Специфические особенности воздуха как среды жизни.
Воздух как среда жизни также обладает следующими специфическими особенностями:
высокое содержание кислорода (21%) – определяет возможность формирования высокого уровня энергетического метаболизма, например, возникновение в такой среде гомойотермных животных, имеющих высокий уровень энергетики организма, высокую биологическую активность и большой степень автономности от внешних воздействий;
низкая и изменчивая влажность, которая лимитировало возможности освоения воздушной среды, у ее обитателей формировались в процессе эволюции системы водно-солевого обмена и структура органов дыхания;
низкая плотность воздуха, благодаря которому жизнь в воздушной среде в основном сосредоточена вблизи поверхности земли или субстрата (высокогорья), поэтому жизнь в атмосфере не отличается вертикальной структурированностью потоков вещества и энергий;
климатическая зональность обусловила многообразие жизненных форм в наземной среде, т.к. в зависимости от условий климата, рельефа, вод, почвенного и растительного покрова образуют комплексы, которые обозначают как ландшафтно-климатические зоны. Крупнейшие их них – полярные пустыни, тундры, леса умеренного климата, степи, саванны, пустыни и тропические леса;
прозрачность атмосферы определяется потоком солнечного света падающего на поверхность планеты, часть которой составляет фотосинтетически активная радиация (ФАР) с длиной волны 380-710нм. ФАР является энергетической основой фотосинтеза – процесса создания органического вещества из неорганических составляющих, на котором основывается сама возможность биологического круговорота веществ.
51)Атмосфера.Структура. АТМОСФЕРА - ВНЕШНЯЯ ОБОЛОЧКА БИОСФЕРЫ.Атмосфера газоваяоболочканебесного тела, удерживаемая около него гравитацией. Поскольку не существует резкой границы между атмосферой имежпланетным пространством, то обычно атмосферой принято считать область вокруг небесного тела, в которой газовая среда вращается вместе с ним как единое целое. Глубина атмосферы некоторых планет, состоящих в основном из газов (газовые планеты), может быть очень большой. Атмосфера Землисодержиткислород, используемый большинством живых организмов длядыхания, идиоксид углерода потребляемыйрастениями,водорослямиицианобактериямив процессефотосинтеза. Атмосфера также является защитным слоем планеты, защищая её обитателей от солнечногоультрафиолетового излучения. Атмосфера есть у всех массивных тел — планет земного типа, газовых гигантов. Масса атмосферы нашей планеты ничтожна - всего лишь одна миллионная массы Земли. Однако ее роль в природных процессах биосферы огромна. Наличие вокруг земного то шара атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности нашей планеты, защищает ее от вредных космического и ультрафиолетового излучений.Циркуляция атмосферы оказывает влияние на местные климатические условия, а через них - на режим рек, почвенно-растительный покров и на процессы рельефообразования. Различные негативные изменения атмосферы Земли связаны главным образом с изменением концентрации второстепенных компонентов атмосферного воздуха. Тропосфера – это приземная нижняя часть атмосферы, т.е. зона, где обитает большинство живых организмов, в том числе и человек. В этой сфере сосредоточено более 80% массы всей атмосферы. Ее высота определяется интенсивностью вертикальных (нисходящих и восходящих) потоков воздуха, вызванных нагреванием земной поверхности. Поэтому тропосфера на экваторе простирается до высоты 16-18км, в средних (умеренных) широтах – до 10-11км, а на полюсах – до 8км. Температура воздуха закономерно понижается с высотой в среднем на 0,60 С на каждые 100м. В тропосфере находится большая часть космической и антропогенной пыли, водяного пара, азота, кислорода и инертных газов. Она практически прозрачна для проходящей через нее коротковолновой солнечной радиации. Но содержащиеся в ней пары воды, озон и углекислый газ достаточно сильно поглощают тепловое (длинноволновое) излучение нашей планеты, в результате чего происходит некоторое нагревание тропосферы. Это приводит к вертикальному перемещению потоков