Voda už dávno nie je len nevyhnutnou podmienkou života, ale aj biotopom mnohých organizmov. Má množstvo jedinečných vlastností, o ktorých budeme diskutovať v našom článku.
Vodný biotop: charakteristika
V každom biotope sa prejavuje pôsobenie množstva faktorov prostredia – podmienok, v ktorých žijú populácie rôznych druhov. V porovnaní s prostredím zem-vzduch sa vodný biotop (5. ročník študuje túto tému na zemepisnom kurze) vyznačuje vysokou hustotou a výraznými tlakovými rozdielmi. Jeho charakteristickým znakom je nízky obsah kyslíka. Vodné živočíchy, nazývané hydrobionty, sa životu v takýchto podmienkach prispôsobili rôznymi spôsobmi.
Ekologické skupiny vodných organizmov
Väčšina živých organizmov je sústredená v hrúbke Delia sa do dvoch skupín: planktonické a nektonické. Prvá zahŕňa baktérie, modrozelené riasy, medúzy, malé kôrovce atď. Hoci mnohé z nich dokážu samostatne plávať, nie sú schopné odolať silným prúdom. Preto sa planktónne organizmy pohybujú s prúdom vody. Ich prispôsobenie sa vodnému prostrediu sa prejavuje ich malými rozmermi, nízkou špecifickou hmotnosťou a prítomnosťou charakteristických výrastkov.
Medzi nektonické organizmy patria ryby a vodné cicavce. Nezávisia od sily a smeru prúdu a pohybujú sa vo vode samostatne. Tomu napomáha aerodynamický tvar ich tela a dobre vyvinuté plutvy.
Ďalšiu skupinu hydrobiontov predstavuje perifetón. Zahŕňa vodných obyvateľov, ktorí sú pripevnení k substrátu. Sú to huby, niektoré riasy Neuston žijú na hranici vodného a suchozemského prostredia. Ide najmä o hmyz, ktorý je spojený s vodným filmom.
Vlastnosti vodného biotopu
Osvetlenie nádrží
Ďalšou hlavnou črtou vodných biotopov je, že množstvo slnečnej energie klesá s hĺbkou. Preto organizmy, ktorých život závisí od tohto ukazovateľa, nemôžu žiť vo významných hĺbkach. V prvom rade sa to týka rias. Pod 1500 m svetlo nepreniká vôbec. Niektoré kôrovce, coelenteráty, ryby a mäkkýše majú vlastnosť bioluminiscencie. Tieto hlbokomorské živočíchy produkujú svoje vlastné svetlo oxidáciou lipidov. Pomocou takýchto signálov medzi sebou komunikujú.
Vodný tlak
Zvýšenie tlaku vody je obzvlášť viditeľné pri potápaní. Pri 10 m sa toto číslo zvyšuje o atmosféru. Preto je väčšina živočíchov prispôsobená len určitej hĺbke a tlaku. Napríklad annelids žije iba v prílivovej zóne, zatiaľ čo coelacanths klesajú do 1000 m.
Pohyb vodných hmôt
Pohyb vody môže mať rôznu povahu a dôvody. Zmena polohy našej planéty vo vzťahu k Slnku a Mesiacu teda určuje prítomnosť prílivov a odlivov v moriach a oceánoch. Gravitačná sila a vplyv vetra spôsobuje prúdenie v riekach. Neustály pohyb vody hrá v prírode dôležitú úlohu. Spôsobuje migračné pohyby rôznych skupín vodných organizmov, zdrojov potravy a kyslíka, čo je obzvlášť dôležité. Faktom je, že obsah tohto životne dôležitého plynu vo vode je 20-krát nižší ako v prostredí zem-vzduch.
Odkiaľ pochádza kyslík vo vode? K tomu dochádza v dôsledku difúzie a aktivity rias, ktoré vykonávajú fotosyntézu. Keďže ich počet s hĺbkou klesá, klesá aj koncentrácia kyslíka. V spodných vrstvách je tento indikátor minimálny a vytvára takmer anaeróbne podmienky. Hlavnou črtou vodného biotopu je, že koncentrácia kyslíka klesá so zvyšujúcou sa salinitou a teplotou.
Indikátor slanosti vody
Každý vie, že vodné plochy môžu byť čerstvé alebo slané. Do poslednej skupiny patria moria a oceány. Indikátor slanosti sa meria v ppm. Toto je množstvo pevných látok, ktoré sa nachádzajú v 1 g vody. Priemerná slanosť svetového oceánu je 35 ppm. Najnižšie hodnoty majú moria nachádzajúce sa v blízkosti pólov našej planéty. Je to spôsobené periodickým topením ľadovcov - obrovských zamrznutých blokov sladkej vody. Najslanšie more na planéte je Mŕtve more. Nie je v ňom jediný druh živého organizmu. Jeho slanosť sa blíži k 350 ppm. Prevládajúcimi chemickými prvkami vo vode sú chlór, sodík a horčík.
Hlavnou črtou vodného biotopu je teda jeho vysoká hustota, viskozita a nízky teplotný rozdiel. Život organizmov s rastúcou hĺbkou je limitovaný množstvom slnečnej energie a kyslíka. Vodní obyvatelia, nazývaní hydrobionti, sa môžu pohybovať vodnými prúdmi alebo sa pohybovať nezávisle. Na život v tomto prostredí majú množstvo prispôsobení: prítomnosť žiabrového dýchania, plutvy, aerodynamický tvar tela, malú relatívnu telesnú hmotnosť a prítomnosť charakteristických výrastkov.
Obyvatelia vodného prostredia dostali v ekológii spoločné meno hydrobionty. Obývajú svetový oceán, kontinentálne nádrže a podzemné vody. V každom vodnom útvare možno rozlíšiť zóny s rôznymi podmienkami.
V oceáne a jeho moriach existujú predovšetkým dve ekologické oblasti: vodný stĺpec - pelagické a spodok - bentál. Obyvatelia priepastných a ultrapriepastných hlbín existujú v tme, pri konštantnej teplote a obrovskom tlaku. Bola pomenovaná celá populácia oceánskeho dna bentos.
Základné vlastnosti vodného prostredia.
Hustota vody je faktor, ktorý určuje podmienky pre pohyb vodných organizmov a tlak v rôznych hĺbkach. Pre destilovanú vodu je hustota 1 g/cm3 pri 4 °C. Hustota prírodných vôd obsahujúcich rozpustené soli môže byť väčšia, až 1,35 g/cm 3 . Tlak sa zvyšuje s hĺbkou v priemere o 1 × 10 5 Pa (1 atm) na každých 10 m Hustota vody umožňuje spoľahnúť sa na ňu, čo je dôležité najmä pre neskeletové formy. Hustota prostredia slúži ako podmienka na vznášanie sa vo vode a mnohé vodné organizmy sú prispôsobené práve tomuto spôsobu života. Suspendované organizmy plávajúce vo vode sú spojené do špeciálnej ekologickej skupiny vodných organizmov - planktón(„planktos“ – stúpajúci). V planktóne dominujú jednobunkové a koloniálne riasy, prvoky, medúzy, sifonofóry, kenofóry, pteropódy a mäkkýše, rôzne drobné kôrovce, larvy živočíchov žijúcich na dne, rybie ikry a plôdik a mnohé ďalšie. Morské riasy (fytoplanktón) pasívne sa vznášajú vo vode, zatiaľ čo väčšina planktonických živočíchov je schopná aktívneho plávania, ale v obmedzenom rozsahu. Špeciálny druh planktónu je ekologická skupina Neuston(„nein“ - plávať) - obyvatelia povrchového filmu vody na hranici so vzduchom. Hustota a viskozita vody výrazne ovplyvňuje možnosť aktívneho plávania. Zvieratá schopné rýchleho plávania a prekonávania sily prúdov sú zjednotené v ekologickej skupine nektón(„nektos“ – plávajúci).
