Водная среда обитания Водная среда гидросфера

Водная среда обитания

Водная среда (гидросфера) • Гидросфера – совокупность всех вод Земли: материковых, океанических, атмосферных. • Воды Мирового океана – 94%; • Подземные воды – 4%; • Внутренние водоемы – 2%. Обитатели водной среды получили общее название гидробионтов.

Экологические зоны океана • Пелагиаль ( толща воды) • Бенталь (дно)

Экологические зоны Мирового океана

Строение бентали • Литораль – приливно-отливная зона. • Сублитораль –область плавного понижения дна до глубины 200 м. • Батиаль– область крутого склона. • Абиссаль – область океанического ложа. • Ультраабиссаль – океанические впадины.

Строение пелагиали • Эпипелагиаль (до 200 м) • Батипелагиаль (до 3000 м) • Абиссопелагиаль (более 3000 м)

Экологические группы гидробионтов • Пелагические - организмы, которые способны плавать или удерживаться в толще воды • Бентос – обитатели дна.

Основные свойства водной среды

Плотность • Фактор, определяющий условия передвижения водных организмов и давление на разных глубинах. • Для дистиллированной воды плотность равна 1 г/см 3. Плотность соленых природных вод достигает 1, 35 г/см 3. • Давление возрастает с глубиной на 1 атм. на каждые 10 м.

Экологические группы гидробионтов по отношению к давлению • Эврибатные • Стенобатные: - только небольшие глубины - только большие глубины

Голотурия. Встречается на мелководье и глубинах до 3000 м

Пескожил. Обитатель мелководий

Морское блюдечко. Обитатель мелководий

Удильщик. Обитатель больших глубин

Удильщик

• Высокая плотность воды (в 800 раз больше, чем у воздуха) позволяет опираться на нее. • Взвешенные в воде организмы объединяют в экологическую группу гидробионтов – планктон (planktos – блуждающий, парящий)

Планктон Одноклеточные и колониальные водоросли, простейшие, медузы, мелкие рачки.

Планктон • Водоросли (фитопланктон) парят в воде пассивно. • Зоопланктон способен к активному плаванию, но в ограниченных пределах.

Способы повышения плавучести 1) развитие выростов, что увеличивает трение о воду; 2) уменьшение плотности за счет накопления в теле жиров, пузырьков газа и т. п.

• Планктонные ракообразные

Медуза в Красном море

Зоопланктон (радиолярии)

Нектон (nektos – плавающий) Способны к быстрому плаванию и преодолению силы течений. Имеют обтекаемую форму тела и хорошо развитые органы движения. Типичные нектонные организмы - рыбы, кальмары, киты, ластоногие.

Большая белая акула

Длиннокрылая акула

Синяя акула

Акула-молот

Большая выталкивающая сила • У водных растений слабо развиты механические ткани • Самые крупные животные обитают в воде (сравнить: кит – 100 т и слон 7 т).

Бентос (benthos – глубина) Организмы, обитающие на дне водоемов. Включают: • Зообентос – губки, актинии, черви, некоторые рыбы. • Фитобентос - водоросли и бактерии.

Бентос Губки ведут прикрепленный образ жизни.

Коралловые полипы в Красном море

Бентос (коралловые полипы)

Одиночный коралловый полип – актиния на раковине, занятой раком-отшельником

Бентос (кораллы)

Ланцетники

Ковровая акула

Бентос (камбалообразные)

Температурный режим Характерен сравнительно небольшой диапазон температурных колебаний Высокая теплоёмкость воды ( в 500 раз выше, чем у воздуха) и высокая теплопроводность (в 30 раз выше воздуха) определяют постоянство температуры.

Температурный режим • Суточные колебания температуры воды не выходят за пределы нескольких градусов (в воздухе – до 10 -20 град. ). • Вода сглаживает также и сезонные колебания температур.

