Федеральне агентство з рибальства
ФГЗУ ВПО Камчатський Державний технічний університет
Кафедра екології та природокористування
Дисципліна екологія
Реферат на тему
“Водне середовищежиття та адаптація до неї організмів ”
Виконав Перевірив
Студент групи 11ПЗб Доцент
Сазонов П.А. Ступнікова Н.А.
Петропавловськ-Камчатський
Введение…………………………………….3
Загальна характеристика……………………...3- 4
Екологічні зони Світового океану………….4
Основні властивості водного середовища………………….5
· Щільність…………………………………….5- 6
· Кисневий режим…………………………6-7
· Сольовий режим……………………………….7-8
· Температурний режим………………………8
· Світловий режим………………………………..8- 9
Специфічні пристрої гидробионтов………..10- 11
Особливості адаптації рослин до водного середовища………11-12
Особливості адаптації тварин до водного середовища……..12- 14
Список литературы…………………………………………15
Вступ
На нашій планеті живі організми освоїли чотири основні середовища
проживання. Водне середовище було першим, у якому виникло і
поширилося життя. Тільки потім організми опанували
наземно-повітряної, створили та заселили ґрунт і самі стали четвертою
специфічним середовищем життя.
Вода як місце існування має ряд специфічних властивостей, таких як
велика щільність, сильні перепади тиску, малий вміст
кисню, сильне поглинання сонячних променів. Крім того, водойми та
їх окремі ділянки відрізняються сольовим режимом, швидкістю течій,
також властивості ґрунту, режим розкладання органічних залишків тощо.
Тому поряд з адаптаціями до загальних властивостей водного середовища її
мешканці повинні бути пристосовані і до різноманітних приватних
умов.
Усі мешканці водного середовища отримали в екології загальну назву
гідробіонтів.
Гідробіонти населяють Світовий океан, континентальні водойми та
підземні води.
Загальна характеристика
Гідросфера як водне середовище життя займає близько 71% площі та 1/800 частину обсягу земної кулі. Основна кількість води, понад 94%, зосереджена у морях та океанах. У прісних водахрічок, озер кількість води вбирається у 0,016% загального обсягу прісної води.
В океані з морями, що входять до нього, перш за все розрізняють дві екологічні області: товщу води - пелагіаль і дно - бенталь. Залежно від глибини бенталь ділиться на субліторальну зону – область плавного зниження суші до глибини 200 м, батіальну – область крутого схилу та абісальну зону – океанічного ложа із середньою глибиною 3-6 км. Глибокі області бенталі, що відповідають западинам океанічного ложа (6-10 км) називаються ультраабісаллю. Край берега, що заливається під час припливів, називається літароллю. Частина берега вище за рівень припливів, що зволожується бризками прибою, називається суперлітароллю.
Відкриті води Світового океану також поділяються на зони по вертикалі, що відповідають зонам бенталі: епіпелігіаль, батипелігіаль, абіссополігіаль.
У водному середовищі мешкає приблизно 150 000 видів тварин, або близько 7% від загальної їх кількості та 10 000 видів рослин (8%).
Питома вага річок, озер і боліт, як було зазначено раніше, проти морями і океанами незначний. Однак вони створюють необхідний для рослин, тварин та людини запас прісної води.
Характерною рисою водного середовища є її рухливість, особливо в проточних, поточних струмках і річках. У морях та океанах спостерігаються припливи та відливи, потужні течії, шторми. В озерах вода переміщається під дією температури та вітру.
Екологічні зони Світового океану
У будь-якій водоймі можна виділити різні за умовами зони. В океані
разом з морями, що входять до нього, розрізняють, перш за все, дві
екологічні області: пелагіаль – товща води та бенталь –
Залежно від глибини бенталь поділяється на субліторальну зону - область плавного зниження суші до глибини
приблизно 200 м, батіальну – область крутого схилу та абісальну
зону - океанічного ложа із середньою глибиною 3-6 км. Ще більше
глибокі області бенталі, що відповідають западинам океанічного ложа,
називають ультрабенталлю. Кромка берега, що заливається під час припливів,
називається літароллю. Частина берега вище рівня припливів, що зволожується
бризками, називається супралітораллю.
Природно, що, наприклад, жителі субліторалі живуть за умов
щодо невисокого тиску, денного сонячного освітлення, часто
досить значних змінтемпературний режим. Мешканці
абісальних та ультраабісальних глибин існують у мороці, при
постійній температурі та тиску в кілька сотень, а іноді і близько
тисячі атмосфер. Тому одна лише вказівка на те, в якій зоні
бенталі мешкає той чи інший вид організмів, вже говорить про те, якими
загальними екологічними властивостями він повинен мати.
Все населення дна океану отримало назву бентоса. Організми,
води, що мешкають в товщі, або пелагіалі, відносяться до пелагосу.
Пелагіаль також поділяють на вертикальні зони, що відповідають за глибиною
зонам бенталі: епіпелагіаль, батипелагіаль, абісопелагіаль. Нижня
межа епіпелагіалі (не більше 200 м) визначається проникненням
сонячного світла у кількості, достатній для фотосинтезу. Зелені
рослини глибше цих зон існувати можуть. У сутінкових
батіальних і повних мороку абісальних глибинах мешкають лише
мікроорганізми та тварини. Різні екологічні зони виділяються і в
всіх інших типах водойм: озерах, болотах, ставках, річках і т.д.
Різноманітність гідробіонтів, які освоїли всі ці місця проживання, дуже
Основні властивості водного середовища
1. Щільність води
це фактор, що визначає умови пересування водних організмів та
тиск на різних глибинах. Для дистильованої води щільність дорівнює
1 г/см 3 при +4 0 С. Щільність природних вод, що містять розчинені
солі, можливо більше, до 1, 35 г/см 3 . Тиск зростає з
глибиною приблизно в середньому на 1 атмосферу на кожні 10 м-коду.
У зв'язку з різким градієнтом тиску у водоймах гідробіонти загалом
значно більш еврібатні порівняно із сухопутними організмами.
Деякі види, поширені на різних глибинах, переносять
тиск від кількох до сотень атмосфер.
Однак багато жителів морів і океанів щодо стенобатних і
приурочені до певних глибин. Стенобатність зазвичай властива
мілководним та глибоководним видам.
Щільність води забезпечує можливість спиратися на неї, що
особливо важливо для безскелетних форм. Опорність середовища є умовою
ширяння у воді, і багато гідробіонтів пристосовані саме до цього
способу життя. Зважені, парячі у воді організми об'єднують у особливу
екологічну групу гідробіонтів планктон
У складі планктону одноклітинні водорості, найпростіші, медузи,
сифонофори, гребневики, крилоногі та кіленогі молюски, різноманітні
дрібні рачки, личинки донних тварин, ікра та мальки риб та багато
інші. Планктонні організми мають багато подібних адаптацій,
підвищують їх плавучість і перешкоджають осіданню на дно. До таких
пристосувань відносяться: 1) загальне збільшення поверхні тіла за
рахунок зменшення розмірів, сплющеності, подовження, розвитку
численних виростів та щетинок, що збільшує тертя про воду; 2)
зменшення щільності за рахунок редукції скелета, накопичення в тілі
жирів, бульбашок газу та ін.