Kyslíkový režim. Vo vode nasýtenej kyslíkom jeho obsah nepresahuje 10 ml na 1 liter, čo je 21-krát menej ako v atmosfére. Preto sú dýchacie podmienky vodných organizmov výrazne komplikované. Kyslík sa do vody dostáva najmä fotosyntetickou aktivitou rias a difúziou zo vzduchu. Preto sú horné vrstvy vodného stĺpca spravidla bohatšie na tento plyn ako spodné. So zvyšovaním teploty a slanosti vody v nej klesá koncentrácia kyslíka. Vo vrstvách silne osídlených živočíchmi a baktériami môže v dôsledku jeho zvýšenej spotreby vzniknúť prudký nedostatok O 2 . Podmienky na dne nádrží môžu byť blízke anaeróbnym.
Medzi vodnými obyvateľmi existuje veľa druhov, ktoré dokážu tolerovať veľké výkyvy obsahu kyslíka vo vode až do jeho takmer úplnej absencie. (euryoxybionts – „oxy“ – kyslík, „biont“ – obyvateľ). Patria sem napríklad ulitníky. Medzi rybami kapor, lieň a karas znesú veľmi nízku nasýtenosť vody kyslíkom. Avšak, množstvo typov stenoxybiont– môžu existovať len pri dostatočne vysokom nasýtení vody kyslíkom (pstruh dúhový, pstruh potočný, mieň).
Soľný režim. Udržiavanie vodnej bilancie vodných organizmov má svoje špecifiká. Ak je pre suchozemské živočíchy a rastliny najdôležitejšie zabezpečiť telu vodu v podmienkach jej nedostatku, potom pre hydrobionty je nemenej dôležité udržiavať určité množstvo vody v tele, keď je jej v prostredí nadbytok. . Nadmerné množstvo vody v bunkách vedie k zmene osmotického tlaku v nich a narušeniu najdôležitejších životných funkcií. Väčšina vodného života poikilosmotický: osmotický tlak v ich tele závisí od slanosti okolitej vody. Preto je hlavným spôsobom, ako si vodné organizmy udržať rovnováhu solí, vyhýbať sa biotopom s nevhodnou slanosťou. Sladkovodné formy nemôžu existovať v moriach a morské formy nemôžu tolerovať odsoľovanie. Stavovce, vyššie kôrovce, hmyz a ich larvy žijúce vo vode sú klasifikované ako homoiosmotický druhov, udržujúcich konštantný osmotický tlak v tele bez ohľadu na koncentráciu solí vo vode.
Svetelný režim. Vo vode je oveľa menej svetla ako vo vzduchu. Časť lúčov dopadajúcich na povrch nádrže sa odráža do vzduchu. Čím je poloha Slnka nižšia, tým je odraz silnejší, takže deň pod vodou je kratší ako na súši. V temných hlbinách oceánu organizmy využívajú svetlo vyžarované živými bytosťami ako zdroj vizuálnych informácií. Žiara živého organizmu je tzv bioluminiscencia. Reakcie používané na generovanie svetla sú rôzne. Ale vo všetkých prípadoch ide o oxidáciu zložitých organických zlúčenín (luciferíny) pomocou proteínových katalyzátorov (luciferáza).
Spôsoby orientácie živočíchov vo vodnom prostredí.Život v neustálom šere či tme značne obmedzuje vaše možnosti vizuálna orientácia hydrobionty. Kvôli rýchlemu útlmu svetelných lúčov vo vode ich aj tí, ktorí majú dobre vyvinuté zrakové orgány, môžu používať len na navigáciu na blízko.
Zvuk sa šíri rýchlejšie vo vode ako vo vzduchu. Zvuková orientácia je vo vodných organizmoch vo všeobecnosti lepšie vyvinutá ako zraková. Mnohé druhy detegujú aj vibrácie s veľmi nízkou frekvenciou (infrazvuky) , vznikajúce pri zmene rytmu vĺn a pred búrkou zostupujú z povrchových vrstiev do hlbších (napríklad medúzy). Mnohí obyvatelia vodných plôch - cicavce, ryby, mäkkýše, kôrovce - vydávajú zvuky sami. Množstvo hydrobiontov používa potravu a naviguje echolokácia– vnímanie odrazených zvukových vĺn (kytovce). Mnohí vnímajú odrazené elektrické impulzy , pri plávaní produkujú výboje rôznych frekvencií. Množstvo rýb využíva na obranu a útok aj elektrické polia (elektrický rejnok, elektrický úhor a pod.).
Pre orientáciu v hĺbke slúži vnímanie hydrostatického tlaku. Vykonáva sa pomocou statocyst, plynových komôr a iných orgánov.
Filtrácia ako druh výživy. Mnoho hydrobiontov má špeciálny spôsob výživy - to je filtrácia alebo sedimentácia častíc organického pôvodu suspendovaných vo vode a početných malých organizmov.
Tvar tela. Väčšina hydrobiontov má aerodynamický tvar tela.
V rámci biosféry môžeme rozlišovať štyri hlavné biotopy. Ide o vodné prostredie, pozemské vzdušné prostredie, pôdu a prostredie tvorené samotnými živými organizmami.
Vodné prostredie
Voda slúži ako biotop pre mnohé organizmy. Z vody získavajú všetky látky potrebné pre život: potravu, vodu, plyny. Preto bez ohľadu na to, aké rozmanité sú vodné organizmy, všetky musia byť prispôsobené hlavným znakom života vo vodnom prostredí. Tieto vlastnosti sú určené fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami vody.
Hydrobionty (obyvatelia vodného prostredia) žijú v sladkej aj slanej vode a podľa ich biotopu sa delia do \(3\) skupín:
- planktón - organizmy žijúce na povrchu vodných útvarov a pasívne sa pohybujúce v dôsledku pohybu vody;
- nektón - aktívne sa pohybuje vo vodnom stĺpci;
- bentos - organizmy, ktoré žijú na dne nádrží alebo sa zahrabávajú do bahna.
Mnoho malých rastlín a živočíchov sa neustále vznáša vo vodnom stĺpci a žije v pozastavenom stave. Schopnosť stúpať je zabezpečená nielen fyzikálnymi vlastnosťami vody, ktorá má vztlakovú silu, ale aj špeciálnymi úpravami samotných organizmov, napríklad početnými výrastkami a prílohami, ktoré výrazne zväčšujú povrch ich tela, a preto zvýšiť trenie s okolitou kvapalinou.
