Приспособленность наземных растений и животных к водному режиму кратко

Обновлено: 02.07.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

РЕФЕРАТ НА ТЕМУ:

ГЛАВА 1. Экологические группы гидробионтов………………………………5

ГЛАВА 2. Основные свойства водной среды и роль в жизни гидробионтов…8

ГЛАВА 3. Специфические приспособления гидробионтов…………………14

3.1. Особенности адаптации растительных организмов к обитанию в воде……………………………………………………………………………….14

3.2. Особенности адаптации животных в водной среде………………..15

Список использованной литературы………………………………………….18

Актуальность темы. На нашей планете живые организмы освоили четыре основные среды обитания. Первой стала водная, в которой возникла и распространилась жизнь. Далее организмы овладели наземно-воздушной, создали и заселили почву и сами стали четвертой специфической средой жизни.

Вода как среда обитания имеет ряд специфических свойств, таких как большая плотность, сильные перепады давления, малое содержание кислорода, сильное поглощение солнечных лучей. Кроме того, водоемы и их отдельные участки различаются солевым режимом, скоростью течений, содержанием взвешенных частиц. Для некоторых организмов имеют значение также свойства грунта, режим разложения органических остатков и т.д. Поэтому наряду с адаптациями к общим свойствам водной среды ее обитатели должны быть приспособлены и к разнообразным частным условиям.

Все обитатели водной среды получили в экологии комплексное название гидробионтов. Гидробионты населяют Мировой океан, континентальные водоемы и подземные воды.

Поскольку биосфера характеризуется огромным видовым разнообразием растительных и животных организмов, не достаточно знать только морфологических и анатомических особенностей обитателей различных сред обитания, в том числе и гидробионтов. Необходимо детально рассматривать их этологию и механизмы приспособлений к водной среде на различных ступенях развития и уровнях организации с учетом таксономической принадлежности.

Цель: изучение адаптаций организмом к обитанию в водной среде.

Цель исследования определила следующие задачи :

Изучить экологические группы гидробионтов;

Рассмотреть свойства водной среды обитания;

3. Проанализировать специфические приспособления представителей гидробионтов.

Композиционно работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы.

ГЛАВА 1. ЭКОЛОГИЧЕССКИЕ ГРУППЫ ГИДРОБИОНТОВ

Наибольшим разнообразием жизни отличаются теплые моря и океаны (40 тыс видов животных) в области экватора и тропиках, к северу и югу происходит обеднение флоры и фауны морей в сотни раз. Что касается распределения организмов непосредственно в море, то основная масса их сосредоточена в поверхностных слоях (эпипелагиаль) и в сублиторальной зоне. В зависимости от способа передвижения и пребывания в определенных слоях, морские обитатели подразделяются на три экологические группы: нектон, планктон и бентос [1].

Нектон – активно передвигающиеся крупные животные, способные преодолевать большие расстояния и сильные течения: рыбы, кальмары, ластоногие, киты. В пресных водоемах к нектону относятся и земноводные и множество насекомых.

Планктонные организмы обладают многими сходными адаптациями, повышающими их плавучесть и препятствующими оседанию на дно. К таким приспособлениям относятся: общее увеличение относительной поверхности тела за счет уменьшения размеров, сплющенности, удлинения, развития многочисленных выростов или щетинок, что увеличивает трение о воду; уменьшение плотности за счет редукции скелета, накопления в теле жиров, пузырьков газа и т.п. (рис. 1). Плотность и вязкость воды сильно влияют на возможность активного плавания.

A – палочковидные формы:

1 – диатомея Synedra; 2 –цианобактерия Aphanizomenon; 3 –перидинеевая водоросль Amphisolenia; 4 – Euglena acus ; 5 – головоногий моллюск Doratopsis vermicularis ; 6 – веслоногий рачок Setella ; 7 – лчинка Porcellana ( Decapoda )

Б – расчлененные формы:

1 – моллюск Glaucus atlanticus ; 2 – червь Tomopetris euchaeta ; 3 – личинка рака Palinurus ; 4 – личинка рыбы морского черта Lophius; 5 – веслоногий рачок Calocalanus pavo.

Рис. 1. Увеличение относительной поверхности тела у планктонных организмов [10].

Бентос – гидробионты дна. Представлен в основном прикрепленными или медленно передвигающимися животными (зообентос: фораминефоры, рыбы, губки, кишечнополостные, черви, плеченогие моллюски, асцидии, и др.), более многочисленными на мелководье. На мелководье в бентос входят и растения (фитобентос: диатомовые, зеленые, бурые, красные водоросли, бактерии). На глубине, где нет света, фитобентос отсутствует.

