тіло, випаровуючи воду через епітелій ротової порожнини (собака) або виділяючи піт (людина). З наближенням холодів шерсть звірів густіє, вони накопичують під шкірою запаси жиру. Взимку деякі з них, наприклад бабаки та їжаки, впадають у сплячку, що допомагає їм пережити нестачу їжі. Рятуючись від зимового голоду, деякі птахи (журавлі, шпаки) відлітають у теплі краї.

На цій сторінці матеріал за темами:

• Наземно-повітряне середовище проживання

• Тварини наземно-повітряні, опис

• Наземно-повітряні тварини фото

• Танки онлайн повітряні та наземні жителі

• Тварини наземно-повітряного довкілля в удмуртії

Питання щодо цього матеріалу:

Лекція 2. СЕРЕДОВИЩА ПРОЖИВАННЯ ТА ЇХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

У процесі історичного розвитку живі організми освоїли чотири довкілля. Перша – вода. У воді життя зародилося і розвивалося багато мільйонів років. Друга – наземно-повітряна – на суші та в атмосфері виникли та бурхливо адаптувалися до нових умов рослини та тварини. Поступово перетворюючи верхній шар суші - літосфери, вони створили третю середовище проживання – ґрунт, а самі стали четвертим середовищем проживання.

Водне середовище проживання

Вода вкриває 71% площі земної. Переважна більшість води зосереджена морях і океанах – 94-98%, в полярних льодах міститься близько 1,2% води та дуже мала частка – менше 0,5%, в прісних водах річок, озер і боліт.

У водному середовищі мешкає близько 150 000 видів тварин та 10 000 рослин, що становить відповідно всього 7 та 8 % від загальної кількості видів Землі.

У морях-океанах, як і горах, виражена вертикальна зональність. Особливо сильно розрізняються за екологією пелагіаль – вся товща води та бенталь – дно. Товща води - пелагіаль, по вертикалі ділиться на кілька зон: епіпелігеаль, батипелігеаль, абісопелігіаль та ультраабісопелігіаль(Рис. 2).

Залежно від крутості спуску та глибини на дні теж виділяють кілька зон, яким відповідають зазначені зони пелагіалі:

Літоральна - край берега, що заливається під час припливів.

Супраліторальна – частина берега вище верхньої приливної межі, куди долітають бризки прибою.

Субліторальна - плавне зниження суші до 200м.

Батіальна - круте зниження суші (материковий схил),

Абиссальная – плавне зниження дна океанського ложа; глибина обох зон разом сягає 3-6 км.

Ультраабісальна – глибоководні западини від 6 до 10 км.

Екологічні групи гідробіонтів.Найбільшою різноманітністю життя відрізняються теплі моря та океани (40000 видів тварин) в області екватора та тропіках, на північ і південь відбувається збіднення флори та фауни морів у сотні разів. Що стосується розподілу організмів безпосередньо в морі, то основна маса їх зосереджена в поверхневих шарах (епіпелагіаль) та в субліторальній зоні. Залежно від способу пересування та перебування у певних шарах, морські жителі поділяються на три екологічні групи: нектон, планктон та бентос.

Нектон (nektos - плаваючий) - великі тварини, що активно пересуваються, здатні долати великі відстані і сильні течії: риби, кальмари, ластоногі, кити. У прісних водоймах до нектону відносяться і земноводні та безліч комах.

Планктон (planktos – блукаючий, ширяючий) – сукупність рослин (фітопланктон: діатомові, зелені та синьо-зелені (тільки прісні водойми) водорості, рослинні джгутиконосці, перидінеї та ін.) і дрібних тварин організмів (зоопланктон: дрібні ракоподібні, з більших молюски, медузи, гребневики, деякі черв'яки), що мешкають на різній глибині, але не здатні до активних пересувань і до протистояння течій. До складу планктону входять і личинки тварин, утворюючи особливу групу. нейстон . Це пасивно плаває «тимчасове» населення верхнього шару води, представлене різними тваринами (десятиногі, усоногі та веслоногі ракоподібні, голкошкірі, поліхети, риби, молюски та ін.) у личинковій стадії. Личинки, дорослішаючи, переходять у нижні шари пелагелі. Вище нейстону розташовується плейстон - Це організми, у яких верхня частина тіла росте над водою, а нижня - у воді (ряска - Lemma, сифонофори та ін). Планктон грає значної ролі у трофічних зв'язках біосфери, т.к. є їжею багатьох водних жителів, зокрема основним кормом для вусатих китів (Myatcoceti).

