Der Land-Luft-Lebensraum ist in seinen ökologischen Bedingungen wesentlich komplexer als die aquatische Umwelt. Um an Land zu leben, mussten sowohl Pflanzen als auch Tiere eine ganze Reihe grundlegend neuer Anpassungen entwickeln.

Die Dichte der Luft ist 800-mal geringer als die Dichte des Wassers, sodass in der Luft schwebendes Leben praktisch unmöglich ist. Lediglich Bakterien, Pilzsporen und Pflanzenpollen sind regelmäßig in der Luft vorhanden und können durch Luftströmungen über große Entfernungen transportiert werden, aber in allen Fällen Hauptfunktion Lebenszyklus - Die Fortpflanzung erfolgt auf der Erdoberfläche, wo Nährstoffe verfügbar sind. Landbewohner sind gezwungen, über ein entwickeltes Unterstützungssystem zu verfügen,

Unterstützung des Körpers. Bei Pflanzen handelt es sich dabei um verschiedene mechanische Gewebe, bei Tieren um ein komplexes Knochenskelett. Eine niedrige Luftdichte führt zu einem geringen Bewegungswiderstand. Daher konnten viele Landtiere im Laufe ihrer Evolution die Umweltvorteile dieser Eigenschaft der Luftumgebung nutzen und die Fähigkeit zum Kurz- oder Langzeitflug erwerben. Nicht nur Vögel und Insekten, sondern auch einzelne Säugetiere und Reptilien besitzen die Fähigkeit, sich in der Luft zu bewegen. Im Allgemeinen können mindestens 60 % der Landtierarten mithilfe von Luftströmungen aktiv fliegen oder gleiten.

Das Leben vieler Pflanzen hängt weitgehend von der Bewegung der Luftströmungen ab, da der Wind ihre Pollen trägt und die Bestäubung erfolgt. Diese Bestäubungsmethode wird aufgerufen Anemophilie. Anemophilie ist für alle Gymnospermen charakteristisch, und unter den Angiospermen machen windbestäubte Pflanzen mindestens 10 % der Gesamtartenzahl aus. Charakteristisch für viele Arten Anemochorie– Besiedlung durch Luftströmungen. In diesem Fall bewegen sich nicht die Keimzellen, sondern die Embryonen von Organismen und jungen Individuen – Samen und kleine Früchte von Pflanzen, Insektenlarven, kleine Spinnen usw. Anemochore Samen und Früchte von Pflanzen sind entweder sehr klein (z B. Orchideensamen) oder verschiedene flügel- und fallschirmartige Fortsätze, wodurch die Planungsfähigkeit steigt. Als passiv durch den Wind transportierte Organismen werden zusammenfassend bezeichnet Aeroplankton in Analogie zu planktonischen Bewohnern der aquatischen Umwelt.

Aufgrund der geringen Luftdichte ist der Druck an Land im Vergleich zur aquatischen Umwelt sehr gering. Auf Meereshöhe beträgt er 760 mmHg. Kunst. Mit zunehmender Höhe nimmt der Druck ab und beträgt in einer Höhe von etwa 6000 m nur noch die Hälfte dessen, was normalerweise an der Erdoberfläche beobachtet wird. Für die meisten Wirbeltiere und Pflanzen ist dies die obere Verbreitungsgrenze. Niedriger Druck in den Bergen führt zu einer verminderten Sauerstoffversorgung und Dehydrierung der Tiere aufgrund einer Erhöhung der Atemfrequenz. Im Allgemeinen reagieren die allermeisten Landorganismen deutlich empfindlicher auf Druckänderungen als Wasserbewohner, da Druckschwankungen in der terrestrischen Umwelt normalerweise nicht mehr als ein Zehntel einer Atmosphäre betragen. Sogar große Vögel, die in der Lage sind, Höhen von mehr als 2 km zu erreichen, befinden sich in Bedingungen, in denen der Druck um nicht mehr als 30 % vom Oberflächendruck abweicht.

Neben den physikalischen Eigenschaften der Luft sind auch ihre chemischen Eigenschaften für das Leben terrestrischer Organismen von großer Bedeutung. Die Gaszusammensetzung der Luft in der Oberflächenschicht der Atmosphäre ist aufgrund der ständigen Vermischung der Luftmassen durch Konvektion und Windströmungen überall gleichmäßig. An moderne Bühne Bei der Entwicklung der Erdatmosphäre dominieren Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %) die Zusammensetzung der Luft, gefolgt vom Edelgas Argon (0,9 %) und Kohlendioxid (0,035 %). Der im Vergleich zur aquatischen Umwelt höhere Sauerstoffgehalt im terrestrischen Luftlebensraum trägt zu einer Steigerung des Stoffwechsels bei Landtieren bei. In der terrestrischen Umgebung entstanden physiologische Mechanismen, die auf der hohen Energieeffizienz oxidativer Prozesse im Körper basieren und Säugetieren und Vögeln die Möglichkeit geben, ihre Körpertemperatur und körperliche Aktivität auf einem konstanten Niveau zu halten, was ihnen die Möglichkeit dazu gab leben nur in warmen, aber auch in kalten Regionen der Erde. Derzeit gehört Sauerstoff aufgrund seines hohen Gehalts in der Atmosphäre nicht zu den Faktoren, die das Leben in der terrestrischen Umwelt einschränken. Allerdings im Boden bei bestimmte Bedingungen Es kann zu einem Mangel kommen.

Die Konzentration von Kohlendioxid kann in der Oberflächenschicht innerhalb recht erheblicher Grenzen schwanken. Wenn beispielsweise in Großstädten und Industriezentren kein Wind vorhanden ist, kann der Gehalt dieses Gases aufgrund seiner intensiven Freisetzung bei der Verbrennung organischer Brennstoffe um das Zehnfache höher sein als die Konzentration in natürlichen, ungestörten Biozönosen. Auch in Gebieten mit vulkanischer Aktivität kann es zu erhöhten Kohlendioxidkonzentrationen kommen. Hohe Konzentrationen von CO 2 (mehr als 1 %) sind giftig für Tiere und Pflanzen, aber niedrige Konzentrationen dieses Gases (weniger als 0,03 %) hemmen den Prozess der Photosynthese. Die wichtigste natürliche CO 2 -Quelle ist die Atmung von Bodenorganismen. Kohlendioxid gelangt aus dem Boden in die Atmosphäre und wird besonders intensiv von mäßig feuchten, gut erwärmten Böden mit einem erheblichen Anteil an organischem Material abgegeben. Beispielsweise emittieren die Böden eines Buchen-Laubwaldes 15 bis 22 kg/ha Kohlendioxid pro Stunde, sandige Sandböden nicht mehr als 2 kg/ha. Der Gehalt an Kohlendioxid und Sauerstoff in den oberflächlichen Luftschichten ändert sich täglich, verursacht durch den Rhythmus der tierischen Atmung und der pflanzlichen Photosynthese.

Stickstoff, der Hauptbestandteil des Luftgemisches, ist aufgrund seiner inerten Eigenschaften für die meisten Bewohner der Boden-Luft-Umgebung einer direkten Aufnahme unzugänglich. Nur einige prokaryotische Organismen, darunter Knöllchenbakterien und Blaualgen, verfügen über die Fähigkeit, Stickstoff aus der Luft aufzunehmen und in den biologischen Stoffkreislauf einzubeziehen.

Der wichtigste Umweltfaktor in terrestrischen Lebensräumen ist das Sonnenlicht. Alle lebenden Organismen benötigen Energie von außen, um zu existieren. Seine Hauptquelle ist das Sonnenlicht, das 99,9 % der gesamten Energiebilanz auf der Erdoberfläche ausmacht, und 0,1 % ist die Energie der tiefen Schichten unseres Planeten, deren Rolle nur in bestimmten Gebieten mit intensiver vulkanischer Aktivität recht groß ist , zum Beispiel in Island oder Kamtschatka im Tal der Geysire. Wenn wir davon ausgehen, dass die Sonnenenergie die Oberfläche der Erdatmosphäre zu 100 % erreicht, werden etwa 34 % in den Weltraum zurückreflektiert, 19 % werden beim Durchgang durch die Atmosphäre absorbiert und nur 47 % erreichen die Land-Luft- und Wasser-Ökosysteme in der Erdatmosphäre Form direkter und diffuser Strahlungsenergie. Direkte Sonneneinstrahlung ist elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen von 0,1 bis 30.000 nm. Der Anteil der Streustrahlung in Form von von Wolken und der Erdoberfläche reflektierten Strahlen nimmt mit abnehmender Höhe der Sonne über dem Horizont und mit zunehmendem Gehalt an Staubpartikeln in der Atmosphäre zu. Die Art der Wirkung des Sonnenlichts auf lebende Organismen hängt von ihrer spektralen Zusammensetzung ab.

Kurzwellige ultraviolette Strahlen mit Wellenlängen unter 290 nm sind für alle Lebewesen zerstörerisch, weil haben die Fähigkeit, das Zytoplasma lebender Zellen zu ionisieren und zu spalten. Diese gefährlichen Strahlen werden zu 80–90 % von der Ozonschicht absorbiert, die sich in Höhen von 20 bis 25 km befindet. Die Ozonschicht, eine Ansammlung von O 3 -Molekülen, entsteht durch die Ionisierung von Sauerstoffmolekülen und ist somit ein Produkt der photosynthetischen Aktivität von Pflanzen auf globaler Ebene. Dies ist eine Art „Regenschirm“, der terrestrische Gemeinschaften vor schädlicher ultravioletter Strahlung schützt. Es wird angenommen, dass es vor etwa 400 Millionen Jahren durch die Freisetzung von Sauerstoff bei der Photosynthese von Meeresalgen entstanden ist, was die Entwicklung von Leben an Land ermöglichte. Auch langwellige ultraviolette Strahlen mit Wellenlängen zwischen 290 und 380 nm sind chemisch hochreaktiv. Eine längere und intensive Einwirkung schadet den Organismen, viele von ihnen benötigen jedoch geringe Dosen. Strahlen mit Wellenlängen von etwa 300 nm bewirken bei Tieren die Bildung von Vitamin D, mit Wellenlängen von 380 bis 400 nm – führen sie zum Erscheinungsbild der Bräunung als Schutzreaktion der Haut. Im Bereich des sichtbaren Sonnenlichts, also Die vom menschlichen Auge wahrgenommene Strahlung umfasst Strahlen mit Wellenlängen von 320 bis 760 nm. Im sichtbaren Teil des Spektrums gibt es eine Zone photosynthetisch aktiver Strahlen – von 380 bis 710 nm. In diesem Bereich der Lichtwellen findet der Prozess der Photosynthese statt.