В озерах зообентос менее обилен и разнообразен, чем в море. Его образуют простейшие (инфузории, дафнии), пиявки, моллюски, личинки насекомых и др. Фитобентос озер образован свободно плавающими диатомеями, зелеными и сине-зелеными водорослями; бурые и красные водоросли отсутствуют.

Деление гидробионтов на экологические группы обусловлено различиями в условиях их существования. Это обусловлено различиями в рельефе Мирового океана, типом климата, широты, самих свойств воды в местах обитания [3].

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ВОДНОЙ СРЕДЫ

2.1 Газовый режим

Основные газы в водной среде - кислород и углекислый газ; сероводород и метан имеют второстепенное значение.

Наличие и количество растворенного кислорода в воде для гидробионтов является важнейшим экологическим фактором. Кислород поступает в воду из воздуха и выделяется растениями при фотосинтезе. В слоях, сильно заселенных животными и бактериями, может создаваться дефицит кислорода из-за усиленного его потребления, а около дна водоемов условия могут быть близкими к анаэробным [1]. При застойном режиме в небольших водоемах вода также резко обедняется кислородом. При концентрации ниже 0,3-3,5 мл/л жизнь аэробов в воде невозможна. Содержание кислорода в условиях водоема оказывается лимитирующим фактором.

Дыхание гидробионтов осуществляется как через поверхность тела, так и через специализированные органы – жабры, легкие, трахеи и даже через кожные покровы. У отдельных видов встречается комбинирование водного и воздушного дыхания (двоякодышащие рыбы, сифонофоры, дискофанты, многие легочные моллюски и др.). Вторичноводные животные сохраняют обычно атмосферный тип дыхания как энергетически более выгодный, и поэтому нуждаются в контактах с воздушной средой. К ним относятся ластоногие, китообразные, водяные жуки, личинки комаров и т. д.

Нехватка кислорода в воде приводит иногда к катастрофическим явлениям – заморам, сопровождающимся гибелью множества гидробионтов. Зимние заморы часто вызываются образованием на поверхности водоемов льда и прекращением контакта с воздухом; летние – повышением температуры воды и уменьшением вследствие этого растворимости кислорода. Иногда заморы возникают и в морях.

Наряду с недостатком кислородом в водной среде живые организмы могут испытывать недостаток СО ₂ . СО ₂ является одним из составляющих процесса фотосинтеза. Морская вода является главным резервуаром углекислого газа, так как содержит от 40 до 50 см 3 газа на литр в свободной или связанной форме, что в 150 раз превышает его концентрацию в атмосфере.

Углекислый газ, содержащийся в воде, принимает участие в формировании известковых скелетных образований беспозвоночных животных и обеспечивает фотосинтез водных растений.

Кислород и углекислый газ очень важны для жизни гидробионтов. Они участвуют в процессах дыхания и фотосинтеза – наиболее важных процессов для жизнедеятельности водных организмов.

2 .2 Солевой режим

В жизни водных организмов важную роль играет соленость воды или солевой режим. Химический состав вод формируется под влиянием естественно-исторических и геологических условий, антропогенном воздействии. По общей минерализации воды можно разделить на пресные с содержанием солей до 1 г/л, солоноватые (1-25 г/л), морской солености (26-50 г/л) и рассолы (более 50 г/л). Наиболее важными из растворенных веществ в воде являются карбонаты, сульфаты и хлориды (таб. 1).

Таблица 1. Состав основных солей в различных водоемах [4].

В морской воде обнаружены 13 металлоидов и не менее 40 металлов. По степени значимости первое место занимает поваренная соль, затем хлористый барий, сернокислый магний и хлористый калий.

Поддержание водного баланса гидробионтов имеет свою специфику. Для гидробионтов существенным является поддержание определенного количества воды в теле при ее избытке в окружающей среде. Излишнее количество воды в клетках приводит к изменению в них осмотического давления и нарушению важнейших жизненных функций.

Большинство водных обитателей пойкилосмотичны: осмотическое давление в их теле зависит от солености окружающей воды. Поэтому пресноводные формы не могут существовать в морях, морские – не переносят опреснения. Если соленость воды подвержена изменениям, животные перемещаются в поисках благоприятной среды. Позвоночные животные, высшие раки, насекомые и их личинки, обитающие в воде, относятся к гомойосмотическим видам, сохраняя постоянное осмотическое давление в теле независимо от концентрации солей в воде [1].

Многие пойкилосмотические виды переходят к неактивному состоянию – анабиозу в результате дефицита воды в теле при возрастании солености. Это свойственно видам, обитающим в лужах морской воды и на литорали: коловраткам, жгутиковым, инфузориям, некоторым рачкам, и др. Солевой анабиоз – средство переживать неблагоприятные периоды в условиях переменной солености воды [5].