Hustota tela zvierat, ako sú medúzy, je veľmi blízka hustote vody.
Navyše ich charakteristický tvar tela, pripomínajúci padák, im pomáha udržať sa vo vodnom stĺpci.
Aktívni plavci (ryby, delfíny, tulene atď.) majú vretenovité telo a končatiny vo forme plutv.
Ich pohyb vo vodnom prostredí je navyše uľahčený vďaka špeciálnej štruktúre vonkajších obalov, ktoré vylučujú špeciálne mazivo - sliz, ktorý znižuje trenie s vodou.
Voda má veľmi vysokú tepelnú kapacitu, t.j. schopnosť akumulovať a udržiavať teplo. Z tohto dôvodu nedochádza k prudkým teplotným výkyvom vo vode, ktoré sa často vyskytujú na súši. Veľmi hlboké vody môžu byť veľmi chladné, no vďaka stálej teplote si zvieratá dokázali vyvinúť množstvo prispôsobení, ktoré zabezpečujú život aj v týchto podmienkach.
Zvieratá môžu žiť v obrovských hĺbkach oceánov. Rastliny prežívajú len vo vrchnej vrstve vody, kam vstupuje žiarivá energia potrebná na fotosyntézu. Táto vrstva sa nazýva fotická zóna .
Keďže povrch vody odráža väčšinu svetla, ani v najpriehľadnejších vodách oceánu hrúbka fotickej zóny nepresahuje \(100\) m. Živočíchy veľkých hĺbok sa živia buď živými organizmami, alebo zvyškami živočíchov rastliny, ktoré neustále padajú z hornej vrstvy.
Rovnako ako suchozemské organizmy, aj vodné živočíchy a rastliny dýchajú a vyžadujú kyslík. Množstvo kyslíka rozpusteného vo vode klesá so zvyšujúcou sa teplotou. Okrem toho sa kyslík v morskej vode rozpúšťa horšie ako v sladkej vode. Z tohto dôvodu sú vody otvoreného mora tropického pásma chudobné na živé organizmy. A, naopak, polárne vody sú bohaté na planktón – malé kôrovce, ktorými sa živia ryby a veľké veľryby.
Zloženie solí vody je pre život veľmi dôležité. Ióny \(Ca2+\) sú pre organizmy mimoriadne dôležité. Mušle a kôrovce potrebujú vápnik na stavbu schránok alebo schránok. Koncentrácia solí vo vode sa môže značne líšiť. Voda sa považuje za čerstvú, ak jeden liter obsahuje menej ako \(0,5\) g rozpustených solí. Morská voda má stálu slanosť a obsahuje v priemere \(35\)g solí na liter.
Prostredie prízemného vzduchu
Prostredie suchozemského vzduchu, osvojené v priebehu evolúcie neskôr ako vodné prostredie, je zložitejšie a rozmanitejšie a obývajú ho viac organizované živé organizmy.
Najdôležitejším faktorom v živote tu žijúcich organizmov sú vlastnosti a zloženie vzduchových hmôt, ktoré ich obklopujú. Hustota vzduchu je oveľa nižšia ako hustota vody, takže suchozemské organizmy majú vysoko vyvinuté podporné tkanivá - vnútornú a vonkajšiu kostru. Formy pohybu sú veľmi rozmanité: beh, skákanie, plazenie, lietanie atď. Vo vzduchu lietajú vtáky a niektoré druhy hmyzu. Vzduchové prúdy nesú semená rastlín, spóry a mikroorganizmy.
Vzduchové masy sú neustále v pohybe. Teplota vzduchu sa môže meniť veľmi rýchlo a na veľkých plochách, takže organizmy žijúce na súši majú množstvo prispôsobení, aby odolali náhlym zmenám teploty alebo sa im vyhli.
Najpozoruhodnejší z nich je rozvoj teplokrvnosti, ktorý vznikol práve v prostredí suchozemského vzduchu.
Chemické zloženie vzduchu (\(78%\) dusík, \(21%\) kyslík a \(0,03%\) oxid uhličitý je dôležité pre život rastlín a živočíchov. Oxid uhličitý je napríklad najdôležitejšou surovinou pre fotosyntézu. Vzduchový dusík je nevyhnutný pre syntézu bielkovín a nukleových kyselín.
Množstvo vodnej pary vo vzduchu (relatívna vlhkosť) určuje intenzitu transpiračných procesov v rastlinách a vyparovanie z kože niektorých živočíchov. Organizmy žijúce v podmienkach s nízkou vlhkosťou majú početné úpravy, aby zabránili veľkým stratám vody. Napríklad púštne rastliny majú silný koreňový systém, ktorý dokáže pumpovať vodu do rastliny z veľkých hĺbok. Kaktusy uchovávajú vodu vo svojich tkanivách a využívajú ju šetrne. V mnohých rastlinách, aby sa znížilo vyparovanie, sú čepele listov premenené na tŕne. Mnoho púštnych zvierat sa ukladá do zimného spánku počas najteplejšieho obdobia, ktoré môže trvať aj niekoľko mesiacov.
Pôda - toto je horná vrstva pôdy, ktorá sa transformuje v dôsledku životnej činnosti živých bytostí. Ide o dôležitú a veľmi zložitú zložku biosféry, ktorá je úzko prepojená s jej ostatnými časťami. Pôdny život je nezvyčajne bohatý. Niektoré organizmy trávia v pôde celý život, iné časť života. Medzi časticami pôdy sú početné dutiny, ktoré môžu byť naplnené vodou alebo vzduchom. Preto je pôda obývaná vodnými aj vzduchom dýchajúcimi organizmami. Pôda zohráva v živote rastlín obrovskú úlohu.
Životné podmienky v pôde do značnej miery určujú klimatické faktory, z ktorých najdôležitejšia je teplota. Keď však človek ide hlbšie do pôdy, kolísanie teplôt je čoraz menej viditeľné: denné teplotné zmeny rýchlo miznú a s rastúcou hĺbkou miznú aj sezónne teplotné zmeny.
Aj v malých hĺbkach vládne v pôde úplná tma. Navyše, keď sa ponoríte do pôdy, obsah kyslíka sa zníži a obsah oxidu uhličitého sa zvýši. V značnej hĺbke teda môžu žiť len anaeróbne baktérie, pričom v horných vrstvách pôdy sa okrem baktérií, húb, prvokov, škrkaviek, článkonožcov a dokonca aj pomerne veľkých živočíchov, ktoré si robia chodby a stavajú si úkryty, ako sú krtkovia. piskory a krtonožky sa vyskytujú v hojnom množstve.
Prostredie tvorené samotnými živými organizmami
Je zrejmé, že životné podmienky vo vnútri iného organizmu sa vyznačujú väčšou stálosťou v porovnaní s podmienkami vonkajšieho prostredia.
