Важнейшие биологические среды обитания живых организмов - наземно-воздушная и водная. В чем заключается их специфика?

Что представляет собой наземно-воздушная среда?

Данная среда располагается непосредственно на поверхности нашей планеты, а также в нижних слоях ее атмосферы. В ней обитает основная часть живых организмов, которые относятся:

1. к позвоночным;
2. к насекомым и паукообразным.

В пределах наземно-воздушной среды обитают также некоторые моллюски и черви.

Если говорить о растительности, основная часть высших растений (тех, у которых есть корни и стебли) также обитает в наземно-воздушной среде. То же можно сказать и о высших грибах.

Концентрация бактерий в наземно-воздушной среде относительно невысока. В рассматриваемой среде обитания также редко встречаются водоросли (как низшие растения).

Для наземно-воздушной среды характерны наличие большого процента кислорода и значительная разница в климате между регионами, находящимися на значительном расстоянии друг от друга. Наиболее комфортные для живых организмов условия обитания в рассматриваемой среде - области, расположенные на небольшой высоте или же непосредственно наземные. Воздух по мере отдаления от земли становится все более разреженным и холодным.

Наземно-воздушная среда тесно связана с водной. Изучим ее особенности.

Что представляет собой водная среда?

Водная среда , или гидросфера , - это совокупность океанов планеты, ее морей, континентальных вод и ледников. Иногда исследователи включают в нее и подземные воды, а также ледовые и снежные массивы в Арктике и Антарктике. Основная часть воды на планете приходится на моря и океаны.

Водная среда составляет порядка 71 % от поверхности Земли. В ней проживает основная часть живых организмов, относящихся:

1. к рыбам;
2. к ракообразным;
3. к моллюскам;
4. к водорослям (как низшим растениям).

Большую зависимость от водной среды имеют многие птицы и значительная часть млекопитающих. Некоторые из них представлены известными животными - дельфинами, китами, для которых вода - основной ареал обитания. Есть также множество высших растений, произрастающих в воде или на ее поверхности.

Процент кислорода в воздухе, растворенном в воде, меньше, чем в атмосфере, но достаточен для поддержания жизнедеятельности организмов, которые имеют жабры.

Сравнение

Есть, конечно же, не одно отличие наземно-воздушной среды от водной. Они различаются между собой, в частности:

1. по агрегатному состоянию, что очевидно;
2. по составу флоры и фауны;
3. по степени доступности областей, отдаленных от тех, что характеризуются наибольшей частотой встречаемости биологических видов.

Оба рассматриваемых типа воздушной среды, как мы отметили выше, тесно связаны между собой. В природе они практически всегда взаимодействуют друг с другом, и во многих случаях их деление - условно. Жизнедеятельность многих организмов в наземно-воздушной среде возможна только благодаря ее взаимодействию с водной и наоборот.

Определив, в чем разница между наземно-воздушной и водной средой заключается принципиально, отразим выводы в небольшой таблице.

Таблица

Презентация по теме: «Моллюски. Брюхоногие. » Вып олнила: Ученица МАОУ «Лицея № 28 им. Н.А.Рябова» 7 класса «В» Ермилова Елизавета

Виноградная улитка.

Происхождение моллюсков. Происхождение моллюсков - древние обитатели нашей планеты - появились около 450-500 млн. лет назад. Среди характерных их признаков отмечают известковую раковину. Моллюски - крупный по числу видов (130 тыс.) тип животных. Их предками, судя по всему, были плоские черви. Обитают моллюски преимущественно в морях (мидии, устрицы, кальмары, осьминоги), пресных водоёмах (беззубки, прудовики, живородки), реже - во влажной наземной среде (виноградная улитка, слизни). Размеры тела взрослых моллюсков разных видов значительно различаются - от нескольких миллиметров до 20 метров.

Моллюски разделяются на 3 класса: Брюхоногие Головоногие Двустворчатые

Брюхоногие.

Класс брюхоногие - это единственный класс, представители которого освоили не только водоемы, но и сушу, поэтому по числу видов моллюсков - это самый многочисленный класс. Его представители сравнительно небольшие по размерам: черноморский моллюск рапана до 12 см высотой, виноградная улитка - 8 см, некоторые голые слизни - до 10 см, крупные тропические виды достигают 60 см.

Внешнее и внутренне строение.

К брюхоногим моллюскам относятся слизни, получившие название из-за обильно выделяемой слизи. Раковины у них нет. Обитают на суше во влажных местах и питаются растениями, грибами, некоторые встречаются на огородах, нанося вред культурным растениям.