Бентос (benthos – глибина) – гідробіонти дна. Представлений в основному прикріпленими або повільно пересуваються тваринами (зообентос: форамінефори, риби, губки, кишковопорожнинні, черв'яки, молюски, асцидії та ін), більш численними на мілководді. На мілководді в бентос входять і рослини (фітобентос: діатомові, зелені, бурі, червоні водорості, бактерії). На глибині, де немає світла, фітобентосу немає. Найбільш багаті на фітобентосом кам'янисті ділянки дна.

В озерах зообентос менш багатий та різноманітний, ніж у морі. Його утворюють найпростіші (інфузорії, дафнії), п'явки, молюски, личинки комах та ін. Фітобентос озер утворений вільно плаваючими діатомеями, зеленими та синьо-зеленими водоростями; бурі та червоні водорості відсутні.

Висока щільність водного середовища визначає особливий склад та характер зміни життєзабезпечених факторів. Одні з них ті ж, що й на суші – тепло, світло, інші специфічні: тиск води (з глибиною збільшується на 1 атм. на 10 м), вміст кисню, склад солей, кислотність. Завдяки високій щільності середовища значення тепла і світла з градієнтом висоти змінюються набагато швидше, ніж на суші.

Тепловий режим. Для водного середовища характерний менший надходження тепла, т.к. значна частина його відображається, і не менша значна частина витрачається на випаровування. Погоджуючись з динамікою наземних температур, температура води має менші коливання добових і сезонних температур. Більше того, водоймища істотно вирівнюють перебіг температур в атмосфері прибережних районів. За відсутності льодового панцира моря в холодну пору року чинять опалювальну дію на прилеглі території суші, влітку – охолоджувальну та зволожуючу.

Діапазон значень температури води у Світовому океані становить 38 ° (від -2 до +36 ° С), в прісних водоймах - 26 ° (від -0,9 до +25 ° С). З глибиною температура води різко падає. До 50 м спостерігаються добові коливання температури, до 400 – сезонні, глибше стає постійною, опускаючись до +1-3°С. Оскільки температурний режим у водоймах порівняно стабільний, їх мешканцям властива стенотермність.

У зв'язку з різним ступенем прогрівання верхніх та нижніх шарів протягом року, припливами та відливами, течіями, штормами відбувається постійне перемішування водних шарів. Роль перемішування води водних жителів винятково велика, т.к. при цьому вирівнюється розподіл кисню та поживних речовин усередині водойм, забезпечуючи обмінні процеси між організмами та середовищем.

У стоячих водоймищах (озерах) помірних широт навесні та восени має місце вертикальне перемішування, і в ці сезони температура у всьому водоймищі стає однорідною, тобто. настає Гомотермія.Влітку та взимку внаслідок різкого посилення прогрівання або охолодження верхніх шарів перемішування води припиняється. Це явище називається температурною дихотомією, а період тимчасового застою – стагнацією(літньої чи зимової). Влітку легші теплі шари залишаються лежить на поверхні, розташовуючись над важкими холодними (рис. 3). Взимку, навпаки, в придонному шарі тепліша вода, оскільки безпосередньо під льодом температура поверхневих вод менше +4°С і вони в силу фізико-хімічних властивостей води стають легшими, ніж вода з температурою вище +4°С.

У періоди стагнацій чітко виділяються три шари: верхній (епілімніон) з найбільш різкими сезонними коливаннями температури води, середній (металимніон або термоклін), в якому відбувається різкий стрибок температур, і придонний ( гіполімніон), у якому температура протягом року змінюється слабо. У періоди стагнацій у товщі води утворюється дефіцит кисню – влітку в придонній частині, а взимку та у верхній, внаслідок чого в зимовий період нерідко відбуваються замори риби.