Preto organizmy, ktoré si nájdu miesto v tele rastlín alebo živočíchov, často úplne strácajú orgány a systémy potrebné pre voľne žijúce druhy. Nemajú vyvinuté zmyslové orgány ani orgány pohybu, ale vyvíjajú sa u nich adaptácie (často veľmi sofistikované) na udržanie v tele hostiteľa a efektívnu reprodukciu.
Zdroje:
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biológia. 9. ročník // Drop
Kamensky A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Biológia. Všeobecná biológia (základná úroveň) ročníky 10-11 // Drop drop
Otázka 1. Vymenujte hlavné znaky života organizmov vo vodnom prostredí, v prostredí zem-vzduch a v pôde.
Charakteristiky života organizmov vo vodnom prostredí, v prostredí zem-vzduch a v pôde sú determinované fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami týchto životných prostredí. Tieto vlastnosti majú významný vplyv na pôsobenie ďalších faktorov neživej prírody - stabilizujú sezónne výkyvy teplôt (voda a pôda), postupne menia osvetlenie (voda) alebo ho úplne eliminujú (pôda) atď.
Voda je v porovnaní so vzduchom husté médium, má vztlakovú silu a je dobrým rozpúšťadlom. Preto sa mnohé organizmy žijúce vo vode vyznačujú zlým vývojom podporných tkanív (vodné rastliny, prvoky, coelenteráty, atď.), špeciálnymi metódami pohybu (vznášanie sa, prúdový pohon), dýchacími vlastnosťami a prispôsobením na udržiavanie konštantného osmotického tlaku vo vode. bunky, ktoré tvoria ich telá.
Hustota vzduchu je oveľa nižšia ako hustota vody, takže suchozemské organizmy majú vysoko vyvinuté podporné tkanivá - vnútornú a vonkajšiu kostru.
Pôda je vrchná vrstva zeme premenená v dôsledku činnosti živých bytostí. Medzi časticami pôdy sú početné dutiny, ktoré môžu byť naplnené vodou alebo vzduchom. Preto je pôda obývaná vodnými aj vzduchom dýchajúcimi organizmami.
Otázka 2. Aké adaptácie vyvinuli organizmy na život vo vodnom prostredí?
Vodné prostredie je hustejšie ako vzduch, čo podmieňuje prispôsobenie sa pohybu v ňom.
Aktívny pohyb vo vode si vyžaduje aerodynamický tvar tela a dobre vyvinuté svalstvo (ryby, hlavonožce – kalamáre, cicavce – delfíny, tulene).
Planktonické organizmy (plávajúce vo vode) majú úpravy, ktoré zvyšujú ich vztlak, ako je zväčšenie relatívneho povrchu tela v dôsledku početných výbežkov a setá; zníženie hustoty v dôsledku hromadenia tukov a plynových bublín v tele (jednobunkové riasy, prvoky, medúzy, malé kôrovce).
Pre organizmy žijúce vo vodnom prostredí sú tiež charakteristické úpravy na udržanie rovnováhy voda-soľ. Sladkovodné druhy majú úpravy na odstránenie prebytočnej vody z tela. Tomu slúžia napríklad vylučovacie vakuoly u prvokov. V slanej vode je naopak potrebné chrániť telo pred dehydratáciou, čo sa dosiahne zvýšením koncentrácie solí v tele.
Ďalším spôsobom, ako si udržať rovnováhu vody a soli, je presunúť sa na miesta s priaznivou úrovňou slanosti.
A napokon stálosť vodno-soľného prostredia tela zabezpečujú vodonepriepustné vrstvy (cicavce, vyššie raky, vodný hmyz a jeho larvy).
Rastliny potrebujú k životu svetelnú energiu zo Slnka, preto vodné rastliny žijú len v tých hĺbkach, kam môže svetlo preniknúť (zvyčajne nie viac ako 100 m). S rastúcou hĺbkou biotopu v rastlinných bunkách sa mení zloženie pigmentov, ktoré sa podieľajú na procese fotosyntézy, čo umožňuje zachytiť časti slnečného spektra prenikajúce do hĺbky.
Otázka 3. Ako sa organizmy vyhýbajú negatívnym účinkom nízkych teplôt?
Pri nízkych teplotách hrozí zastavenie metabolizmu, preto si organizmy vyvinuli špeciálne adaptačné mechanizmy na jeho stabilizáciu.
Rastliny sú najmenej prispôsobené náhlym teplotným výkyvom. Keď teplota prudko klesne pod 0 °C, voda v tkanivách sa môže zmeniť na ľad, ktorý ich môže poškodiť. Ale rastliny sú schopné odolať malým negatívnym teplotám tým, že naviažu voľné molekuly vody do komplexov, ktoré nie sú schopné vytvárať ľadové kryštály (napríklad akumuláciou až 20-30% cukrov alebo mastných olejov v bunkách).
S postupným znižovaním teploty počas sezónnych klimatických zmien začína v živote mnohých rastlín obdobie vegetačného pokoja, sprevádzané buď čiastočným alebo úplným odumieraním suchozemských vegetatívnych orgánov (bylinné formy), alebo dočasným zastavením alebo spomalením hlavných fyziologických procesov. - fotosyntéza a transport látok.
U zvierat je najspoľahlivejšou ochranou pred nízkymi teplotami prostredia teplokrvnosť, no nie všetky ju majú. Rozlišujú sa tieto spôsoby adaptácie zvierat na nízke teploty: chemická, fyzikálna a behaviorálna termoregulácia.
Chemická termoregulácia je spojená so zvýšením produkcie tepla s klesajúcou teplotou prostredníctvom zintenzívnenia redoxných procesov. Táto cesta si vyžaduje výdaj veľkého množstva energie, takže zvieratá v drsných klimatických podmienkach potrebujú viac potravy. Tento typ termoregulácie sa vykonáva reflexne.
Mnoho studenokrvných živočíchov je schopných udržiavať optimálnu telesnú teplotu prostredníctvom svalovej funkcie. Napríklad v chladnom počasí si čmeliaky zahrievajú telo chvením na 32-33 °C, čo im dáva možnosť vzlietnuť a nakŕmiť sa.
Fyzikálna termoregulácia je u zvierat spojená s prítomnosťou špeciálnych obalov tela - peria alebo srsti, ktoré svojou štruktúrou vytvárajú vzduchovú medzeru medzi telom a prostredím, keďže je známe, že vzduch je výborný tepelný izolant. Okrem toho sa u mnohých zvierat žijúcich v drsných klimatických podmienkach hromadí podkožný tuk, ktorý má aj tepelnoizolačné vlastnosti.
Behaviorálna termoregulácia je spojená s pohybom v priestore s cieľom vyhnúť sa teplotám nepriaznivým pre život, vytváraním úkrytov, zhlukovaním sa do skupín, zmenou aktivity v rôznych denných alebo ročných obdobiach.
Otázka 4. Aké sú hlavné znaky organizmov, ktoré využívajú telá iných organizmov ako biotop?