2.3 Температурный режим

Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше. Это связано с физическими свойствами воды, прежде всего высокой удельной теплоемкостью, благодаря которой получение или отдача значительного количества тепла не вызывает слишком резких изменений температуры.

Летом наиболее теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные – у дна. Это явление прямой стратификации. Зимой, с понижением температуры, происходит обратная стратификация. Поверхностный слой воды имеет температуру близкую к 0°С. На дне температура около 4°С, что соответствует максимальной ее плотности. Таким образом, с глубиной температура повышается – температурная дихотомия. Наблюдается в большинстве наших озер летом и зимой.

В связи с более устойчивым температурным режимом воды среди гидробионтов в значительно большей мере, чем среди населения суши, распространена стенотермность. Эвритермные виды встречаются в основном в мелких континентальных водоемах и на литорали морей высоких и умеренных широт, где значительны суточные и сезонные колебания температуры [1].

2.4 Световой режим

На водные организмы большое влияние оказывают световой режим и прозрачность воды. Света в воде гораздо меньше, чем в воздухе, что связано с прозрачностью воды. Часть падающих на поверхность водоема лучей отражается в воздушную среду. Быстрое убывание количества света с глубиной связано с поглощением его водой [4].

Окраска животных меняется с глубиной. Наиболее ярко и разнообразно окрашены обитатели литоральной и сублиторальной зон. Многие глубинные организмы, подобно пещерным, не имеют пигментов. В сумеречной зоне широко распространена красная окраска, которая является дополнительной к сине-фиолетовому свету на этих глубинах.

Количество света в верхних слоях водоемов сильно меняется в зависимости от широты местности и от времени года. Длинные полярные ночи сильно ограничивают время, пригодное для фотосинтеза, в арктических и приантарктических бассейнах, а ледовый покров затрудняет доступ света зимой во все замерзающие водоемы [1].

Рис. 4. Органы свечения водных животных [4]:

1 – глубоководный удильщик с фонариком над зубатой пастью; 2 – распределение светящихся органов у рыбы сем. Mystophidae.

В темных глубинах океана в качестве источника зрительной информации организмы используют свет, испускаемый живыми существами. Свечение живого организма получило название биолюминесценции, которая многократно возникала во многих группах организмов на разных этапах эволюции.

Свечение может быть побочным результатом жизнедеятельности клеток (бактерии, низшие растения). Экологическую значимость оно получает только у животных, обладающих достаточно развитой нервной системой и органами зрения. У многих видов органы свечения приобретают очень сложное строение с системой отражателей и линз, усиливающих излучение (рис. 2). Ряд рыб и головоногих моллюсков, неспособных генерировать свет, используют симбиотических бактерий, размножающихся в специальных органах этих животных.

Биолюминесценция имеет в жизни животных в основном сигнальное значение. Световые сигналы могут служить для ориентации в стае, привлечения особей другого пола, подманивания жертв, для маскировки или отвлечения. Вспышка света может быть защитой от хищника, ослепляя или дезориентируя его. Свет – фактор, влияющий на суточную активность, окраску, фотосинтез и другие приспособительные реакции гидробионтов.

ГЛАВА 3. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ГИДРОБИОНТОВ

3.1 Особенности адаптации растительных организмов к обитанию в водной среде

Водные растения имеют значительные отличия от наземных растительных организмов. Характерным для водных растений является слабое развитие проводящей ткани и корневой системы. Корневая системой служит главным образом для прикрепления к подводному субстрату и не выполняет функции минерального питания и водоснабжения, как у наземных растений. Питание водных растений осуществляется всей поверхностью их тела.

Значительная плотность воды дает возможность обитания растений во всей ее толще. У низших растений, заселяющих различные слои и ведущих плавающий образ жизни, для этого имеются специальные придатки, которые увеличивают их плавучесть позволяют им удерживаться во взвешенном состоянии. Высшие гидрофиты имеют слабо развитую механическую ткань. В их листьях, стеблях, корнях располагаются воздухоносные межклеточные полости, увеличивающие легкость и плавучесть взвешенных в воде и плавающих на поверхности органов, что также способствует смыванию внутренних клеток водой с растворенными в ней солями и газами.

Важной особенностью адаптации растений к обитанию в водной среде является и то, что листья, погруженные в воду, как правило, очень тонкие. Часто хлорофилл в них располагается в клетках эпидермиса, что способствует усилению интенсивности фотосинтеза при слабом освещении. Такие анатомо-морфологические особенности наиболее четко выражены у водяных мхов ( Riccia , Fontinalis ), валиснерии ( Vallisneria spiralis ), рдестов ( Potamageton ).