Слизень полевой.

Интересное и познавательное.

1. Самый большой когда-либо пойманный моллюск весил около 340 килограмм. Он был выловлен в Окинаве, Япония в 1956 году.

2. Самый старый пойманный человеком моллюск, по оценкам ученых имел возраст в районе 405 лет, возможно, он был самым старым морским животным3. Возраст моллюсков можно определить по количеству колец на створке раковины. Каждое кольцо отличается от предыдущего за счет особенностей пищи потребляемой в этот период, состояния экологии, температуры и количества кислорода в воде.

6. Устрица за один сезон может произвести около миллиона яиц. Однако только единицы смогут выжить и дорасти до взрослого состояния.

7. Некоторые разновидности гребешков имеют десятки голубых глаз по краям раковины. С помощью них, гребешки могут замечать хищников и вовремя убежать. 8. Двухстворчатые моллюски могут передвигаться. Гребешки, например, ритмично сжимая створки и выбрасывая струю воды могут отплыть достаточно далеко от своих врагов – морских звезд.

Спасибо за внимание!

Лекция 3 СРЕДЫ ОБИТАНИЯ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ (2ч)

1.Водная среда обитания

2.Наземно-воздушная среда обитания

3.Почва, как среда обитания

4.Организм, как среда обитания

В процессе исторического развития живые организмы освоили четыре среды обитания. Первая – вода. В воде жизнь зародилась и развивалась многие миллионы лет. Вторая – наземно-воздушная – на суше и в атмосфере возникли и бурно адаптировались к новым условиям растения и животные. Постепенно преобразуя верхний слой суши - литосферы, они создали третью среду обитания – почву, а сами стали четвертой средой обитания.

Водная среда обитания - гидросфера

Экологические группы гидробионтов. Наибольшим разнообразием жизни отличаются теплые моря и океаны (40000 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.

Нектон (nektos – плавающий) - 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.

Планктон (planktos – блуждающий, парящий) – совокупность растений (фитопланктон: диатомовые, зеленые и сине-зеленые (только пресные водоемы) водоросли, растительные жгутиконосцы, перидинеи и др.) и мелких животных организмов (зоопланктон: мелкие ракообразные, из более крупных – крылоногие моллюски, медузы, гребневики, некоторые черви), обитающих на разной глубине, но не способных к активным передвижениям и к противостоянию течениям. В состав планктона входят и личинки животных, образуя особую группу – нейстон. Это пассивно плавающее «временное» население самого верхнего слоя воды, представленное разными животными (десятиногие, усоногие и веслоногие ракообразные, иглокожие, полихеты, рыбы, моллюски и др.) в личиночной стадии. Личинки, взрослея, переходят в нижние слои пелагели. Выше нейстона располагается плейстон – это организмы, у которых верхняя часть тела растет над водой, а нижняя – в воде (ряска – Lemma, сифонофоры и др.). Планктон играет важную роль в трофических связях биосферы, т.к. является пищей для многих водных обитателей, в том числе основным кормом для усатых китов (Myatcoceti).

Бентос (benthos – глубина) – 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. У побережий встречаются цветковые растения зостера, рупия. Наиболее богаты фитобентосом каменистые участки дна.

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.

Укореняющиеся прибрежные растения в озерах образуют четко выраженные пояса, видовой состав и облик которых согласуются с условиями среды в пограничной зоне «суша-вода». В воде у самого берега растут гидрофиты – полупогруженные в воду растения (стрелолист, белокрыльник, камыши, рогоз, осоки, трищетинник, тростник). Они сменяются гидатофитами – растениями, погруженными в воду, но с плавающими листьями (лотос, ряски, кубышки, чилим, такла) и – далее – полностью погруженными (рдесты, элодея, хара). К гидатофитам относятся и плавающие на поверхности растения (ряска).

Высокая плотность водной среды определяет особый состав и характер изменения жизнеобеспечивающих факторов. Одни из них те же, что и на суше – тепло, свет, другие специфические: давление воды (с глубиной увеличивается на 1 атм. на каждые 10 м), содержание кислорода, состав солей, кислотность. Благодаря высокой плотности среды, значения тепла и света с градиентом высоты изменяются гораздо быстрее, чем на суше.

Тепловой режим. Для водной среды характерен меньший приход тепла, т.к. значительная часть его отражается, и не менее значительная часть расходуется на испарение. Согласуясь с динамикой наземных температур, температура воды обладает меньшими колебаниями суточных и сезонных температур. Более того, водоемы существенно выравнивают ход температур в атмосфере прибрежных районов. При отсутствии ледового панциря моря в холодное время года оказывают отепляющее действие на прилегающие территории суши, летом – охлаждающее и увлажняющее.