Одноклітинні водорості фітопланктон парять у воді пасивно,
більшість же планктонних тварин здатне до активного плавання, але
у обмежених межах. Планктонні організми не можуть долати
течії та переносяться ними на великі відстані. Багато видів
зоопланктону здатні, однак, на вертикальні міграції в товщі
води на десятки та сотні метрів як за рахунок активного пересування, так
та за рахунок регулювання плавучості свого тіла. Особливий різновид
планктону складає екологічна група нейстону жителі
поверхневої плівки води на кордоні з повітряним середовищем.
Щільність та в'язкість води сильно впливають на можливість активного
плавання. Тварин, здатних до швидкого плавання та подолання сили
течій, що об'єднують в екологічну групу нектону. Представники
нектону риби, кальмари, дельфіни. Швидкий рух у водній товщі
можливо, лише за наявності обтічної форми тіла та сильно розвиненої
м'язи. Торпедоподібна форма виробляється у всіх добрих
плавців, незалежно від їх систематичної приналежності та способу
руху у воді: реактивного, за рахунок згинання тіла, за допомогою
кінцівок.
2. Кисневий режим
Коефіцієнт дифузії кисню у воді приблизно в 320 тис. разів нижче,
ніж у повітрі, а загальний вміст його не перевищує 10 мл за 1 літр
води, це у 21 разів нижче, ніж у атмосфері. Тому умови дихання
гідробіонтів значно ускладнені. Кисень надходить у воду в
здебільшого за рахунок фотосинтетичної діяльності водоростей та дифузії
з повітря. Тому верхні солі водної товщі, як правило, багатші
киснем, ніж нижні. З підвищенням температури та солоності води
концентрація у ній кисню знижується. У шарах, сильно заселених
бактеріями та тваринами, може створюватися різкий дефіцит кисню
через посилене його споживання.
Серед водних жителів багато видів, здатних переносити широкі
відсутності (евріоксибіонти). Разом з тим ряд видів стеноксібіонтні
вони можуть існувати лише за досить високого насичення води
киснем. Багато видів здатні при нестачі кисню впадати в
неактивний стан аноксибіозу і таким чином переживати
несприятливий період.
Дихання гідробіонтів здійснюється або через поверхню тіла,
або через спеціалізовані органи зябра, легені, трахеї.
При цьому покриви можуть бути додатковим органом дихання. Якщо
через покриви тіла відбувається газообмін, вони дуже тонкі. Дихання
полегшується також збільшенням поверхні. Це досягається в ході
еволюції видів освітою різних виростів, ущільненням,
подовженням, загальним зменшенням розмірів тіла. Деякі види при
нестачі кисню активно змінюють величину дихальної поверхні.
Багато сидячих і малорухливих тварин оновлюють навколо себе воду,
або створюючи її спрямований струм, або коливальними рухами
сприяючи її перемішування.
У деяких видів зустрічається комбінування водного та повітряного
дихання. Вторинні тварини зберігають зазвичай атмосферне дихання
як вигідніший енергетично і потребують тому контактів з
повітряним середовищем.
Нестача кисню у воді призводить іноді до катастрофічних
явищам заморам, що супроводжуються загибеллю множини гідробіонтів.
Зимові замори часто викликаються утворенням на поверхні водоймищ
льоду та припинення контакту з повітрям; літні підвищення температури
води та зменшенням внаслідок цього розчинності кисню. Замори
частіше виникають частіше виникають у ставках, озерах, річках. Рідше замори
відбуваються у морях. Крім нестачі кисню, замори можуть бути
викликані підвищенням концентрації у воді токсичних газів метану,
сірководню та інших, що утворюються в результаті розкладання
органічних матеріалів на дні водойм.
3. Сольовий режим
Підтримка водного балансу гідробіонтів має власну специфіку. Якщо
для наземних тварин і рослин найважливіше забезпечення організму
водою в умовах її дефіциту, то для гідробіонтів не менш суттєво
підтримання певної кількості води в тілі при її надлишку
довкілля. Надмірна кількість води в клітинах призводить до
зміни в них осмотичного тиску та порушення найважливіших життєвих
Більшість водних жителів пійкілосмотичні: осмотичний тиск
у тому тілі залежить від солоності оточуючої води. Тому для
гідробіонтів основний спосіб підтримувати свій сольовий баланс це
уникати місцеперебування з невідповідною солоністю. Прісноводні форми
не можуть існувати в морях, морські не переносять опріснення. Якщо
солоність води схильна до змін, тварини переміщуються в пошуках
сприятливого середовища. Хребетні тварини, вищі раки, комахи та їх
личинки, що мешкають у воді, відносяться до гомойосмотичних видів,
зберігаючи постійний осмотичний тиск у тілі незалежно від
концентрації солей у воді.
У прісноводних видів соки тіла гіпертонічні по відношенню до
довкілля. Їм загрожує зайве обводнення, якщо не
перешкоджати надходженню або видаляти надлишок води з тіла. У
найпростіших це досягається роботою видільних вакуолей, у
багатоклітинним видаленням води через видільну систему. Деякі
інфузорії кожні 2-2,5 хвилини виділяють кількість води, що дорівнює обсягу
тіла. На «відкачування» надлишкової води клітина витрачає дуже багато
енергії. З підвищенням солоності робота вакуолей уповільнюється.
Якщо вода гіпертонічна по відношенню до соків тіла гідробіонтів, їм
загрожує зневоднення внаслідок осмотичних втрат. Захист від
зневоднення досягається підвищенням концентрації солей також у тілі
гідробіонтів. Зневодненню перешкоджають непроникні для води
покриви гомойосматичних організмів ссавців, риб, вищих раків,
водних комах та їх личинок. Багато пійкілосмотичні види
переходять до неактивного стану анабіозу внаслідок дефіциту води
у тілі у разі зростання солоності. Це властиво видам, що мешкають у
калюжах морської води і на літоралі: коловраткам, джгутиковим, інфузоріям,
деяким рачкам та ін. Сольовий анабіоз засіб переживати
несприятливі періоди за умов змінної солоності води.
Істинно евригалінних видів, здатних в активному стані жити
як у прісній, так і в солоній воді, серед водних мешканців не так вже й
багато. В основному це види, що населяють естуарії річок, лимани та інші
солонуватоводні водойми.
4. Температурний режим водойм
більш стійкий, ніж суші. Це пов'язано з фізичними властивостями
води, насамперед високою питомою теплоємністю, завдяки якій
отримання чи віддача значної кількості тепла не викликає
надто різких змін температури. Амплітуда річних коливань
температури у верхніх шарах океану не більше 10-15 0 С,
континентальних водоймах 30-35 0 С. Глибокі шари води відрізняються
сталістю температури. В екваторіальних водах середньорічна
температура поверхневих шарів +26...+27 0 С, полярних близько 0 0 С
та нижче. Таким чином, у водоймах існує досить значне
різноманітність температурних умов. Між верхніми шарами води з
вираженими в них сезонними коливаннями температури та нижніми, де
тепловий режим постійний, існує зона температурного стрибка, або
термокліна. Термоклін різкіше виражений у теплих морях, де сильніше
перепад температури зовнішніх та глибинних вод.
