Среда обитания

Среда обитания — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определенное воздействие. Форма тела живых существ, в общем, тесно связана с их образом жизни и с условиями той среды, в которой они обитают. Сравните листья деревьев, произрастающих в листопадном лесу, с листьями видов, растущих в пустыне. Первые - обычно широкие и тонкие, что создает обширную поверхность для поглощения света и потери воды. У деревьев, растущих в пустыне, листья мелкие, перисто-расчлененные, а иногда (как у кактусов и некоторых молочаев) их нет вовсе. Солнце пустыни нагревает листья. Потеря тепла в результате конвекции происходит быстрее всего по краям; поэтому, чем больше краев, тем прохладнее лист и тем меньше потери воды. При малых размерах края листа составляют большую часть его поверхности. Такая зависимость между размером листьев и количеством влаги наблюдается у большинства видов, хотя имеются и некоторые исключения. Например, в горах Аризоны на небольших высотах растут дубы с мелкими листьями, а с увеличением высоты величина листовых пластинок у Quercus gambelii увеличивается, становясь такой же как у дубов, растущих в листопадных лесах. Безусловно, такие крупные листья не могут противостоять высыханию, поэтому зимой, когда почвенная вода замерзает и становится недоступной растениям, деревья просто сбрасывают листву. Листья могут покрывать стебли растений только в период дождей, а потом они сбрасываются и фотосинтез осуществляется зелеными стеблями, например, у некоторых кустарников в пустыне Сонора листья на побегах держатся 2-3 недели в году (приведено по Р. Риклефсу, 1979). На планете выделяют 4 среды: водную наземно-воздушную почвенную организменную Водная среда Вода характеризуется рядом специфических свойств: высокая теплоемкость, подвижность, прозрачность. Данная среда относительно гомогенна, она довольно-таки постоянна во времени и пространстве (хотя в водной среде, также как и на суше существует зональность). На характер распределения водных организмов оказывают влияние плотность, соленость, световой режим и пр. Так, плотность определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные, иглокожие, погонофоры), обитающие на больших глубинах могут переносить давление до 500 атм. При погружении на каждые 10 м давление повышается на 1 атмосферу. Высокая плотность воды обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм, образующих планктон. Очень важным фактором является соленость: пресноводные формы не могут жить в морях, а типично морские - не переносят опреснения. Однако, есть организмы, такие как сельдь и лосось, которые живут в океане, а на нерест заходят в реки. Температура в морских глубинах отличается постоянством (3-40С). Однако на поверхности амплитуды достигают 150С. Любопытно, что в водах Антарктики живут рыбы белокровки, имеющие не красную, а белую кровь, — это особая адаптация, связанная с тем, что кислород по телу рыбы переносится не гемоглобином, а кровяной плазмой. Вследствие редукции эритроцитов вязкость крови уменьшается, что обеспечивает достаточное кровообращение при жизни в высоких широтах. С глубиной меняется и освещенность. Водоросли в океане могут обитать на глубинах не более 20-40 м, но если прозрачность воды выше, то глубина произрастания бурых и красных водорослей увеличивается до 270 м (приведено по В.А. Вронскому, 1996). Разные лучи солнечного света поглощаются неодинаково: быстрее поглощаются красные и оранжевые лучи, хуже зеленые, синие и фиолетовые. Поэтому до больших глубин проникают лишь сине-зеленые, голубые и сине-фиолетовые лучи. Вода - хороший растворитель. Поэтому в озерах и океанах, а также в подземных водах содержится раствор различных солей. В пресных водах их не более 0,5 г на литр, а в морских до 40 г на литр. Воде свойственна слабая аэрация (кислорода в ней содержится в 20 раз меньше, чем в атмосфере). Всех обитателей водной среды называют гидробионтами. У них имеется целый ряд специфических адаптаций, позволяющих выживать в гидросфере. Это: обтекаемая форма тела; плавучесть; развитые слизистые покровы; наличие воздухоносных полостей; осморегуляция. В водной среде выделяют дно (бенталь); толщу воды (пелагиаль); береговую часть (литораль). Обитателей бентали именуют бентосом. В пелагиали можно выделить характерные формы живого: планктон - пассивно плавающие формы живого (фито- и зоопланктон); нектон - активно плавающие крупные формы; нейстон - обитателей поверхностной пленки воды. Наземно-воздушная среда Среда характеризуется обилием света и кислорода. Она очень динамична во времени и пространстве. На поверхности суши выделяют климатические и высотные пояса, природные зоны. В наземно-воздушной среде возможные резкие перепады температуры, в зависимости от сезона, времени суток и географического положения. Влажность зависит от климатического пояса, степени удаленности от океана, ветра. Живые организмы способны, некоторым образом, модифицировать параметры среды. Для всех обитателей наземно-воздушной среды характерны следующие адаптации: наличие опорного скелета и механизмов регуляции гидротермического режима; освобождение полового процесса от воды; защитные механизмы от дефицита тепла и влаги. В данной среде наблюдается самый высокий уровень биоразнообразия. Почвенная среда Почва — это поверхностный слой земной коры (коры выветривания), который образуется в результате взаимодействия растительности, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельным природным образованием. Важнейшим свойством почв является их плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Среда характеризуется четырехфазностью; отсутствием света; высокой плотностью и гетерогенностью в пространстве. Почва — это гигантская экосистема, участвующая в глобальном круговороте веществ. У организмов, живущих в почвенной среде, сложились следующие адаптации: вальковатая форма тела; гладкая поверхность; хорошо развитая мускулатура и копательный аппарат. Для многих почвенных жителей характерны микроскопические размеры и редукция зрения. Толщина почвенного слоя на равнинах составляет 1,5-2 м (до 5м), в горах менее 1 м. В почве выделяют почвенные горизонты. Чаще их 3: перегнойно-аккумулятивный, элювиальный (горизонт вымывания), иллювиальный (горизонт вмывания). Сверху находится дернина, или лесная подстилка, или луговой и степной войлок. Снизу расположена материнская порода. На количество горизонтов влияют климатические условия. В пространстве почвы подразделяются на почвенные провинции. В почвенном покрове материков хорошо выражена горизонтальная зональность. Организменная среда Одна из самых древних сред. Характеризуется наибольшим постоянством в пространстве и времени; постоянством температурного и солевого режимов; отсутствием угрозы высыхания и защищенностью от врагов. Наряду с этим для среды характерно отсутствие света, нехватка кислорода и жизненного пространства. Может быть как жидкой (кровь, лимфа), так и твердой (кости, мышцы). Для обитателей этой среды характерны следующие адаптации: выработка защиты от переваривания хозяином; коадаптация паразита и хозяина; синхронизация биоритмов; редукция зрения и пищеварительной системы; усиление размножения и системы укрепления в организме хозяина. Организменная среда заселяется паразитами и симбионтами, которые могут быть как внешними, так и внутренними. Они могут быть облигатными или факультативными. Для многих характерны сложные циклы развития, часто со сменой одного или нескольких промежуточных хозяев.