Диапазон значений температуры воды в Мировом океане составляет 38° (от -2 до +36°С), в пресных водоемах – 26° (от -0,9 до +25°С). С глубиной температура воды резко падает. До 50 м наблюдаются суточные колебания температуры, до 400 – сезонные, глубже она становится постоянной, опускаясь до +1-3°С (в Заполярье близка к 0°С). Поскольку температурный режим в водоемах сравнительно стабилен, их обитателям свойственна стенотермность. Незначительные колебания температуры в ту или иную сторону сопровождается существенными изменениями в водных экосистемах.

Примеры: «биологический взрыв» в дельте Волги из-за понижения уровня Каспийского моря – разрастание зарослей лотоса (Nelumba kaspium), в южном Приморье – зарастание белокрыльником стариц рек (Комаровка, Илистая и др.) по берегам которых вырублена и сожжена древесная растительность.

В связи с разной степенью прогревания верхних и нижних слоев в течение года, приливами и отливами, течениями, штормами происходит постоянное перемешивание водных слоев. Роль перемешивания воды для водных обитателей (гидробионтов) исключительно велика, т.к. при этом выравнивается распределение кислорода и питательных веществ внутри водоемов, обеспечивая обменные процессы между организмами и средой.

Световой режим. Интенсивность света в воде сильно ослаблена из-за его отражения поверхностью и поглощения самой водой. Это сильно сказывается на развитии фотосинтезирующих растений. Чем меньше прозрачность воды, тем сильнее поглощается свет. Прозрачность воды лимитируется минеральными взвесями, планктоном. Уменьшается она при бурном развитии мелких организмов летом, а в умеренных и северных широтах – еще и зимой, после установления ледового покрова и укрытия его сверху снегом.

В океанах, где вода очень прозрачна, на глубину 140 м проникает 1% световой радиации, а в небольших озерах на глубине 2 м проникает всего лишь десятые доли процента. Лучи разных частей спектра поглощаются в воде неодинаково, вначале поглощаются красные лучи. С глубиной становится все темнее, и цвет воды становится вначале зеленым, затем голубым, синим и в конце – сине-фиолетовым, переходя в полный мрак. Соответственно меняют цвет и гидробионты, адаптирующиеся не только к составу света, но и к его недостатку – хроматическая адаптация. В светлых зонах, на мелководьях, преобладают зеленые водоросли (Chlorophyta), хлорофилл которых поглощают красные лучи, c глубиной они сменяются бурыми (Phaephyta) и далее красными (Rhodophyta). На больших глубинах фитобентос отсутствует.

К недостатку света растения приспособились развитием хроматофоров крупных размеров, обеспечивающих низкую точку компенсации фотосинтеза, а также увеличением площади ассимилирующих органов (индекса листовой поверхности). Для глубоководных водорослей типичны сильно рассеченные листья, пластинки листьев тонкие, просвечивающиеся. Для полупогруженных и плавающих растений характерна гетерофиллия – листья над водой такие же, как у наземных растений, имеют цельную пластинку, развит устьичный аппарат, а в воде листья очень тонкие, состоят из узких нитевидных долей.

Гетерофиллия: кубышки, кувшинки, стрелолист, чилим (водяной орех).

Животные, как и растения, закономерно меняют свою окраску с глубиной. В верхних слоях они ярко окрашены в разные цвета, в сумеречной зоне (морской окунь, кораллы, ракообразные) окрашены в цвета с красным оттенком – удобнее скрываться от врагов. Глубоководные виды лишены пигментов.

Характерными свойствами водной среды, отличными от суши, являются высокая плотность, подвижность, кислотность, способность растворения газов и солей. Для всех этих условий у гидробионтов исторически выработаны соответствующие приспособления-адаптации.

2.Наземно-воздушная среда обитания

В ходе эволюции эта среда была освоена позже, чем водная. Ее особенность заключается в том, что она газообразная, поэтому характеризуется низкими влажностью, плотностью и давлением, высоким содержанием кислорода. В ходе эволюции у живых организмов выработались необходимые анатомо-морфологические, физиологические, поведенческие и другие адаптации.