Životné podmienky vo vnútri iného organizmu sa vyznačujú väčšou stálosťou v porovnaní s podmienkami prostredia, preto organizmy, ktoré si nájdu miesto v tele rastlín alebo živočíchov, často úplne strácajú orgány a systémy potrebné pre voľne žijúce druhy (zmyslové orgány, orgány pohybu, trávenie). , atď. ), ale zároveň vyvíjajú zariadenia na uchytenie v tele hostiteľa (háčiky, prísavky atď.) a efektívnu reprodukciu.
Ako stiahnuť esej zadarmo? . A odkaz na túto esej; Biosféra. Životné prostredie už vo vašich záložkách.Ďalšie eseje na túto tému
Abiotické faktory prostredia a ich vplyv na živé organizmy Účel: odhaliť vlastnosti abiotických faktorov prostredia a zvážiť ich vplyv na živé organizmy. Ciele: oboznámiť študentov s environmentálnymi faktormi životného prostredia; odhaliť vlastnosti abiotických faktorov, zvážiť vplyv teploty, svetla a vlhkosti na živé organizmy; identifikovať rôzne skupiny živých organizmov v závislosti od vplyvu rôznych abiotických faktorov na ne; dokončiť praktickú úlohu na identifikáciu skupín organizmov v závislosti od abiotického faktora. Vybavenie: počítačová prezentácia, zadania
Otázka 1. Aké druhy organizmov zohrávajú hlavnú úlohu pri udržiavaní kolobehu živín? Biogénne prvky sú tie, ktoré sa nachádzajú v ekosystéme a sú nevyhnutné pre jeho život – makrotrofné a mikrotrofné. Neustále sa spájajú, stávajú sa súčasťou biomasy ekosystému, čo znižuje ich množstvo zostávajúce v prostredí ekosystému. Ak by sa organizmy nerozkladali činnosťou rozkladačov (heterotrofných organizmov), potom by sa vyčerpal prísun živín a život ekosystému by zanikol. Preto sa dá tvrdiť, že hrajú práve reduktory
Otázka 1. Aké adaptácie na zmeny teploty prostredia majú rastliny a živočíchy? Kľudové štádiá organizmov – cysty, kukly hmyzu, semená rastlín – dobre odolávajú teplotným zmenám. Spóry niektorých baktérií znesú teplotné výkyvy od -273 do +140 °C. Teplokrvné živočíchy – vtáky a cicavce – udržiavajú stálu telesnú teplotu pomocou vysokej úrovne metabolizmu, dokonalej termoregulácie a dobrej tepelnej izolácie. Napríklad niektoré veľryby a plutvonožce, kvôli prítomnosti hrubej vrstvy
Otázka 1. Na aké obdobia sa delí história Zeme? V dejinách Zeme sa rozlišujú tieto obdobia, ktorých názvy sú gréckeho pôvodu: Katarchean (pod najstarším), Archean (staroveký), Proterozoikum (primárny život), Paleozoikum (staroveký život), Mesozoikum (stredný život), kenozoikum (nový život). Otázka 2: Ako ovplyvnili aktivity živých organizmov zmenu zloženia atmosféry planéty? Staroveká atmosféra zahŕňala metán, amoniak, oxid uhličitý, vodík, vodnú paru a ďalšie anorganické zlúčeniny. V dôsledku životnej činnosti prvých organizmov v atmosfére sa tzv
1. Aká je zvláštnosť rozloženia života v oceáne? Život vo svetovom oceáne je rozšírený, ale druhové zloženie a hustota rastlín a živočíchov v oceánskych vodách je mimoriadne rôznorodá a nerovnomerná. Živé organizmy sa prispôsobujú životu v určitých podmienkach tvorených kombináciou rôznych vlastností vodných hmôt. 2. Čo určuje rozmiestnenie organizmov v povrchovej vrstve vody? Rozloženie organizmov v povrchovej vrstve závisí od prítomnosti kyslíka vo vode, množstva živín, slanosti, teploty a hustoty
Chodčenková Galina Mikhailovna Učiteľka biológie, Mestská vzdelávacia inštitúcia "Zharkovskaja stredná škola č. 1" Hodina biológie Tverského regiónu v 5. ročníku "Organické prostredie" Účel hodiny: Zovšeobecniť a prehĺbiť vedomosti o biotopoch živých organizmov, aby ste si vytvorili predstavu biotop organizmov, jeho podmienky: Vzdelávacie: prehĺbiť a rozšíriť vedomosti o biotopoch živých organizmov a o vlastnostiach adaptácie organizmov na životné podmienky v iných organizmoch; schopnosť rýchlo sa orientovať v toku informácií: nájsť to, čo potrebujete, pochopiť a použiť to, čo dostanete.
Otázka 1. Aký je vplyv živých organizmov na ich prostredie? Vplyvom živých organizmov na životné prostredie sa môžu meniť jeho fyzikálne a chemické vlastnosti (plynné zloženie vzduchu a vody, štruktúra a vlastnosti pôdy, dokonca aj klíma oblasti). Otázka 2. Aké druhy účinkov živých organizmov na životné prostredie poznáte? Druhy vplyvu živých organizmov na životné prostredie: 1) mechanické (zmeny mechanického zloženia pôdy, filtrácia vody a vzduchu, pohyb látok); 2) fyzikálno-chemické (zmena chemického zloženia vody, vzduchu,
Hustota vody- ide o faktor, ktorý určuje podmienky pre pohyb vodných organizmov a tlak v rôznych hĺbkach. Pre destilovanú vodu je hustota 1 g/cm3 pri 4 °C. Hustota prírodných vôd obsahujúcich rozpustené soli môže byť väčšia, až 1,35 g/cm 3 . Tlak sa zvyšuje s hĺbkou v priemere o 1 × 10 5 Pa (1 atm) na každých 10 m.
V dôsledku prudkého tlakového gradientu vo vodných útvaroch sú vodné organizmy vo všeobecnosti oveľa eurybatickejšie v porovnaní s suchozemskými organizmami. Niektoré druhy, rozmiestnené v rôznych hĺbkach, znášajú tlak od niekoľkých do stoviek atmosfér. Napríklad holotúrie rodu Elpidia a červy Priapulus caudatus žijú od pobrežnej zóny až po ultrapriepasťovú zónu. Dokonca aj sladkovodní obyvatelia, ako sú nálevníky, nálevníky, plávajúce chrobáky atď., vydržia pri pokusoch až 6 × 10 7 Pa (600 atm).
Mnohí obyvatelia morí a oceánov sú však pomerne stenobatickí a obmedzení na určité hĺbky. Stenobacia je najčastejšie charakteristická pre plytké a hlbokomorské druhy. Len prímorskú zónu obývajú letokruhy Arenicola a mäkkýše prílipky (Patella). Mnohé ryby, napríklad zo skupiny rybárov, hlavonožcov, kôrovcov, pogonoforov, hviezdice atď., sa nachádzajú len vo veľkých hĺbkach pri tlaku minimálne 4 10 7 - 5 10 7 Pa (400-500 atm).
Hustota vody poskytuje možnosť oprieť sa o ňu, čo je dôležité najmä pre nekostrové formy. Hustota prostredia slúži ako podmienka na vznášanie sa vo vode a mnohé vodné organizmy sú prispôsobené práve tomuto spôsobu života. Suspendované organizmy plávajúce vo vode sú spojené do špeciálnej ekologickej skupiny vodných organizmov - planktón („planktos“ - stúpajúci).