Licht und seine Energie, die maßgeblich die Temperatur eines bestimmten Lebensraums bestimmen, beeinflussen den Gasaustausch und die Wasserverdunstung durch Pflanzenblätter und regen die Arbeit von Enzymen zur Synthese von Proteinen und Nukleinsäuren an. Pflanzen benötigen Licht für die Bildung des Chlorophyllpigments, die Bildung der Struktur von Chloroplasten, d. h. Strukturen, die für die Photosynthese verantwortlich sind. Unter dem Einfluss von Licht teilen und wachsen Pflanzenzellen, blühen und tragen Früchte. Schließlich hängen die Verbreitung und Häufigkeit bestimmter Pflanzenarten und damit die Struktur der Biozönose von der Lichtintensität in einem bestimmten Lebensraum ab. Bei schlechten Lichtverhältnissen, etwa unter dem Blätterdach eines Laub- oder Fichtenwaldes oder in den Morgen- und Abendstunden, wird Licht zu einem wichtigen limitierenden Faktor, der die Photosynthese einschränken kann. An einem klaren Sommertag in einem offenen Lebensraum oder im oberen Teil der Baumkronen in gemäßigten und niedrigen Breiten kann die Beleuchtung 100.000 Lux erreichen, während 10.000 Lux für den Erfolg der Photosynthese ausreichen. Bei sehr hoher Beleuchtung beginnt der Prozess des Bleichens und der Zerstörung von Chlorophyll, was die Produktion primärer organischer Substanz während der Photosynthese erheblich verlangsamt.

Wie Sie wissen, wird bei der Photosynthese Kohlendioxid absorbiert und Sauerstoff freigesetzt. Bei der Pflanzenatmung wird jedoch tagsüber und insbesondere nachts Sauerstoff aufgenommen und im Gegenteil CO 2 freigesetzt. Wenn Sie die Lichtintensität schrittweise erhöhen, erhöht sich entsprechend die Photosyntheserate. Mit der Zeit wird der Moment kommen, in dem sich Photosynthese und Atmung der Pflanze genau ausgleichen und die Produktion reiner biologischer Materie, d. h. nicht von der Pflanze selbst im Prozess der Oxidation und Atmung für ihre Bedürfnisse verbraucht werden, aufhören. Man nennt diesen Zustand, bei dem der gesamte Gasaustausch von CO 2 und O 2 gleich 0 ist Kompensationspunkt.

Wasser ist einer der absolut notwendigen Stoffe für den erfolgreichen Ablauf der Photosynthese und sein Mangel wirkt sich negativ auf den Ablauf vieler zellulärer Prozesse aus. Auch ein mehrtägiger Feuchtigkeitsmangel im Boden kann zu gravierenden Ernteeinbußen führen, denn... Eine Substanz, die das Gewebewachstum hemmt, Abscisinsäure, beginnt sich in Pflanzenblättern anzusammeln.

Die optimale Lufttemperatur für die Photosynthese der meisten Pflanzen in der gemäßigten Zone liegt bei etwa 25 °C. Bei höheren Temperaturen verlangsamt sich die Photosyntheserate aufgrund erhöhter Atmungskosten, Feuchtigkeitsverlust durch Verdunstung zur Kühlung der Pflanze und verringertem CO2-Verbrauch aufgrund eines verringerten Gasaustauschs.

Pflanzen unterliegen verschiedenen morphologischen und physiologischen Anpassungen an das Lichtregime des Boden-Luft-Lebensraums. Entsprechend den Anforderungen an das Beleuchtungsniveau werden alle Pflanzen üblicherweise wie folgt unterteilt Umwelt Gruppen.

Photophil oder Heliophyten– Pflanzen offener, ständig gut beleuchteter Lebensräume. Die Blätter von Heliophyten sind normalerweise klein oder mit einer eingeschnittenen Blattspreite, mit einer dicken Außenwand aus Epidermiszellen, oft mit einer wachsartigen Beschichtung, um überschüssige Lichtenergie teilweise zu reflektieren, oder mit dichter Behaarung, die eine effektive Wärmeableitung ermöglicht, mit einer großen Anzahl von mikroskopisch kleine Löcher – Spaltöffnungen, durch die Gase austreten. und Feuchtigkeitsaustausch mit der Umgebung, mit gut entwickelten mechanischen Geweben und Geweben, die Wasser speichern können. Die Blätter einiger Pflanzen dieser Gruppe sind photometrisch, d.h. sind in der Lage, ihre Position je nach Sonnenstand zu ändern. Mittags stehen die Blätter mit der Kante zur Sonne und morgens und abends parallel zu ihren Strahlen, was sie vor Überhitzung schützt und die Nutzung von Licht und Sonnenenergie ermöglicht im erforderlichen Umfang. Heliophyten sind Teil von Gemeinschaften in fast allen natürlichen Zonen, ihre größte Zahl kommt jedoch in den äquatorialen und tropischen Zonen vor. Dies sind Pflanzen tropischer Regenwälder der oberen Ebene, Pflanzen der Savannen Westafrikas, Steppen von Stawropol und Kasachstan. Dazu gehören beispielsweise Mais, Hirse, Sorghum, Weizen, Nelken und Euphorbien.

Schattenliebender oder Sciophyten– Pflanzen der unteren Waldschichten, tiefe Schluchten. Sie können unter Bedingungen mit starker Beschattung leben, was für sie die Norm ist. Die Blätter von Sciophyten sind horizontal angeordnet, sie haben normalerweise eine dunkelgrüne Farbe und sind im Vergleich zu Heliophyten größer. Die Epidermiszellen sind groß, haben aber dünnere Außenwände. Chloroplasten sind groß, aber ihre Zellzahl ist gering. Die Anzahl der Spaltöffnungen pro Flächeneinheit ist geringer als die der Heliophyten. Zu den schattenliebenden Pflanzen der gemäßigten Klimazone zählen Moose, Moose, Kräuter aus der Familie der Ingwergewächse, Sauerampfer, Bifolia usw. Dazu gehören auch viele Pflanzen der unteren Ebene der tropischen Zone. Moose können als Pflanzen der untersten Waldschicht bei einer Beleuchtungsstärke von bis zu 0,2 % der gesamten Biozönose auf der Oberfläche des Waldes leben, Moose bis zu 0,5 % und Blütenpflanzen können sich nur bei einer Beleuchtungsstärke von mindestens 1 normal entwickeln % von allen. Bei Sciophyten laufen die Prozesse der Atmung und des Feuchtigkeitsaustausches mit geringerer Intensität ab. Die Intensität der Photosynthese erreicht schnell ihr Maximum, beginnt jedoch bei starker Beleuchtung abzunehmen. Der Kompensationspunkt liegt bei schlechten Lichtverhältnissen.

Schattentolerante Pflanzen vertragen viel Schatten, wachsen aber auch gut im Licht und sind an starke jahreszeitliche Veränderungen der Beleuchtung angepasst. Zu dieser Gruppe gehören Wiesenpflanzen, Waldkräuter und schattige Sträucher. In stark beleuchteten Bereichen wachsen sie schneller, entwickeln sich jedoch bei mäßiger Beleuchtung ganz normal.

Die Einstellung zum Lichtregime verändert sich bei Pflanzen im Laufe ihres Lebens. individuelle Entwicklung– Ontogenese. Sämlinge und Jungpflanzen vieler Wiesengräser und Bäume sind schattentoleranter als erwachsene Pflanzen.

Im Leben der Tiere sichtbarer Teil Auch das Lichtspektrum spielt eine recht wichtige Rolle. Licht ist für Tiere eine notwendige Voraussetzung für die visuelle Orientierung im Raum. Die primitiven Augen vieler Wirbelloser sind einfach einzelne lichtempfindliche Zellen, die es ihnen ermöglichen, bestimmte Schwankungen der Beleuchtung, den Wechsel von Licht und Schatten, wahrzunehmen. Spinnen können die Konturen sich bewegender Objekte in einer Entfernung von nicht mehr als 2 cm erkennen. Klapperschlangen können den Infrarotteil des Spektrums sehen und in völliger Dunkelheit jagen, wobei sie sich auf die Wärmestrahlen der Beute konzentrieren. Bei Bienen ist der sichtbare Teil des Spektrums zu kürzeren Wellenlängen verschoben. Sie nehmen einen erheblichen Teil der ultravioletten Strahlen als farbig wahr, unterscheiden rote jedoch nicht. Die Fähigkeit, Farben wahrzunehmen, hängt von der spektralen Zusammensetzung ab, bei der eine bestimmte Art aktiv ist. Die meisten Säugetiere, die einen dämmerungs- oder nachtaktiven Lebensstil führen, können Farben nicht gut unterscheiden und sehen die Welt in Schwarzweiß (Vertreter der Hunde- und Katzenfamilie, Hamster usw.). Das Leben in der Dämmerung führt zu einer Vergrößerung der Augen. Charakteristisch für nachtaktive Lemuren, Koboldmakis und Eulen sind riesige Augen, die in der Lage sind, unbedeutende Lichtmengen einzufangen. Kopffüßer und höhere Wirbeltiere verfügen über die fortschrittlichsten Sehorgane. Sie können die Form und Größe von Objekten sowie deren Farbe angemessen wahrnehmen und die Entfernung zu Objekten bestimmen. Das vollkommenste dreidimensionale binokulare Sehen ist charakteristisch für Menschen, Primaten und Greifvögel – Eulen, Falken, Adler und Geier.

Der Sonnenstand ist ein wichtiger Faktor bei der Navigation verschiedener Tiere auf Langstreckenwanderungen.

Die Lebensbedingungen in der Boden-Luft-Umgebung werden durch Wetter- und Klimaveränderungen erschwert. Wetter ist der sich ständig ändernde Zustand der Atmosphäre nahe der Erdoberfläche bis zu einer Höhe von etwa 20 km (der Obergrenze der Troposphäre). Wettervariabilität äußert sich in ständigen Schwankungen der Werte die wichtigsten Faktoren Umgebung, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die Menge an flüssigem Wasser, die aufgrund von Niederschlägen auf die Bodenoberfläche fällt, Beleuchtungsgrad, Windgeschwindigkeit usw. Wettereigenschaften sind nicht nur durch ziemlich offensichtliche saisonale Veränderungen, sondern auch durch nichtperiodische Zufälligkeiten gekennzeichnet Schwankungen über relativ kurze Zeiträume sowie im Tageszyklus, was sich besonders negativ auf das Leben der Landbewohner auswirkt, da es äußerst schwierig ist, wirksame Anpassungen an diese Schwankungen zu entwickeln. Das Leben der Bewohner großer Gewässer an Land und auf See wird vom Wetter in deutlich geringerem Maße beeinflusst und betrifft nur Oberflächenbiozönosen.