У зв'язку з більш стійким температурним режимом води серед
гідробіонтів значно більшою мірою, ніж серед населення суші,
поширена стенотермність. Еврітермні види зустрічаються в основному
у дрібних континентальних водоймах та на літоралі морів високих та
помірних широт, де значні добові та сезонні коливання
температури.
5. Світловий режим водойм
Світла у воді набагато менше, ніж у повітрі. Частина падаючих на
поверхня водойми променів відбивається в повітряне середовище. Відображення тем
сильніше, ніж нижче положення Сонця, тому день під водою коротший, ніж
на суші. Швидке зменшення кількості світла з глибиною пов'язане з
поглинання його водою. Промені з різною довжиноюхвилі поглинаються
неоднаково: червоні зникають вже неподалік поверхні, тоді як
синьо-зелені проникають набагато глибше. Згущені з глибиною сутінки
мають спочатку зелений, потім блакитний, синій та синьофіолетовий колір,
змінюючись нарешті постійним мороком. Відповідно змінюють один одного
з глибиною зелені, бурі та червоні водорості, спеціалізовані на
уловлювання світла з різною довжиною хвилі. Забарвлення тварин змінюється із глибиною так само закономірно.
Найбільш яскраво та різноманітно пофарбовані мешканці літоральної та
субліторальних зон. Багато глибинні організми, подібно до печерних, не
мають пігменти. У сутінковій зоні широко поширена червона
забарвлення, яке є додатковим до синефіолетового світла на
цих глибин. Додаткові за кольором промені найповніше поглинаються
тілом. Це дозволяє тваринам ховатися від ворогів, тому що їх червоний
колір у синефіолетових променях візуально сприймається як чорний.
Поглинання світла тим сильніше, що менше прозорість води, яка
залежить від кількості зважених у ній частинок. Прозорість
характеризують граничною глибиною, де ще видно спеціально
білий диск, що опускається, діаметром близько 20 см (диск Секкі).
Специфічні пристрої гідробіонтів
Способи орієнтації тварин у водному середовищі
Життя у постійних сутінках або у темряві сильно обмежує
можливості зорової орієнтації гідробіонтів. У зв'язку зі швидким
загасанням світлових променів у воді навіть володарі добре розвинених
органів зору орієнтуються з допомогою лише з близької відстані.
Звук поширюється у воді швидше, ніж у повітрі. Орієнтація на
звук розвинена у гідробіонтів загалом краще, ніж зорова. Ряд видів
вловлює навіть коливання дуже низької частоти (інфразвуки),
що виникають при зміні ритму хвиль, і заздалегідь спускається
перед штормом із поверхневих шарів у глибші. Багато
жителі водойм ссавці, риби, молюски, ракоподібні самі
видають звуки. Ракоподібні здійснюють це тертям один про одного
різних частин тіла; риби за допомогою плавального міхура, ковткових
зубів, щелеп, променів грудних плавців та іншими способами. Звукова
сигналізація служить найчастіше для внутрішньовидових взаємин
наприклад, для орієнтації в зграї, залучення особин іншої статі, та
особливо розвинена у мешканців каламутних вод і великих глибин, що живуть у
Ряд гідробіонтів шукає їжі і орієнтується за допомогою
ехолокації сприйняття відбитих звукових хвиль Багато хто сприймає
відбиті електричні імпульси, виробляючи під час плавання розряди
різної частоти. Відомо близько 300 видів риб, здатних генерувати
електрика та використовувати його для орієнтації та сигналізації. Ряд
риб використовує електричні поля також для захисту та нападу.
Для орієнтації у глибині служить сприйняття гідростатичного тиску. Воно здійснюється за допомогою статоцистів, газових камер та
інших органів.
Найбільш древній спосіб, властивий усім водним тваринам,
сприйняття хімізму середовища. Хеморецептори багатьох гідробіонтів мають
надзвичайною чутливістю. У тисячокілометрових міграціях,
які характерні для багатьох видів риб, вони орієнтуються в основному
за запахами, з вражаючою точністю знаходячи місця нерестовищ або
Фільтрування як тип харчування
Деякі гідробіонти мають особливий характер харчування.
відціджування або осадження зважених у воді частинок органічного
походження та численних дрібних організмів. Такий спосіб
харчування, що не вимагає великих витрат енергії на пошуки видобутку,
характерний для пластинчатожабренных молюсків, сидячих голкошкірих,
поліхет, мшанок, асцидій, планктонних рачків та інших. Тварини
фільтратори виконують найважливішу роль у біологічному очищенні водойм.
Літоральна зона океану, особливо багата на скупчення фільтруючих
організмів працює як ефективна очисна система.
Специфіка пристосувань до життя в водоймах, що пересихають.
На Землі існує багато тимчасових, неглибоких водойм,
що виникають після розливу річок, сильних дощів, танення снігу тощо. У
цих водоймах, незважаючи на стислість їх існування, поселяються
різноманітні гідробіонти. Спільними особливостямимешканців
пересихають басейнів є здатності давати за короткий термін
численне потомство та переносити тривалі періоди без води.
Представники багатьох видів при цьому закопуються в мул, переходячи в
стан зниженої життєдіяльності гіпобіозу. Багато дрібних видів
утворюють цисти, що витримують посуху. Інші переживають
несприятливий період стадії високостійких яєць. Деяким видам
пересихають водойм властива унікальна здатність висихати до
стану плівки, а при зволоженні відновлювати зростання та розвиток.
Екологічна пластичністьє важливим регулятором розселення організмів. Гідробіонти з високою екологічною пластичністю поширені широко, наприклад, елодея. Протилежний приклад - рачок артемія, що живе в невеликих водоймах із дуже солоною водою, є типовим стеногалінним представником із вузькою екологічною пластичністю. По відношенню до інших факторів він має значну пластичність і в солоних водоймах зустрічається досить часто.
Екологічна пластичність залежить від віку та фази розвитку організму. Наприклад, морський черевоногий молюск Littorina у дорослому стані при відливах щодня тривалий час перебуває без води, проте його личинки ведуть планктонний спосіб життя і не переносять висихання.
Особливості адаптації рослин до водного середовища
Водні рослинимають суттєві відмінності від наземних рослинних організмів. Так, здатність водних рослин поглинати вологу та мінеральні солі безпосередньо з довкіллявідбивається з їхньої морфологічної і фізіологічної організації. Характерним для водних рослин є слабкий розвиток провідної тканини та кореневої системи. Коренева система є головним чином для прикріплення до підводного субстрату і не виконує функції мінерального живлення та водопостачання, як у наземних рослин. Живлення водних рослин здійснюється всією поверхнею їх тіла. Значна щільність води дає можливість проживання рослин у всій її товщі. У нижчих рослин, що заселяють різні шари і ведуть плаваючий спосіб життя, для цього є спеціальні придатки, які збільшують їх плавучість і дозволяють утримуватися у зваженому стані. Вищі гідрофіти мають слабко розвинену механічну тканину. У їх листі, стеблах, коренях розташовуються повітроносні міжклітинні порожнини, що збільшують легкість і плавучість зважених у воді та плаваючих на поверхні органів, що також сприяє омиванню внутрішніх клітин водою з розчиненими в ній солями та газами. Гідрофіти відрізняються великою поверхнею листя при малому загальному обсязі рослини, що забезпечує їм інтенсивний газообмін при нестачі розчиненого у воді кисню та інших газів.