Относительно низкая температура водной среды обусловливает отмирание вегетирующих частей у погруженных в воду растений после образования зимних почек и замену летних тонких нежных листьев более жесткими и короткими зимними. Низкая температура воды отрицательно сказывается на генеративных органах водных растений, а высокая ее плотность затрудняет перенос пыльцы. В связи с этим водные растения интенсивно размножаются вегетативным путем [1].

3.2 Особенности адаптации животных к водной среде

У животных, обитающих в водной среде, по сравнению с растениями адаптивные особенности более многообразны, к ним относятся такие, как анатомо-морфологические, поведенческие и др.

Животные, обитающие в толще воды, обладают в первую очередь приспособлениями, которые увеличивают их плавучесть и позволяют противостоять движению воды, течениям. Данные же организмы вырабатывают приспособления, которые препятствуют поднятию их в толщу воды или уменьшают плавучесть, что позволяет удержаться на дне, включая и быстро текущие воды [3].

Большая группа животных, обитающих в пресной воде, при передвижении использует поверхностное натяжение воды (поверхностную пленку). По поверхности воды свободно бегают клопы водомерки ( Gyronidae , Veliidae ), жуки вертячки ( Gerridae ) и др. Жизнь на поверхности воды возможна для сравнительно мелких животных, так как масса растет пропорционально кубу размера, а поверхностное натяжение увеличивается как линейная величина [1].

Активное плавание у животных осуществляется с помощью ресничек, жгутиков, изгибания тела, реактивным способом за счет энергии выбрасываемой струи воды. Наибольшего совершенства реактивный способ передвижения достиг у головоногих моллюсков. У крупных животных нередко имеются специализированные конечности (плавники, ласты), тело их обтекаемой формы и покрыто слизью, что позволяет им развивать достаточно большую скорость передвижения, преодолевая сопротивление воды [1].

Только в водной среде встречаются животные, ведущие прикрепленный образ жизни - гидроиды ( Hydroidea ), коралловые полипы ( Anthozoo ), морские лилии ( Crinoidea ), двустворчатые и др. Для них характерны своеобразная форма тела, незначительная плавучесть (плотность тела больше плотности воды) и специальные приспособления для прикрепления к субстрату.

Смена условий в водной среде вызывает и определенные поведенческие реакции организмов. С изменением освещенности, температуры, солености, газового режима и других факторов связаны вертикальные (опускание вглубь, поднятие к поверхности) и горизонтальные (нерестовые, зимовальные и нагульные) миграции животных. В морях и океанах в вертикальных миграциях принимают участие миллионы тонн гидробионтов, а при горизонтальных миграциях водные животные могут преодолевать сотни и тысячи километров [1].

На Земле существует много временных, неглубоких водоемов, возникающих после разлива рек, сильных дождей, таяния снега и т. д. Общими особенностями обитателей пересыхающих водоемов является способность давать за короткие сроки многочисленное потомство и переносить длительные периоды без воды, переходя в состояние пониженной жизнедеятельности — гипобиоза [3].

На нашей планете обитает большое количество видов растений и животных, для которых вода является непосредственной средой обитания. Водная среда обитания организма – это совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства водной среды постоянно меняются, и любое существо, чтобы выжить, приспосабливается к этим изменениям. С экологических позиций среда – это природные тела и явления, которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях.

Выделяют следующие группы гидробионтов: планктон, нектон, бентос. Такое деление гидробионтов на экологические группы обусловлено различиями в условиях их существования. Деление гидробионтов на экологические группы является специфической формой организации живого в гидросфере и представляет собой совокупность организмов, имеющих комплексы конвергентных адаптаций к условиям водной среды.

В данной работе были изучены следующие свойства водной среды: солевой, температурный и световой режимы, газовый состав. Изученные свойства водной среды явились основополагающими в развитии приспособлений гидробионтов к обитанию в воде.

При выполнении данной работы были рассмотрены приспособления растительных и животных организмов к обитанию в воде.

Список использованной литературы

Степановских, А.С. Общая экология / А. С. Степановских. – М.: Юнити. – 2005. – 687 с.

Чернова, Н.М. Экология / Н. М. Чернова, А. М. Былова. – М.: Дрофа. - 2004. – 407 с.

Степановских, А.С. Общая экология / А. С. Степановских. – М.: Юнити. – 2003. – 703 с.

*§ 7—1. Адаптации животных к различному водному режиму среды

Экологические группы животных по отношению к водному режиму среды

Вода является абиотическим фактором в жизни животных. Она жизненно необходима всем им. Для многих животных это среда обитания (как для типичных жителей морей, океанов и пресных водоемов, так и для водоплавающих птиц), и они не испытывают в ней недостатка. Большинство обитателей засушливых мест способны достаточно долго обходиться без воды. Однако для подавляющего большинства наземных представителей фауны потребление необходимого для их организма количества воды является проблемой.