Charakteristisch ist das langfristige Wetterregime Klima Terrain. Der Klimabegriff umfasst nicht nur die über einen längeren Zeitraum gemittelten Werte der wichtigsten meteorologischen Merkmale und Phänomene, sondern auch deren Jahresverlauf sowie die Wahrscheinlichkeit einer Abweichung von der Norm. Das Klima hängt in erster Linie von den geografischen Bedingungen der Region ab – Breitengrad, Höhe, Nähe zum Ozean usw. Die zonale Vielfalt des Klimas hängt auch vom Einfluss der Monsunwinde ab, die warme, feuchte Luftmassen aus tropischen Meeren dorthin transportieren auf den Kontinenten und auf den Flugbahnen von Wirbelstürmen und Hochdruckgebieten, auf den Einfluss von Gebirgszügen auf die Bewegung von Luftmassen und auf viele andere Gründe, die eine außergewöhnliche Vielfalt an Lebensbedingungen an Land schaffen. Für die meisten Landorganismen, insbesondere Pflanzen und kleine sesshafte Tiere, sind nicht so sehr die großräumigen Klimaeigenschaften der natürlichen Zone, in der sie leben, wichtig, sondern die Bedingungen, die in ihrem unmittelbaren Lebensraum geschaffen werden. Solche lokalen Klimaveränderungen, die unter dem Einfluss zahlreicher lokal verteilter Phänomene entstehen, nennt man Mikroklima. Unterschiede zwischen Temperatur und Luftfeuchtigkeit in Wald- und Graslandlebensräumen an Nord- und Südhängen von Hügeln sind weithin bekannt. In Nestern, Höhlen, Höhlen und Bauen herrscht ein stabiles Mikroklima. Beispielsweise kann in der Schneehöhle eines Eisbären die Lufttemperatur bis zum Erscheinen des Jungen 50 °C höher sein als die Umgebungstemperatur.

Die Land-Luft-Umgebung ist durch deutlich größere Temperaturschwankungen im Tages- und Jahreszeitenzyklus gekennzeichnet als die Wasserumgebung. Über weite Gebiete der gemäßigten Breiten Eurasiens und Nordamerika In beträchtlicher Entfernung vom Ozean gelegen, kann die Temperaturamplitude im Jahreszyklus aufgrund sehr kalter Winter und heißer Sommer 60 und sogar 100 °C erreichen. Daher sind eurythermische Organismen die Grundlage der Flora und Fauna in den meisten kontinentalen Regionen.

Literatur

Haupt – T.1 – S. 268 – 299; - C. 111 – 121; Zusätzlich ; .

Fragen zum Selbsttest:

1. Was sind die wichtigsten physikalischen Unterschiede zwischen Boden- und Luftlebensräumen?

aus Wasser?

2. Von welchen Prozessen hängt der Kohlendioxidgehalt in der Oberflächenschicht der Atmosphäre ab?

und welche Rolle spielt es im Pflanzenleben?

3. In welchem ​​Strahlenbereich des Lichtspektrums findet die Photosynthese statt?

4. Welche Bedeutung hat die Ozonschicht für Landbewohner und wie ist sie entstanden?

5. Von welchen Faktoren hängt die Intensität der pflanzlichen Photosynthese ab?

6. Was ist ein Kompensationspunkt?

7. Was sind die charakteristischen Merkmale von Heliophytenpflanzen?

8. Was sind die charakteristischen Merkmale von Sciophytenpflanzen?

9. Welche Rolle spielt Sonnenlicht im Leben von Tieren?

10. Was ist Mikroklima und wie entsteht es?

Vergleich der wichtigsten Umweltfaktoren, die in der Land-Luft- und Wasserumgebung eine begrenzende Rolle spielen

Zusammengestellt aus: A.S. Stepanovskikh. Dekret. op. S. 176.

Große zeitliche und räumliche Temperaturschwankungen sowie eine gute Sauerstoffversorgung führten zur Entstehung von Organismen mit konstanter Körpertemperatur (Warmblüter). Um die Stabilität der inneren Umgebung warmblütiger Organismen aufrechtzuerhalten, die in der Boden-Luft-Umgebung leben ( terrestrische Organismen) sind erhöhte Energiekosten erforderlich.

Leben in einer terrestrischen Umwelt ist nur mit einem hohen Organisationsgrad von Pflanzen und Tieren möglich, der an die spezifischen Einflüsse der wichtigsten Umweltfaktoren dieser Umwelt angepasst ist.

In der Boden-Luft-Umgebung weisen die Betriebsumgebungsfaktoren eine Reihe charakteristischer Merkmale auf: höhere Lichtintensität im Vergleich zu anderen Umgebungen, erhebliche Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen je nach geografischer Lage, Jahreszeit und Tageszeit.

Betrachten wir die allgemeinen Merkmale des Boden-Luft-Lebensraums.

Für gasförmiger Lebensraum gekennzeichnet durch niedrige Feuchtigkeits-, Dichte- und Druckwerte sowie einen hohen Sauerstoffgehalt, der die Eigenschaften der Atmung, des Wasseraustauschs, der Bewegung und des Lebensstils von Organismen bestimmt. Die Eigenschaften der Luftumgebung beeinflussen die Körperstruktur von Landtieren und -pflanzen, ihre physiologischen und Verhaltensmerkmale und verstärken oder schwächen auch die Wirkung anderer Umweltfaktoren.

Die Gaszusammensetzung der Luft ist sowohl tagsüber als auch zu verschiedenen Jahreszeiten relativ konstant (Sauerstoff – 21 %, Stickstoff – 78 %, Kohlendioxid – 0,03 %). Dies ist auf die intensive Vermischung der atmosphärischen Schichten zurückzuführen.

Die Aufnahme von Sauerstoff durch Organismen aus der äußeren Umgebung erfolgt über die gesamte Körperoberfläche (bei Protozoen, Würmern) oder spezielle Atmungsorgane – Luftröhre (bei Insekten), Lunge (bei Wirbeltieren). Organismen, die unter Bedingungen ständigen Sauerstoffmangels leben, verfügen über entsprechende Anpassungen: erhöhte Sauerstoffkapazität des Blutes, häufigere und tiefere Atembewegungen, große Lungenkapazität (bei Hochgebirgsbewohnern, Vögeln).

Eine der wichtigsten und vorherrschenden Formen des primären biogenen Elements Kohlenstoff in der Natur ist Kohlendioxid (Kohlendioxid). Die bodennahen Schichten der Atmosphäre sind in der Regel kohlendioxidreicher als ihre Schichten auf der Ebene der Baumkronen, was den Lichtmangel für kleine Pflanzen, die unter dem Walddach leben, teilweise ausgleicht.

Kohlendioxid gelangt hauptsächlich durch natürliche Prozesse (Atmung von Tieren und Pflanzen, Verbrennungsprozesse, Vulkanausbrüche, Aktivität von Bodenmikroorganismen und Pilzen) in die Atmosphäre Wirtschaftstätigkeit Menschen (Verbrennung brennbarer Stoffe im Bereich Wärmeenergietechnik, Industriebetriebe und Verkehr). Die Menge an Kohlendioxid in der Atmosphäre variiert im Laufe des Tages und je nach Jahreszeit. Tägliche Veränderungen hängen mit dem Rhythmus der Pflanzenphotosynthese zusammen, und saisonale Veränderungen hängen mit der Intensität der Atmung von Organismen, hauptsächlich Bodenmikroorganismen, zusammen.

Geringe Luftdichte verursacht eine geringe Auftriebskraft, weshalb Landorganismen eine begrenzte Größe und Masse haben und über ein eigenes Stützsystem verfügen, das den Körper stützt. Bei Pflanzen handelt es sich dabei um verschiedene mechanische Gewebe, bei Tieren um ein festes oder (seltener) hydrostatisches Skelett. Viele Arten terrestrischer Organismen (Insekten und Vögel) haben sich an den Flug angepasst. Für die allermeisten Organismen (mit Ausnahme der Mikroorganismen) ist der Aufenthalt in der Luft jedoch nur mit der Ansiedlung oder Nahrungssuche verbunden.

Die Luftdichte ist auch mit einem relativ niedrigen Druck an Land verbunden. Die Boden-Luft-Umgebung weist einen niedrigen atmosphärischen Druck und eine geringe Luftdichte auf, sodass sich die aktivsten fliegenden Insekten und Vögel in der unteren Zone aufhalten – 0...1000 m. Einzelne Bewohner der Luftumgebung können jedoch dauerhaft in Höhen von 4000 m leben. .5000 m (Adler, Kondore).

Die Beweglichkeit der Luftmassen trägt zur schnellen Durchmischung der Atmosphäre und zur gleichmäßigen Verteilung verschiedener Gase wie Sauerstoff und Kohlendioxid entlang der Erdoberfläche bei. In den unteren Schichten der Atmosphäre vertikal (aufsteigend und absteigend) und horizontal Bewegung von Luftmassen unterschiedlicher Stärke und Richtung. Dank dieser Luftmobilität ist der passive Flug einer Reihe von Organismen möglich: Sporen, Pollen, Samen und Früchte von Pflanzen, kleine Insekten, Spinnen usw.

Lichtmodus entsteht durch die gesamte Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche erreicht. Die morphologischen, physiologischen und anderen Eigenschaften terrestrischer Organismen hängen von den Lichtverhältnissen eines bestimmten Lebensraums ab.