У ряду водних організмів розвинена різнолиста, або гетерофілія. Так, у сальвінії занурене листя забезпечує мінеральне харчування, а плаваючі - органічне.
Важливою особливістю адаптації рослин до проживання у водному середовищі є і те, що листя, занурене у воду, як правило, дуже тонке. Часто хлорофіл у них розташовується в клітинах епідермісу, що сприяє посиленню інтенсивності фотосинтезу при слабкому висвітленні. Такі анатомо-морфологічні особливості найбільш чітко виражені у водних мохів, валіснерії, рдестів.
Від вимивання у водних рослин із клітин мінеральних солей або вилуговування захистом є виділення спеціальними клітинами слизу та утворення ендодерми з більш товстостінних клітин у вигляді кільця.
Відносно низька температура водного середовища обумовлює відмирання вегетуючих частин у занурених у воду рослин після утворення зимових бруньок і заміну літніх тонких нижніх листків жорсткішими і короткими зимовими. Низька температураводи негативно позначається на генеративних органах водних рослин, а її висока щільність ускладнює перенесення пилку. У зв'язку з цим водні рослини інтенсивно розмножуються вегетативним шляхом. Більшість плаваючих на поверхні та занурених рослин виносять квітконосні стебла у повітряне середовище та розмножуються статевим шляхом. Пилок розноситься вітром та поверхневими течіями. Плоди та насіння, які утворюються, також поширюються поверхневими течіями. Це явище зветься гідрохорії. До гідрохорних відносяться не тільки водні, а також багато прибережні рослини. Їхні плоди мають високу плавучість, тривалий час перебувають у воді і не втрачають при цьому схожість. Наприклад, водою переносяться плоди та насіння стрілоліста, сусака, частухи. Плоди багатьох осок поміщені у своєрідні мішечки з повітрям та розносяться водними течіями.
Особливості адаптації тварин до водного середовища
У тварин, що у водному середовищі, проти рослинами адаптивні особливості різноманітні, до них ставляться такі, як анатомо-морфологічні, поведінкові та інших.
Тварини, що живуть у товщі води, мають у першу чергу пристосування, які збільшують їх плавучість і дозволяють протистояти руху води, течій. Дані організми виробляють пристосування, які перешкоджають підняттю їх у товщу води або зменшують плавучість, що дозволяє утримуватися на дні, включаючи і поточні води.
У дрібних форм, що живуть у товщі води, відзначається редукція скелетних утворень. Так, у найпростіших (радіолярії) раковини мають пористість, крем'яні голки скелета всередині порожнисті. Питома щільність гребенів, медуз зменшується завдяки наявності води у тканинах. Скупчення крапель жиру в тілі сприяє збільшенню плавучості. Великі скупчення жиру спостерігаються у деяких ракоподібних, риб та китоподібних. Питому щільність тіла знижують і цим підвищують плавучість плавальні бульбашки, наповнені газом, які мають багато риби. У сифонофор розвинені потужні повітроносні порожнини.
Для тварин, що пасивно плавають у товщі води, характерне не лише зменшення маси, а й збільшення питомої поверхні тіла. Це з тим, що більше в'язкість середовища проживання і вище питома поверхня тіла організму, тим він повільніше занурюється у воду. У тварин сплощується тіло, на ньому утворюються шипи, вирости, придатки, наприклад, у джгутикових, радіолярій.
Велика група тварин, що у прісній воді, при пересуванні використовує поверхневе натяг води. По поверхні води вільно бігають клопи водомірки, жуки вертячки та ін. Членистоногое, що стосується води закінченням своїх придатків, покритих водовідштовхуючими волосками, викликає деформацію її поверхні з утворенням увігнутого меніска. Коли підйомна сила, спрямована вгору, більша за масу тварини, останнє і буде утримуватися на воді завдяки поверхневому натягу.
Таким чином, життя на поверхні води можливе для порівняно дрібних тварин, так як маса зростає пропорційно кубу розміру, а поверхневий натяг збільшується як лінійна величина.
Активне плавання у тварин здійснюється за допомогою вій, джгутиків, згинання тіла, реактивним способом за рахунок енергії струменя води, що викидається. Найбільшої досконалості реактивний спосіб пересування досяг у головоногих молюсків.
У великих тварин нерідко є спеціалізовані кінцівки (плавники, ласти), тіло їхньої обтічної форми та покрите слизом.
Тільки у водному середовищі зустрічаються нерухомі, що ведуть прикріплений спосіб життя, тварини. Це такі, як гідроїди та коралові поліпи, морські лілії, двостулкові та ін. Для них характерні своєрідна форма тіла, незначна плавучість (щільність тіла більша за щільність води) та спеціальні пристосування для прикріплення до субстрату.
Водні тварини переважно пойкілотермни. У гомойотермних (китоподібні, ластоногі) утворюється значний шар підшкірного жиру, який виконує теплоізоляційну функцію.
Глибоководні тварини відрізняються специфічними рисами організації: зникнення або слабкий розвиток вапняного скелета, збільшення розмірів тіла, нерідко – редукція органів зору, посилення розвитку дотикових рецепторів тощо.
Осмотичний тиск та іонний стан розчинів у тілі тварин забезпечується складними механізмами водно-сольового обміну. Найбільш поширеним способом підтримки постійного осмотичного тиску є регулярне видалення води, що надходить в організм, за допомогою пульсуючих вакуолей і органів виділення. Так, прісноводні риби надлишок води видаляють посиленою роботою видільної системи, а солі поглинають через зяброві пелюстки. Морські риби змушені поповнювати запаси води і тому п'ють морську воду, а надлишки солей, що надходять з водою, виводять з організму через зяброві пелюстки.
Цілий ряд гідробіонтів мають особливий характер харчування - це відціджування або осадження зважених у воді частинок органічного походження, численних дрібних організмів. Цей спосіб харчування не вимагає великих витрат енергії на пошуки видобутку і характерний для пластинчастожаберних молюсків, сидячих голкошкірих, асцидій, планктонних рачків та ін. Тварини-фільтратори виконують важливу роль у біологічному очищенні водойм.
У зв'язку зі швидким загасанням світлових променів у воді життя в постійних сутінках або в темряві сильно обмежує можливості зорової орієнтації гідробіонтів. Звук поширюється у воді швидше, ніж у повітрі, і орієнтація на звук у гідробіонтів розвинена краще за зорову. Окремі видиуловлюють навіть ультразвуки. Звукова сигналізація служить найбільше для внутрішньовидових взаємин: орієнтації у зграї, залучення особин іншої статі тощо. Китоподібні, наприклад, шукають їжу і орієнтуються з допомогою ехолокації - сприйняття відбитих звукових хвиль. Принцип локатора дельфіна полягає у випромінюванні звукових хвиль, які поширюються перед твариною, що пливе. Зустрічаючи перешкоду, наприклад рибу, звукові хвилі відбиваються і повертаються до дельфіна, який чує луну, що виникає, і таким чином виявляє предмет, що викликає відображення звуку.