Животные могут получать воду тремя основными путями: через питье, вместе с сочной пищей и в результате метаболизма, то есть за счет окисления органических веществ — жиров, белков и углеводов. Некоторые животные могут впитывать воду через покровы из влажного субстрата или воздуха.

Потери воды у животных происходят через испарение покровами или со слизистых оболочек дыхательных путей, путем выведения из тела мочи и непереваренных остатков пищи. Хотя животные могут выдерживать кратковременные потери воды, но в целом ее расход должен возмещаться. Потери воды приводят к гибели быстрее, чем голодание.

Влажность воздуха также очень важна для животных, так как от нее зависит величина испарения с поверхности тела. Потери воды через испарение обусловлены строением покровов. Некоторые виды не могут обитать в сухом воздухе и нуждаются в полном его насыщении водяными парами. Другие без вреда для себя населяют самые засушливые районы.

По потребности к водному режиму местообитаний наземные животные подразделяются на три экологические группы: гигрофилы, мезофилы и ксерофилы.

Гигрофилы — это животные, обитающие на участках с повышенной влажностью: в заболоченных местах, во влажных лесах, в поймах рек, по берегам водоемов, а также в почве (дождевые черви) или в гниющей древесине. В эту группу входят земноводные (лягушки, жабы), крокодилы, бобры, выдры, стрекозы, жуки-прицепыши и др. Их можно назвать влаголюбивыми наземными организмами. У этих животных практически отсутствуют механизмы регуляции водного обмена, они не способны накапливать большое количество воды в своем теле и удерживать его длительное время. Это обстоятельство вынуждает их постоянно пополнять запасы воды.

Мезофилы — это животные, существующие в условиях умеренной влажности и средних температур. Это самая многочисленная группа. К ним относится большинство обитателей средних широт: лоси, лошади, медведи, волки, кабаны, зайцы, белки, лесные птицы, многие насекомые.

Ксерофилы — это животные, приспособленные к условиям жизни в местах с пониженной влажностью, часто в условиях недостатка воды.
Они обитают в пустынных и степных природных зонах. Ксерофилы хорошо переносят отсутствие влаги, у них уменьшено испарение воды с кожи. В эту группу входят верблюды, дрофы, страусы, змеи, вараны, насекомые (жуки скарабеи), грызуны (суслики, тушканчики). Они довольствуются влагой, получаемой с пищей, или метаболической водой, образующейся в результате распада жиров.

Вода — плотная по сравнению с воздухом среда, обладающая выталкивающей силой и являющаяся хорошим растворителем. Поэтому многие организмы, обитающие в воде, характеризуются слабым развитием опорных тканей (водные растения, простейшие, кишечнополостные и т. п.), особыми способами передвижения (парение, реактивное движение), особенностями дыхания и приспособлениями к поддержанию постоянства осмотического давления в клетках, образующих их тела. Из воды же они получают все необходимые для жизни вещества: пищу, воду, газы. Поэтому, как бы ни были разнообразны водные организмы, все они должны быть приспособлены к главным особенностям жизни в водной среде, Эти особенности определяются физическими и химическими свойствами воды.

Для активного перемещения в воде необходимы обтекаемая форма тела и хорошо развитая мускулатура (рыбы, головоногие моллюски — кальмары, млекопитающие — дельфины, тюлени). У активных пловцов веретенообразная форма тела, а конечности в виде ласт. Их передвижение в водной среде облегчается, кроме того, благодаря особому строению внешних покровов, выделяющих специальную смазку — слизь, снижающую трение о воду.

Вода обладает очень высокой теплоемкостью, т. е. свойством накапливать и удерживать тепло. По этой причине в воде не бывает резких колебаний температуры, которые часто случаются на суше. Очень глубокие воды могут быть очень холодными, однако благодаря постоянству температуры у животных смог развиться ряд приспособлений, обеспечивающих жизнь даже в этих условиях.

Животные могут жить на огромных океанских глубинах.

Планктонные организмы (парящие в воде) имеют приспособления, повышающие их плавучесть, такие как увеличение относительной поверхности тела за счет многочисленных выростов и щетинок; уменьшение плотности за счет накопления в теле жиров, пузырьков газа (одноклеточные водоросли, простейшие, медузы, мелкие рачки).

Очень важен для жизни солевой состав воды.

Для организмов, живущих в водной среде, характерны также приспособления к поддержанию водно-солевого баланса. Пресноводные виды имеют приспособления для удаления избытка воды из организма. Этому, например, служат сократительные вакуоли у простейших. В соленой воде, напротив, приходится защищать организм от обезвоживания, что достигается повышением концентрации солей в теле.

Еще один способ поддерживать свой водно-солевой баланс — это перемещение в места с благоприятным уровнем солености.