Ryža. 39. Zvýšenie relatívneho povrchu tela planktonických organizmov (podľa S. A. Zernova, 1949):
A - tyčový tvar:
1 - rozsievka Synedra;
2 - cyanobaktéria Aphanizomenon;
3 - peridínová riasa Amphisolenia;
4 - Euglena acus;
5 - hlavonožec Doratopsis vermicularis;
6 - veslonôžka Setella;
7 - Larva Porcellana (Decapoda)
B - pitvané formy:
1 - mäkkýš Glaucus atlanticus;
2 - červ Tomopetris euchaeta;
3 - Palinurus larva raka;
4 - larva čerta Lophius;
5 - veslonôžka Calocalanus pavo
Planktón zahŕňa jednobunkové a koloniálne riasy, prvoky, medúzy, sifonofóry, kenofory, pteropódy a mäkkýše, rôzne drobné kôrovce, larvy spodných živočíchov, rybie ikry a plôdik a mnohé ďalšie (obr. 39). Planktonické organizmy majú mnoho podobných prispôsobení, ktoré zvyšujú ich vztlak a bránia im klesať ku dnu. Takéto prispôsobenia zahŕňajú: 1) všeobecné zväčšenie relatívneho povrchu tela v dôsledku zmenšenia veľkosti, sploštenia, predĺženia, vývoja početných výstupkov alebo štetín, čo zvyšuje trenie s vodou; 2) zníženie hustoty v dôsledku zmenšenia kostry, hromadenia tukov, plynových bublín atď. V rozsievkách sa rezervné látky neukladajú vo forme ťažkého škrobu, ale vo forme tukových kvapiek . Nočné svetlo Noctiluca sa vyznačuje takým množstvom plynových vakuol a tukových kvapôčok v bunke, že cytoplazma v nej má vzhľad vlákien, ktoré sa spájajú iba okolo jadra. Vzduchové komory majú aj sifonofóry, množstvo medúz, planktónne ulitníky atď.
Morské riasy (fytoplanktón) Pasívne plávajú vo vode, ale väčšina planktonických živočíchov je schopná aktívneho plávania, ale v obmedzenej miere. Planktonické organizmy nedokážu prekonať prúdy a sú nimi prenášané na veľké vzdialenosti. Veľa druhov zooplanktón Sú však schopné vertikálnej migrácie vo vodnom stĺpci na desiatky a stovky metrov, a to ako vďaka aktívnemu pohybu, tak aj reguláciou vztlaku svojho tela. Špeciálnym druhom planktónu je ekologická skupina Neuston („nein“ - plávať) - obyvatelia povrchového filmu vody na hranici so vzduchom.
Hustota a viskozita vody výrazne ovplyvňuje možnosť aktívneho plávania. Zvieratá schopné rýchleho plávania a prekonávania sily prúdov sú zjednotené v ekologickej skupine nektón („nektos“ - plávajúce). Zástupcami nektónu sú ryby, chobotnice a delfíny. Rýchly pohyb vo vodnom stĺpci je možný iba vtedy, ak máte aerodynamický tvar tela a vysoko vyvinuté svaly. Torpédovitý tvar je vyvinutý u všetkých dobrých plavcov bez ohľadu na ich systematickú príslušnosť a spôsob pohybu vo vode: reaktívny, v dôsledku ohýbania tela, pomocou končatín.
Kyslíkový režim. Vo vode nasýtenej kyslíkom jeho obsah nepresahuje 10 ml na 1 liter, čo je 21-krát menej ako v atmosfére. Preto sú dýchacie podmienky vodných organizmov výrazne komplikované. Kyslík sa do vody dostáva najmä fotosyntetickou aktivitou rias a difúziou zo vzduchu. Preto sú horné vrstvy vodného stĺpca spravidla bohatšie na tento plyn ako spodné. So zvyšovaním teploty a slanosti vody v nej klesá koncentrácia kyslíka. Vo vrstvách silne osídlených živočíchmi a baktériami môže v dôsledku jeho zvýšenej spotreby vzniknúť prudký nedostatok O 2 . Napríklad vo Svetovom oceáne sú hĺbky bohaté na život od 50 do 1000 m charakterizované prudkým zhoršením prevzdušňovania - je 7-10-krát nižšie ako v povrchových vodách obývaných fytoplanktónom. Podmienky na dne nádrží môžu byť blízke anaeróbnym.
Medzi vodnými obyvateľmi existuje veľa druhov, ktoré dokážu tolerovať veľké výkyvy obsahu kyslíka vo vode až do jeho takmer úplnej absencie. (euryoxybionty - "oxy" - kyslík, "biont" - obyvateľ). Patria sem napríklad sladkovodné máloštetinavce Tubifex tubifex a ulitníky Viviparus viviparus. Medzi rybami kapor, lieň a karas znesú veľmi nízku nasýtenosť vody kyslíkom. Avšak, množstvo typov stenoxybiont - môžu existovať len pri dostatočne vysokom nasýtení vody kyslíkom (pstruh dúhový, pstruh potočný, miecha obyčajná, mihalnica Planaria alpina, larvy podeniek, potočníkov a pod.). Mnoho druhov je schopných upadnúť do neaktívneho stavu, keď je nedostatok kyslíka - anoxybióza - a zažiť tak nepriaznivé obdobie.
Dýchanie vodných organizmov prebieha buď povrchom tela alebo cez špecializované orgány – žiabre, pľúca, priedušnica. V tomto prípade môže integument slúžiť ako ďalší dýchací orgán. Napríklad ryba Loach spotrebuje cez kožu v priemere 63 % kyslíka. Ak dôjde k výmene plynov cez kožu tela, sú veľmi tenké. Dýchanie je tiež uľahčené zväčšením povrchu. Dosahuje sa to počas evolúcie druhov tvorbou rôznych výrastkov, sploštením, predlžovaním a celkovým zmenšením veľkosti tela. Niektoré druhy pri nedostatku kyslíka aktívne menia veľkosť povrchu dýchania. Tubifex tubifex červy značne predlžujú svoje telo; hydra a sasanka - chápadlá; ostnokožce – ambulakrálne nohy. Mnohé sediace a sedavé živočíchy obnovujú vodu okolo seba, a to buď vytváraním usmerneného prúdu alebo kmitavými pohybmi, čím podporujú jej miešanie. Mäkkýše na tento účel používajú riasinky, ktoré obkladajú steny plášťovej dutiny; kôrovce - práca brušných alebo hrudných nôh. Pijavice, larvy zvončekovitých komárov (krvné červy) a mnoho máloštetinavcov kývajú telom, ktoré trčí zo zeme.
U niektorých druhov dochádza ku kombinácii dýchania vody a vzduchu. Patria sem pľúcniky, sifonofóry, mnohé pľúcne mäkkýše, kôrovce Gammarus lacustris atď. Sekundárne vodné živočíchy si zvyčajne zachovávajú atmosférický typ dýchania, pretože je energeticky výhodnejší a preto vyžadujú kontakt so vzduchom, napríklad plutvonožce, veľryby, vodné chrobáky , larvy komárov atď.