Світловий режим.Інтенсивність світла у воді сильно ослаблена через його відображення поверхнею та поглинання самою водою. Це дуже позначається на розвитку фотосинтезуючих рослин.

Поглинання світла тим сильніше, що менше прозорість води, що залежить від кількості зважених у ній частинок (мінеральні суспензії, планктон). Зменшується вона при бурхливому розвитку дрібних організмів влітку, а в помірних та північних широтах – ще й узимку, після встановлення льодового покриву та укриття його зверху снігом.

Прозорість характеризують граничною глибиною, на якій ще видно білий диск, що спеціально опускається, діаметром близько 20 см (диск Секкі). Найпрозоріші води – у Саргасовому морі: диск видно до глибини 66,5 м. У Тихому океані диск Секкі видно до 59 м, в Індійському – до 50, у дрібних морях – до 5-15м. Прозорість рік в середньому 1-1,5 м, а в найкаламутніших річках лише кілька сантиметрів.

В океанах, де вода дуже прозора, на глибину 140 м проникає 1% світлової радіації, а в невеликих озерах на глибині 2 м проникає лише десяті частки відсотка. Промені різних частин діапазону поглинаються у воді неоднаково, спочатку поглинаються червоні промені. З глибиною стає все темнішим, і колір води стає спочатку зеленим, потім блакитним, синім і в кінці – синьо-фіолетовим, переходячи в повну темряву. Відповідно змінюють колір та гідробіонти, що адаптуються не тільки до складу світла, але і до його нестачі – хроматична адаптація. У світлих зонах, на мілководдях, переважають зелені водорості (Chlorophyta), хлорофіл яких поглинають червоні промені, з глибиною вони змінюються бурими (Phaephyta) і далі червоними (Rhodophyta). На високих глибинах фітобентос відсутня.

До нестачі світла рослини пристосувалися розвитком хроматофорів великих розмірів, а також збільшенням площі асимілюючих органів (індексу листової поверхні). Для глибоководних водоростей типові сильно розсічені листя, пластинки листя тонкі, що просвічуються. Для напівзанурених і плаваючих рослин характерна гетерофілія – листя над водою такі ж, як у наземних рослин, мають цільну платівку, розвинений устьичний апарат, а у воді листя дуже тонке, складається з вузьких ниткоподібних часток.

Тварини, як і рослини, закономірно змінюють своє забарвлення із глибиною. У верхніх шарах вони яскраво забарвлені у різні кольори, у сутінковій зоні (морський окунь, корали, ракоподібні) пофарбовані у кольори з червоним відтінком – зручніше ховатися від ворогів. Глибоководні види позбавлені пігментів. У темних глибинах океану як джерело зорової інформації організми використовують світло, що випускається живими істотами. біолюмінесценція.

Висока щільність(1 г/см3, що у 800 разів більше за щільність повітря) і в'язкість води (в 55 разів вище, ніж у повітря) призвела до розвитку спеціальних адаптацій гідробіонтів :

1) У рослин дуже слабо розвинені або зовсім відсутні механічні тканини - їм опора сама вода. Більшості властива плавучість, за рахунок повітроносних міжклітинних порожнин. Характерно активне вегетативне розмноження, розвиток гідрохорії – винесення квітконосів над водою та поширення пилку, насіння та суперечка поверхневими течіями.

2) У живих в товщі води і тварин тварин, що активно плавають, має обтічну форму і змащене слизом, що зменшує тертя при пересуванні. Розвинені пристрої для підвищення плавучості: скупчення жиру в тканинах, плавальні бульбашки у риб, повітроносні порожнини у сифонофор. У пасивно плаваючих тварин збільшується питома поверхня тіла з допомогою виростів, шипів, придатків; тіло сплощується, відбувається редукція скелетних органів. Різні способи пересування: згинання тіла, за допомогою джгутиків, вій, реактивний спосіб пересування (головоногі молюски).

У придонних тварин зникає чи слабо розвинений скелет, збільшуються розміри тіла, звичайна редукція зору, розвиток дотикових органів.

