Гидросфера

     В настоящее время гидросферой принято называть водную оболочку Земли, включающую всю несвязанную воду независимо от ее состояния: жидкую, твердую, газообразную. Нижняя граница гидросферы принимается на уровне поверхности мантии, а верхняя проходит в верхних слоях атмосферы. Гидросфера включает в себя Мировой океан, воды суши — реки, озера, болота, ледники — атмосферную влагу, а также подземные воды, залегающие всюду на материках, на дне озерных и морских впадин и под толщей вечных льдов.

Физико-химические параметры:

Гидросфера охватывает весь комплекс земных оболочек.

1) Гидросфера непрерывна, как непрерывны лито- и атмосфера, и едина. Ее единство заключается в общности происхождения всех природных вод из мантии Земли, в единстве их эволюции, взаимосвязи всех видов вод и способности перехода одного вида вод в другой, в единстве их функций в природе (обмен веществами и энергией).

2) Общий объем гидросферы по последним данным составляет около 1390 млн кубических километров.  Вода обладает аномально высокой теплоемкостью, в 3000 раз большей, чем воздух.

3) Вода — универсальный растворитель, поэтому в природе не бывает химически чистой воды. Эта способность воды обеспечивает перенос веществ в географической оболочке, лежит в основе обмена веществами между организмами и средой, в основе питания.

4) Из всех жидкостей (кроме ртути) у воды самое высокое поверхностное натяжение и поверхностное давление.

5) Вода природных водоемов представляет собой раствор солей различной концентрации больше всего в составе морской воды содержится кислорода – около 85,7%. Далее по убыванию – водород (10.8%), хлор (1,98%) и натрий (1.03%). В количественном выражении верхние слои океана содержат более 140 трлн тонн углекислого газа и 8 трлн тонн кислорода. Вообще, в океане содержатся все известные элементы, но концентрация их очень низкая.  Пресная вода, занимая лишь небольшой процент в общем составе гидросферы планеты, играет важнейшую роль в жизнедеятельности человека. Около 75% всей пресной воды на Земле содержится в ледниках полярных зон, в снеге и вечной мерзлоте. Эта вода объединяется под названием криосферы.

6) Кислотность среды важный фактор, нередко сказывающийся на распределении организмов. В пресных водоемах кислотность нередко испытывает значительные колебания в течение суток. Морская вода более щелочная и ее колебания менее значимы. С глубиной РН уменьшается. Водоемы с РН 3,7 – 4, 7 – кислые, 6,95 – 7,3 – нейтральные, более 7,8 – щелочные.

Экологические группы

 В соответствии с образом жизни все организмы подразделяются на 3 группы: нектон, планктон и бентос, что в переводе с греческого означает “плавающий”, “парящий” и “глубинный”.

Планктон состоит из мелких растительных и животных организмов, не обладающих способностью активно перемещаться на большом расстояния. Представлен бактериями, грибами, водорослями, мелкими рачками, червями, медузами, кишечнополостными, иглокожими, моллюсками, а также икрой и личинками рыб. Особенно разнообразен и высокопродуктивен фитопланктон: известно около 2000 видов микроводорослей. Наиболее древними являются сине-зеленые водоросли, не претерпевшие существенных изменений в течение последних 500 млн лет. Отсюда сделано заключение о постоянстве солевого и ионного составов Мирового океана.

 Нектон – совокупность свободноплавающих животных, не имеющих связи с дном водоема – рыбы, кальмары, китообразные. Представлен крупными животными, которые способны пересекать большие расстояния и преодолевать сопротивление воды. Имеют обтекаемую форму тела и хорошо развитые органы движения.

Бентос – совокупность организмов, обитающих на дне водоема, в грунте: фитобентос, зообентос. Одни из них никогда не отделяются от основания, подобно водорослям, кораллам, некоторым моллюскам. Другие свободно покидают дно, как это делают камбалы и скаты. Третьи закапываются в грунт, что свойственно многим моллюскам, ракообразным и червям.

Особенности адаптации растений к водной среде.

1) Слабое развитие проводящей ткани, т.к. воду и минеральные вещества растение поглощает всей поверхностью тела.

2) Слабое развитие корневой системы, которая служит только для прикрепления к субстрату. У водорослей корней нет, есть ризоиды. У некоторых имеются корневища, в которых запасаются питательные вещества. Так же они служат для вегетативного размножения.

3) Слабое развитие механических тканей, из-за высокой плотности среды, поддерживающей побег или слоевище.

4) Наличие придатков, увеличивающих плавучесть.

5) Наличие воздухоносной паренхимы, увеличивающей плавучесть и запасающей газы для дыхания и фотосинтеза.

6) Большая поверхность листьев при малом объеме растения – приспособление к улучшению газообмена при недостатке кислорода.

Особенности адаптации животных к водной среде.

Анатомо-морфологические:

·      У мелких форм, живущих в толще воды – редукция скелета, образование полостей в скелетных образованиях, раковинах (радиолярии, ризоподы).

·      Наличие большого количества воды в тканях – медузы.

·      Скопление капелек жира в теле (ночесветки, радиолярии), крупные скопления жира – ракообразные, рыбы, китообразные.

·      Наличие плавательных пузырей, наполненных газом у рыб.

·      Развитие воздухоносных полостей.

·      Увеличение площади поверхности тела у планктона.

·      Использование поверхностного натяжения воды для движения – водомерки, жуки-вертячки.

·      Активное плавание при помощи ресничек (инфузория туфелька, инфузория- трубач), жгутиков (эвглена зеленая), изгибания тела (миноги, миксины, угорь), реактивным способом за счет энергии выбрасываемой струи (головоногие моллюски, наутилус), перемещение при помощи ложноножек (саркодовые), специализированных плавательных конечностей (плавники рыб, ласты млекопитающих).

·      Обтекаемая форма тела у активно плавающих.

·      Покрытие тела слизью, уменьшающей трение.

Физиологические:

·      Сложный механизм водно-солевого обмена. Наличие специальных органов для удаления избытка воды: пульсирующие вакуоли, органы выделения.

·      Удаление солей у морских организмов через жаберные лепестки.

·      Ротовой аппарат цедильного типа (кишечнополостные, моллюски, ланцетник, иглокожие, ракообразные). Выполняют важную роль в очистке водоемов.

·      Способность улавливать звуки (до ультразвука). Способность к эхолокации.

Способность к генерированию электричества (электрический скат, электрический угорь).

·      Наличие развитых хеморецепторов.

Поведенческие:

Вертикальные перемещения (суточные, для нереста, охоты).

·      Горизонтальные перемещения (нерестовые, зимовальные, нагульные).

·      Способность к строительству (паук-серебрянка, осьминоги, личинка ручейника).

Источники информации:

Тарасов В.И. "Гидросфера": Учебное пособие. Уссурийский госпединститут, 2004 г.

http://ecology-education.ru/index.php