Вода как среда жизни. Параметры водной среды. Адаптивные особенности водных организмов.

Водная среда жизни, гидросфера, занимает до 71% площади земного шара. Основное кол-во воды, более 98%, сосредоточено в морях и океанах, 1,24% представлено льдами полярных областей; в пресных водах рек, озёр и болот кол-во воды не превышает 0,45%. В водной среде обитает около 150 тыс. видов животных (примерно 7 % от общего их количества на земном шаре) и 10 000 видов растений (8 %).

Водная среда оказывает сильное влияние на ее обитателей. В свою очередь живое вещество гидросферы воз­действует на среду обитания, перерабатывает ее, вовле­кая в круговорот веществ.

Характерной чертой водной среды является ее подвижность даже в стоячих водоемах. В морях и океанах наблюдаются приливы и отливы, мощные течения, штормы; в озерах вода перемещается под действием ветра и температуры. Движение воды обеспечивает снабжение водных организмов кислородом и питательными веществами, приводит к выравниванию тем­пературы во всем водоеме.

В жизни водных организмов умеренных широт боль­шую роль играет вертикальное перемещение воды в стоячих водоемах. Вода в них четко делится на три слоя: верхний – эпилимнион температура которого испытыва­ет резкие сезонные колебания; слой температурного скач­ка металимнион - где наблюдается резкий перепад температур; придонный глубинный слой, гиполимнион - здесь температура в течение года изменяется незначительно.

В летнее время наиболее теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные — у дна. Такое послойное распределение температур­ называется прямой стратификацией. Зимой, с понижени­ем температуры, наблюдается обратная стратификация.

Вода отличается от воздуха большей плотностью. В этом отношении она в 800 раз превосходит воздушную среду. В среднем в водной толще на каждые 10 м глубины давление возрастает на 1 атмосферу.

Интенсивность света в воде сильно ослаблена, так как часть падающей радиации отражается от поверхности воды, другая поглощается ее толщей. Ослабление света связано с прозрачностью воды. В океанах, например, с большой прозрачностью на глубину 140 м еще падает около 1% радиации, а в небольших озерах с несколько замкнутой водой уже на глубину 2 м - всего лишь десятые доли процента.

Химический состав вод формируется под влиянием естественно-исторических и геологических условий, а также при антропогенном воздействии. Содержание химических соединений (солей) в воде определяет ее соленость и выражается в г/л = промилле. По общей минерализации, воды можно разделить на пресные с содержанием солей до 1 г/л, солоноватые (1-25 г/л), морской солености (26-50 г/л) и рассолы (более 50 г/л). Наиболее важными из растворенных веществ в воде являются карбонаты, сульфаты и хлориды.

Адаптивные особенности водных организмов:

Адаптивные особенности водных растений:

1. Способность водных растений поглащать влагу и минеральные соли из окружающей среды.

2. Слабое развитие проводящей ткани и корневой системы, последняя служит в основном для прикрепления к подводному субстрату, поэтому питание их осуществляется всей поверхностью тела.

3. У низших растений, заселяющих различные слои и ведущих пла­вающий образ жизни, имеются специальные придатки, увеличивающие их плавучесть и позволяющие им удерживаться во взбешённом состоянии.

4. У высших гидрофитов слабо развивается механическая ткань. В их листьях, стеблях, корнях располагаются воздухоносные межклеточные полости. Это увеличивает легкость и плавучесть взвешенных в воде и плавающих на поверхности.

5. Погружен­ные в воду листья обычно очень тонкие. Хлорофилл в них часто располагается в клетках эпидермиса. Это приводит к усилению интенсивности фотосинтеза в условиях слабого освещения.

6. Водные растения интёнсивно размножаются вегетативным путем. Плоды их обладают высо­кой плавучестью и могут длительное время находиться в воде, не теряя всхожести.

Адаптивные особенности водных животных:

1. У мелких форм, живущих в толще воды, наблюдается редукция скелетных образований: у простейших пористость раковин, наличие воды в тканях (умен. удел. плотности), наличие воздухоносных камер.

2. Увеличение удельной поверхности тела для быстрого погружения – это уплощение тела. Наличие ресничек, жгутиков, изгибания тела, у многих реактивное плавание, для более активного плавания. Наличие спец. конечностей (ласты, плавники), слизи, обтекаемой формы тела. Поддержания определённого осмотического давления осуществляется за счёт спец. механизмов.

3. Большая группа животных, обитающих в пресной воде, при передвижении использует поверхностное натяжение воды. По поверхности воды свободно бегают клопы водомерки, жуки вертячки и др.

4. Только в водной среде встречаются неподвижные, ведущие прикрепленный образ жизни, животные. Это такие, как гидроиды и коралловые полипы, морские лилии, двустворчатые и др. Для них характерны своеобразная форма тела, незначительная плавучесть (плотность тела больше плотности воды) и специальные приспособления для прикрепления к субстрату.

5. Целый ряд гидробионтов обладают особым характером питания - это отцеживание или осаждение взвешенных в воде частиц органического происхождения, многочисленных мелких организмов.

6. Звук распространяется в воде быстрее, чем в воздухе, и ориентация на звук у гидробионтов развита лучше зрительной. Отдельные виды улавливают даже ультразвуки.

7. Известно около 300 видов рыб, которые способны генерировать электричество и использовать его для ориентации и сигнализации. Ряд рыб (электрический скат, электрический угорь) используют электрические поля для защиты и нападения.

8. Водным организмам свойственен древний способ ориентации - восприятие химизма среды. Хеморецепторы многих гидробионтов (лососи, угри) обладают чрезвычайной чувствительностью.