Течії.Характерна риса водного середовища – рухливість. Вона обумовлена ​​припливами та відливами, морськими течіями, штормами, різними рівнями висотних позначок русел річок. Пристосування гідробіонтів:

1) У проточних водоймищах рослини міцно прикріплюються до нерухомих підводних предметів. Донна поверхня для них насамперед – субстрат. Це зелені та діатомові водорості, водяні мохи. Мохи навіть утворюють щільний покрив на швидких перекатах річок. У прибійно-відливній смузі морів і багато тварин мають пристосування для прикріплення до дна (черевоногих молюсків, усоногих раків), або ж ховаються в ущелинах.

2) У риб проточних вод тіло в поперечнику кругле, а у риб, що мешкають у дна, як і у придонних безхребетних тварин, тіло плоске. У багатьох на черевній стороні є органи фіксації підводних предметів.

Солоність води.

Природним водойм властивий певний хімічний склад. Переважають карбонати, сульфати, хлориди. У прісних водоймах концентрація солей трохи більше 0,5 ‰ (причому близько 80% становлять карбонати), у морях – від 12 до 35 ‰ (в основному хлориди та сульфати). При солоності понад 40 проміле водоймище називають гіпергалинним або пересоленим.

1) У прісній воді (гіпотонічна середовище) добре виражені процеси осморегуляції. Гідробіонти змушені постійно видаляти проникаючу в них воду, вони гомойосмотичні (інфузорії кожні 2-3 хвилини «прокачують» через себе кількість води, що дорівнює її вазі). У солоній воді (ізотонічна середовище) концентрація солей у тілах і тканинах гідробіонтів однакова (ізотонічна) з концентрацією солей, розчинених у воді – вони пойкілоосмотичні. Тому у мешканців солоних водойм осморегуляторні функції не розвинені, і вони не змогли заселити прісні водойми.

2) Водні рослини здатні поглинати воду і поживні речовини з води - «бульйону», всією поверхнею, тому у них сильно розчленовані листя і слабо розвинені провідні тканини і коріння. Коріння служить в основному для прикріплення до підводного субстрату. Більшість рослин прісних водойм є коріння.

Типово морські та типово прісноводні види – стеногалінні, не переносять значних змін у солоності води. Евригалінних видів небагато. Вони типові в солонуватих водах (прісноводний судак, щука, лящ, кефаль, приморські лососі).

Склад газів у воді.

У воді кисень є найважливішим екологічним фактором. У насиченій киснем воді його вміст не перевищує 10 мл в 1 л, це в 21 разів нижче, ніж в атмосфері. При перемішуванні води, особливо у проточних водоймищах і при зменшенні температури вміст кисню зростає. Деякі риби дуже чутливі до дефіциту кисню (форель, гольян, харіус) і тому віддають перевагу холодним гірським річкам і струмкам. Інші риби (карась, сазан, плотва) невибагливі до вмісту кисню і можуть жити на дні глибоких водойм. Багато водяних комах, личинки комарів, легеневі молюски теж толерантні до вмісту кисню у воді, тому що вони іноді піднімаються до поверхні і заковтують свіже повітря.

Вуглекислого газу у воді достатньо (40-50 см 3 /л – майже в 150 разів більше, ніж у повітрі. Він використовується у фотосинтезі рослин та йде на формування вапняних скелетних утворень тварин (раковини молюсків, покриви ракоподібних, каркаси радіолярій та ін.) .

Кислотність.У прісноводних водоймищах кислотність води, або концентрація водневих іонів, варіює набагато сильніше, ніж у морських - від pH = 3,7-4,7 (кислі) до pH = 7,8 (лужні). Кислотністю води визначається багато в чому видовий склад рослин гідробіонтів. У кислих водах боліт ростуть сфагнові мохи і живуть у достатку раковинні корененіжки, але немає молюсків-беззубок (Unio), рідко зустрічаються інші молюски. У лужному середовищі розвиваються багато видів рдестів, елодея. Більшість прісноводних риб живуть у діапазоні pH від 5 до 9 і масово гинуть поза цих значень. Найбільш продуктивні води з рН 6,5-8,5.