Nedostatok kyslíka vo vode niekedy vedie ku katastrofálnym javom - Zomieram, sprevádzaná smrťou mnohých vodných organizmov. Zima zamrznečasto spôsobené tvorbou ľadu na povrchu vodných plôch a zastavením kontaktu so vzduchom; Leto- zvýšenie teploty vody a z toho vyplývajúce zníženie rozpustnosti kyslíka.
Častý úhyn rýb a mnohých bezstavovcov v zime je charakteristický napríklad pre dolnú časť povodia rieky Ob, ktorej vody, stekajúce z mokradí Západosibírskej nížiny, sú mimoriadne chudobné na rozpustený kyslík. Niekedy nastáva smrť v moriach.
Príčinou smrti môže byť okrem nedostatku kyslíka aj zvýšená koncentrácia toxických plynov vo vode – metánu, sírovodíka, CO 2 a pod., vznikajúcich rozkladom organických látok na dne nádrží. .
Soľný režim. Udržiavanie vodnej bilancie vodných organizmov má svoje špecifiká. Ak je pre suchozemské živočíchy a rastliny najdôležitejšie zabezpečiť telu vodu v podmienkach jej nedostatku, potom pre hydrobionty je nemenej dôležité udržiavať určité množstvo vody v tele, keď je jej v prostredí nadbytok. . Nadmerné množstvo vody v bunkách vedie k zmene osmotického tlaku v nich a narušeniu najdôležitejších životných funkcií.
Väčšina vodného života poikilosmotický: osmotický tlak v ich tele závisí od slanosti okolitej vody. Preto je hlavným spôsobom, ako si vodné organizmy udržať rovnováhu solí, vyhýbať sa biotopom s nevhodnou slanosťou. Sladkovodné formy nemôžu existovať v moriach a morské formy nemôžu tolerovať odsoľovanie. Ak sa slanosť vody mení, zvieratá sa pohybujú pri hľadaní priaznivého prostredia. Napríklad pri odsoľovaní povrchových vrstiev mora po silných dažďoch zostupujú do hĺbky 100 m rádiolariáni, morské kôrovce Calanus a ďalšie homoiosmotický druhov, udržujúcich konštantný osmotický tlak v tele bez ohľadu na koncentráciu solí vo vode.
U sladkovodných druhov sú telesné šťavy hypertonické vo vzťahu k okolitej vode. Hrozí im nadmerné zavlažovanie, ak sa nebráni prúdeniu vody alebo sa neodvádza prebytočná voda z tela. U prvokov sa to dosiahne prácou vylučovacích vakuol, v mnohobunkových organizmoch - odstránením vody cez vylučovací systém. Niektoré nálevníky vylučujú množstvo vody rovnajúce sa objemu ich tela každé 2-2,5 minúty. Bunka vynakladá veľa energie na „odčerpanie“ prebytočnej vody. So zvyšujúcou sa salinitou sa práca vakuol spomaľuje. V papučiach Paramecium teda pri slanosti vody 2,5 %o vakuola pulzuje v intervaloch 9 s, pri 5 %o - 18 s, 7,5 %o - 25 s. Pri koncentrácii soli 17,5 % prestane vakuola fungovať, pretože rozdiel osmotického tlaku medzi bunkou a vonkajším prostredím zmizne.
Ak je voda hypertonická vo vzťahu k telesným tekutinám vodných organizmov, hrozí im dehydratácia v dôsledku osmotických strát. Ochrana pred dehydratáciou sa dosahuje zvýšením koncentrácie solí aj v tele vodných organizmov. Dehydratácii bránia vodonepriepustné obaly homoiosmotických organizmov - cicavcov, rýb, vyšších rakov, vodného hmyzu a jeho lariev.
Mnohé poikilosmotické druhy prechádzajú do neaktívneho stavu – pozastavená animácia v dôsledku nedostatku vody v tele so zvyšujúcou sa salinitou. To je charakteristické pre druhy žijúce v bazénoch s morskou vodou a v prímorskej zóne: vírniky, bičíkovce, nálevníky, niektoré kôrovce, čiernomorský mnohoštetinavca Nereis divesicolor atď. Animácia pozastavená soľou- prostriedok na prežitie nepriaznivých období v podmienkach premenlivej slanosti vody.
Naozaj euryhalín Medzi vodnými obyvateľmi nie je veľa druhov, ktoré môžu žiť v aktívnom stave v sladkej aj slanej vode. Ide najmä o druhy obývajúce ústia riek, ústia riek a iné brakické vodné útvary.
Teplota nádrže sú stabilnejšie ako na súši. Je to dané fyzikálnymi vlastnosťami vody, predovšetkým jej vysokou mernou tepelnou kapacitou, vďaka ktorej príjem alebo výdaj značného množstva tepla nespôsobuje príliš prudké zmeny teploty. Odparovanie vody z povrchu nádrží, ktoré spotrebuje asi 2263,8 J/g, zabraňuje prehrievaniu spodných vrstiev a tvorbe ľadu, ktorý uvoľňuje teplo topenia (333,48 J/g), spomaľuje ich ochladzovanie.
Amplitúda ročných teplotných výkyvov v horných vrstvách oceánu nie je väčšia ako 10-15 ° C, v kontinentálnych vodách - 30-35 ° C. Hlboké vrstvy vody sa vyznačujú stálou teplotou. V rovníkových vodách je priemerná ročná teplota povrchových vrstiev +(26-27) °C, v polárnych vodách je to okolo 0 °C a menej. V horúcich suchozemských prameňoch sa teplota vody môže priblížiť k +100 °C a v podvodných gejzíroch pri vysokom tlaku na dne oceánu boli zaznamenané teploty +380 °C.
V nádržiach teda existuje pomerne významná rozmanitosť teplotných podmienok. Medzi hornými vrstvami vody, v ktorých sú vyjadrené sezónne teplotné výkyvy, a spodnými, kde je tepelný režim konštantný, je zóna teplotného skoku alebo termokliny. Termočlína je výraznejšia v teplých moriach, kde je teplotný rozdiel medzi vonkajšími a hlbokými vodami väčší.
Vďaka stabilnejšiemu teplotnému režimu vody je stenotermia medzi vodnými organizmami bežná v oveľa väčšej miere ako medzi suchozemskou populáciou. Eurytermné druhy sa vyskytujú najmä v plytkých kontinentálnych nádržiach a v prímorskej zóne morí vysokých a miernych zemepisných šírok, kde sú výrazné denné a sezónne výkyvy teplôt.
