Экологические зоны мирового океана
Свойства газовой оболочки земли
1. Неодинаковость свойств атмосферы по вертикали, где определяющем является вертикальное падение атмосферного давления. На высоте 6200 метров оно падает почти вдвое. Фактор важен для фотосистеза в силу зависимости от парциального давления СО2 и для аэробных организмов процесс газообмена зависит от парциального давления кислорода. На разной высоте газовый состав атмосферы отличается. Условно принято делить атмосферу на гомосферу и гетеросферу, граница на высоте 100 км. Гомосфера характеризуется однородным и устойчивым газовым составом. Выше этой границе нарастает уровень ионизации ионов, появляющихся за счет фотодисоциации разрастается число радикалов, свободных атомов, возрастает летучесть компонентов и как бы прочно земля не держала атмосферу, часть вещества рассеивается в пространстве.
2. Высокое содержание кислорода. Определяет возможность формирования высокого уровня энергетического метоболизма. Именно в воздушной среде, богатой кислородом возникли гомойотермные организмы (свою внутреннюю среду содержит независимо от внешней), пойкилотермные (внутренняя среда зависит от внешней). Гомойотермные организмы характеризуются высокой биологической активностью в экосистеме, высокая степень автономности от ОС, среда обитания – атмосфера. Воздух отличается высокой влажностью, она имеет тенденцию изменяться. Это свойство во многом лимитировало возможность освоения воздушной среды, а у ее обитателей направляло эволюцию функциональных свойств всей системы водно-солевого обмена и структуру органов дыхания.
3. Низкая плотность воздуха. Имеет значение для наземных организмов и исключает возможность существования организмов, полностью осуществляющих свои функции вне связи с субстратом. Благодаря этому жизнь в воздушной среде сосредоточена вблизи поверхности земли. Проникая в толщу атмосферы на высоту не более 50-70 метров живые организмы не отрываются от субстрата. Высокогорье лимитирует те процессы, которые физиологически связаны с парциальным давлением атмосферных газов. В Гималаях распределение земной растительности до 6200 м., а дальше прекращается фотосинтез. Но животные могут существовать на больших высотах: мхи, лишайники.
4. Вертикальная структура биосферы обусловлена пребыванием живых организмов.
Гидросфера
Свойства:
1. Жизнь зародилась в воде и свойства океанической среды во многом определили эволюцию всех форм жизни. Как элементный состав живых организмов, так и количественное сотношение основных ионов близки к океанической среде. Живые организмы в результате своего метоболизма способны накапливать элементы.
2. Химические свойства воды. Имеют огромные значения, как фактор, обуславливающей осмотические отношения организма в водной среде. Особенно это касается водных организмов, т.к. у них есть участки для проникновения воды, направленность и сила потока зависит от концентрации солей и других осматически активных компонентов. Для многих растений и животных определяющим фактором явилась соленость воды. Соленность предопределила эволюцию органов выделения, особенно характерно для позвоночных, а для вторичноводных опрелила серию адаптаций, накопленных на ограничение осматического обмена с ОС.
3. Наличие растворенных и взвешанных веществ в воде. С одной стороны они относятся к фактору питания, с другой стороны – к фактору коммуникации. Через химические вещества организмы оповещают друг друга об различных изменениях, нарушениях.
4. Высокая плотность и вязкость воды. Удельная плотность воды соизмерима с удельной плотностью протоплазмы. Плотность воды в 800-1000 раз выше, чем плотность атмосферы, поэтому гидробионты сталкиваются с мощными силами гидравлического сопротивления. Это направило эволюцию многих гидробионтов на формирование органов и биомеханических типов движения, снижающих лобовое сопративление и повышающих эффективность затрат на плавание. Высокая плотность лишила гидробионтов облигантных связей органов с субстратом и вызваны силами гравитации. Отсюда вытекает возможность существования растений и животных в толще воды без обязательной связи с дном или другим субстратом, т.е. возможны так называемые «парящие » организмы, способные поддерживать самостоятельно круговорот.
5. Жизнь распространена в гидросфере по всей ее толщене. Приспособление к обитанию в условиях высокого гидростатического давления охватывает прежде всего сверу биохимических процессов, понижение каталитической активности ферментов соответствующее понижению уровня метаболизма.
Структура гидросферы
Структурно все водоемы делятся на:
- Бенталь – область дна;
- Пела аль – область воды.
Все гидробионты делятся на виды, связанные с дном – бентос и пелагос. Пелагос делится по распределению в разных глубинных зонах и формирует в толще океана сообщество: эпипелагос (200 м), батипелагос (6000м), абиссопелагиали (ниже 6 км).
Экологические зоны мирового океана
Сообщества содержат пассивно парящие в воде формы, которые называются планктон и активно плавающие – нектон. Особую группу составляют пелагические виды, обитающие на границе водно-воздушного пространства. Эти животные и растения обьеденяются под названием нейстон.
Другая группа пограничной зоны гидросферы называется плейстон и характеризуется тем, что одна часть тела находится в воде, другая – воздухе.
Бентические организмы материковые отмели формируют сообщества, которые называются литорали. Они делятся на: супролиторали (зона брызг), собственно литораль (зона приливов и отливов) и сублиторали (необнаруживающаяся часть материковой ступени). Все это до глубины 200 м.
Литеральная зона хорошо выражена в озерах, особенно крупных. Эта зона противопоставляется профундали, расположенной ниже глубины проникновения достаточного для фотосинтеза света.
Крутой материковой зоне заселен батиальной, абиссальной и ультроабиссальной фауной. В этих зонах отсутствует необходимый для фотосинтеза солнечный свет и растения отсутствуют.
Зона деятельности фотосинтеза, зона присутствия фототрофных организмов простирается до 200 м и называется эуфотическая зона.
Н.Ф.Реймерс разделил пространство на три уровня:
1. Наиболее освещеное, где активно проходят процессы фотосинтеза – фотосфера.
2. Дисфотосфера.
3. Афотосфера.
В определенном географическом месте вблизи Мексики, Галопагоских островов обнаружены особые экосистемы связаные с зонами раздвижения земной коры, они полностью основаны на хемосинтезе. Эти зоны называются рифтовыми. Эти сообщества концентрируются в термальных районах, богатых сероводородом. Ассимиляция сероводорода – начальный этап круговорота. Количество органического вещества примерно в четыре раза выше, чем у поверхности и в 300-500 раз больше, чем в прилегающих участках океана. Рифтовые сообщества автономны, специфичны по видовому набору, симбиотрофны.