Кислотність морської води зменшується з глибиною.

Кислотність може бути індикатором швидкості загального метаболізму співтовариства. У водах з низьким рН міститься мало біогенних елементів, тому продуктивність тут дуже мала.

Гідростатичний тискв океані має велике значення. З зануренням у воду на 10 м тиск збільшується на 1 атмосферу. У найглибшій частині океану тиск сягає 1000 атмосфер. Багато тварин здатні переносити різкі коливання тиску, особливо, якщо вони в тілі немає вільного повітря. В іншому випадку можливий розвиток газової емболії. Високі тиски, характерні великих глибин, зазвичай, пригнічують процеси життєдіяльності.

За кількістю доступної для гідробіонтів органічної речовини водоймища можна розділити на: - оліготрофні (блакитні та прозорі) – небагаті на корм, глибокі, холодні; - еутрофні (зелені) – багаті на корм, теплі; дистрофні (коричневі) - бідні кормом, кислі внаслідок попадання великої кількості гумінових кислот ґрунту.

Євтрофікація- Збагачення водойм органічними поживними речовинами під дією антропогенного фактора (н-р, спуску стічних вод).

Екологічна пластичність гідробіонтів.Прісноводні рослини і тварини екологічно пластичніші (еврітермні, евригалінни), ніж морські, жителі прибережних зон пластичніші (евритермні), ніж глибоководні. Є види, що мають вузьку екологічну пластичність по відношенню до одного фактора (лотос - стенотермний вигляд, рачок артемія (Artimia solina) - стеногаленний) і широкою - по відношенню до інших. Більш пластичні організми щодо тих чинників, які мінливіші. І саме вони поширені ширше (елодея, корененіжки Cyphoderia ampulla). Залежить пластичність від віку і фази розвитку.

Звук поширюється у воді швидше, ніж у повітрі. Орієнтація на звук розвинена у гідробіонтів загалом краще, ніж зорова. Ряд видів вловлює навіть коливання дуже низької частоти (інфразвуки), що виникають за зміни ритму хвиль. Ряд гідробіонтів шукає їжу і орієнтується за допомогою ехолокації-сприйняття відбитих звукових хвиль (китоподібні). Багато хто сприймає відбиті електричні імпульси, виробляючи при плаванні розряди різної частоти.

Найбільш древній спосіб орієнтації, властивий усім водним тваринам, - сприйняття хімізму середовища. Хеморецептори багатьох гідробіонтів мають надзвичайну чутливість.

Наземно-повітряне середовище проживання

У ході еволюції це середовище було освоєно пізніше, ніж водне. Екологічні фактори в наземно-повітряному середовищі відрізняються від інших довкілля високою інтенсивністю світла, значними коливаннями температури і вологості повітря, кореляцією всіх факторів з географічним положенням, зміною сезонів року і часу доби. Середовище газоподібне, тому характеризується низькими вологістю, щільністю та тиском, високим вмістом кисню.

Характеристика абіотичних факторів середовища світла, температури, вологості – див. попередню лекцію.

Газовий склад атмосферитакож є важливим кліматичним фактором. Приблизно 3 -3,5 млрд. років тому атмосфера містила азот, аміак, водень, метан і водяну пару, а вільний кисень у ній був відсутній. Склад атмосфери значною мірою визначався вулканічними газами.

В даний час атмосфера складається в основному з азоту, кисню та відносно меншої кількості аргону та вуглекислого газу. Всі інші гази, що є в атмосфері, містяться лише в слідових кількостях. Особливе значення для біоти має відносний вміст кисню та вуглекислого газу.

Високий вміст кисню сприяло підвищенню обміну речовин у наземних організмів проти первинно-водними. Саме в наземній обстановці, на основі високої ефективності окислювальних процесів в організмі, виникла гомойотермія тварин. Кисень, через постійно високого його вмісту у повітрі, не є фактором, що лімітує життя в наземному середовищі. Лише місцями, у специфічних умовах, створюється тимчасовий його дефіцит, наприклад у скупченнях рослинних залишків, що розкладаються, запасах зерна, борошна і т. п.

