Жизненные среды.

В пределах биосферы можно выделить четыре основные среды обитания. Это водная среда, наземно-воздушная среда, почва и среда, образуемая самими живыми организмами.

Вода служит средой обитания для многих организмов (рис. 66). Из воды же они получают все необходимые для жизни вещества: пищу, воду, газы. Поэтому, как бы ни были разнообразны водные организмы, все они должны быть приспособлены к главным особенностям жизни в водной среде.

Эти особенности определяются физическими и химическими свойствами воды. В толще воды постоянно парит множество мелких растений и животных, ведущих жизнь во взвешенном состоянии.

Способность к парению обеспечивается не только физическими свойствами воды, обладающей выталкивающей силой, но и специальными приспособлениями самих организмов, например многочисленными выростами и придатками, значительно увеличивающими поверхность их тела и, следовательно, повышающими трение об окружающую жидкость. Плотность тела таких животных, как медузы, очень близка к плотности воды. Удерживаться в толще воды помогает им к тому же характерная форма тела, напоминающая парашют.

У активных пловцов (рыб, дельфинов, тюленей и др.) веретенообразная форма тела, а конечности в виде ласт. Их передвижение в водной среде облегчается, кроме того, благодаря особому строению внешних покровов, выделяющих специальную смазку – слизь, снижающую трение о воду.

Вода обладает очень высокой теплоемкостью, т. е. свойством накапливать и удерживать тепло. По этой причине в во де не бывает резких колебаний температуры, которые часто случаются на суше. Очень глубокие воды могут быть очень холодными, однако благодаря постоянству температуры у животных смог развиться ряд приспособлений, обеспечивающих жизнь даже в этих условиях.

Животные могут жить на огромных океанских глубинах. Растения же выживают только в верхнем слое воды, куда попадает лучистая энергия, необходимая для фотосинтеза. Этот слой называют фотической зоной. Так как поверхность воды отражает большую часть света, даже в наиболее прозрачных океанских водах толщина фотической зоны не превышает 100 м. Животные больших глубин питаются либо живыми организмами, либо останками животных и растений, постоянно опускающимися вниз из верхнего слоя.

Подобно наземным организмам водные животные и растения дышат, им требуется кислород. Количество растворенного в воде кислорода снижается с увеличением температуры. Причем в морской воде кислород растворяется хуже, чем в пресной. По этой причине воды открытого моря тропического пояса бедны живыми организмами. И наоборот, полярные воды богаты планктоном – мелкими рачками, которыми кормятся рыбы и крупные китообразные.

Очень важен для жизни солевой состав воды. Особенное значение для организмов имеют ионы Са²⁺. Моллюскам и ракообразным кальций необходим для построения раковины или панциря. Концентрация солей в воде может сильно изменяться. Вода считается пресной, если в одном ее литре содержится менее 0, 5 г растворенных солей. Морская вода отличается постоянством солености и содержит в среднем 35 г солей в одном литре.

Наземно-воздушная среда, освоенная в ходе эволюции позже водной, более сложна и разнообразна, и ее населяют более высокоорганизованные живые организмы.

Наиболее важным фактором жизни обитающих здесь организмов являются свойства и состав окружающих их воздушных масс. Плотность воздуха гораздо ниже плотности воды, поэтому у наземных организмов сильно развиты опорные ткани – внутренний и наружный скелет. Формы движения очень разнообразны: бегание, прыгание, ползание, полет и др. В воздухе летают птицы и некоторые виды насекомых. Потоки воздуха разносят семена растений, споры, микроорганизмы.

Воздушные массы постоянно находятся в движении. Температура воздуха может меняться очень быстро и на больших пространствах, поэтому живущие на суше организмы имеют многочисленные приспособления, позволяющие выдерживать резкие перепады температуры или избегать их. Наиболее замечательным из них является развитие теплокровности, возникшее именно в наземно-воздушной среде.

Важное значение для жизни растений и животных имеет химический состав воздуха (78% азота, 21% кислорода и 0, 03% диоксида углерода). Диоксид углерода, например, является важнейшим сырьевым источником для фотосинтеза. Азот воздуха необходим для синтеза белков и нуклеиновых кислот.