И наконец, постоянство водно-солевой среды организма обеспечивают непроницаемые для воды покровы (млекопитающие, высшие раки, водные насекомые и их личинки).

Растениям для жизни необходима световая энергия Солнца, поэтому водные растения обитают только на тех глубинах, куда способен проникнуть свет (обычно не более 100 м). С увеличением глубины обитания в клетках растений изменяется состав пигментов, принимающих участие в процессе фотосинтеза, что позволяет улавливать проникающие в глубину части солнечного спектра.

Удерживаться в толще воды помогает им к тому же характерная форма тела, напоминающая парашют.

Растения же выживают только в верхнем слое воды, куда попадает лучистая энергия, необходимая для фотосинтеза. Этот слой называют фотической зоной. Так как поверхность воды отражает большую часть света, даже в наиболее прозрачных океанских водах толщина фотической зоны не превышает 100 м. Животные больших глубин питаются либо живыми организмами, либо останками животных и растений, постоянно опускающимися вниз из верхнего слоя.

Подобно наземным организмам водные животные и растения дышат, им требуется кислород. Количество растворенного в воде кислорода снижается с увеличением температуры. Причем в морской воде кислород растворяется хуже, чем в пресной. По этой причине воды открытого моря тропического пояса бедны живыми организмами. И наоборот, полярные воды богаты планктоном — мелкими рачками, которыми кормятся рыбы и крупные китообразные.

Особенное значение для организмов имеют ионы Са 2+. Моллюскам и ракообразным кальций совершенно необходим для построения раковины или панциря. Концентрация солей в воде может сильно изменяться. Вода считается пресной, если в ней на литр содержится менее 0,5 г растворенных солей. Морская вода отличается постоянством солености и содержит в среднем 35 г солей в одном литре.

*8.Какие типы питания существуют в природе и в чём их принципиальное различие?

В отличие от автотрофов гетеротрофные организмы неспособны синтезировать питательные вещества из неорганических соединений. Гетеротрофы вынуждены поэтому либо жить за счет автотрофов, либо питаться разлагающимися остатками. К гетеротрофам относятся все животные, грибы и большинство бактерий.

Существуют различные типы гетеротрофного питания. Гетеротрофы могут поедать целые организмы или отдельные их части, а затем переваривать эту пищу и наконец всасывать в ходе процесса, называемого голозойнымпитанием. Голозойные организмы вынуждены постоянно отыскивать, ловить и поедать другие организмы. Лягушки ловят и поедают мух, кошки поедают птиц, соколы поедают мышей. У голозойных животных в процессе эволюции развились разнообразные чувствительные, нервные и мышечные структуры, помогающие им находить и ловить пищу. Превращение этой пищи в низкомолекулярные соединения, которые могут быть усвоены, происходит при помощи пищеварительной системы. Насекомоядные растения, такие, как венерина мухоловка, росянка помимо способности к фотосинтезу, обладают способностью улавливать и переваривать насекомых и других мелких животных. От этих организмов растения получают аминокислоты и другие соединения азота, которые ускоряют их рост.

Травоядные животные питаются зелеными растениями и получают из содержимого растительных клеток богатые энергией соединения, которые растения синтезируют, используя энергию солнечного света. Другие голозойные животные — плотоядные (мясоеды) — поедают других животных, питающихся растениями. Многие животные всеядны — они могут питаться как растениями, так и животными. Но в конечном итоге все гетеротрофные организмы получают богатые энергией питательные вещества от автотрофных организмов — зеленых растений, которые используют для синтеза этих соединений солнечную энергию.Есть, впрочем, и всеядные животные, которые могут питаться и растительными и животными организмами, например медведь, свинья. К всеядным гетеротрофам относится и человек.

Дрожжи, плесневые грибы и большинство бактерий не могут заглатывать твердую пищу; они поглощают необходимые им органические вещества непосредственно через клеточные стенки. Такой тип гетеротрофного питания называется сапротрофным. Сапротрофы могут расти только в таких местах, где имеются разлагающиеся организмы, животные или растительные, или же скопления продуктов жизнедеятельности растений и животных.

Для некоторых сапротрофов источником энергии, помимо сахаров, могут служить другие органические соединения. Например, хлебная плесень (Neurospora) развивается только на средах, содержащих, помимо солей и сахара, витамин биотин.