Вміст вуглекислого газу може змінюватись в окремих ділянках приземного шару повітря у досить значних межах. Наприклад, за відсутності вітру у центрі великих міст концентрація його зростає вдесятеро. Закономірними є добові зміни вмісту вуглекислоти в приземних шарах, пов'язані з ритмом фотосинтезу рослин, та сезонні, зумовлені змінами інтенсивності дихання живих організмів, переважно мікроскопічного населення ґрунтів. Підвищене насичення повітря вуглекислим газом виникає у зонах вулканічної активності, біля термальних джерел та інших підземних виходів цього газу. Низький вміст вуглекислого газу гальмує процес фотосинтезу. В умовах закритого ґрунту можна підвищити швидкість фотосинтезу, збільшивши концентрацію вуглекислого газу; цим користуються у практиці тепличного та оранжерейного господарства.

Азот повітря для більшості жителів наземного середовища представляє інертний газ, але ряд мікроорганізмів (клубенькові бактерії, азотобактер, клостридії, синьо-зелені водорості та ін) має здатність пов'язувати його і залучати в біологічний кругообіг.

Місцеві домішки, що надходять у повітря, також можуть суттєво впливати на живі організми. Це особливо відноситься до отруйних газоподібних речовин - метану, оксиду сірки (IV), оксиду вуглецю (II), оксиду азоту (IV), сірководню, сполук хлору, а також до частинок пилу, сажі тощо, що засмічує повітря в промислових районах. Основне сучасне джерело хімічного та фізичного забруднення атмосфери антропогенне: робота різних промислових підприємств та транспорту, ерозія грунтів тощо. п. Оксид сірки (SО 2), наприклад, отруйний для рослин навіть у концентраціях від однієї п'ятдесятитисячної до однієї мільйонної від обсягу повітря. Деякі види рослин особливо чутливі до S0 2 і є чуйним індикатором його накопичення в повітрі (наприклад, лишайники.

Низька щільність повітрявизначає його малу підйомну силу та незначну опорність. Мешканці повітряного середовища повинні мати власну опорну систему, що підтримує тіло: рослини - різноманітними механічними тканинами, тварини - твердим або, значно рідше, гідростатичним, скелетом. Крім того, всі жителі повітряного середовища тісно пов'язані з поверхнею землі, яка служить їм для прикріплення та опори. Життя у зваженому стані в повітрі неможливе. Правда, безліч мікроорганізмів і тварин, суперечки, насіння та пилок рослин регулярно присутні в повітрі і розносяться повітряними течіями (анемохорія), багато тварин здатні до активного польоту, проте у всіх цих видів основна функція їх життєвого циклу - розмноження - здійснюється на поверхні землі. Більшість із них перебування у повітрі пов'язане лише з розселенням чи пошуком видобутку.

Вітернадає лімітуючий вплив на активність і навіть поширення організмів. Вітер здатний навіть змінювати зовнішній вигляд рослин, особливо в тих місцеперебуваннях, наприклад в альпійських зонах, де лімітуючий вплив мають інші фактори. У відкритих гірських місцях вітер лімітує зростання рослин, призводить до викривлення рослин з навітряного боку. Крім того, вітер посилює евапотранспірацію за умов низької вологості. Велике значення мають бурі, хоча їхня дія суто локальна. Урагани, та й звичайні вітри, здатні переносити тварин і рослини великі відстані і цим змінювати склад угруповань.

Тиск, мабуть, не є лімітуючим фактором безпосередньої дії, проте воно має пряме відношення до погоди та клімату, які мають безпосередній лімітуючий вплив. Мінімальна щільність повітря зумовлює порівняно низький тиск на суші. У нормі воно дорівнює 760 мм рт. ст. Зі збільшенням висоти над рівнем моря тиск зменшується. На висоті 5800 м воно дорівнює лише половині нормального. Низький тиск може обмежувати поширення видів у горах. Для більшості хребетних верхня межа життя близько 6000 м. Зниження тиску спричиняє зменшення забезпеченості киснем та зневоднення тварин за рахунок збільшення частоти дихання. Приблизно такі самі межі просування гори вищих рослин. Дещо витриваліші членистоногі (ногохвостки, кліщі, павуки), які можуть зустрічатися на льодовиках, вищі за межі рослинності.