Животные в наземно-воздушной среде передвигаются по почве или по воздуху (птицы, насекомые), а растения укореняются в почве. В связи с этим, у животных появились легкие и трахеи, а у растений – устьичный аппарат, т.е. органы, которыми сухопутные обитатели планеты усваивают кислород прямо из воздуха. Сильное развитие получили скелетные органы, обеспечивающие автономность передвижения по суше и поддерживающие тела со всеми его органами в условиях незначительной плотности среды, в тысячи раз меньшей по сравнению с водой. Экологические факторы в наземно-воздушной среде отличаются от других сред обитания высокой интенсивностью света, значительными колебаниями температуры и влажности воздуха, корреляцией всех факторов с географическим положением, сменой сезонов года и времени суток. Воздействия их на организмы неразрывно связано с движением воздуха и положения относительно морей и океанов и сильно отличаются от воздействия в водной среде (табл. 1).

Условия обитания организмов воздушной и водной среды

(по Д. Ф. Мордухай-Болтовскому, 1974)

У животных и растений суши выработались свои, не менее оригинальные адаптации на неблагоприятные факторы среды: сложное строение тела и его покровов, периодичность и ритмика жизненных циклов, механизмы терморегуляции и пр. Выработалась целенаправленная подвижность животных в поисках пищи, появились переносимые ветром споры, семена и пыльца растений, а также растения и животные, жизнь которых всецело связана с воздушной средой. Сформировалась исключительно тесная функциональная, ресурсная и механическая взаимосвязь с почвой.

Многие из адаптаций были рассмотрены нами выше, в качестве примеров при характеристике абиотических факторов среды. Поэтому сейчас повторяться нет смысла, т.б., что к ним мы вернемся еще на практических занятиях

Тип Моллюски, или Мягкотелые, включает более 100 тысяч видов из 7 или 8 (по разным классификациям) ныне живущих класса. При этом большинство видов относятся к классам Брюхоногие и Двустворчатые. Представители мягкотелых: улитки, слизни, перловицы, устрицы, кальмары, осьминоги и др.

Различные виды моллюсков, принадлежащие разным классам, достаточно сильно отличаются по строению, а нередко и по жизненному циклу.

Размеры тела от менее миллиметра до более 10 м.

Внешнее строение моллюсков

Тело моллюска имеет двустороннюю (билатеральную) симметрию или асимметрично в следствие искажения билатеральной симметрии в процессе индивидуального развития.

Тело не разделено на сегменты. Однако у наиболее просто устроенных моллюсков есть некоторые признаки сегментации. Поэтому у мягкотелых либо могли быть общие предки с кольчатыми червями, либо их предками были сами кольчатые черви.

Тело многих моллюсков состоит из головы, туловища и ноги. У двустворчатых голова отсутствует, нога редуцирована. У головоногих и ряда других нога превратилась в орган плавания.

Туловище образует мантию, которая представляет собой кожную складку, прикрывающую тело. Между туловищем и мантией образуется мантийная полость, куда открываются отверстия органов выделения, иногда половых органов, анальное отверстие. Здесь же находятся жабры (или легкое) и некоторые органы чувств.

У многих моллюсков тело со спинной стороны прикрывает твердая раковина, имеющая минеральную природу. Она формируется из веществ, которые выделяются мантией. В основном это кристаллический углекислый кальций (CaCO 3) с примесью органического вещества. Часто сверху раковина покрыта рогоподобным органическим веществом, а изнутри имеет известковый слой, который называют перламутром.

Раковина может быть цельной, двустворчатой или состоящей из нескольких пластинок. Обычно хорошо развита у медленно передвигающихся и неподвижных моллюсков. У других может быть маленькой или полностью отсутствовать. Так, например, раковины нет кальмаров, осьминогов, а также у слизней.

На голове у моллюсков расположены ротовое отверстие, щупальца и глаза.

Нога представляет собой непарный мускулистый вырост брюшной стороны тела. Используется для ползания. Может нести органы равновесия (статоцисты ).

Внутреннее строение моллюсков

Как и кольчатые черви моллюски относятся к первичноротым, вторичнополостным и трехслойным.

Несмотря на то, что моллюски относятся к вторичнополостным, вторичная полость тела (целом) хорошо развит только у их эмбрионов. У взрослых целом остается лишь в виде околосердечной сумки и полости половой железы, а промежутки между органами заполняются соединительной тканью (паренхимой).

Пищеварительная система

За ротовым отверстием моллюска идет глотка, в которой у многих видов имеется радула (терка). Радула состоит из ленты и расположенных на ней зубчиков, которыми соскабливается растительная пища или схватывается животная (простейшие, рачки и др.).

У некоторых хищных моллюсков в ротовую полость открываются слюнные железы, чей секрет содержит яд.