Температурные пределы Минимальная температура в Мировом океане: - 2 º С, максимальная: +33 º С. Максимальная температура в материковом водоеме: +45 º С

Расширение при замерзании

Кислородный режим • Содержание кислорода в воде в 20 раз ниже, чем в атмосфере. • Кислород поступает в воду за счет фотосинтеза водорослей и диффузии из воздуха. • С повышением температуры и солености концентрация кислорода понижается.

Дыхание гидробионтов • Через поверхность тела. • Через специализированные органы – жабры. • Сочетание жаберного и кожного дыхания. • Некоторые гидробионты имеют смешанное жаберно-легочное дыхание.

Дыхание через поверхность тела (турбеллярии)

Дыхание через поверхность тела (сидячие полихеты)

Дыхание жабрами (двухстворчатый моллюск)

Дыхание жабрами (голожаберный моллюск)

Дыхание жабрами (костистая рыба)

Сочетание кожного и жаберного дыхания (вьюн 63% кислорода потребляет через кожу)

Сочетание жаберного и легочного дыхания (протоптерус)

Протоптерус

Солевой режим Ионы в морской воде представлены главным образом Na+ и Cl-, присутствуют также Mg 2+, SO 42 - и Ca 2+

Общее содержание солей, растворенных в воде, выражается в промиле (‰) (количество вещества в граммах на 1 кг раствора) Пресные водоемы (озера, реки)- до 0. 5 ‰ Солоноватые (эстуарии) – 0. 5 -30 ‰ Морские – 30. 0 -40. 0 ‰

Водно-солевой гомеостаз Водным организмам в отличие от наземных необходимо поддерживать солевой баланс с окружающей средой.

В пресной воде организмы гипертоничны по отношению к среде. Им необходимо удалять избыток воды из тела.

У простейших это достигается работой выделительных вакуолей

У более сложных организмов излишек воды удаляется выделительной системой.

В морской воде организмы гипотоничны по отношению к среде

Концентрация водородных ионов (р. Н) (1 -14) • Водоемы с р. Н < 7 - кислые; р. Н=7 – нейтральные; р. Н >7 - щелочные. • Морская вода – р. Н=8. 3 • Пресноводные рыбы выдерживают р. Н от 5 до 9, при р. Н < 5 и р. Н > 10 – массовая гибель.

Световой режим • Глубина проникновения света не превышает 200 метров. • Сумеречная зона до 1000– 1500 м. • Глубже 1500 м солнечный свет не проникает.

Способы ориентации животных в водной среде Зрительная (возможна только на близком расстоянии связи с быстрым затуханием световых лучей в воде) Прозрачность воды составляет: - рек – 1, 5 м - мелкие моря – 5 -15 м - Индийский океан – 50 м - Саргассово море – 66. 5 м

Ориентация на звук • У гидробионтов развита лучше, чем зрительная. • Водные млекопитающие, рыбы, моллюски, ракообразные издают звуки. • Служит в основном для внутривидовых контактов.

Эхолокация Дельфины отыскивает пищу и ориентируется при помощи восприятия отраженных звуковых волн. Звуковые волны распространяются в воде со скоростью около 1, 5 км/с (в 4, 5 раза быстрее, чем в воздухе). Животное может определить размер и форму объекта.

Электролокация Около 300 видов рыб генерируют и воспринимают отраженные электрические импульсы. Частота разрядов доходит до 2000 импульсов в секунду.

Электролокация у рыбы-слона

Механорецепция

Восприятие химизма среды • Европейский угорь преодолевает 7 -8 тыс. км до мест нереста, ориентируясь на градиент солености воды. • Лососи безошибочно находят реку, где они родились, по запаху.

Фильтрация как тип питания • Характерна только для гидробионтов. • Мидии на площади 1 кв. м, прогоняют до 300 куб. м воды за сутки. • Рачки отфильтровывают в день до 1, 5 л воды на особь. • Весь объем Мирового океана профильтровывается в течение нескольких суток.