Відомо близько 300 видів риб, які здатні генерувати електрику та використовувати її для орієнтації та сигналізації. Ряд риб (електричний схил, електричний вугор) використовують електричні поля для захисту та нападу.
Водним організмам властивий древній спосіб орієнтації – сприйняття хімізму середовища. Хеморецептори багатьох гідробіонтів (лососі, вугри) мають надзвичайну чутливість. У тисячокілометрових міграціях вони з вражаючою точністю знаходять місця нерестовищ і нагулу.
Список літератури
1. Акімова Т.А. Екологія/Т.А. Акімова, В.В. Хаскін М.: ЮНИТИ, 1998 р.
2. Одум Ю. Загальна екологія / Ю. Одум М.: Світ. 1986 р.
3. Степановських А.С. Екологія/О.С. Степановських М.: ЮНІТІ - 2001
4. Екологічний енциклопедичний словник. М.: " Ноосфера " , 1999 р.
· Слабкий розвиток провідної тканини, т.к. воду та мінеральні речовини рослина поглинає всією поверхнею тіла.
· Слабкий розвиток кореневої системи, яка служить тільки для прикріплення до субстрату. У водоростей коріння немає, є ризоїди. Деякі мають кореневища, в яких запасаються поживні речовини. Також вони служать для вегетативного розмноження.
· Слабкий розвиток механічних тканин, через високу щільність середовища, що підтримує втечу або слоевище.
· Наявність придатків, що збільшують плавучість.
· Наявність повітроносної паренхіми, що збільшує плавучість і запасає гази для дихання та фотосинтезу.
· Велика поверхня листя при малому обсязі рослини – пристосування до поліпшення газообміну за нестачі кисню.
· Різнолистість (гетерофілія) - сальвінія плаваюча, чилім. Занурені у воду – мінеральне харчування, поверхневий фотосинтез.
· Листя, занурені у воду – тонкі, хлорофіл розташований у клітинах епідермісу – пристосування до фотосинтезу при слабкому освітленні.
· Наявність слизу та товстостінних клітин ендодерми – захист від вимивання мінеральних солей.
· Інтенсивне розмноження вегетативним шляхом через утруднення перенесення пилку і низької температури води, що неблаготворно діє на генеративні органирослини. При розмноженні статевим шляхом квітконоси часто виносяться у повітряне середовище.
· Пилок, насіння, плоди поширюються течіями - гідрохорія . Часто вони мають порожнини, заповнені повітрям, вирости, що забезпечують плавучість.
Кінець роботи -
Ця тема належить розділу:
А.В. Гапоненко Загальна екологія
Факультет Охорони праці та навколишнього середовища А В Гапоненко Загальна екологія... Розділ Факторіальна екологія Тема Предмет та... Вплив середовища на організм...
Якщо Вам потрібний додатковий матеріал на цю тему, або Ви не знайшли те, що шукали, рекомендуємо скористатися пошуком по нашій базі робіт:
Що робитимемо з отриманим матеріалом:
Якщо цей матеріал виявився корисним для Вас, Ви можете зберегти його на свою сторінку в соціальних мережах:
| Твітнути |
Всі теми цього розділу:
А.В. Гапоненко
Загальна екологія Лекції для студентів I
Тема Предмет та об'єкти вивчення екології.
1.1.1. Екологія та історія її розвитку. Місце екології у системі природничих та соціальних наук. Методи екологічних досліджень. «Екологія» (грец. оikos – будинок, жи
Тема Основи аутекології (факторіальної екології).
1.2.1. Організм та середовище. Живі організми у всьому різноманітті їхніх зв'язків предмет вивчення екології. До живих організмів належать усі форми життєдіяльності. Організм
Вплив живих організмів середу.
Організми впливають на середовище, змінюючи газовий склад атмосфери (Н: в результаті фотосинтезу), беруть участь у формуванні ґрунту, рельєфу, клімату та ін. Межа впливу організмів на середовище
Тема Середовища життя. Пристосування організмів до життя
1.3.1. На нашій планеті існують 4 середовища життя: 1. Водна 2. Повітряно-наземна 3. Ґрунтова 4. Органі
Загальна характеристика.
Водним середовищем називають таке середовище, в якому вода відіграє важливу роль, як зовнішнє середовище. Вода займає приблизно 71% поверхню земної кулі. Більше 98% - солона вода, 1.
Екологічні групи гідробіонтів.
У водному середовищі проживання виділяють 3 екологічні групиорганізмів: · Нектон – сукупність вільноплаваючих тварин, що не мають зв'язку з дном водойми – риби, каль
Особливості адаптації тварин до водного середовища.
У нектону і планктону – пристосування, що збільшують плавучість, у бентоса – пристосування до донного способу життя. Анатомо-морфологічні: · У дрібних форм, що живуть у товщі води
Загальна характеристика.
Грунт є продуктом життєдіяльності організмів, включаючи і мікроорганізми, як сучасних, так і належать "колишнім біосферам". Грунт - найважливіший компонентбудь-якої екологічної
Органічна речовина ґрунту.
Кожному типу ґрунтів відповідає певний рослинний, тваринний світ та сукупність бактерій – едафон. Відмираючі або відмерлі організми накопичуються на поверхні і всередині ґрунту, утворюючи орга
Вологість та аерація.
Вода грунту підрозділяється на: · гравітаційну, · гігроскопічну, · капілярну, · пароо
Екологічні групи ґрунтових організмів.
У середньому ґрунт містить 2-3 кг/м2 живих рослин та тварин, або 20-30 т/га. При цьому в помірному поясі коріння рослин становить 15 т/га, комахи 1т, дощові черв'яки – 500кг, нематоди.
У тварин, що у водному середовищі, проти рослинами адаптивні особливості різноманітніші, до них ставляться такі, як анатомо-морфологічні, поведінковіта ін.
1 . Тварини, що живуть у товщі води, мають у першу чергу пристосування, які збільшують їх плавучість і дозволяють протистояти руху води, течій.
2 . Донні організми виробляють пристосування, які перешкоджають підняттю їх у товщу води або зменшують плавучість, що дозволяє втриматися на дні, включаючи і швидко поточні води.
3 . У дрібних форм, що живуть у товщі води, відзначається редукція скелетних утворень. Так, у найпростіших раковини мають пористість, крем'яні голки скелета всередині порожнисті.
4 .Питома щільність гребенів, медуз зменшується завдяки наявності води в тканинах.
5 . Скупчення крапель жиру в тілі (ночосвітки, радіолярії) сприяє збільшенню плавучості. Великі скупчення жиру спостерігаються у деяких ракоподібних, риб та китоподібних.
6 . Плавальні бульбашки, наповнені газом, які мають багато риб знижують питому щільність тіла і тим самим підвищують плавучість. У сифонофор розвинені потужні повітроносні порожнини.
7 .Для тварин, пасивно плаваючих у товщі води, характерно як зменшення маси, а й збільшення питомої поверхні тіла.
Це з тим, що більше в'язкість середовища проживання і вище питома поверхня тіла організму, тим він повільніше занурюється у воду. У тварин уплощается тіло, у ньому утворюються шипи, вирости, придатки, наприклад у джгутикових, радіолярій та інших.