Количество водяных паров в воздухе (относительная влажность) определяет интенсивность процессов транспирации у растений и испарения с кожи некоторых животных. Организмы, живущие в условиях низкой влажности, имеют многочисленные приспособления, предотвращающие сильные потери воды. Так, например, у пустынных растений мощная корневая система, способная насасывать в растение воду с большой глубины. Кактусы запасают воду в тканях и экономно ее расходуют. У многих растений для уменьшения испарения листовые пластинки превращены в колючки. Многие пустынные животные в самый жаркий период впадают в спячку, которая может длиться несколько месяцев.

Однако по мере погружения в почву колебания температуры становятся все менее заметными: быстро затухают суточные, а по мере увеличения глубины и сезонные изменения температур.

Даже на небольшой глубине в почве царит полная темнота. Кроме того, по мере погружения в почву падает содержание кислорода и растет содержание углекислого газа. Поэтому на значительной глубине могут обитать лишь анаэробные бактерии, в то время как в верхних слоях почвы помимо бактерий в обилии встречаются грибы, простейшие, круглые черви, членистоногие и даже относительно крупные животные, прокладывающие ходы и строящие убежища, например кроты, землеройки, слепыши.

Тела многих организмов служат жизненной средой для других организмов. Это относится не только к паразитизму, но и к некоторым Другим формам взаимоотношений между организмами, о чем более подробно будет сказано в следующих разделах учебника. Очевидно, что условия жизни внутри другого организма характеризуются большим постоянством по сравнению с условиями внешней среды. Поэтому организмы, находящие себе место в теле растений или животных, часто полностью утрачивают органы и системы, необходимые свободноживущим видам. У них не развиты органы чувств или органы движения, зато возникают приспособления (часто весьма изощренные) для удержания в теле хозяина и эффективного размножения.

Письменная работа с карточками на 10 мин:

1. Характеристика биосферы.

2. Характеристика водной среды обитания.

3. Характеристика наземно-воздушной среды обитания.

1. Формулировки законов, определения, или сущность понятий: 1. Биосфера. 2. В.И.Вернадский. 3. Фотическая зона. 4. Содержание солей в пресной и морской воде. 5. Состав воздуха. 6. Среды жизни.

Карточка у доски:

1. Что такое биосфера?

2. Значение работ В.И.Вернадского?

3. Основной источник энергии в биосфере?

4. Что такое фотическая зона?

5. Как меняется содержание кислорода в воде в зависимости от температуры?

6. Почему в полярные воды богаты планктоном, а в морях тропического пояса планктона мало?

7. Каково содержание солей в пресной и морской воде?

8. Каков газовый состав воздуха?

9. Перечислите основные среды жизни.

Тестовое задание:

1. Оболочка Земли, заселенная живыми организмами:

1. Биотоп.

2. Биогеоценоз.

3. Биосфера.

4. Экотоп.

2. Разработал учение о роли живых организмов в эволюции биосферы:

1. Э. Зюсс.

2. В.И.Вернадский.

1. С.Г.Навашин.
2. С.Н.Виноградский.

3. Основной источник энергии в биосфере:

1. Энергия живых организмов.

2. Солнечный свет.

3. Радиация.

4. Энергия ядра Земли.

4. Нижняя граница жизни проходит в литосфере на глубине:

1. 2 км.
2. 4-7 км.
3. 8-12 км.
4. Литосфера заселена на всю глубину.

5. Верхняя граница жизни проходит в атмосфере на высоте:

1. 20 км.
2. 40 км.
3. 80 км.
4. 100 км.

6. Гидросфера заселена на глубину:

1. 200 м.
2. 1000 м.
3. 4000 м.
4. На всю глубину, до 11034 м.

7. Озоновый экран расположен на высоте:

1. 5-8 км.
2. 8-10 км.
3. 15-35 км.
4. 50-60 км.

8. Морская вода содержит в среднем:

1. 5 г/л.

2. 10 г/л.

3. 25 г/л.

4. 35 г/л.

9. Газовый состав воздуха:

1. 78% азота, 16% кислорода, 5% углекислого газа.

2. 78% азота, 21% кислорода, 0, 03% углекислого газа.

3. 78% азота, 4% кислорода, 16% углекислого газа.

4. 78% азота, 20% кислорода, 1, 03% углекислого газа.

10. Термин «Биосфера» предложил:

1. В.И.Вернадский.

2. Э.Зюсс.

3. С.Н.Виноградский.

4. С.Г.Навашин.