воздуха, конденсации водяного пара, образованию облаков и выпадению осадков. Стратосфера располагается выше тропосферы до высоты 50-55км. Температура ее растет в связи с наличием озона. Мезосфера – верхняя граница этого слоя фиксируется на высотах около 80км. Главная ее особенность – резкое понижение температуры (минус 750 – 900 С) у верхней границы. Здесь наблюдаются серебристые облака, состоящие из ледяных кристаллов. Ионосфера (термосфера) располагается до высоты 800км, и для нее характерно значительное повышение температуры (более10000 С). Под действием ультрафиолетового излучения Солнца газы атмосферы находятся в ионизированном состоянии. С этим состоянием связано возникновение полярного сияния, как свечения газов. Ионосфера обладает способностью многократного отражения радиоволн, что обеспечивает дальнюю радиосвязь на Земле. Экзосфера распространяется от высоты 800км до высот 2000-3000км. В этом диапазоне высот температура растет до 20000 С. Скорость движения газов приближается к критическому значению и составляет 11,2 км/с. В составе преобладают атомы водорода и гелия, которые формируют вокруг нашей планеты так называемую корону, которая простирается до высоты 20 тыс. км. Выше гомосферы уровень ионизации газов возрастает за счет фотодиссоциации, увеличивается содержание свободных атомов, возрастает летучесть и часть вещества теряется в окружающем космическом пространстве.
52) Морская вода.Особенности как среды жизни.
Мировой океан - водная оболочка Земли, за исключением водоемов суши и ледников Антарктиды, Гренландии, полярных архипелагов и горных вершин. Мировой океан составляют – Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый океаны. Воды Мирового океана, вдаваясь в сушу, образуют моря и заливы. Моря – это относительно изолированные части океана, а заливы вдаются в сушу не столь значительно как моря, и по своим свойствам мало отличаются от Мирового океана. Воды Мирового океана и его составных частей имеют некоторые общие признаки: все они сообщаются друг с другом; уровень водной поверхности в них практически одинаков; соленость в среднем составляет 35% и имеет горько-соленый вкус за счет растворенного в них большого количества минеральных солей. Перечисленные особенности гидросферы как среды жизни определили наиболее важные черты водных экосистем. В соответствии со структурным делением водоемов на бенталь (область дна) и пелагиаль (толща воды) все организмы гидробионты подразделяются на виды, связанные с дном – бентос, и формы, обитающие в пелагиали – пелагос. В свою очередь пелагос из-за разных глубинных зон формирует в океане сообщества эпи- (примерно до 200м), бати- (до 6000м) и абиссопелагиали (более 6000м; рис. ). Эти сообщества содержат пассивно парящие в толще воды формы – планктон – и активно плавающих животных - нектон. Пелагические виды, обитающие на границе водной и воздушной сред, это животные и растения, связанные с поверхностной пленкой воды и объединяемые под названием нейстон (личинки комаров, плавунцов, водомерки, некоторые брюхоногие моллюски и др.). Другая пелагическая группа этой зоны гидросферы – плейстон – характеризуется тем, что часть их тела находится в воде, а часть в воздухе. Например, ряски, лилии, белые кувшинки сифонофоры и др. Фитопланктон - основной первичный продукт органического синтеза в морских водоемах, за счет которого существуют гетеротрофные водные организмы, обитают на поверхности воды. Бентические организмы материковой отмели океана формируют сообщества литорали, где выделяют супралитораль (зона брызг), собственно литораль (зона приливов и отливов) и сублитораль (не обнажающаяся часть материковой ступени – до глубины 200м). Литоральная зона хорошо выражена в крупных озерах. Крутой материковый склон океана заселен представителями батиальной (до 6000м), абиссальной и ультраабиссальной фауны, в этих зонах растения отсутствуют. В океане и крупных озерах зона деятельности фотосинтезирующих растений определяется глубиной проникновения солнечного света – эту зону называют эуфотической, глубина ее составляет в среднем около 200. Континентальные водоемы отличаются от системы Мирового океана меньшими глубинами и большим диапазоном солености. По характеру подвижности водных масс различают водоемы стоячие или лентические и текучие или лотические. Стоячие водоемы (озера, пруды, водохранилища) подразделяются на пресные и соленые. Таким образом, специфические особенности воды как среды обитания определили формирование, принципиальные черты строения и функционирования организмов обитателей этой среды – гидробионтов, а разнообразные условия в пределах гидросферы – широкий диапазон жизненных форм растений и животных. 