8. Велика група тварин, що у прісній воді, при пересуванні використовує поверхневе натяг води (поверхневу плівку). По поверхні води вільно бігають клопи водомірки, жуки вертячк та ін.
Таким чином, життя на поверхні води можливе для порівняно дрібних тварин, так як маса зростає пропорційно кубу розміру, а поверхневий натяг збільшується як лінійна величина.
9. Активне плавання у тварин здійснюється за допомогою вій, джгутиків, згинання тіла, реактивним способом за рахунок енергії струменя води, що викидається.
Найбільшої досконалості реактивний спосіб пересування досяг у головоногих молюсків. Так, деякі кальмари розвивають швидкість при викиданні води до 40-50 км/год (рис. 5.12).
Рис. 5.12. Кальмар
10. У великих тварин нерідко є спеціалізовані кінцівки (плавники, ласти), тіло їхньої обтічної форми та покрите слизом.
11 . Тільки у водному середовищі зустрічаються нерухомі, що ведуть прикріплений спосіб життя, тварини. Це такі, як гідроїди та коралові поліпи, морські лілії, двостулкові.
Їх характерні своєрідна форма тіла, незначна плавучість (щільність тіла більше щільності води) і спеціальні пристосування для прикріплення до субстрату.
12. Водні тварини переважно пойкілотермні.У гомойтермнихж, наприклад, ссавців(китоподібні, ластоногі) утворюється значний шар підшкірного жиру, що виконує теплоізоляційну функцію.
13. Глибоководні тварини відрізняються зникненням або слабким розвитком вапняного скелета, збільшенням розмірів тіла, нерідко – редукцією органів зору, посиленням розвитку дотикових рецепторів.
14. Підтримка постійного осмотичного тиску здійснюється за допомогою регулярного видалення води, що надходить в організм, за допомогою пульсуючих вакуолей і органів виділення.
Так, прісноводні риби надлишок води видаляють посиленою роботою видільної системи, а солі поглинають через зяброві пелюстки. Морські ж риби змушені поповнювати запаси води і тому п'ють морську воду, а надлишки солей, що надходять з водою, виводять з організму через зяброві пелюстки (рис. 5.13).
Рис. 5.13. Екскреція та осморегуляція у прісноводних костистих
риб (А), пластинчастожаберних (Б) та морських костистих риб (В)
Скорочення гіпо-, ізо- та гіпер- вказують тонічність внутрішнього середовища по відношенню до зовнішнього (з Н. Гріна та ін, 1993)
15. Цілий ряд гідробіонтів мають особливий характер харчування - це відціджування або осадження зважених у воді частинок органічного походження, численних дрібних організмів. Характерний для пластинчатожаберних молюсків, сидячих голкошкірих, асцидій, планктонних рачків та ін. Тварини-фільтратори виконують важливу роль у біологічному очищенні водойм.
Прісноводні дафнії, циклопи, а також масовий в океані рачок відфільтровують на добу до 1,5 л води на особину. Мідії, що мешкають на площі 1 м 2 можуть проганяти через мантійну порожнину 150-280 м 3 води за добу, осаджуючи зважені частинки.
16. Життя в постійних сутінках або в темряві сильно обмежує можливості зорової орієнтації гідробіонтів.
17. Звук поширюється у воді швидше, ніж у повітрі, і орієнтація на звук у гідробіонтів розвинена краще за зорову.
Окремі види вловлюють навіть інфразвуки. Звукова сигналізація служить найбільше для внутрішньовидових взаємин.
Китоподібні, наприклад, шукають їжу і орієнтуються з допомогою ехолокації - сприйняття відбитих звукових хвиль.
Принцип локатора дельфіна полягає у випромінюванні звукових хвиль, які поширюються перед твариною, що пливе. Зустрічаючи перешкоду, наприклад рибу, звукові хвилі відбиваються і повертаються до дельфіна, який чує луну, що виникає, і таким чином виявляє предмет, що викликає відображення звуку.
18. 300 видів риб здатні генерувати електрику та використовувати її для орієнтації та сигналізації.
Ряд риб (електричний схил, електричний вугор та ін.) використовують електричні поля для захисту та нападу.
19. Водним організмам властивий древній спосіб орієнтації - сприйняття хімізму середовища. Хеморецептори багатьох гідробіонтів (лососі, вугри та ін) мають надзвичайну чутливість. У тисячокілометрових міграціях вони з вражаючою точністю знаходять місця нерестовищ і нагулу.
20. Зміна умов у водному середовищі викликає певні поведінкові реакції організмів, наприклад, вертикальні (опускання вглиб, підняття до поверхні) та горизонтальні (нерестові, зимувальні та нагульні) міграції тварин.
21. Загальними особливостями мешканців водойм, що пересихають, є здатність давати за короткий термін численне потомство і переносити тривалі періоди без води, переходячи в стан зниженої життєдіяльності. гіпобіозу.
Організм постійно піддається дії мінливих чинників довкілля. Було вже зазначено, що це призводить до формування екологічної валентності виду, що є відображенням ступеня впливу екологічних факторів. Отже, аналіз угруповань організмів здатний давати об'єктивну інформацію про стан навколишнього середовища. Ми розглянемо здатність організмів відбивати параметри різних середовищ.
1. загальні положення. Відомо, що сильніше змінюється цей параметр середовища у просторі чи часі, тим більше екологічне значення він має для організмів. Істотну роль при цьому відіграють і ступінь регулярності впливу даного фактора на організми, регулярність фактору змінності в часі. Відповідно до цього серед мінливих факторів можна розрізняти ті, що змінюються закономірно періодично і без закономірної періодичності. Фактори, що змінюються періодично, зумовлюють формування у видів характерних їм біологічних циклів (добових, сезонних, річних тощо.), специфічних типів динаміки чисельності деяких інших видів ознак. Чинники, змінюються без закономірної періодичності, переважно впливають поширення виду та її чисельність. Чинники, що мають періодичний і регулярний характер, можна поділити на первинні та вторинні. До перших відносяться дії, які є прямим наслідком ритміки геофізичних циклів. Вторинні - це впливи, що є непрямим наслідком ритміки геофізичних циклів (наприклад, паводкові та міжпаводкові періоди).
Особини кожного виду характеризуються певним типомобміну речовин та енергії, без збереження якого не можуть успішно розвиватися. Якщо стан середовища такий, що організму загрожує порушення балансу обміну речовин та енергії, він або змінює становище у просторі, наводячи себе наскільки можна оптимальні умови середовища, або змінює інтенсивність обміну і навіть характер останнього.
2. Оптимізація екологічних умов. Оптимальними називаються умови, у яких організм із найменшими енергетичними витратами зберігає характерний йому тип обміну речовин. Оптимальні значення будь-якого чинника стосовно різних функцій організму різні, тому оптимум щодо організму загалом – поняття інтегральне. Оптимальні умови – це не ті, що забезпечують найкращі умовидля протікання окремих функцій, а ті, при яких сумарний ефект протікання всіх функцій є найкращим з метою забезпечення біологічного процвітання виду. Оптимальне дозування чинника кожному за організму є величину не постійну, а змінну, залежить від стану самого організму і від усієї суми умов, у яких живе.
