Среды жизни на Земле

Атмосфера – воздушная оболочка Земли, наиболее легкая оболочка, граничащая с космическим пространством. Сухой воздух приземного слоя атмосферы – тропосферы – состоит из азота (78 %), кислорода (20, 9 %), аргона (0, 9 %) и углекислого газа (0, 033 %). Из четырех газов, составляющих тропосферу, только аргон не связан с жизнедеятельностью организмов, а поступление и расход кислорода, углекислого газа регулируются живыми организмами. За тропосферой до высоты примерно 100 км следует стратосфера. В верхних слоях тропосферы и стратосфере под влиянием излучения молекулы кислорода распадаются на свободные атомы и, присоединяясь к молекулам кислорода, образуют озон (О₃). Озон поглощает энергию ультрафиолетового излучения, разлагаясь на атомарный кислород и молекулярный кислород.

Состояние атмосферы оказывает важное влияние на физические, химические и биологические процессы на поверхности Земли. Наибольшее значение для биологических процессов имеют кислород атмосферы, необходимый для дыхания организмов и минерализации омертвевшего органического вещества. Углекислый газ расходуется на фотосинтез. Вне атмосферы существование живых организмов невозможно. Примером может служить Луна, лишенная атмосферы. Историческое развитие атмосферы связано с геохимическими процессами и жизнедеятельностью организмов. Азот, углекислый газ, пары воды образовались в результате вулканической деятельности, а кислород – в результате фотосинтеза.

Воздух, как среда обитания, оказывает лишь незначительное сопротивление движению и не может служить опорой для наземных организмов, что непосредственно сказалось на их строении. Некоторые группы животных стали использовать полет как способ передвижения.

В атмосфере постоянно происходит циркуляция воздушных масс, энергию для которой поставляет Солнце. Результатом циркуляции является перераспределение водяных паров и растворенных в них веществ (в том числе и загрязняющих) по поверхности Земли.

Ветер может оказывать воздействие на формирование растительности, распространять споры, семена, влиять на миграцию летающих животных.

Атмосфере присуще давление, которое уменьшается с высотой, что может вызвать такое явление, как гипоксия (кислородное голодание у животных и человека). На высоте 5 450 м атмосферное давление в 2 раза меньше, чем на уровне моря. У растений в таких условиях возрастает транспирация (испарение воды листьями растений), которая способствует поднятию воды по сосудам стебля, что требует выработки приспособлений для сохранения воды.

Гидросфера –водная оболочка Земли.Водная средабыла первой, в которой возникла и распространилась жизнь. Гидросфера занимает около 71 % площади и 1/800 часть объема земного шара. Основное количество воды (95%) сосредоточено в морях и океанах. Доля пресных вод составляет 2, 5 %, однако 70 % этой воды сосредоточено в ледниковых покровах.

Глубина Мирового океана в среднем около 4 км, а наибольшая –
11 км.В океане с входящими в него морями выделяют две экологические области: толщу воды – пелагиаль и дно –бенталь.

Вода содержится в виде паров и облаков в земной атмосфере, существует в виде ледников в замороженном состоянии, атмосферные воды проникают в толщу осадочных пород, формируя подземные воды.

Химический состав природных вод формируется под воздействием живых организмов непосредственно и косвенно. Живые организмы и продукты их жизнедеятельности способствуют разрушению горных пород и вымыванию из них различных веществ. С речным стоком эти вещества поступают в Мировой океан. В пресных и морских водах растворенные вещества концентрируются многими организмами. Из газов, растворенных в воде, наибольшее значение имеют кислород и углекислый газ. Количество кислорода в гидросфере зависит от температуры и количества живых организмов. Концентрация углекислого газа в гидросфере в 60 раз больше, чем в атмосфере.

В водной среде обитает примерно 150 тыс. видов животных (около
7 % общего количества) и 10 тыс. видов растений (8 %).

Характерной чертой водной среды является ее подвижность, особенно в проточных, быстротекущих ручьях и реках. В морях и океанах наблюдаются приливы и отливы, мощные течения, штормы. В озерах вода перемещается под действием температуры и ветра.