53. Гидробионты. Гидробионт — организм, в ходе эволюции приспособленный к обитанию в водной среде (биотопе). Гидробионты — морские и пресноводные организмы, постоянно обитающие в водной среде. К гидробионтам также относятся организмы, живущие в воде часть жизненного цикла, то есть земноводные. Существуют морские и пресноводные гидробионты, а также живущие в естественной или искусственной среде, имеющие промышленное значение и не ставшие таковыми. Разнообразие гидробионтов. Пелагические организмы (растения или животные, обитающие в толще или на поверхности воды) Нейстон - совокупность микроорганизмов, живущих у поверхностной плёнки воды на границе водной и воздушной сред. Плейстон - растительные или животные организмы, обитающие на поверхности воды, или полупогруженные в воду. Реофилы - животные, приспособившиеся к обитанию в текущих водах. Нектон - совокупность водных активно плавающих организмов, способных противостоять силе течения. Планктон - разнородные, в основном мелкие организмы, свободно дрейфующие в толще воды и не способные сопротивляться течению. Бентос (совокупность организмов, обитающих на грунте и в грунте дна водоемов) 54) Морская вода. Особенности как среды жизни Поверхность океанов и морей покрывает около 70% поверхности нашей планеты. Это целый мир, о котором мы знаем еще меньше, чем о том мире, который называется сушей. Мы коснемся его лишь несколькими словами, поскольку, сказавши слово "вода", не сказать слова "морская" просто нельзя.Морская вода очень сложна по составу и содержит практически все элементы таблицы Д.И. Менделеева. К примеру, одного только золота в ней около трех миллиардов тонн, то есть по весу столько же, сколько всей рыбы в морях и океанах. Вместе с тем, это очень стабильная среда. В открытых частях Океана морская вода в среднем содержит 35 г/кг солей, в Средиземном море - 38 г/кг, в Балтийском - 7 г/кг, в Мертвом море - 278 г/кг.Соли в морской воде находятся в основном в виде соединений, главным из которых являются хлориды (88% от веса всех растворенных твердых веществ), далее идут сульфаты (10,8%) и карбонаты (0,3%), в остальные (0,2%) входят соединения кремния, азота, фосфора, органических веществ. В процентном отношении соли распределяются следующим образом: хлористый натрий занимает доминирующее место и составляет 77,8%, затем идут хлористый магний (английская соль) - 4,7%, сернокислый кальций - 3,6%, сернокислый калий - 2,5%, углекислый калий - 0,3%, бромистый магний - 0,2% и др. В солевом составе морской воды преобладают хлориды, в речной больше карбонатов и органических соединений.Соленый вкус воды зависит от содержания в ней хлористого натрия, иначе поваренной соли, горький вкус формируют хлористый магний, сульфаты натрия и магния. Слабощелочная реакция морской воды, pH которой равняется 8,38-8,40, зависит от преобладающего количества щелочных элементов: натрия, кальция, магния, калия. Океан - аккумулятор жизни на нашей Планете. Главная особенность океана, если рассматривать его как жизненное пространство, состоит в том, что водная толща заселена во всех трех измерениях от поверхности до донных отложений. Основой жизни в Океане является планктон. Некоторые примеры фитопланктона и зоопланктона приведены на рисунке (Жан-Мари Перес, "Жизнь в океане").Первоосновой пищевой цепи является фитопланктон, им питается растительноядный зоопланктон, которым, в свою очередь питаются мелкие рыбы, мелкими - крупные, образуя пищевую пирамиду. Полная биомасса Мирового океана насчитывает 140 тысяч видов, а ее общий объем оценивается в 35 миллиардов тонн.