Третий тип гетеротрофного питания, встречающийся как у растений, так и у животных, это паразитизм. Паразит живет внутри или на поверхности организма растения или животного, называемого хозяином, и питается за счет последнего. Почти каждый живой организм служит хозяином для одного или большего числа паразитов. Некоторые растения, например омела, питаются частично как паразиты, частично как автотрофы; они содержат хлорофилл и поэтому способны синтезировать некоторые питательные вещества, но ряд других питательных веществ они получают от других растений, врастая в их стебли своими корнями. Паразиты питаются, либо заглатывая и переваривая твердые частицы, либо всасывая органические вещества через клеточные стенки из соков или тканей организма-хозяина. Одни паразиты почти безвредны или совершенно безвредны для хозяина, который иногда даже не замечает их присутствия. Другие вызывают у хозяина определенные заболевания, разрушая его клетки или выделяя токсичные продукты, которые вмешиваются в процессы его обмена веществ. К патогенным (болезнетворным) паразитам человека и животных относятся вирусы, бактерии, грибы, простейшие и ряд червей. Большинство болезней растений вызывается паразитическими грибами, некоторые другие — вирусами, червями или насекомыми.

Билет №17

Животные могут жить на огромных океанских глубинах.

Очень важен для жизни солевой состав воды.

Удерживаться в толще воды помогает им к тому же характерная форма тела, напоминающая парашют.

*8.Какие типы питания существуют в природе и в чём их принципиальное различие?

Живут организмы в определенных местах, и каждый из них обязательно приспособлен к своей среде обитания. Из-за того, что всем здесь живущим приходится приспосабливаться к одним и тем же воздействиям извне, организмы из одной среды становятся похожими между собой. Зная это экологическое правило можно уже по внешности предположить, вместе обитают эти существа или нет, а также в какой среде живет данный организм. На планете имеются 4 среды обитания: водная, подземная, воздушная и внутриорганизменная. Любой организм может служить средой обитания многим паразитическим и мутуалистическим организмам, но эта среда обитания вряд ли годится для подробного изучения в детском саду и начальной школе. Разве, что в беседах с ребенком можно объяснять ему причины заболеваний и некоторые особенности и адаптации при жизни внутри организма. Что касается остальных сред обитания то совершенно необходимо дать представления о тех простых правилах, которые выполняются при жизни в конкретной среде. Начнем с колыбели жизни на планете – водной среды.

У жителя водной среды должны быть определенные приспособления, многие из них можно обнаружить уже в его внешности. Для плаванья нужны соответствующая форма тела, покрытие его облегчающее движение в воде. Аппарат передвижения включает особые конечности, специальные выросты или иной вариант двигателя.

Форма тела должна быть всегда обтекаемой при самых разных ее вариантах:

сплюснутой с боков (карась),

сплюснутой в спино-брюшном направлении (пиявка),

круглой в поперечном сечении (угорь),

Тело должно минимизировать трение о воду. Это достигается особенностями его покровов:

покров слизи (рыба);

мягкий слой на поверхности твердого корпуса (кит).

имеют плавательную перепонку (лягушка),

преобразованы в плавники (дельфин),

преобразованы в ласты (тюлень).

Специальные выросты и приспособления к движению в воде могут включать:

хвост с плавником (рыба).

В воде тоже приходится дышать, и такое дыхание организовано по определенным правилам. Органы дыхания различны:

дыхательная трубка (ранатра),

воздухозаборники (водяные жуки, клопы),

запасание воздуха под водой в виде пузыря (паук серебрянка),

формирование пузыря, заменяющего легкое (жуки-плавунцы).

Основное правило окраски для водных животных диктует соотношение яркости света в воде. Когда смотришь сверху, то видишь темное дно, а при взгляде из воды – светлое небо. Отсюда характерная приспособительная окраска всех живущих в воде. Верхняя часть тела у них темная, маскирует их на фоне темного дна, а нижняя – светлая, маскирует на фоне светлого неба. Из-за этой особенности окраски: большинство водных жителей резко двуцветные: темный верх и светлая нижняя (брюшная) сторона.

Организмы, обитающие в почве, живут по своим правилам и тоже имеют специальные приспособления, которые касаются формы тела, его покровов, конечностей и других его особенностей.

Приспособления к почве

Покровы тела подземного жителя должны позволять ему беспрепятственно продвигаться в плотной почве как вперед, так и назад (не всегда можно развернуться в узком ходу). Вот некоторые правила для покровов:

слизистые выделения, позволяющие скользить в почве (червь),

если имеется шерсть, то она обычно короткая (крот),

шерсть заглаживается вперед и назад (крот),

шерсть устойчива к стиранию (крот).

Форма тела и конечностей тоже должна быть специфической . Длинные конечности не дадут возможности двигаться в узкой норе, кроме того конечности нужны для копания земли. Тело не должно цепляться за своды норы или должно легко изгибаться под прямым или даже острым углом. Отсюда следующие правила:

копательные конечности (крот) или копательные зубы (слепушонка),

тело тонкое и длинное (геофил),

обтекаемое тело без выступающих частей (крот).

Специфичность органов чувств землероя – тоже его приспособления к особенностям среды обитания. Они могут быть устроены по таким правилам:

уменьшены или отсутствуют ушные раковины (крот),

уменьшены или отсутствуют глаза (крот),

повышена тактильная чувствительность (вибриссы по всему телу).