Загалом усі наземні організми набагато більш стенобатні, ніж водні.

Наземно-повітряне середовище - Середовище, що складається з повітря, що пояснює її назву. Характеризується зазвичай наступним:

• Повітря не чинить майже ніякого опору, тому оболонка організмів зазвичай не обтікає.
• Великий вміст кисню у повітрі.
• Є клімат і пори року.
• Ближче до землі температура повітря вища, тому більшість видів мешкають на рівнинах.
• В атмосфері відсутня вода, необхідна для життя, тому організми селяться ближче до річок та інших водойм.
• Рослини, які мають корінь, користуються мінеральними речовинами, що знаходяться у ґрунті і, частково, знаходяться у ґрунтовому середовищі.
• Мінімум температури був зареєстрований в Антарктиді, який становив – 89°С, а максимум +59°С.
• Біологічне середовище поширене від 2 км нижче рівня моря, до 10 км вище рівня моря.

У ході еволюції це середовище було освоєно пізніше, ніж водне. Її особливість полягає в тому, що вона газоподібнатому характеризується низькими:

• вологістю,
• щільністю та тиском,
• високим вмістом кисню.

У ході еволюції у живих організмів виробилися необхідні анатомо-морфологічні, фізіологічні, поведінкові та інші адаптації. Тварини в наземно-повітряному середовищі пересуваються ґрунтом або повітрям (птиці, комахи). У зв'язку з цим у тварин з'явилися легені та трахеї, Т. е. органи, якими сухопутні жителі планети засвоюють кисень прямо з повітря. Сильне розвиток отримали скелетні органищо забезпечують автономність пересування сушею і підтримують тіла з усіма його органами в умовах незначної щільності середовища, у тисячі разів меншого порівняно з водою.

Екологічні факториу наземно-повітряному середовищі відрізняються від інших середовищ існування:

• високою інтенсивністю світла,
• значними коливаннями температури та вологості повітря,
• кореляцією всіх факторів з географічним розташуванням,
• зміною сезонів року та доби.

Впливи їх на організми нерозривно пов'язані з рухом повітря і становища щодо морів і океанів сильно відрізняються від впливу у водному середовищі У наземно - повітряному середовищі достатньо світла і повітря. Однак зволоженість та температура дуже різноманітні. Болотисті території мають надмірну кількість вологи, у степах її значно менше. Відчутні добові та сезонні коливання температури.

Пристосування організмів до життя в умовах різної температури та зволоженості.Більше пристосувань організмів наземно-повітряного середовища пов'язано з температурою та вологістю повітря. Тварини степу (скорпіон, павуки тарантул і каракурт, ховрахи, миші полівки) ховаються від спеки в норках. У тварин пристосуванням від спеки виділення поту.

З настанням холодів птахи відлітають теплі краї, щоби навесні знову повернувся на місце, де народилися і де дадуть потомство.

Особливістю наземно-повітряного середовища у південних районах є недостатня кількість вологи. Тварини пустелі повинні мати здатність зберігати свою воду, щоб переживати довгі періоди, коли мало їжі. Травоїдним зазвичай вдається це зробити, запасаючи всю доступну вологу, яка є в стеблах і насінні, яке вони поїдають. Плотоядні одержують воду з вологого тіла свого видобутку. Обидва типи тварин мають дуже ефективні нирки, які заощаджують кожну краплю вологи, і вони рідко виникає необхідність пити. Також пустельні тварини повинні бути здатними захищати себе від жорстокої спеки вдень і пронизливого холоду вночі. Маленькі тварини можуть робити це, ховаючись у тріщинах скель чи закопуючись у пісок. Багато тварин виробили в процесі еволюції непроникний зовнішній панцир, але не для захисту, а для зменшення втрат вологи з їхнього тіла.