У двустворчатых моллюсков, которые питаются микроорганизмами и мелкими органическими частичками, за ртом сразу следует пищевод, т. е у них нет глотки с теркой.

Дыхательная система

У водных моллюсков имеются парные жабры (ктенидии ), которые являются кожными выростами в мантийную полость. У наземных есть легкое, которое представляет собой складку (карман) мантии, заполняемый воздухом. Его стенки пронизаны кровеносными сосудами. Несмотря на наличие органов дыхания, у моллюсков также присутствует кожное дыхание.

Кровеносная система

В отличие от кольчатых червей у моллюсков кровеносная система незамкнутая. Хотя у наиболее сложно устроенных мягкотелых она почти замкнута. У некоторых пигмент, переносящий кислород, содержит марганец или медь, а не железо. Поэтому кровь может быть голубого цвета.

Есть сердце, которое у большинства видов состоит из одного желудочка и двух предсердий.

От сердца отходит аорта, затем идут артерии, которые изливают кровь в промежутки между органами. Затем уже венозная кровь снова собирается уже в другие сосуды и идет в жабры или легкое. Оттуда по сосудам в сердце.

Выделительная система

У моллюсков есть от 1 до 12 штук почек похожих на метанефридии. Внутри они открываются в полость околосердечной сумки, другим концом - в мантийную полость. В почках происходит накопление мочевой кислоты.

Нервная система и органы чувств

Нервная система моллюсков включает несколько пар ганглиев, соединенных нервными стволами. От стволов отходят нервы.

У разных представителей типа степень развития нервной системы различна. У более простых она лестничного типа, у остальных - разбросанно-узлового типа.

Есть органы осязания, химического чувства, равновесия. У подвижных форм, особенно у быстро плавающих головоногих, развиты органы зрения.

Размножение моллюсков

Среди моллюсков есть как раздельнополые виды, так и гермафродиты (реже). Оплодотворение наружное или внутреннее. Половые железы открываются в целом, а половые продукты выводятся в мантийную полость через почки.

Из яйца развивается планктонная личинка (парусник) или маленький моллюск.

Значение моллюсков

Донные двустворчатые моллюски фильтруют воду, чем очищают ее не только от органических, но и от минеральных частиц.

Моллюски служат кормом для других животных, в том числе их едят птицы, млекопитающие и человек. Люди разводят, например, устриц.

В раковинах жемчужниц образуется жемчуг, который люди используют в качестве украшений.

По раковинам ископаемых моллюсков ученые устанавливают возраст осадочных пород.

Некоторые морские двустворчатые разрушают древесину, чем могут наносить ущерб суднам и гидротехническим сооружениям.

Наземные слизни и улитки могут вредить садам и виноградникам.

Обитает именно в этой среде. Здесь распространена большая часть животных, растений, некоторые грибы, простейшие и бактерии.

Распространённость видов

Водоросли обитают снаружи (редко в почве), но никогда не обитают в наземно-воздушной среде. В процессе некоторые виды научились выживать здесь. Они приспособились в первую очередь к аэробным условиям, так как сами организовали их в атмосфере.

В наземно-воздушной среде составляет несколько десятков-сотен на , что является минимальным показателем для всех четырёх сред. Это доказывает, что практически не распространены в наземно-воздушной среде.

Характеристика среды

Наземно-воздушная среда — среда, состоящая из воздуха, что объясняет её название. Характеризуется обычно следующим:

• Воздух не оказывает почти никакого сопротивления, поэтому оболочка организмов обычно не обтекающая.
• Большое содержание кислорода в воздухе.
• Есть климат и времена года.
• Ближе к земле температура воздуха выше, поэтому большинство видов обитают на равнинах.
• В атмосфере отсутствует вода, необходимая для жизни, поэтому организмы селятся ближе к рекам и другим водоёмам.
• Растения, которые имеют корень, пользуются минеральными веществами, находящимися в почве и, частично, находятся в почвенной среде.
• Минимум температуры был зарегистрирован в Антарктиде, который составлял — 89 ° С, а максимум + 59 ° С.
• Биологическая среда распространена от 2 км ниже , до 20 км выше .

Связь с другими средами обитания

Растения являются наиболее необходимым царством для других организмов. Но они нуждаются в воде, поступающей из водной среды и минеральных веществах, которые они получают из почвенной среды. Все организмы нуждаются и в том, и в этом, так что наземно-воздушную среду можно считать улучшенной средой, поддерживаемой двумя другими средами, что придаёт ей ещё больше универсальности.