Fast überall in der Boden-Luft-Umgebung sind die Lichtverhältnisse für Organismen günstig. Die Hauptrolle spielt nicht die Beleuchtung selbst, sondern die Gesamtmenge der Sonneneinstrahlung. In der tropischen Zone ist die Gesamtstrahlung das ganze Jahr über konstant, in gemäßigten Breiten hängen die Länge der Tageslichtstunden und die Intensität der Sonnenstrahlung jedoch von der Jahreszeit ab. Sehr wichtig Sie haben auch die Transparenz der Atmosphäre und den Einfallswinkel des Sonnenlichts. Von der einfallenden photosynthetisch aktiven Strahlung werden 6-10 % von der Oberfläche verschiedener Bepflanzungen reflektiert (Abb. 9.1). Die Zahlen in der Abbildung geben den relativen Wert der Sonnenstrahlung als Prozentsatz des Gesamtwerts an der oberen Grenze der Pflanzengemeinschaft an. Unter verschiedenen Wetterbedingungen erreichen 40...70 % der Sonnenstrahlung, die die obere Grenze der Atmosphäre erreicht, die Erdoberfläche. Bäume, Sträucher und Nutzpflanzen beschatten die Fläche und schaffen ein besonderes Mikroklima, das die Sonneneinstrahlung schwächt.

Reis. 9.1. Dämpfung der Sonnenstrahlung (%):

a - selten Kiefernwald; b - in Maiskulturen

Pflanzen sind direkt von der Intensität des Lichtregimes abhängig: Sie wachsen dort, wo es die Klima- und Bodenbedingungen zulassen, und passen sich den Lichtbedingungen eines bestimmten Lebensraums an. Alle Pflanzen werden je nach Beleuchtungsstärke in drei Gruppen eingeteilt: lichtliebend, schattenliebend und schattentolerant. Lichtliebende und schattenliebende Pflanzen unterscheiden sich im Wert des ökologischen Optimums der Beleuchtung (Abb. 9.2).

Lichtliebende Pflanzen- Pflanzen offener, ständig beleuchteter Lebensräume, deren optimale Lebensaktivität bei voller Sonneneinstrahlung beobachtet wird (Steppen- und Wiesengräser, Tundra- und Hochlandpflanzen, Küstenpflanzen, die meisten Kulturpflanzen im Freiland, viele Unkräuter).

Reis. 9.2. Ökologische Optimum der Einstellung zum Licht von Pflanzen dreier Arten: 1-schattenliebend; 2 - photophil; 3 - schattentolerant

Schattenliebende Pflanzen- Pflanzen, die nur bei starker Beschattung wachsen, die bei starkem Licht nicht wachsen. Im Laufe der Evolution hat sich diese Pflanzengruppe an die Bedingungen angepasst, die für die unteren schattigen Schichten komplexer Pflanzengemeinschaften charakteristisch sind – dunkle Nadel- und Laubwälder, tropische Regenwälder usw. Der schattenliebende Charakter dieser Pflanzen geht meist mit einem hohen Wasserbedarf einher.

Schattentolerante Pflanzen Sie wachsen und entwickeln sich besser bei vollem Licht, können sich aber an Bedingungen unterschiedlicher Dunkelheit anpassen.

Vertreter der Tierwelt haben keine direkte Abhängigkeit vom Lichtfaktor, der bei Pflanzen beobachtet wird. Dennoch spielt Licht im Leben der Tiere eine wichtige Rolle bei der visuellen Orientierung im Raum.

Ein wichtiger Faktor, der den Lebenszyklus einer Reihe von Tieren reguliert, ist die Länge der Tageslichtstunden (Photoperiode). Die photoperiodische Reaktion synchronisiert die Aktivität von Organismen mit den Jahreszeiten. Beispielsweise bereiten sich viele Säugetiere lange vor dem Einsetzen der Kälte auf den Winterschlaf vor, und Zugvögel fliegen bereits am Ende des Sommers Richtung Süden.

Temperatur spielt seitdem im Leben der Landbewohner eine viel größere Rolle als im Leben der Hydrosphärenbewohner Besonderheit Die Land-Luft-Umgebung weist ein breites Spektrum an Temperaturschwankungen auf. Das Temperaturregime ist durch erhebliche zeitliche und räumliche Schwankungen gekennzeichnet und bestimmt die Aktivität biochemischer Prozesse. Biochemische und morphophysiologische Anpassungen von Pflanzen und Tieren sollen Organismen vor den negativen Auswirkungen von Temperaturschwankungen schützen.

Jede Art hat ihren eigenen Bereich der für sie günstigsten Temperaturwerte, der als Temperatur bezeichnet wird Optimum der Art. Der Unterschied in den Bereichen bevorzugter Temperaturwerte zwischen verschiedenen Arten ist sehr groß. Landorganismen leben in einem größeren Temperaturbereich als die Bewohner der Hydrosphäre. Oftmals Lebensräume eurythermisch Arten erstrecken sich von Süden nach Norden über mehrere Klimazonen. Beispielsweise bewohnt die Graukröte den Raum von Nordafrika bis Nordeuropa. Zu den eurythermischen Tieren zählen viele Insekten, Amphibien und Säugetiere – Füchse, Wölfe, Pumas usw.

Langfristig ruhend ( latent) Formen von Organismen, wie die Sporen einiger Bakterien, Sporen und Pflanzensamen, können deutlich unterschiedlichen Temperaturen standhalten. Unter günstigen Bedingungen und einem ausreichenden Nährstoffumfeld können diese Zellen wieder aktiv werden und beginnen, sich zu vermehren. Als Stillstand aller lebenswichtigen Prozesse des Körpers wird bezeichnet Scheintod. Aus einem Ruhezustand können Organismen zu normaler Aktivität zurückkehren, wenn die Struktur der Makromoleküle in ihren Zellen nicht gestört wird.

Die Temperatur beeinflusst direkt das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen. Da es sich um unbewegliche Organismen handelt, müssen Pflanzen bei dem Temperaturregime existieren, das an den Orten herrscht, an denen sie wachsen. Je nach Grad der Anpassung an Temperaturbedingungen lassen sich alle Pflanzenarten in folgende Gruppen einteilen:

- frostbeständig- Pflanzen, die in Gebieten mit saisonalem Klima und kalten Wintern wachsen. Bei starkem Frost gefrieren die oberirdischen Teile von Bäumen und Sträuchern, bleiben aber lebensfähig und reichern in ihren Zellen und Geweben wasserbindende Stoffe (verschiedene Zucker, Alkohole, einige Aminosäuren) an;

- nicht frostbeständig- Pflanzen, die niedrige Temperaturen vertragen, aber absterben, sobald sich im Gewebe Eis zu bilden beginnt (einige immergrüne subtropische Arten);

- nicht kältebeständig- Pflanzen, die bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt des Wassers stark geschädigt oder abgetötet werden (tropische Regenwaldpflanzen);

- thermophil- Pflanzen trockener Lebensräume mit starker Sonneneinstrahlung (Sonneneinstrahlung), die eine halbstündige Erwärmung auf +60 °C vertragen (Pflanzen der Steppen, Savannen, trockenen Subtropen);

- Pyrophyten- Pflanzen, die feuerbeständig sind, wenn die Temperatur kurzzeitig auf mehrere Hundert Grad Celsius ansteigt. Dies sind Pflanzen aus Savannen, trockenen Laubwäldern. Sie haben eine dicke Rinde, die mit feuerfesten Substanzen imprägniert ist und das innere Gewebe zuverlässig schützt. Die Früchte und Samen von Pyrophyten haben dicke, holzige Hüllen, die bei Feuereinwirkung platzen und so das Eindringen der Samen in den Boden erleichtern.

Im Vergleich zu Pflanzen verfügen Tiere über eine vielfältigere Fähigkeit, ihre eigene Körpertemperatur (dauerhaft oder vorübergehend) zu regulieren. Eine der wichtigen Anpassungen von Tieren (Säugetieren und Vögeln) an Temperaturschwankungen ist die Fähigkeit zur Thermoregulierung des Körpers, ihre Warmblüter, aufgrund derer höhere Tiere relativ unabhängig sind Temperaturbedingungen Umfeld.

In der Tierwelt besteht ein Zusammenhang zwischen Körpergröße und Körperproportionen von Organismen und den klimatischen Bedingungen ihres Lebensraums. Innerhalb einer Art oder einer homogenen Gruppe eng verwandter Arten kommen Tiere mit größeren Körpergrößen in kälteren Gebieten häufig vor. Je größer das Tier ist, desto leichter kann es eine konstante Temperatur aufrechterhalten. So lebt unter den Vertretern der Pinguine der kleinste Pinguin – der Galapagos-Pinguin – in den Äquatorregionen und der größte – der Kaiserpinguin – in der Festlandzone der Antarktis.

Feuchtigkeit wird zu einem wichtigen limitierenden Faktor an Land, da Feuchtigkeitsmangel eines der bedeutendsten Merkmale der Land-Luft-Umgebung ist. Landlebewesen sind ständig mit dem Problem des Wasserverlusts konfrontiert und benötigen eine regelmäßige Versorgung. Im Laufe der Evolution der Landorganismen wurden charakteristische Anpassungen zur Gewinnung und Erhaltung von Feuchtigkeit entwickelt.

Das Feuchtigkeitsregime ist durch Niederschlag, Boden- und Luftfeuchtigkeit gekennzeichnet. Feuchtigkeitsmangel ist eines der bedeutendsten Merkmale der Land-Luft-Umgebung des Lebens. Aus ökologischer Sicht stellt Wasser in terrestrischen Lebensräumen einen limitierenden Faktor dar, da seine Menge starken Schwankungen unterliegt. Die Luftfeuchtigkeitsregime an Land sind vielfältig: von der vollständigen und konstanten Sättigung der Luft mit Wasserdampf (tropische Zone) bis zur fast vollständigen Abwesenheit von Feuchtigkeit in der trockenen Luft von Wüsten.

Die wichtigste Wasserquelle für Pflanzenorganismen ist der Boden.

Pflanzen absorbieren nicht nur Bodenfeuchtigkeit über ihre Wurzeln, sondern sind auch in der Lage, Wasser aufzunehmen, das in Form von leichtem Regen, Nebel und dampfförmiger Luftfeuchtigkeit in die Luft fällt.

Pflanzenorganismen verlieren den größten Teil des aufgenommenen Wassers durch Transpiration, also durch Verdunstung von Wasser von der Pflanzenoberfläche. Pflanzen schützen sich vor Austrocknung, indem sie entweder Wasser speichern und die Verdunstung verhindern (Kakteen) oder indem sie den Anteil unterirdischer Teile (Wurzelsysteme) am Gesamtvolumen des Pflanzenorganismus erhöhen. Je nach Anpassungsgrad an bestimmte Feuchtigkeitsbedingungen werden alle Pflanzen in Gruppen eingeteilt:

- Hydrophyten- Landwasserpflanzen, die in der Wasserumgebung wachsen und frei schwimmen (Schilf an den Ufern von Stauseen, Sumpfdotterblumen und andere Pflanzen in Sümpfen);

- Hygrophyten- Landpflanzen in Gebieten mit konstant hoher Luftfeuchtigkeit (Bewohner tropischer Wälder - epiphytische Farne, Orchideen usw.)