Не всі фактори водного середовища відіграють рівну роль у житті організмів. У зв'язку з цим вони поділяються на першорядні та другорядні. До найважливіших з них відносяться механічні та динамічні властивості води та донного ґрунту, температура, світло, розчинені та зважені у воді речовини, активна реакція середовища та деякі інші.
3. Чинники водного середовища. Загальна характеристика. Водне середовище життя, гідросфера, що займає до 71% площі земної кулі, включає близько 1,46 млрд км3 води. Основний обсяг води (приблизно 95%) зосереджений у Світовому океані, левова частка прісних вод – у льодовиках (85%) та підземних водах суші (14%), на озера, водосховища, ставки, болота, річки та струмки доводиться трохи більше 0, 6% від загального обсягу прісної води, що залишаються, 0,35% укладено у ґрунтовій волозі та парах атмосфери.
У водному середовищі мешкають близько 150 000 видів тварин (приблизно близько 7% від загальної кількості на Землі) та 10 000 видів рослин (8%). Отже вода як середовище життя не відрізняється видовою різноманітністю.
У морях і океанах тварина і рослинний світнайбільш різноманітний і багатий в екваторіальній та тропічній зонах. З віддаленням від цих поясів північ і південь якісний склад організмів поступово бідніє. Переважна більшість організмів Світового океану зосереджена біля берегів, переважно у зоні морських узбереж. Відкриті води, розташовані далеко від берегів, є пустельними областями, практично позбавленими життя.
Частка річок, озер, боліт у порівнянні з морями та океанами у біосфері незначна. Незважаючи на меншу біорізноманіття у прісних водах та їх невеликий обсяг, вони мають визначне значення для величезної кількостітварин та рослин, а також для людини, забезпечуючи їх необхідним запасом прісної води.
Сучасну гідросферу можна як як середовище життя. Її мешканці надають активний вплив на кругообіг речовин у біосфері.
Властивості води. Значення води у життєдіяльності організмів визначається переважно її фізичними властивостями. Серед цих властивостей насамперед виділяються термічні – велика теплоємність, висока прихована теплота плавлення та випаровування, низька теплопровідність, розширення перед замерзанням. Завдяки цим властивостям підтримується відносна сталість температурного режиму океанів, що у свою чергу зменшує амплітуду коливань температури на земній поверхні. Розширення води перед замерзанням та аномальні зміни щільності води в інтервалі від 0 до +4° З (саме за такої температури вода має найбільшу щільність, при подальшому підвищенні або зниженні температури води її щільність зменшується) забезпечують перемішування водних мас і перешкоджають промерзанню водойм. Якби не було цих аномалій лід, що утворюється в холодну пору року, опускався б на дно водойм, перетворюючи водні басейни на поклади льоду, що відтають влітку лише з поверхні, де знаходили б притулок тільки ефемерні водні організми.
Вода є чудовим розчинником. Це властивість води та її виняткова рухливість роблять воду основним чинником обміну речовин, як і неорганічної, і органічної природі. У розчиненому стані органічні та неорганічні речовини надходять до споживачів. Водою транспортуються речовини всередині організмів, із водою виділяються продукти розпаду.
Завдяки високому поверхневому натягуводи (по її поверхні здатні бігати водомірки), вона утримується на поверхні живих та неживих об'єктів та піднімається по капілярах. Саме ця властивість води забезпечує харчування наземних рослин.
Практична стисливістьводи дозволяє організмам населяти великі глибини.
Завдяки низці оптичних властивостей насамперед, прозоростіУ воді на значних глибинах може йти фотосинтез.
Механіко-динамічні властивості води та ґрунтувизначають умови фіксації та пересування гідробіонтів у просторі. Вони зумовлюють умови плавання пелагічних організмів та його можливості утримання у тих чи інших просторових ділянках водойми. Бентосні організми в залежності від механіко-динамічних властивостей грунту мають різні можливості закапування в субстрат, фіксації на ньому та пересування. Недостатня стабільність ґрунту – перешкода для існування бентосних організмів (неможливість будівництва притулків, механічні пошкодження, вимивання в товщу води, поховання під товщею опадів, що осідають тощо). Рух води - винос за межі біотопів зі сприятливими умовами проживання та навпаки.
Екологічні групи водних організмів. На основі способу життя серед водних організмів виділяють декілька груп:
– бентос(Від грец. benthos– глибина) – прикріплені до ґрунту, що лежать на ньому або живуть у товщі опадів організми. Представлений фітобентосом, зообентосом та бактеріобентосом. У зообентосі за способом харчування виділяють хижаків, фільтраторів, ґрунтоєдів і т.д.;
– перифітон(Від грец. peri– навколо, біля) – тварини та рослини, або прикріплені, або утримувані за стебла та листя вищих рослинабо будь-які поверхні, що височіють над дном і плавають за течією;
– планктон(Від грец. planktos- ширяючий, блукаючий і on- Суще) - пасивно плаваючі рослинні (фітопланктон) або тварини (зоопланктон) організми, що переміщуються головним чином завдяки течіям;
– нектон(Від грец. nektos– плаваючий) – активні плавці з обтічною формою тіла та розвиненими органами руху, не пов'язані безпосередньо з дном (риби, кальмари, ластоногі, кити тощо);
– нейстон(Від грец. neustos– плаваючий) – співтовариство мікроорганізмів, рослин та тварин дрібних і середніх розмірів, що мешкають біля поверхні води на межі водного та повітряного середовища (над або під поверхневою плівкою, до 5 см у глиб води). Це бактерії, найпростіші, клопи-водомірки, водорості, личинки деяких організмів;
– плейстон(Від грец. pleystikos– плаваючий) – сукупність гідробіонтів, частина тіла яких у воді, а частина – над її поверхнею. До них відносяться вітрильники, деякі сифонофори та членистоногі, ряска.
Мешканці річок звуться потамобіонтів. Ті з них, що живуть лише на протязі, називаються реофілами. Рух води в річках викликає ерозію її ложа, що йде в глибинному та бічному напрямках. Перенесення та седиментація ґрунту змінюють конфігурацію ложа в горизонтальному та вертикальному напрямках. В результаті бічної ерозії річка меандрує, утворюючи закрути, або меандри. Коли річка спрямовує своє русло, тоді викрутини, що відшнурувалися, перетворюються на стариці. В інших випадках від річки можуть відокремлюватися, не втрачаючи з нею зв'язку, закостя, затониі протоки.
за біологічної класифікації, запропонованої А. Тинеманном та Є. Науманном, розрізняють озера евтрофні, оліготрофні та дистрофні(eu – добре, oligos – мало, dis – недостатньо, trophos – їжа). До евтрофним(Висококормним) відносяться неглибокі рівнинні озера з добре вираженою літароллю і багатою рослинністю. Їхня вода багата на поживні солі, грунти містять багато органічної речовини, і на них розвивається багата донна фауна. Оліготрофні(малокормові) озера зазвичай бувають розташовані на кристалічних породах, мають значну глибину і слаборозвинену літароллю. Донні відкладення бідні на органічні речовини, у воді міститься мало поживних солей, відповідно, життя на дні і в товщі води відрізняється бідністю. Дистрофні(недостатньо кормні) озера є неглибокими заболоченими водоймищами з торф'янистими відкладеннями на дні. Торф'янисті відкладення виключають контакт води з ґрунтом і тому в ній міститься дуже мало мінеральних речовин, солей, необхідних харчування рослин. Планктон та бентос у цих озерах розвинений дуже слабо. Мешканці озер називаються лімнобіонтами. Відповідно до членування бенталі виділяються форми.
