2.1. Водная среда и ее основные свойства
Вода была первой средой жизни. Именно в водной среде возникла жизнь, и в дальнейшем большинство групп организмов формировалось в гидросфере. Обитатели водной среды получили в экологии общее название гидробионтов.
Гидросфера — это прерывистая водная оболочка Земли, представляющая собой совокупность морей и океанов, пресных континентальных вод (поверхностных и подземных) и ледяных покровов.
Моря и океаны занимают около 71 % земной поверхности, в них сосредоточено около 97 % всего объема воды на Земле.
На пресные воды приходится всего 3 %. Большая часть пресных вод (85 %) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Таким образом, в пресных водах рек и озер количество воды не превышает 0,019 % общего объема воды.
Характерной чертой водной среды является движение воды, которое проявляется в форме течений и волнений. В первом случае происходит перенос водных масс в определенном направлении, во втором – уклонение частиц воды от исходного положения с последующим возвратом к нему.
Протяженность некоторых морских течений нередко измеряется тысячами километров, а ширина несколькими десятками километров. Так, теплое течение Гольфстрим переносит ежегодно более 2,5 млн. км 3 , что в 25 раз больше, чем переносят все реки мира, вместе взятые.
В Мировом океане имеются как поверхностные, так и глубинные течения. В морях и океанах наблюдаются также приливо-отливные явления – периодические колебания уровня моря, возникающие под действием притяжения Луны и Солнца. Максимальная величина приливов (повышение уровня воды) в открытом океане не превышает 90 см. Большие величины приливов наблюдаются в проливах, в вершинах заливов и в устьях рек (свыше 6 м), максимальные в воронкообразных заливах (до 13 м).
Вертикальные перемещения воды в водоемах могут вызываться изменением плотности расположенных друг над другом слоев воды вследствие изменения температуры и солености.
Исключительно важное значение движение воды имеет для снабжения водных организмов пищей и кислородом, уноса метаболитов, переноса половых продуктов. Кроме того токи воды способствует выравниванию различных гидрологических градиентов: разницы температур, содержания солей, газов и т.д.
К числу важных свойств водной среды также относятся: плотность и вязкость, температура, прозрачность и световой режим, растворенный кислород и содержание минеральных веществ.
Плотность и вязкость воды в первую очередь определяют условия передвижения гидробионтов.
Чем выше плотность воды, тем она становится средой более опорной, т.е. тем легче организмам удерживаться в ней.
Другое значение плотности как экологического фактора связано с её давлением на организмы. С углублением на 10,3 м в пресную и на 9,986 м в морскую воду (при 4 о С) давление возрастает на 1 атмосферу, и в океанических глубинах оно может достигать сотни и тысячи атмосфер.
С повышением вязкости возрастает сопротивление активному движению организмов, но условия их плавучести улучшаются. Вода своим давлением как бы поддерживает организм.
В большинстве случаев плотность живых тканей выше, чем плотность соленой и пресной воды. Поэтому у водных организмов в процессе эволюции выработалось множество разнообразных структур, повышающих их плавучесть и препятствующих их погружению. К таким приспособлениям относятся:
- общее увеличение относительной поверхности тела за счет уменьшения размеров, сплющенности, удлинения, развития многочисленных выростов или щетинок, что увеличивает трение о воду;
- уменьшение плотности за счет редукции скелета, накопления в теле жиров, пузырьков газа и т.п.
Источник
Дыхание растений
Все живые организмы дышат. В процессе дыхания осуществляется распад более сложных органических веществ на более простые и неорганические. Смысл дыхания в том, что в результате происходит выделение и запасание энергии, которая необходима для различных процессов жизнедеятельности.
Подавляющее число организмов для окисления органических веществ используют кислород, который берут из воздуха. Одним из конечных продуктов дыхания является углекислый газ, который должен выводиться из организма в окружающую среду.
Таким образом, растения, также как и животные, дышат. А для этого они поглощают из воздуха кислород и выделяют в воздух углекислый газ. Однако у растений, в отличие от животных, есть процесс фотосинтеза, при котором газообмен обратный: растение поглощает из воздуха углекислый газ, а выделяет в него кислород. Поэтому заметить, что растения все-таки дышат можно лишь в темное время суток, когда фотосинтеза нет, либо протекает его темновая стадия.
При активном процессе фотосинтеза выделяется куда больше кислорода, чем его поглощается для дыхания. Поэтому суммарно в светлое время суток растение выделяет кислород и поглощает углекислый газ. Хотя при этом поглощение кислорода и выделение углекислого газа также происходят, т. е. осуществляется процесс дыхания.
В темное время суток растения выделяют углекислый газ и поглощают кислород, т. е. газообмен осуществляется только для процесса дыхания.
У большинства сложно-устроенных животных для процесса дыхания существует специальная дыхательная система. Благодаря ей кровь насыщается кислородом и разносит его по клетками организма. Такие животные не дышат всей поверхностью тела, или такой способ является вспомогательным. Растения же поглощают кислород всей поверхностью тела, особенно листьями. У них нет специальной дыхательной системы, есть лишь межклетники облегчающие газообмен. Другими словами, клетки растений поглощают кислород прямо из воздуха.
Источник