- Xerophyten- Landpflanzen, die sich an erhebliche saisonale Schwankungen des Feuchtigkeitsgehalts im Boden und in der Luft angepasst haben (Einwohner von Steppen, Halbwüsten und Wüsten - Saxaul, Kameldorn);

- Mesophyten- Pflanzen, die eine Zwischenstellung zwischen Hygrophyten und Xerophyten einnehmen. Mesophyten kommen am häufigsten in mäßig feuchten Zonen vor (Birke, Eberesche, viele Wiesen- und Waldgräser usw.).

Wetter- und Klimafunktionen gekennzeichnet durch tägliche, saisonale und langfristige Schwankungen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewölkung, Niederschlag, Windstärke und -richtung usw. was die Vielfalt der Lebensbedingungen der Bewohner der terrestrischen Umwelt bestimmt. Klimatische Merkmale hängen von den geografischen Bedingungen des Gebiets ab, oft ist jedoch das Mikroklima des unmittelbaren Lebensraums von Organismen wichtiger.

In der Boden-Luft-Umgebung werden die Lebensbedingungen durch die Existenz erschwert Wetterwechsel. Wetter ist der sich ständig ändernde Zustand der unteren Atmosphäre bis zu einer Höhe von etwa 20 km (der Grenze der Troposphäre). Unter Wettervariabilität versteht man eine ständige Änderung von Umweltfaktoren wie Lufttemperatur und -feuchtigkeit, Bewölkung, Niederschlag, Windstärke und -richtung usw.

Charakteristisch ist das langfristige Wetterregime Klima der Gegend. Der Klimabegriff umfasst nicht nur die durchschnittlichen Monats- und Jahresmittelwerte meteorologischer Parameter (Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Gesamtsonnenstrahlung etc.), sondern auch die Muster ihrer täglichen, monatlichen und jährlichen Veränderungen sowie deren Frequenz. Die wichtigsten klimatischen Faktoren sind Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Es ist zu beachten, dass die Vegetation einen erheblichen Einfluss auf die Höhe der klimatischen Faktoren hat. Daher ist die Luftfeuchtigkeit unter dem Blätterdach des Waldes immer höher und die Temperaturschwankungen sind geringer als in offenen Gebieten. Auch das Lichtregime dieser Orte ist unterschiedlich.

Die Erde dient den Organismen als feste Stütze, die ihnen die Luft nicht bieten kann. Darüber hinaus versorgt das Wurzelsystem Pflanzen mit wässrigen Lösungen essentieller Mineralstoffe aus dem Boden. Wichtig denn Organismen haben die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Bodens.

Terrain schafft vielfältige Lebensbedingungen für Landorganismen, bestimmt das Mikroklima und schränkt die freie Bewegung von Organismen ein.

Der Einfluss von Boden- und Klimabedingungen auf Organismen führte zur Bildung charakteristischer Naturzonen - Biome. Dies ist die Bezeichnung für die größten terrestrischen Ökosysteme, die den Hauptklimazonen der Erde entsprechen. Die Eigenschaften großer Biome werden hauptsächlich durch die Gruppierung der darin enthaltenen Pflanzenorganismen bestimmt. Jede der physisch-geografischen Zonen ist durch bestimmte Verhältnisse von Wärme und Feuchtigkeit, Wasser- und Lichtverhältnissen, Bodenart, Tiergruppen (Fauna) und Pflanzen (Flora) gekennzeichnet. Die geografische Verteilung von Biomen ist ihrer Natur nach Breitengrad und hängt mit Veränderungen der klimatischen Faktoren (Temperatur und Luftfeuchtigkeit) vom Äquator bis zu den Polen zusammen. Gleichzeitig besteht eine gewisse Symmetrie in der Verteilung verschiedener Biome beider Hemisphären. Die wichtigsten Biome der Erde: Tropenwald, tropische Savanne, Wüste, gemäßigte Steppe, gemäßigter Laubwald, Nadelwald (Taiga), Tundra, arktische Wüste.

Lebensumfeld im Boden. Unter den vier Lebensräumen, die wir betrachten, zeichnet sich der Boden durch seine enge Verbindung zwischen den lebenden und nichtlebenden Bestandteilen der Biosphäre aus. Der Boden ist nicht nur Lebensraum von Organismen, sondern auch ein Produkt ihrer lebenswichtigen Tätigkeit. Es kann davon ausgegangen werden, dass der Boden durch die kombinierte Einwirkung von Klimafaktoren und Organismen, insbesondere Pflanzen, auf das Ausgangsgestein, also auf die mineralischen Stoffe der oberen Erdkrustenschicht (Sand, Ton, Steine), entstanden ist , usw.).

Boden ist also eine auf Gesteinen liegende Substanzschicht, die aus einem Ausgangsmaterial – einem darunter liegenden mineralischen Substrat – und einem organischen Zusatzstoff besteht, in dem Organismen und ihre Stoffwechselprodukte mit kleinen Partikeln modifizierten Ausgangsmaterials vermischt sind. Bodenstruktur und Porosität bestimmen maßgeblich die Zugänglichkeit Nährstoffe Pflanzen und Bodentiere.

Der Boden enthält vier wichtige Strukturkomponenten:

Mineralbasis (50...60 % allgemeine Zusammensetzung Boden);

Organische Substanz (bis zu 10 %);

Luft (15...25 %);

Wasser (25...35 %).

Als organische Substanz im Boden wird bezeichnet, die durch die Zersetzung abgestorbener Organismen oder ihrer Teile (z. B. abgefallener Blätter) entsteht Humus, die die oberste fruchtbare Bodenschicht bildet. Die wichtigste Eigenschaft des Bodens – die Fruchtbarkeit – hängt von der Dicke der Humusschicht ab.

Jeder Bodentyp entspricht einem bestimmten Tierwelt und bestimmte Vegetation. Die Kombination der Bodenorganismen sorgt für eine kontinuierliche Stoffzirkulation im Boden, einschließlich der Humusbildung.

Der Bodenlebensraum weist Eigenschaften auf, die ihn der Wasser- und Land-Luft-Umgebung näher bringen. Wie in der aquatischen Umwelt sind die Temperaturschwankungen im Boden gering. Die Amplituden seiner Werte nehmen mit zunehmender Tiefe schnell ab. Bei überschüssiger Feuchtigkeit oder Kohlendioxid steigt die Wahrscheinlichkeit eines Sauerstoffmangels. Die Ähnlichkeit mit dem Boden-Luft-Lebensraum zeigt sich durch das Vorhandensein von mit Luft gefüllten Poren. Zu den spezifischen Eigenschaften, die nur dem Boden innewohnen, gehört eine hohe Dichte. Organismen und ihre Stoffwechselprodukte spielen eine wichtige Rolle bei der Bodenbildung. Der Boden ist der am stärksten mit lebenden Organismen gesättigte Teil der Biosphäre.

Im Bodenmilieu sind die limitierenden Faktoren meist Wärmemangel und Feuchtigkeitsmangel bzw. -überschuss. Limitierende Faktoren können auch Sauerstoffmangel oder ein Überschuss an Kohlendioxid sein. Das Leben vieler Bodenlebewesen hängt eng mit ihrer Größe zusammen. Manche bewegen sich frei im Boden, andere müssen ihn lockern, um sich fortzubewegen und nach Nahrung zu suchen.

Testfragen und Aufgaben

1.Was ist die Besonderheit der Boden-Luft-Umgebung als ökologischer Raum?

2. Welche Anpassungen haben Organismen für das Leben an Land?

3. Nennen Sie die Umweltfaktoren, die für Sie am bedeutsamsten sind

terrestrische Organismen.

4. Beschreiben Sie die Merkmale des Bodenlebensraums.

Ein Merkmal der Land-Luft-Umgebung ist, dass die hier lebenden Organismen von Luft umgeben sind, die ein Gemisch aus Gasen und nicht deren Verbindungen ist. Der Umweltfaktor Luft zeichnet sich durch eine konstante Zusammensetzung aus – er enthält 78,08 % Stickstoff, etwa 20,9 % Sauerstoff, etwa 1 % Argon und 0,03 % Kohlendioxid. Durch Kohlendioxid und Wasser wird organisches Material synthetisiert und Sauerstoff freigesetzt. Bei der Atmung findet eine Reaktion statt, die das Gegenteil der Photosynthese ist – der Verbrauch von Sauerstoff. Sauerstoff erschien auf der Erde vor etwa 2 Milliarden Jahren, als die Bildung der Oberfläche unseres Planeten während aktiver vulkanischer Aktivität stattfand. In den letzten 20 Millionen Jahren kam es zu einem allmählichen Anstieg des Sauerstoffgehalts. Dabei spielte die Entwicklung eine große Rolle Flora Land und Ozean. Ohne Luft können weder Pflanzen noch Tiere noch aerobe Mikroorganismen existieren. Die meisten Tiere in dieser Umgebung bewegen sich auf einem festen Untergrund – dem Boden. Luft als gasförmiges Lebensmedium zeichnet sich durch geringe Luftfeuchtigkeit, Dichte und Druck sowie einen hohen Sauerstoffgehalt aus. Die in der Boden-Luft-Umgebung wirkenden Umweltfaktoren unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht: Spezielle Features: Das Licht ist hier im Vergleich zu anderen Umgebungen intensiver, die Temperatur unterliegt größeren Schwankungen, die Luftfeuchtigkeit schwankt je nach geografischer Lage, Jahreszeit und Tageszeit erheblich.

Anpassungen an die Luftumgebung.

Die spezifischsten unter den Luftbewohnern sind natürlich die Flugformen. Schon die Besonderheiten des Erscheinungsbildes des Körpers lassen seine Anpassungen an den Flug erkennen. Dies zeigt sich zunächst einmal an der Form seines Körpers.

Körperform:

• · Straffung des Körpers (Vogel),
• · Vorhandensein von Flugzeugen zur Unterstützung in der Luft (Flügel, Fallschirm),
• · leichte Bauweise (Hohlknochen),
• · das Vorhandensein von Flügeln und anderen Fluggeräten (z. B. fliegende Membranen),
• · Erleichterung der Gliedmaßen (Verkürzung, Reduzierung der Muskelmasse).