Активна реакція середовищає властивістю, що обумовлюється присутністю іонів Н + і ОН - . Як відомо, частина молекул води дисоціює на ці іони. Якщо концентрації іонів Н+ та ОН – рівні, вода буде нейтральною. Зі збільшенням вмісту іонів Н+ та ОН – вода буде відповідно кислою (Н+) або лужною (ОН-). Зазвичай як показник активної реакції береться не концентрація Н + , та її десятковий логарифм зі зворотним знаком. Ця величина, яка називається водневим показником, позначається символом рН. Якщо рН менше 7, вода кисла, більше 7 - лужна, для нейтральної води рН дорівнює 7. Ступінь дисоціації води залежить від температури: зі зниженням останньої вміст Н + падає, а з підвищенням відповідно збільшується. Отже, висновок про активну реакцію води треба робити з урахуванням температури.
Активна реакція природних вод є досить стійкою. Проте в одному і тому ж водоймі рН протягом доби може коливатися на 2 одиниці і більше: вночі знижуватися в результаті підкислення води вуглекислим газом, що виділяється в процесі дихання, вдень підвищується за рахунок споживання ЗІ фотосинтезуючими рослинами. У ґрунтах озер і боліт рН зазвичай дещо нижче 7, в океанічних опадах він часто буває зрушений у лужний бік. Залежно від відношення до різних концентрацій водневих та гідроксильних іонів гідробіонти поділяються на стеноіонних, що мешкають у водах з коливанням рН 5–6 одиниць, та еврійоннихвитримують великі зміни цього фактора.
Концентрація водневих іонів як визначає межі поширення гідробіонтів, а й впливає характер їх життєдіяльності.
Окислювально-відновний потенціал характеризує собою умови протікання серед окислювальних і відновлювальних процесів, яких залежить багато сторін життєдіяльності гидробионтов особливо мікроорганізмів. Нагадаю, що окислювально-відновна реакція полягає в тому, що одна речовина, віддаючи свої електрони і заряджається позитивно, окислюється, а інша, купуючи електрони та заряджаючи негативно, відновлюється. В результаті між ними виникає різницю електричних потенціалів. Чим більша ця різниця, тим вища окисна здатність середовища. Вона визначається концентрацією молекулярного водню у воді, а також станом таких рівноважних систем, як Fe(3) – Fe(2), Mn(4) – Mn(2), S(2) – S(1), а також іншими елементами із змінною валентністю.
Таким чином, умови життя у воді своєрідні. Велике впливом геть розподіл організмів надають світло, температура, течії, тиску, активна реакція середовища, розчинені гази (насамперед кисень) і солі. Морські та континентальні води різко відрізняються за умовами життя. Морська вода є більш сприятливим середовищем, близьким до фізіологічно врівноваженого розчину. Тому її мешканці осмотично відкриті. Континентальні води мають несприятливі умови життя, їх мешканці осмотично закриті.
Адаптивні особливості водних рослин . Водні рослини на відміну від наземних поглинають вологу та мінеральні солі безпосередньо з навколишньої води, тому їхня організація має свої особливості. У них слабо розвинені провідні тканини, а також коренева система. Оскільки коріння служать в основному для прикріплення до підводного субстрату, вони позбавлені кореневих волосків. Потужний розвиток кореневої системи у деяких з них – латаття, кубашок – забезпечує вегетативне розмноження та запасання деяких речовин.
Головною структурною особливістю гідрофітів є наявність великих міжклітин і порожнин, що створюють особливу повітряну тканину, яка забезпечує плавучість органів. Підводні гідрофіти відрізняються від надводних відсутністю функціонуючих продихів, тонким розсіченим листям, слабким розвитком механічних тканин. Інтенсивний газообмін при нестачі у воді розчиненого кисню забезпечується або дуже довгим і тонким стеблом і листям, покриви яких легко проникні для кисню, або сильною розчленованістю листя.
У ряду рослин розвинена гетерофілія (різнолистість). У латаття і кубиків плаваюче листя сильно відрізняється від занурених - їх верхня поверхня щільна і шкіряста, великою кількістюпродихів, що сприяє кращому газообміну з повітрям, на нижній стороні продихів немає.
Через низьку температуру води, що негативно впливає на органи розмноження, і високої щільності середовища, що ускладнює перенесення пилку, занурені у воду рослини розмножуються вегетативним шляхом. Однак багато хто з них виносить квітконосні стебла в повітряне середовище і розмножується статевим шляхом. Їх пилок, плоди та насіння розносяться вітром та поверхневими течіями. Поверхневі течії використовують і прибережні рослини. Їхні плоди мають високу плавучість і можуть тривалий час, перебуваючи у воді, не втрачати схожості.
Адаптивні особливості водних тварин. Адаптації тварин до водного середовища більш різноманітні, ніж рослини. Для тварин, що мешкають у товщі води, характерні, перш за все, пристосування, що збільшують їх плавучість і дозволяють їм протистояти руху води та течії. У дрібних форм спостерігається редукція скелетних утворень. Вони мають пористі раковини або порожнисті всередині голки скелетів. Питома густина тіла зменшується за рахунок наявності води, повітря або жиру в тканинах.
Для тварин, що пасивно плавають у товщі води, характерно також збільшення питомої поверхні тіла. Це досягається ущільненням тіла, утворенням усіляких шипів, виростів.
Активне плавання здійснюється за допомогою вій, джгутиків, а також згинання тіла. Набуло поширення плавання реактивним способом за рахунок енергії струменя води, що викидається. Так, деякі кальмари розвивають швидкість 40–50 км/год. У великих тварин є спеціалізовані кінцівки – плавці, ласти. Тіло у таких тварин покрите слизом і має обтічну форму.
Прісноводні тварини при пересуванні використовують поверхневу плівку води. Нею вільно бігають жуки-вертячки, клопи-водомірки. Їхні покриви не змочуються водою, а кінцівки мають особливу будову.
Донні організми, навпаки, виробляють пристосування, що зменшують плавучість і дозволяють утримуватися на дні навіть у швидкоплинних водах. Добре відомі важкі раковини молюска тридакни, які вільно лежать на малій глибині і утримуються на рифах завдяки своїй масі.
Тільки водному середовищі зустрічаються тварини, які ведуть нерухомий спосіб життя. З прикріплених до ґрунту найбільш відомі губки, гідроїдні та коралові поліпи, морські лілії, двостулкові молюски та ін.
Для водяних тварин має значення тиск середовища. Серед еврибатних – що мешкають і при високому і при низькому тиску – виділяються голотурії, що живуть на глибині від 100 до 9000 м. Серед стенобатних – морські лілії, погонофори, що мешкають на глибинах від 3000 до 10 000 м. Для глибоководних тварин характерний слабкий вапняного скелета, редукція органів зору, посилення розвитку дотикових рецепторів, відсутність пігментації тіла або навпаки темне забарвлення.