Svetelný režim. Vo vode je oveľa menej svetla ako vo vzduchu. Časť lúčov dopadajúcich na povrch nádrže sa odráža do vzduchu. Čím je poloha Slnka nižšia, tým je odraz silnejší, takže deň pod vodou je kratší ako na súši. Napríklad letný deň pri ostrove Madeira v hĺbke 30 m - 5 hodín a v hĺbke 40 m iba 15 minút. Rýchly pokles množstva svetla s hĺbkou je spojený s jeho absorpciou vodou. Lúče rôznych vlnových dĺžok sa absorbujú odlišne: červené miznú blízko povrchu, zatiaľ čo modrozelené prenikajú oveľa hlbšie. Súmrak v oceáne, ktorý sa prehlbuje s hĺbkou, je najprv zelený, potom modrý, indigový a modrofialový, až nakoniec ustúpi neustálej tme. V súlade s tým sa zelené, hnedé a červené riasy špecializované na zachytávanie svetla s rôznymi vlnovými dĺžkami navzájom nahrádzajú hĺbkou.
Farba zvierat sa mení s hĺbkou rovnako prirodzene. Najjasnejšie a najrozmanitejšie sú sfarbení obyvatelia prímorských a sublitorálnych zón. Mnohé hlboké organizmy, ako napríklad jaskynné organizmy, nemajú pigmenty. V zóne súmraku je rozšírené červené sfarbenie, ktoré je v týchto hĺbkach komplementárne k modrofialovému svetlu. Lúče ďalšej farby sú úplne absorbované telom. To umožňuje zvieratám skryť sa pred nepriateľmi, pretože ich červená farba v modrofialových lúčoch je vizuálne vnímaná ako čierna. Červené sfarbenie je charakteristické pre zvieratá v zóne súmraku, ako je morský vlk, červené koraly, rôzne kôrovce atď.
U niektorých druhov, ktoré žijú v blízkosti povrchu vodných plôch, sú oči rozdelené na dve časti s rôznymi schopnosťami lámať lúče. Jedna polovica oka vidí vo vzduchu, druhá vo vode. Takáto „štvorokosť“ je charakteristická pre prívlačové chrobáky, americké ryby Anableps tetraphthalmus a jeden z tropických druhov blenny Dialommus fuscus. Počas odlivu sedí táto ryba vo výklenkoch a odkrýva časť hlavy z vody (pozri obr. 26).
Absorpcia svetla je tým silnejšia, čím je priehľadnosť vody nižšia, čo závisí od počtu častíc v nej suspendovaných.
Transparentnosť sa vyznačuje maximálnou hĺbkou, v ktorej je ešte viditeľný špeciálne znížený biely kotúč s priemerom cca 20 cm (Secchiho disk). Najčistejšie vody sú v Sargasovom mori: disk je viditeľný do hĺbky 66,5 m V Tichom oceáne je disk Secchi viditeľný až do 59 m, v Indickom oceáne - až 50, v plytkých moriach - až do. 5-15 m Priehľadnosť riek je v priemere 1-1,5 m a v najbahnitejších riekach, napríklad v stredoázijskej Amudarji a Syrdarji, len niekoľko centimetrov. Hranica fotosyntetickej zóny sa preto v rôznych vodných plochách značne líši. V tých najčistejších vodách eufotický zóna alebo zóna fotosyntézy siaha do hĺbok nepresahujúcich 200 m, súmraku, príp. dysfotický, zóna zaberá hĺbky do 1000-1500 m a hlbšie v r. afotický zóny slnečné svetlo vôbec neprenikne.
Množstvo svetla v horných vrstvách nádrží sa značne líši v závislosti od zemepisnej šírky oblasti a ročného obdobia. Dlhé polárne noci výrazne obmedzujú čas dostupný na fotosyntézu v arktických a antarktických panvách a ľadová pokrývka sťažuje svetlu, aby sa v zime dostalo do všetkých zamrznutých vodných plôch.
V temných hlbinách oceánu organizmy využívajú svetlo vyžarované živými bytosťami ako zdroj vizuálnych informácií. Žiara živého organizmu je tzv bioluminiscencia. Svetlé druhy sa nachádzajú takmer vo všetkých triedach vodných živočíchov od prvokov po ryby, ako aj medzi baktériami, nižšími rastlinami a hubami. Zdá sa, že bioluminiscencia vznikla viackrát v rôznych skupinách v rôznych štádiách evolúcie.
Chémia bioluminiscencie je teraz celkom dobre pochopená. Reakcie používané na generovanie svetla sú rôzne. Ale vo všetkých prípadoch ide o oxidáciu zložitých organických zlúčenín (luciferíny) pomocou proteínových katalyzátorov (luciferáza). Luciferíny a luciferázy majú v rôznych organizmoch rôzne štruktúry. Počas reakcie sa prebytočná energia excitovanej molekuly luciferínu uvoľňuje vo forme svetelných kvánt. Živé organizmy vyžarujú svetlo v impulzoch, zvyčajne v reakcii na podnety prichádzajúce z vonkajšieho prostredia.
Žiara nemusí hrať špeciálnu ekologickú úlohu v živote druhu, ale môže byť vedľajším produktom vitálnej aktivity buniek, ako napríklad v baktériách alebo nižších rastlinách. Ekologický význam nadobúda len u zvierat, ktoré majú dostatočne vyvinutý nervový systém a zrakové orgány. U mnohých druhov získavajú luminiscenčné orgány veľmi zložitú štruktúru so systémom reflektorov a šošoviek, ktoré zosilňujú žiarenie (obr. 40). Množstvo rýb a hlavonožcov, ktoré nie sú schopné generovať svetlo, používa symbiotické baktérie, ktoré sa množia v špeciálnych orgánoch týchto zvierat.
Ryža. 40. Luminiscenčné orgány vodných živočíchov (podľa S. A. Zernova, 1949):
1 - hlbokomorský čert s baterkou cez zubatú tlamu;
2 - rozloženie svietiacich orgánov u rýb z čeľade. Mystophidae;
3 - svetelný orgán ryby Argyropelecus affinis:
a - pigment, b - reflektor, c - svietiace teleso, d - šošovka
Bioluminiscencia má v živote živočíchov hlavne signalizačnú hodnotu. Svetelné signály môžu slúžiť na orientáciu v kŕdli, prilákanie jedincov opačného pohlavia, lákanie obetí, na maskovanie či rozptýlenie. Záblesk svetla môže pôsobiť ako obrana pred predátorom tým, že ho oslepí alebo dezorientuje. Napríklad hlbokomorské sépie, ktoré utekajú pred nepriateľom, vypúšťajú oblak svetelného sekrétu, zatiaľ čo druhy žijúce v osvetlených vodách používajú na tento účel tmavú tekutinu. U niektorých spodných červov - mnohoštetinavcov - sa v období dozrievania reprodukčných produktov vyvíjajú svetelné orgány a samice žiaria jasnejšie a oči sú lepšie vyvinuté u mužov. U dravých hlbokomorských rýb z radu čertov je prvý lúč chrbtovej plutvy posunutý do hornej čeľuste a premenený na pružnú „tyč“, ktorá na konci nesie „návnadu“ v tvare červa – žľazu naplnenú hlienom. so svietiacimi baktériami. Reguláciou prietoku krvi do žľazy a tým aj prísunu kyslíka do baktérie môžu ryby dobrovoľne spôsobiť, že sa „návnada“ rozžiari, napodobňuje pohyby červa a láka korisť.