Es entwickeln sich auch Lauftiere Unterscheidungsmerkmale, daran ist ein guter Läufer leicht zu erkennen, und wenn er sich durch Springen bewegt, dann ein Springer:

• · kräftige, aber leichte Gliedmaßen (Pferd),
• Reduzierung der Zehen (Pferd, Antilope),
• · sehr kräftige Hinterbeine und verkürzte Vorderbeine (Hase, Känguru),
• · schützende Hornhufe an den Zehen (Huftiere, Schwielen).

Kletterorganismen verfügen über vielfältige Anpassungen. Sie können bei Pflanzen und Tieren vorkommen oder sich unterscheiden. Eine einzigartige Körperform kann auch zum Klettern genutzt werden:

• · ein dünner langer Körper, dessen Schlaufen beim Klettern als Stütze dienen können (Schlange, Ranke),
• · lange flexible Greif- oder Klammerglieder und möglicherweise der gleiche Schwanz (Affen);
• · Körperauswüchse – Fühler, Haken, Wurzeln (Erbsen, Brombeeren, Efeu);
• · scharfe Krallen an den Gliedmaßen oder lange, gebogene Krallen oder kräftige Greiffinger (Eichhörnchen, Faultier, Affe);
• · kräftige Muskeln der Gliedmaßen, die es Ihnen ermöglichen, den Körper hochzuziehen und von Ast zu Ast zu werfen (Orang-Utan, Gibbon).

Einige Organismen haben eine besondere Universalität der Anpassung an zwei gleichzeitig erworben. Bei Kletterformen ist auch eine Kombination von Steig- und Flugeigenschaften möglich. Viele von ihnen können auf einen hohen Baum klettern und weite Sprünge und Flüge ausführen. Dabei handelt es sich um ähnliche Anpassungen zwischen Bewohnern desselben Lebensraums. Oft findet man Tiere, die schnell rennen und fliegen können und gleichzeitig beide Sätze dieser Anpassungen tragen.

Es gibt Kombinationen von Anpassungsmerkmalen eines Organismus an das Leben in verschiedenen Umgebungen. Alle Amphibien verfügen über solche parallelen Anpassungssätze. Einige schwimmende reine Wasserorganismen verfügen auch über Fluganpassungen. Erinnern wir uns an fliegende Fische oder sogar Tintenfische. Zur Lösung eines Umweltproblems können verschiedene Anpassungen eingesetzt werden. Das Mittel zur Wärmeisolierung bei Bären und Polarfüchsen ist daher dickes Fell und schützende Färbung. Dank der Schutzfärbung ist der Organismus schwer zu unterscheiden und somit vor Fressfeinden geschützt. Auf Sand oder Erde abgelegte Vogeleier sind grau und braun mit Flecken, ähnlich der Farbe des umgebenden Bodens. In Fällen, in denen Eier für Raubtiere unzugänglich sind, sind sie normalerweise farblos. Schmetterlingsraupen sind oft grün (die Farbe der Blätter) oder dunkel (die Farbe der Rinde oder Erde). Wüstentiere haben in der Regel eine gelbbraune oder sandgelbe Farbe. Eine monochromatische Schutzfarbe ist sowohl für Insekten (Heuschrecken) und kleine Eidechsen als auch für große Huftiere (Antilope) und Raubtiere (Löwe) charakteristisch. Zerstückelnde Schutzfärbung in Form abwechselnd heller und dunkler Streifen und Flecken am Körper. Aufgrund des Zusammentreffens der Streifen auf dem Körper mit dem Wechsel von Licht und Schatten in der Umgebung sind Zebras und Tiger selbst aus einer Entfernung von 50 bis 40 m schwer zu erkennen. Eine diskriminierende Färbung stört die Vorstellung von den Konturen des Körpers, während eine erschreckende (Warn-)Färbung den Organismen auch Schutz vor Feinden bietet. Eine helle Färbung ist normalerweise charakteristisch für giftige Tiere und warnt Raubtiere, dass das Angriffsobjekt ungenießbar ist. Die Wirksamkeit der Warnfärbung führte zu einem sehr interessanten Nachahmungsphänomen – der Mimikry. Formationen in Form einer harten Chitinhülle bei Arthropoden (Käfer, Krabben), Muscheln bei Weichtieren, Schuppen bei Krokodilen, Muscheln bei Gürteltieren und Schildkröten schützen sie gut vor vielen Feinden. Dem gleichen Zweck dienen die Federkiele von Igeln und Stachelschweinen. Verbesserung des Bewegungsapparates, des Nervensystems, der Sinnesorgane, Entwicklung von Angriffsmitteln bei Raubtieren. Die chemischen Sinnesorgane von Insekten sind erstaunlich empfindlich. Männliche Schwammspinner werden aus einer Entfernung von 3 km vom Duft der Duftdrüse eines Weibchens angezogen. Bei einigen Schmetterlingen ist die Empfindlichkeit der Geschmacksrezeptoren 1000-mal höher als die Empfindlichkeit der Rezeptoren der menschlichen Zunge. Nachtaktive Raubtiere wie Eulen haben im Dunkeln eine hervorragende Sicht. Einige Schlangen verfügen über gut entwickelte Thermolokalisierungsfähigkeiten. Sie unterscheiden entfernte Objekte, wenn ihr Temperaturunterschied nur 0,2 °C beträgt.

Die Boden-Luft-Umgebung zeichnet sich durch eine große Vielfalt an Lebensbedingungen, ökologischen Nischen und sie besiedelnden Organismen aus. Es ist zu beachten, dass Organismen eine wesentliche Rolle bei der Gestaltung der Bedingungen der Land-Luft-Umgebung des Lebens und vor allem der Gaszusammensetzung der Atmosphäre spielen. Fast der gesamte Sauerstoff in der Erdatmosphäre ist biogenen Ursprungs.

Die Hauptmerkmale der Boden-Luft-Umgebung sind die große Amplitude der Veränderungen der Umweltfaktoren, die Heterogenität der Umwelt, die Wirkung von Gravitationskräften und eine geringe Luftdichte. Ein Komplex physikalisch-geographischer und klimatischer Faktoren, die für eine bestimmte Naturzone charakteristisch sind, führt zur evolutionären Bildung morphophysiologischer Anpassungen von Organismen an das Leben unter diesen Bedingungen, einer Vielfalt von Lebensformen.

Atmosphärische Luft zeichnet sich durch niedrige und schwankende Luftfeuchtigkeit aus. Dieser Umstand schränkte (beschränkte) die Möglichkeiten zur Beherrschung der Boden-Luft-Umgebung weitgehend ein und bestimmte auch die Entwicklung des Wasser-Salz-Stoffwechsels und der Struktur der Atmungsorgane.

Luftzusammensetzung. Einer der wichtigsten abiotischen Faktoren des terrestrischen (Luft-)Lebensraums ist die Zusammensetzung der Luft, eines natürlichen Gasgemisches, das während der Evolution der Erde entstanden ist. Die Zusammensetzung der Luft in der modernen Atmosphäre befindet sich in einem dynamischen Gleichgewichtszustand, abhängig von der lebenswichtigen Aktivität lebender Organismen und geochemischen Phänomenen auf globaler Ebene.

Luft, frei von Feuchtigkeit und Schwebstoffen, hat auf Meereshöhe in allen Gebieten nahezu die gleiche Zusammensetzung Globus, sowie den ganzen Tag und zu verschiedenen Jahreszeiten. Allerdings war die Zusammensetzung der Luft in den verschiedenen Epochen der Existenz des Planeten unterschiedlich. Es wird angenommen, dass sich der Gehalt an Kohlendioxid und Sauerstoff am stärksten verändert hat (Abb. 3.7). Die Rolle von Sauerstoff und Kohlendioxid wird ausführlich in Abschn. 2.2.

Stickstoff, der in der atmosphärischen Luft in größter Menge in gasförmigem Zustand vorhanden ist, ist für die überwiegende Mehrheit der Organismen, insbesondere Tiere, neutral. Nur für eine Reihe von Mikroorganismen (Knötchenbakterien, Azotobacter, Blaualgen etc.) dient Luftstickstoff als lebenswichtiger Aktivitätsfaktor. Diese Mikroorganismen assimilieren molekularen Stickstoff und versorgen höhere Pflanzen nach dem Absterben und der Mineralisierung mit zugänglichen Formen dieses chemischen Elements.

Das Vorhandensein anderer gasförmiger Stoffe oder Aerosole (in der Luft schwebende feste oder flüssige Partikel) in nennenswerten Mengen in der Luft verändert die üblichen Umweltbedingungen und wirkt sich auf lebende Organismen aus.

2.2. Anpassungen terrestrischer Organismen an die Umwelt

Aeroplankton (Anemochorie).

Pflanzen: Windbestäubung, Stängelstruktur, Formen der Blattspreiten, Arten der Blütenstände, Farbe, Größe.

Bildung von Fahnenformen von Bäumen. Wurzelsystem.

Tiere: Atmung, Körperform, Haut, Verhaltensreaktionen.

Boden als Medium

Der Boden ist das Ergebnis der Aktivität lebender Organismen. Die Organismen, die die Boden-Luft-Umgebung bevölkerten, führten zur Entstehung des Bodens als einzigartigem Lebensraum. Der Boden ist ein komplexes System, bestehend aus einer festen Phase (Mineralpartikel), einer flüssigen Phase (Bodenfeuchtigkeit) und einer gasförmigen Phase. Das Verhältnis dieser drei Phasen bestimmt die Eigenschaften des Bodens als Lebensraum.

Ein wichtiges Merkmal des Bodens ist auch das Vorhandensein einer bestimmten Menge organischer Substanz. Es entsteht durch das Absterben von Organismen und ist Teil ihrer Ausscheidungen (Sekrete).

Die Bedingungen des Bodenlebensraums bestimmen Eigenschaften des Bodens wie seine Belüftung (d. h. Luftsättigung), Feuchtigkeit (Anwesenheit von Feuchtigkeit), Wärmekapazität und thermisches Regime (tägliche, saisonale, jährliche Temperaturschwankungen). Das thermische Regime ist im Vergleich zur Boden-Luft-Umgebung konservativer, insbesondere bei große Tiefe. Im Allgemeinen herrschen im Boden recht stabile Lebensbedingungen.

Vertikale Unterschiede sind auch für andere Bodeneigenschaften charakteristisch, beispielsweise hängt die Lichteindringung naturgemäß von der Tiefe ab.

Viele Autoren weisen auf die Zwischenstellung der Bodenumgebung des Lebens zwischen der aquatischen und der Land-Luft-Umgebung hin. Der Boden kann Organismen beherbergen, die sowohl im Wasser als auch in der Luft atmen können. Der vertikale Gradient der Lichteindringung ist im Boden noch ausgeprägter als im Wasser. Mikroorganismen kommen in der gesamten Bodendicke vor und Pflanzen (hauptsächlich Wurzelsysteme) sind mit äußeren Horizonten verbunden.

Bodenorganismen zeichnen sich durch spezifische Organe und Bewegungsarten aus (das Graben von Gliedmaßen bei Säugetieren; die Fähigkeit, die Körperdicke zu verändern; das Vorhandensein spezialisierter Kopfkapseln bei einigen Arten); Körperform (rund, vulkanisch, wurmförmig); langlebige und flexible Bezüge; Verkleinerung der Augen und Verschwinden von Pigmenten. Unter Bodenbewohnern ist die Saprophagie weit verbreitet – sie fressen die Leichen anderer Tiere, verrotten Überreste usw.

Bodenzusammensetzung. Der Boden ist eine Stoffschicht, die auf der Oberfläche der Erdkruste liegt. Es ist ein Produkt der physikalischen, chemischen und biologischen Umwandlung von Gesteinen (Abb. 3.8) und ein dreiphasiges Medium, das feste, flüssige und gasförmige Bestandteile in den folgenden Verhältnissen (in %) enthält:

Die mineralische Basis macht normalerweise 50-60 % der Gesamtzusammensetzung aus

organische Substanz........................ bis zu 10

Wasser................................................. ..... 25-35

Luft................................................. .15-25

In diesem Fall wird der Boden neben anderen abiotischen Faktoren berücksichtigt, obwohl er tatsächlich das wichtigste Bindeglied zwischen abiotischen und biotischen Faktoren der Umwelt ist.

Mineral anorganische Zusammensetzung p über h-v s. Gesteine ​​werden unter dem Einfluss chemischer und physikalischer Faktoren der natürlichen Umwelt nach und nach zerstört. Die resultierenden Teile sind unterschiedlich groß – von Felsbrocken und Steinen bis hin zu großen Sandkörnern und winzigen Tonpartikeln. Mechanisch und Chemische Eigenschaften Böden sind hauptsächlich auf Feinerde (Partikel kleiner 2 mm) angewiesen, die üblicherweise je nach Größe 8 (in Mikrometern) in folgende Systeme unterteilt wird:

Sand........................................ 5 = 60-2000

Schlick (manchmal auch „Staub“ genannt) 5 = 2-60

Ton.. ".............................................. 8 weniger als 2

Die Struktur des Bodens wird durch den relativen Gehalt an Sand, Schluff und Ton bestimmt und normalerweise durch ein Diagramm dargestellt – das „Bodenstrukturdreieck“ (Abb. 3.9).

Die Bedeutung der Bodenstruktur wird deutlich, wenn man die Eigenschaften von reinem Sand und Ton vergleicht. Als „idealer“ Boden gilt ein Boden, der gleiche Mengen Ton und Sand sowie Partikel mittlerer Größe enthält. Dabei entsteht eine poröse, körnige Struktur. Die entsprechenden Böden werden aufgerufen Lehme. Sie verfügen über die Vorteile der beiden extremen Bodenarten, ohne deren Nachteile. Die meisten mineralischen Bestandteile werden im Boden durch kristalline Strukturen repräsentiert. Sand und Schluff bestehen hauptsächlich aus einem inerten Mineral namens Quarz (SiO2). Kieselsäure.

Tonmineralien kommen meist in Form winziger flacher Kristalle mit oft sechseckiger Form vor, die aus Schichten aus Aluminiumhydroxid oder Aluminiumoxid (Al 2 O 3) und Schichten aus Silikaten (Verbindungen von Silikat-Ionen SiO^" mit Kationen, z. B. Aluminium Al 3+ oder Eisen Fe 3+, Fe 2+). Die spezifische Oberfläche der Kristalle ist sehr groß und beträgt 5-800 m 2 pro 1 g Ton, was dazu beiträgt, Wasser und Nährstoffe im Boden zu halten.

Im Allgemeinen wird angenommen, dass über 50 % der Mineralzusammensetzung des Bodens aus Kieselsäure (SiO 2), 1–25 % aus Aluminiumoxid (A1 2 O 3) und 1–10 % aus Eisenoxiden (Fe 3 O 4) besteht. , 0,1-5 % - Oxide von Magnesium, Kalium, Phosphor, Kalzium (MgO, K 2 O, P 2 O 3, CaO). In der Landwirtschaft werden Böden in schwere (Lehm) und leichte (Sand) Böden eingeteilt, was den Aufwand widerspiegelt, der erforderlich ist, um den Boden mit landwirtschaftlichen Geräten zu bearbeiten. Im Abschnitt werden einige weitere Merkmale der mineralischen Zusammensetzung des Bodens vorgestellt. 7.2.4.

Die Gesamtwassermenge, die vom Boden zurückgehalten werden kann, setzt sich aus gravitativem, physikalisch gebundenem, kapillarem, chemisch gebundenem und Dampfwasser zusammen (Abbildung 3.10).

Schwerkraftwasser kann ungehindert durch den Boden versickern und den Grundwasserspiegel erreichen, was zur Auswaschung verschiedener Nährstoffe führt.

Physikalisch gebundenes (hygroskopisches) Wasser wird in Form eines dünnen, fest gebundenen Films an Bodenpartikel adsorbiert. Seine Menge hängt vom Gehalt an Feststoffpartikeln ab. In Lehmböden ist viel mehr Wasser vorhanden (ca. 15 % des Bodengewichts) als in Sandböden (ca. 0,5 %). Hygroskopisches Wasser ist für Pflanzen am wenigsten zugänglich. Kapillarwasser werden durch Oberflächenspannungskräfte um Bodenpartikel herum gehalten. Bei engen Poren oder Kanälen kann Kapillarwasser aus dem Grundwasserspiegel aufsteigen und spielt eine zentrale Rolle für die regelmäßige Feuchtigkeitsversorgung der Pflanzen. Ton speichert mehr Kapillarwasser als Sand.

Chemisch gebundenes Wasser und Dampf praktisch unzugänglich für das Wurzelsystem der Pflanze.

Im Vergleich zur Zusammensetzung der atmosphärischen Luft nimmt aufgrund der Atmung von Organismen mit der Tiefe der Sauerstoffgehalt ab (bis zu 10 %) und die Kohlendioxidkonzentration steigt (bis zu 19 %). Im Laufe eines Jahres und eines Tages verändert sich die Zusammensetzung der Bodenluft stark. Dennoch wird die Bodenluft ständig durch atmosphärische Luft erneuert und ergänzt.

Staunässe führt dazu, dass Luft durch Wasser verdrängt wird und die Bedingungen anaerob werden. Da Mikroorganismen und Pflanzenwurzeln weiterhin CO 2 freisetzen, das mit Wasser H 2 CO 3 bildet, verlangsamt sich die Humuserneuerung und es reichern sich Huminsäuren an. All dies erhöht den Säuregehalt des Bodens, was sich zusammen mit der Erschöpfung der Sauerstoffreserven negativ auf die Bodenmikroorganismen auswirkt. Längere anaerobe Bedingungen führen zum Absterben der Pflanzen.

Die für Feuchtböden charakteristische Grautönung wird durch die reduzierte Form von Eisen (Fe 2+) verursacht, während die oxidierte Form (Fe 3+) den Boden gelb, rot und braun färbt.

Bodenbiota.

Basierend auf dem Grad der Verbindung mit dem Boden als Lebensraum werden Tiere in ökologische Gruppen eingeteilt:

Geobionten- Bodenbewohner, die unterteilt werden in:

Rhizobionten – mit Wurzeln verbundene Tiere;

Saprobionten – Bewohner zerfallender organischer Materie;

Koprobionten – Wirbellose – Mistbewohner;

Bothrobionten – Höhlenbewohner;

Planophile sind Tiere, die sich häufig bewegen.

Geophile- Tiere, ein Teil des Entwicklungszyklus findet zwangsläufig im Boden statt. (Heuschrecken, Mücken, verschiedene Käfer, Hautflügler)

Geoxene– Tiere, die den Boden aufsuchen, um vorübergehenden Unterschlupf oder Unterschlupf zu finden.

Tiere, die im Boden leben, nutzen ihn auf unterschiedliche Weise. Kleinere Tiere – Protozoen, Rädertiere, Gastrociliformes – leben in einem Wasserfilm, der die Bodenpartikel umhüllt. Das Geohydrobionten. Sie sind klein, abgeflacht oder länglich. Sie atmen im Wasser gelösten Sauerstoff; bei Feuchtigkeitsmangel sind sie durch Erstarrung, Verkrustung und Kokonbildung gekennzeichnet. Die übrigen Bewohner atmen Sauerstoff aus der Luft – das ist Geoatbewegungen.

Bodentiere werden nach Größe in Gruppen eingeteilt:

Nannofauna – Tiere bis zu einer Größe von 0,2 mm; Mikrofauna – Tiere mit einer Größe von 0,1–1,0 mm, Bodenmikroorganismen, Bakterien, Pilze, Protozoen (Mikroreservoirs)

Mesofauna – größer als 1,0 mm; ; Nematoden, kleine Insektenlarven, Milben, Springschwänze.

Makrofauna – 2 bis 20 mm große Insektenlarven, Tausendfüßler, Enchytraeiden, Regenwürmer.

Megafauna – Wirbeltiere: Spitzmäuse.

Tiere graben.

Die typischsten Bodenbewohner sind: Protozoen, Nematoden, Regenwürmer, Enchytraeiden, nackte Nacktschnecken und andere Schnecken, Milben und Spinnen, Tausendfüßler (Zweifüßer und Labiopoden), Insekten – Erwachsene und ihre Larven (Ordnungen Springschwänze, Zweischwänzige, Borstenschwänze, Dipteren, Coleopteren, Hymenopteren usw.). Pedobionten haben vielfältige Anpassungen an das Leben im Boden entwickelt, sowohl äußerlich als auch innerlich.

Bewegung. Geohydrobionten verfügen über die gleichen Bewegungsanpassungen wie Wasserbewohner. Geoatmobionten bewegen sich entlang natürlicher Brunnen und legen selbst Passagen an. Die Bewegung von Kleintieren in Brunnen unterscheidet sich nicht von der Bewegung auf der Substratoberfläche. Der Nachteil der Bohrbrunnen-Lebensweise ist ihre hohe Empfindlichkeit gegenüber Austrocknung des Substrats und die Abhängigkeit von den physikalischen Eigenschaften des Bodens. In dichten und steinigen Böden ist ihre Anzahl gering. Diese Bewegungsart ist typisch für kleine Arthropoden. Die Passagen werden von Tieren hergestellt, indem sie entweder Bodenpartikel auseinanderdrücken (Würmer, Dipterenlarven) oder den Boden zermahlen (typisch für die Larven vieler Insektenarten). Tiere der zweiten Gruppe verfügen häufig über Geräte zum Abkratzen des Bodens.

Morphophysiologische Anpassungen an das Leben im Boden sind: Pigment- und Sehverlust bei Tiefbodenbewohnern; Fehlen der Epikutikula oder deren Vorhandensein in bestimmten Bereichen des Körpers; für viele (Regenwürmer, Enchytraeiden) ein unwirtschaftliches System zur Entfernung von Stoffwechselprodukten aus dem Körper; verschiedene Möglichkeiten der externen-internen Befruchtung bei einer Reihe von Bewohnern; bei Würmern - Atmung durch die gesamte Körperoberfläche.

Ökologische Anpassungen manifestieren sich in der Auswahl der am besten geeigneten Lebensbedingungen. Die Wahl der Lebensräume erfolgt durch vertikale Wanderungen entlang des Bodenprofils, wodurch Lebensräume verändert werden.

Auf dem Planeten Erde gibt es mehrere Hauptlebensräume:

Wasser

Boden-Luft

Boden

lebender Organismus.

Aquatisches Lebensumfeld.

Im Wasser lebende Organismen verfügen über Anpassungen, die durch die physikalischen Eigenschaften des Wassers (Dichte, Wärmeleitfähigkeit, Fähigkeit, Salze zu lösen) bestimmt werden.

Aufgrund der Auftriebskraft des Wassers schweben viele kleine Wasserbewohner in der Schwebe und können den Strömungen nicht widerstehen. Die Ansammlung solch kleiner Wasserbewohner nennt man Plankton. Plankton umfasst mikroskopisch kleine Algen, kleine Krebstiere, Fischeier und -larven, Quallen und viele andere Arten.

Plankton

Planktonische Organismen werden von Strömungen getragen und können ihnen nicht widerstehen. Das Vorhandensein von Plankton im Wasser ermöglicht eine filtrationsartige Ernährung, d. h. das Sieben kleiner Organismen und im Wasser suspendierter Nahrungspartikel mit verschiedenen Geräten. Es kommt sowohl bei schwimmenden als auch bei sessiven Bodentieren wie Seelilien, Muscheln, Austern und anderen vor. Ein sesshaftes Leben wäre für Wasserbewohner ohne Plankton unmöglich, und dies wiederum ist nur in einer Umgebung mit ausreichender Dichte möglich.

Die Dichte des Wassers erschwert die aktive Bewegung darin, daher müssen schnell schwimmende Tiere wie Fische, Delfine und Tintenfische über starke Muskeln und Muskeln verfügen stromlinienförmige Form Körper.

Mako-Hai

Aufgrund der hohen Dichte des Wassers nimmt der Druck mit der Tiefe stark zu. Tiefseebewohner können einem Druck standhalten, der tausendfach höher ist als an der Landoberfläche.

Licht dringt nur bis zu einer geringen Tiefe ins Wasser ein, sodass Pflanzenorganismen nur in den oberen Horizonten der Wassersäule existieren können. Selbst in den saubersten Meeren ist Photosynthese nur bis zu einer Tiefe von 100–200 m möglich. In größeren Tiefen gibt es keine Pflanzen und Tiefseetiere leben in völliger Dunkelheit.

Das Temperaturregime in Stauseen ist milder als an Land. Aufgrund der hohen Wärmekapazität des Wassers werden Temperaturschwankungen darin ausgeglichen und Wasserbewohner müssen sich nicht an starken Frost oder 40-Grad-Hitze anpassen. Nur in heißen Quellen kann die Wassertemperatur den Siedepunkt erreichen.

Eine der Schwierigkeiten im Leben von Wasserbewohnern ist die begrenzte Menge an Sauerstoff. Seine Löslichkeit ist nicht sehr hoch und nimmt zudem stark ab, wenn das Wasser verunreinigt oder erhitzt wird. Daher kommt es in Stauseen manchmal zu Hungersnöten – einem Massensterben der Bewohner aufgrund von Sauerstoffmangel, der aus verschiedenen Gründen auftritt.

Fische töten

Auch für Wasserorganismen ist die Salzzusammensetzung der Umwelt von großer Bedeutung. Meeresarten können nicht in Süßwasser leben, und Süßwasserarten können aufgrund einer Störung der Zellfunktion nicht in Meeren leben.

Boden-Luft-Umgebung des Lebens.

Diese Umgebung verfügt über andere Funktionen. Es ist im Allgemeinen komplexer und vielfältiger als das Wasser. Es hat viel Sauerstoff, viel Licht, stärkere zeitliche und räumliche Temperaturschwankungen, deutlich schwächere Druckabfälle und es kommt häufig zu Feuchtigkeitsmangel. Obwohl viele Arten fliegen können und kleine Insekten, Spinnen, Mikroorganismen, Samen und Pflanzensporen durch Luftströmungen transportiert werden, erfolgt die Nahrungsaufnahme und Fortpflanzung der Organismen auf der Boden- oder Pflanzenoberfläche. In einer Umgebung mit so geringer Dichte wie der Luft brauchen Organismen Unterstützung. Daher haben Landpflanzen mechanische Gewebe entwickelt und Landtiere haben ein ausgeprägteres inneres oder äußeres Skelett als Wassertiere. Die geringe Luftdichte erleichtert die Fortbewegung darin. Etwa zwei Drittel der Landbewohner beherrschen den aktiven und passiven Flug. Die meisten davon sind Insekten und Vögel.

Schwarzer Drachen

Caligo-Schmetterling

Luft ist ein schlechter Wärmeleiter. Dies erleichtert die Speicherung der im Inneren von Organismen erzeugten Wärme und die Aufrechterhaltung einer konstanten Temperatur bei Warmblütern. Die eigentliche Entwicklung der Warmblüter wurde in einer irdischen Umgebung möglich. Die Vorfahren moderner Wassersäugetiere – Wale, Delfine, Walrosse, Robben – lebten einst an Land.

Landbewohner verfügen über vielfältige Anpassungen im Hinblick auf die Wasserversorgung, insbesondere unter trockenen Bedingungen. Bei Pflanzen handelt es sich dabei um ein leistungsfähiges Wurzelsystem, eine wasserdichte Schicht auf der Oberfläche von Blättern und Stängeln sowie die Fähigkeit, die Wasserverdunstung durch Spaltöffnungen zu regulieren. Bei Tieren sind dies zwar auch unterschiedliche Strukturmerkmale des Körpers und der Haut, aber darüber hinaus trägt auch entsprechendes Verhalten zur Aufrechterhaltung des Wasserhaushalts bei. Sie können beispielsweise zu Wasserstellen abwandern oder besondere Austrocknungsbedingungen aktiv meiden. Manche Tiere können sich ihr ganzes Leben lang von Trockenfutter ernähren, etwa Springmäuse oder die bekannte Kleidermotte. In diesem Fall entsteht das vom Körper benötigte Wasser durch die Oxidation von Nahrungsbestandteilen.

Kameldornwurzel

Auch viele andere Umweltfaktoren spielen eine wichtige Rolle im Leben terrestrischer Organismen, etwa die Luftzusammensetzung, Winde und die Topographie der Erdoberfläche. Wetter und Klima sind besonders wichtig. Die Bewohner der Land-Luft-Umgebung müssen sich an das Klima des Teils der Erde anpassen, in dem sie leben, und Schwankungen der Wetterbedingungen tolerieren.

Boden als Lebensraum.

Der Boden ist eine dünne Schicht der Landoberfläche, die durch die Aktivität von Lebewesen bearbeitet wird. Feste Partikel sind im Boden mit Poren und Hohlräumen durchsetzt, die teilweise mit Wasser und teilweise mit Luft gefüllt sind, sodass auch kleine Wasserorganismen im Boden leben können. Das Volumen kleiner Hohlräume im Boden ist ein sehr wichtiges Merkmal. In lockeren Böden kann es bis zu 70 % und in dichten Böden etwa 20 % betragen. In diesen Poren und Hohlräumen oder auf der Oberfläche fester Partikel lebt eine Vielzahl mikroskopisch kleiner Lebewesen: Bakterien, Pilze, Protozoen, Spulwürmer, Arthropoden. Größere Tiere bahnen sich selbst Gänge im Boden.

Bodenbewohner

Der gesamte Boden ist von Pflanzenwurzeln durchdrungen. Die Bodentiefe wird durch die Eindringtiefe der Wurzeln und die Aktivität der grabenden Tiere bestimmt. Es beträgt nicht mehr als 1,5-2 m.

Die Luft in Bodenhohlräumen ist immer mit Wasserdampf gesättigt, ihre Zusammensetzung ist an Kohlendioxid angereichert und an Sauerstoff abgereichert. Auf diese Weise ähneln die Lebensbedingungen im Boden der aquatischen Umwelt. Andererseits ändert sich das Verhältnis von Wasser und Luft in Böden je nach Wetterlage ständig. Temperaturschwankungen sind an der Oberfläche sehr stark, gleichen sich aber mit zunehmender Tiefe schnell ab.

Das Hauptmerkmal der Bodenumgebung ist die ständige Versorgung mit organischer Substanz, hauptsächlich aufgrund absterbender Pflanzenwurzeln und fallender Blätter. Es ist eine wertvolle Energiequelle für Bakterien, Pilze und viele Tiere, daher ist der Boden die wichtigste voller Leben Mittwoch. Ihre verborgene Welt ist sehr reich und vielfältig.

Lebende Organismen als Lebensumfeld.

Breiter Bandwurm