Обитателями водной среды являются гидробионты:

нейстон (от гр. neustos – способный плавать) –совокупность морских и пресноводных организмов, которые обитают у поверхности воды (личинки комаров, многие простейшие, клопы-водомерки, ряска);

планктон (от гр. planktos – парящий) – плавающие организмы, способные совершать вертикальные и горизонтальные перемещения преимущественно в соответствии с движением водных масс. Фитопланктон – фотосинтезирующие свободно плавающие водоросли и зоопланктон – мелкие ракообразные, личинки, моллюски, медузы, мелкие рыбы;

нектон (от гр. nektos – плавающий) – свободно плавающие организмы, способные к самостоятельному вертикальному и горизонтальному перемещению (рыбы, амфибии, крупные водные насекомые, ракообразные, пресмыкающиеся (морские змеи и черепахи) и млекопитающие: китообразные (дельфины и киты) и ластоногие (тюлени));

перифитон (от гр. peri – вокруг, около; phyton – растение) – животные и растения, прикрепленные к стеблям высших растений и поднимающиеся над дном (моллюски, коловратки, мшанки, гидры и др.);

бентос ( от гр. benthos – глубина, дно) – донные организмы, ведущие прикрепленный или свободный образ жизни, в том числе обитающие
в толще донного осадка (моллюски, некоторые низшие растения, ползающие личинки насекомых, черви). В придонном слое обитают организмы, питающиеся в основном разлагающимися остатками.

Вода является стабильной средой. Абиотические факторы в ней претерпевают сравнительно незначительные колебания, поэтому водные организмы обладают по сравнению с наземными меньшей экологической пластичностью.

В отличие от наземных растений водные способны поглощать влагу и минеральные соли непосредственно из окружающей среды, что отражается на их морфологической и физиологической организации.

Животные, обитающие в толще воды, обладают приспособлениями, которые увеличивают их плавучесть и позволяют противостоять движению воды, течениям. Донные организмы вырабатывают приспособления, которые препятствуют поднятию их в толщу воды или уменьшают плавучесть, что позволяет удержаться на дне, включая и быстротекущие воды. Водные животные большей частью холоднокровные. У гомойотермных животных образуется значительный слой подкожного жира, который выполняет теплоизоляционную функцию.

Звук распространяется в воде быстрее, чем в воздухе, и ориентация на звук у гидробионтов развита лучше зрительной (до инфразвука). Смена условий в водной среде вызывает и определенные поведенческие реакции организмов – вертикальные и горизонтальные миграции животных.

Литосфера – «каменная оболочка» Земли – представляет собой верхнюю часть земной коры. Под литосферой обычно понимают только поверхностную ее часть – почву, населенную живыми организмами. Поэтому иногда употребляют термин педосфера. Общий химический состав земной коры определяют немногие химические элементы. Всего лишь
8 элементов находятся в земной коре в весовом количестве (более 1 %) – кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, магний, натрий, калий. Наиболее распространенным элементом является кислород, который составляет почти половину массы земной коры (47, 3 %).

Исходным материалом для почвообразования служат поверхностные слои горных пород. Из них под воздействием микроорганизмов, растений и животных формируется почвенный покров. Организмы концентрируют в своем составе биогенные элементы (вещества, необходимые для существования живых организмов; синтезируемые организмами). После отмирания животных и растений и их разложения эти элементы переходят в состав почвы, благодаря чему в ней аккумулируются биогенные элементы, а также накапливаются продукты разложения органического вещества. В почве накапливается огромное количество микроорганизмов.

Литосфера имеет биогенное происхождение. Она состоит из органических, неорганических соединений и живых организмов. Границы биосферы определяются областью распространения живых организмов. В литосфере живые организмы обнаруживаются на глубине примерно 7, 5 км.

Среда обитания – часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы получают все необходимое для своего существования и в нее же выделяют продукты обмена веществ.

Условия жизни, или условия существования, – это совокупность необходимых для организма элементов среды обитания, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.

На Земле существует четыре основные среды обитания, освоенные и заселенные организмами: водная среда, наземно-воздушная, почвенная и организменная.

В водной среде большое значение имеют такие факторы, как плотность воды, солевой режим, скорость течения, содержание органических веществ, свойство грунта, поглощение света и насыщенность кислородом.

Наземно-воздушная среда, освоенная в ходе эволюции позже водной, более сложная и требует более высокого уровня организации живого. Здесь существенную роль играют температура воздуха, содержание кислорода, влажность, погода, интенсивность света (особенно важно для растений).

Почва – среда обитания множества микроорганизмов и макроорганизмов, а также корней растений. В почве первостепенное значение имеют такие факторы, как структура, химический состав, влажность; свет и резкие колебания температуры здесь практически не играют роли, кроме самых верхних слоев. Обитателей почвы называют эдафобионтамиили геобионтами.

Организменная. Тела многих организмовслужат жизненной средой для других организмов (паразитов, симбионтов). Главную роль здесь играют обилие пищи, относительная стабильность условий, защищенность от неблагоприятных внешних факторов и в то же время – активное сопротивление организма-хозяина.