Пристосування організмів до пересування в наземно-повітряному середовищі. Для багатьох тварин наземно - повітряного середовища важливим є пересування по земній поверхні або в повітрі. І тому вони виробилися певні пристосування, які кінцівки мають різну будову. Одні пристосувалися до бігу (вовк, кінь), другі – до стрибків (кенгуру, тушканчик, коник), треті – до польотів (птахи, кажани, комахи). Вужі, гадюки взагалі не мають кінцівок, тож рухаються, вигинаючи тіло.

До життя високо в горах пристосувалося значно менше організмів, тому що там мало ґрунту, вологи та повітря, і виникають труднощі із переміщенням. Однак деякі тварини, наприклад, гірські козли муфлони, здатні рухатися майже вертикально вгору і вниз, якщо є хоч невеликі нерівності. Тому вони можуть жити високо у горах.

Пристосуванням тварин до фактора освітленості наземно-повітряного середовища життя будова та розміри очей. Більшість тварин цього середовища мають добре розвинені органи зору. Так, яструб з висоти свого польоту бачить мишу, яка біжить полем.

Тварини розселені майже на всій поверхні Землі. Завдяки своїй рухливості, здатності еволюційно пристосуватися до холодніших умов існування, завдяки відсутності в них прямої залежності від сонячного світла, тварини зайняли більше середовищ існування, ніж рослини. Однак, слід пам'ятати, тварини залежать від рослин, оскільки рослини служать їм джерелом харчування (для травоїдних тварин, а хижаки їдять травоїдних).

Тут у контексті довкілля ми будемо розуміти середовища життя тварин.

Усього довкілля можна виділити чотири. Це 1) наземно-повітряна, 2) водна, 3) ґрунтова та 4) інші живі організми. Говорячи про наземно-повітряне середовище життя, іноді його ділять на наземне і, окремо, повітряне. Однак навіть літаючі тварини рано чи пізно сідають на землю. Крім того, пересуваючись землею, тварина також знаходиться в повітрі. Тому наземне та повітряне середовище об'єднують в одне наземно-повітряне.

Існують тварини, які мешкають відразу у двох середовищах. Наприклад, багато земноводних (жаби) живуть і у воді і на суші, ряд гризунів живе в грунті і на поверхні землі.

Наземно-повітряне середовище проживання

У наземно-повітряному середовищі найбільше видів тварин. Суша виявилася в якомусь сенсі найзручнішим середовищем для їхнього життя. Хоча в еволюції тварини (та й рослини) виникли у воді і лише пізніше вийшли на поверхню.

На суші мешкають більшість черв'яків, комах, земноводних, плазунів, птахів та ссавців. Багато видів тварин здатні до польоту, тому частину свого життя проводять виключно у повітряному середовищі.

Для тварин наземно-повітряного середовища зазвичай характерні висока рухливість, гарний зір.

Для наземно-повітряного середовища характерна велика різноманітність умов проживання (тропічні ліси та ліси помірного клімату, луки та степу, пустелі, тундри та багато іншого). Тому для тварин цього середовища життя характерна велика різноманітність, вони можуть сильно відрізнятися між собою.

Водне середовище проживання

Водне довкілля відрізняється від повітряної більшою щільністю. Тут тварини можуть дозволити собі мати дуже потужні тіла (кити, акули), оскільки вода підтримує їх і робить їх тіла легшими. Однак пересуватися в щільному середовищі важче, тому у водних тварин найчастіше обтічна форма тіла.

У морські глибини майже проникає сонячне світло, тому в глибоководних тварин можуть бути погано розвинені органи зору.

Водних тварин ділять на планктон, нектон та бентос. Планктонпасивно плаває в товщі води (наприклад, одноклітинні), нектон- це тварини, що активно плавають (риби, кити та ін), бентосмешкає на дні (корали, губки та ін).

Ґрунтове середовище проживання

Грунт як місце існування відрізняється дуже високою щільністю і відсутністю сонячного світла. Тут тваринам не потрібні органи зору. Тому вони або не розвинені (хробаки), або редуковані (кроти). З іншого боку, у ґрунті не такі значні перепади температури як на поверхні. У грунті живуть багато хробаків, личинки комах, мурахи. Також є ґрунтові жителі і серед ссавців: кроти, сліпці, нори тварини, що риють.