Почва плотна и тяжела, а, кроме того, в ней может быть недостаточно воздуха. Эти ее особенности также приводят к физиологическим и анатомическим адаптациям :

устойчивость к недостатку кислорода (асфиксии) система лакун (полостей в которых хранится кровь, насыщенная кислородом);

мощные мышцы и кости, противостоящие сдавливанию (крот).

Жители воздушной среды обитания многообразны по своим приспособлениям, потому что специализированы к слишком различающимся местообитаниям. Так бегающие по твердой почве, совсем не похожи на лазающих, а те и другие очень отличаются от летающих. Поэтому здесь все организмы удобно разделить на подгруппы, обладающие сходными адаптациями к одному и тому же местообитанию.

Приспособления к воздушной среде

Наиболее специфичны среди обитателей воздушной среды, конечно летающие формы. Уже особенности внешности организма позволяют заметить его приспособления к полету. Прежде всего, об этом говорит форма его тела .

обтекаемость тела (птица),

наличие плоскостей для опоры на воздух (крылья, парашют),

облегченная конструкция (полые кости),

наличие крыльев и иных приспособлений для полета (летательные перепонки, например),

облегчение конечностей (укорочение, уменьшение массы мышц).

У бегающих животных тоже появляются отличительные особенности, по которым легко узнать хорошего бегуна, а если он передвигается прыжками, то прыгуна:

мощные, но легкие конечности (лошадь),

уменьшение пальцев на ногах (лошадь, антилопа),

очень мощные задние конечности и укороченные передние (заяц, кенгуру),

защитные роговые копыта на пальцах (копытные, мозоленогие).

Лазающие организмы имеют самые различные приспособления. Они могут быть общими для растений и животных, а могут и различаться. Для лазанья может быть использована и своеобразная форма тела:

тонкое длинное тело, петли которого могут служить опорой при лазании (змея, лиана),

длинные гибкие хватательные или цепляющиеся конечности, а возможно, и такой же хвост (обезьяны);

выросты тела – усики, крючки, корешки (горох, ежевика, плющ);

острые коготки на конечностях или длинные когти, загнутые крючком или сильные хватательные пальцы (белка, ленивец, обезьяна);

мощные мышцы конечностей, позволяющие подтягивать тело и перебрасывать его с ветки на ветку (орангутан, гиббон).

Некоторые организмы приобрели своеобразную универсальность приспособлений сразу к двум. У лазающих форм возможно и сочетание признаков лазанья и полета. Многие из них могут, забравшись на высокое дерево совершать длинные прыжки-полеты. Это сходные приспособления у жителей одной среды обитания. Часто встречаются животные способные к быстрому бегу и полету, одновременно несущие оба набора этих адаптаций. Из насекомых это жуки-скакуны (сем. Жужелицы), из птиц: дрофа, стрепет, коростель.

Встречаются сочетания приспособительных признаков у организма к жизни в различных средах. Такие параллельные наборы адаптаций несут все земноводные животные. Приспособления к полету имеют и некоторые плавающие чисто водные организмы. Вспомним летучих рыб или даже кальмаров.

Итак, детям с самого раннего возраста можно показывать различные организмы и рассказывать о специальных приспособлениях, которые они используют в своей жизни. Эта и будет первая система простых аксиом, касающихся приспособительной конструкции живого, зависящей от воздействующих факторов среды. Простые правила факторной экологии (аутэкология, или экология особи) показывают основные приспособления живых организмов к условиям обитания, позволяют им выживать при изменениях внешних воздействий, размножаться, взаимодействовать друг с другом, то есть очень разнообразно жить на нашей планете. Каждый организм выполняет свои функции, и они очень важны для существования планетарной жизни, поэтому вполне можно назвать совокупность деятельности любого организма его работой. В природе нужны все виды работ, поэтому важен каждый работник.

Правила на то и есть, чтобы им все могли пользоваться, поэтому и люди тоже используют их в своей жизни. Если же их конструкция не позволяет воспользоваться нужным правилом, то человек строит отвечающий ему аппарат или придумывает соответствующую одежду. Вспомните аквалангиста. У него обтекаемое тело, гладкий резиновый покров, ласты для движения, маска, чтобы видеть в воде и запас воздуха для дыхания. И все это оснащение соответствует правилам подводного жителя. Отсюда важность знания этих приспособлений для любого человека. С их помощью не только опознаешь принадлежность организма к той или иной группе, но определяешь и где его местожительство, и чем он питается. Окружающая жизнь становится более понятной, а, кроме того, почти все эти правила можно в той или иной ситуации использовать и в своей жизни.

Читайте также: