O habitat terra-ar é muito mais complexo em termos de suas condições ecológicas do que o ambiente aquático. Para a vida na terra, tanto as plantas quanto os animais precisavam desenvolver toda uma gama de adaptações fundamentalmente novas.

A densidade do ar é 800 vezes menor que a densidade da água, então a vida em suspensão no ar é quase impossível. Apenas bactérias, esporos de fungos e pólen de plantas estão regularmente presentes no ar e podem ser transportados a distâncias consideráveis ​​pelas correntes de ar. função principal ciclo de vida - a reprodução é realizada na superfície da terra, onde os nutrientes estão disponíveis. Os habitantes da terra são obrigados a ter um sistema de apoio desenvolvido,

sustentando o corpo. Nas plantas, estes são vários tecidos mecânicos, enquanto os animais têm um esqueleto ósseo complexo. A baixa densidade do ar determina a baixa resistência ao movimento. Portanto, muitos animais terrestres foram capazes de usar no decorrer de sua evolução os benefícios ecológicos dessa característica do ambiente aéreo e adquiriram a capacidade de voo de curto ou longo prazo. Não apenas pássaros e insetos, mas até mamíferos e répteis individuais têm a capacidade de se mover no ar. Em geral, pelo menos 60% das espécies de animais terrestres podem voar ou planar ativamente devido às correntes de ar.

A vida de muitas plantas depende em grande parte do movimento das correntes de ar, pois é o vento que transporta seu pólen e ocorre a polinização. Esse tipo de polinização é chamado anemofilia. A anemofilia é característica de todas as gimnospermas e, entre as angiospermas, as polinizadas pelo vento representam pelo menos 10% do número total de espécies. Para muitas espécies, é característico anemocoria- assentamento com a ajuda de correntes de ar. Neste caso, não são as células germinativas que se movem, mas os embriões de organismos e indivíduos jovens - sementes e pequenos frutos de plantas, larvas de insetos, pequenas aranhas, etc. por exemplo, sementes de orquídeas), ou vários apêndices pterigóides e em forma de pára-quedas que aumentam a capacidade de planejar. Organismos passivamente soprados pelo vento são coletivamente conhecidos como aeroplâncton por analogia com os habitantes planctônicos do ambiente aquático.

A baixa densidade do ar causa pressão muito baixa na terra, em comparação com o ambiente aquático. Ao nível do mar, é de 760 mm Hg. Arte. À medida que a altitude aumenta, a pressão diminui e a cerca de 6000 m é apenas metade do que é normalmente observado na superfície da Terra. Para a maioria dos vertebrados e plantas, este é o limite superior de distribuição. A baixa pressão nas montanhas leva à diminuição do suprimento de oxigênio e à desidratação dos animais devido ao aumento da frequência respiratória. Em geral, a grande maioria dos organismos terrestres são muito mais sensíveis às mudanças de pressão do que os habitantes aquáticos, pois geralmente as flutuações de pressão no ambiente terrestre não ultrapassam décimos da atmosfera. Até pássaros grandes, capazes de atingir alturas superiores a 2 km, caem em condições em que a pressão não difere em mais de 30% da pressão superficial.

Além das propriedades físicas do ambiente aéreo, suas características químicas também são muito importantes para a vida dos organismos terrestres. A composição gasosa do ar na camada superficial da atmosfera é uniforme em todos os lugares, devido à constante mistura de massas de ar por convecção e correntes de vento. No estágio atual evolução da atmosfera terrestre, a composição do ar é dominada por nitrogênio (78%) e oxigênio (21%), seguido pelo gás inerte argônio (0,9%) e dióxido de carbono (0,035%). O maior teor de oxigênio no habitat terrestre-ar, comparado ao ambiente aquático, contribui para o aumento do nível de metabolismo em animais terrestres. Foi no ambiente terrestre que surgiram os mecanismos fisiológicos, baseados na alta eficiência energética dos processos oxidativos no organismo, proporcionando aos mamíferos e aves a capacidade de manter a temperatura corporal e a atividade motora a um nível constante, o que lhes possibilitou viver apenas em regiões quentes, mas também em regiões frias da Terra. Atualmente, o oxigênio, devido ao seu alto teor na atmosfera, não é um dos fatores limitantes da vida no ambiente terrestre. No entanto, em solo certas condições pode haver deficiência.

A concentração de dióxido de carbono pode variar na camada superficial dentro de limites bastante significativos. Por exemplo, na ausência de vento nas grandes cidades e centros industriais, o teor desse gás pode ser dez vezes maior do que a concentração em biocenoses naturais não perturbadas, devido à sua liberação intensiva durante a combustão de combustíveis fósseis. Concentrações elevadas de dióxido de carbono também podem ocorrer em áreas de atividade vulcânica. Altas concentrações de CO 2 (mais de 1%) são tóxicas para animais e plantas, mas um baixo teor desse gás (menos de 0,03%) inibe o processo de fotossíntese. A principal fonte natural de CO2 é a respiração dos organismos do solo. O dióxido de carbono entra na atmosfera a partir do solo e é emitido de forma especialmente intensa por solos moderadamente úmidos e bem aquecidos com uma quantidade significativa de material orgânico. Por exemplo, os solos de florestas de faias largas emitem de 15 a 22 kg/ha de dióxido de carbono por hora, solos arenosos arenosos - não mais de 2 kg/ha. Há mudanças diárias no conteúdo de dióxido de carbono e oxigênio nas camadas superficiais do ar, devido ao ritmo da respiração dos animais e da fotossíntese das plantas.

O nitrogênio, que é o principal componente da mistura de ar, é inacessível à assimilação direta para a maioria dos habitantes do ambiente solo-ar devido às suas propriedades inertes. Apenas alguns organismos procarióticos, incluindo bactérias de nódulos e algas verde-azuladas, têm a capacidade de absorver nitrogênio do ar e envolvê-lo no ciclo biológico de substâncias.

O fator ecológico mais importante em habitats terrestres é a luz solar. Todos os organismos vivos para sua existência precisam de energia vinda de fora. Sua principal fonte é a luz solar, que responde por 99,9% do balanço total de energia na superfície da Terra, e 0,1% é a energia das camadas profundas do nosso planeta, cujo papel é alto o suficiente apenas em certas áreas de intensa atividade vulcânica , por exemplo, na Islândia ou Kamchatka no Vale dos Gêiseres. Se tomarmos a energia solar que atinge a superfície da atmosfera terrestre como 100%, cerca de 34% é refletida de volta ao espaço sideral, 19% é absorvida ao passar pela atmosfera e apenas 47% atinge os ecossistemas solo-ar e água na forma de energia radiante direta e difusa. A radiação solar direta é radiação eletromagnética com comprimentos de onda de 0,1 a 30.000 nm. A proporção de radiação espalhada na forma de raios refletidos das nuvens e da superfície da Terra aumenta com a diminuição da altura do Sol acima do horizonte e com o aumento do conteúdo de partículas de poeira na atmosfera. A natureza do impacto da luz solar nos organismos vivos depende de sua composição espectral.

Os raios ultravioleta de ondas curtas com comprimentos de onda inferiores a 290 nm são prejudiciais a todos os seres vivos, porque. têm a capacidade de ionizar, dividir o citoplasma das células vivas. Esses raios perigosos são absorvidos por 80 a 90% da camada de ozônio localizada em altitudes de 20 a 25 km. A camada de ozônio, que é uma coleção de moléculas de O 3 , é formada como resultado da ionização das moléculas de oxigênio e é, portanto, um produto da atividade fotossintética das plantas em escala global. Esta é uma espécie de "guarda-chuva" que cobre as comunidades terrestres da radiação ultravioleta nociva. Supõe-se que tenha surgido há cerca de 400 milhões de anos, devido à liberação de oxigênio durante a fotossíntese das algas oceânicas, que possibilitou o desenvolvimento da vida em terra. Os raios ultravioleta de onda longa com comprimento de onda de 290 a 380 nm também são altamente reativos. A exposição prolongada e intensa a eles prejudica os organismos, mas para muitos deles são necessárias pequenas doses. Raios com comprimentos de onda de cerca de 300 nm provocam a formação de vitamina D em animais, com comprimentos de onda de 380 a 400 nm - levam ao aparecimento de queimaduras solares como reação protetora da pele. Na região da luz solar visível, ou seja, percebido pelo olho humano, inclui raios com comprimentos de onda de 320 a 760 nm. Dentro da parte visível do espectro existe uma zona de raios fotossinteticamente ativos - de 380 a 710 nm. É nessa faixa de ondas de luz que ocorre o processo de fotossíntese.

A luz e sua energia, que determina em grande parte a temperatura do ambiente de um determinado habitat, afeta as trocas gasosas e a evaporação da água pelas folhas das plantas, estimula o trabalho de enzimas para a síntese de proteínas e ácidos nucléicos. As plantas precisam de luz para a formação do pigmento de clorofila, a formação da estrutura dos cloroplastos, ou seja, estruturas responsáveis ​​pela fotossíntese. Sob a influência da luz, ocorre a divisão e o crescimento das células vegetais, sua floração e frutificação. Finalmente, a distribuição e abundância de certas espécies vegetais e, consequentemente, a estrutura da biocenose, dependem da intensidade da luz em um determinado habitat. Em baixos níveis de luz, como sob o dossel de uma floresta de folhas largas ou abetos, ou durante as horas da manhã e da noite, a luz se torna um importante fator limitante que pode limitar a fotossíntese. Em um dia claro de verão em habitat aberto ou na parte superior da copa das árvores em latitudes temperadas e baixas, a iluminação pode chegar a 100.000 lux, enquanto 10.000 lux são suficientes para o sucesso da fotossíntese. Com iluminação muito alta, inicia-se o processo de branqueamento e destruição da clorofila, o que diminui significativamente a produção de matéria orgânica primária no processo de fotossíntese.

Como você sabe, a fotossíntese absorve dióxido de carbono e libera oxigênio. No entanto, durante a respiração da planta durante o dia, e especialmente à noite, o oxigênio é absorvido e o CO 2, ao contrário, é liberado. Se você aumentar gradualmente a intensidade da luz, a taxa de fotossíntese aumentará de acordo. Com o tempo, chegará um momento em que a fotossíntese e a respiração da planta se equilibrarão exatamente entre si e a produção de matéria biológica pura, ou seja, não consumido pela própria planta no processo de oxidação e respiração para suas necessidades, pare. Este estado, no qual a troca gasosa total de CO 2 e O 2 é 0 é chamado de ponto de compensação.

A água é uma das substâncias absolutamente necessárias para o bom andamento do processo de fotossíntese, e sua falta afeta negativamente o curso de muitos processos celulares. Mesmo a falta de umidade no solo por vários dias pode levar a sérias perdas de colheita, porque. nas folhas das plantas começa a acumular uma substância que impede o crescimento do tecido - ácido abscísico.

O ideal para a fotossíntese da maioria das plantas na zona temperada é uma temperatura do ar de cerca de 25 ºС. Em temperaturas mais altas, a taxa de fotossíntese diminui devido ao aumento dos custos respiratórios, perda de umidade por evaporação para resfriar a planta e consumo reduzido de CO2 devido à redução das trocas gasosas.

As plantas têm várias adaptações morfológicas e fisiológicas ao regime de luz do habitat solo-ar. De acordo com os requisitos para o nível de iluminação, todas as plantas são geralmente divididas nas seguintes grupos ambientais.

Amante da luz ou heliófitas- plantas de habitats abertos e constantemente bem iluminados. As folhas das heliófitas são geralmente pequenas ou com lâmina foliar dissecada, com espessa parede externa de células epidérmicas, muitas vezes com revestimento ceroso para refletir parcialmente o excesso de energia luminosa ou com pubescência densa que permite a dissipação efetiva do calor, com grande número de orifícios microscópicos - estômatos, por onde passa o gás e a troca de umidade com o ambiente, com tecidos mecânicos bem desenvolvidos e tecidos capazes de armazenar água. As folhas de algumas plantas deste grupo são fotométricas, ou seja, capaz de mudar sua posição dependendo da altura do Sol. Ao meio-dia, as folhas estão localizadas na borda da luminária, e de manhã e à noite - paralelas aos seus raios, o que as protege do superaquecimento e permite o uso da luz e da energia solar em medida necessária. As heliófitas fazem parte das comunidades de quase todas as zonas naturais, mas seu maior número é encontrado nas zonas equatoriais e tropicais. Estas são plantas das florestas tropicais da camada superior, plantas das savanas da África Ocidental, as estepes de Stavropol e Cazaquistão. Por exemplo, eles incluem milho, painço, sorgo, trigo, cravo, eufórbia.

Amante da sombra ou ciófitas- plantas das camadas mais baixas da floresta, ravinas profundas. Eles são capazes de viver em condições de sombreamento significativo, que é a norma para eles. As folhas das esciófitas são dispostas horizontalmente, geralmente são de cor verde escura e maiores em tamanho em comparação com as heliófitas. As células epidérmicas são grandes, mas com paredes externas mais finas. Os cloroplastos são grandes, mas seu número nas células é pequeno. O número de estômatos por unidade de área é menor que o de heliófitos. As plantas que gostam de sombra da zona de clima temperado incluem musgos, musgos de clube, ervas da família do gengibre, azeda comum, tainha de duas folhas, etc. Também incluem muitas plantas da camada inferior da zona tropical. Musgos, como plantas da camada mais baixa da floresta, podem viver com iluminação de até 0,2% do total na superfície da biocenose da floresta, musgos de clube - até 0,5%, e plantas com flores podem se desenvolver normalmente apenas com iluminação de pelo menos 1 % do total. Nas esciófitas, os processos de respiração e troca de umidade prosseguem com menor intensidade. A intensidade da fotossíntese atinge rapidamente um máximo, mas com iluminação significativa começa a diminuir. O ponto de compensação está localizado em condições de pouca luz.

As plantas tolerantes à sombra podem tolerar sombreamento significativo, mas também crescem bem na luz, adaptadas a mudanças sazonais significativas na iluminação. Este grupo inclui plantas de prado, gramíneas florestais e arbustos que crescem em áreas sombreadas. Em áreas intensamente iluminadas, eles crescem mais rápido, mas se desenvolvem normalmente em luz moderada.

A atitude em relação ao regime de luz muda nas plantas durante sua desenvolvimento individual- ontogenia. Mudas e plantas jovens de muitas gramíneas e árvores são mais tolerantes à sombra do que os adultos.

Na vida dos animais parte visível O espectro de luz também desempenha um papel bastante importante. A luz para os animais é uma condição necessária para a orientação visual no espaço. Os olhos primitivos de muitos invertebrados são simplesmente células individuais sensíveis à luz que lhes permitem perceber certas flutuações na iluminação, a alternância de luz e sombra. As aranhas podem distinguir os contornos de objetos em movimento a uma distância não superior a 2 cm. As cascavéis são capazes de ver a parte infravermelha do espectro e são capazes de caçar na escuridão completa, concentrando-se nos raios térmicos da vítima. Nas abelhas, a parte visível do espectro é deslocada para uma região de comprimento de onda mais curto. Eles percebem como coloridos uma parte significativa dos raios ultravioletas, mas não distinguem entre os vermelhos. A capacidade de perceber cores depende da composição espectral na qual uma determinada espécie está ativa. A maioria dos mamíferos que levam um estilo de vida crepuscular ou noturno não distingue bem as cores e vê o mundo em preto e branco (representantes das famílias de cães e gatos, hamsters, etc.). A vida ao entardecer leva a um aumento no tamanho dos olhos. Olhos enormes, capazes de capturar uma fração insignificante da luz, são característicos de lêmures noturnos, társios e corujas. Os órgãos de visão mais perfeitos são possuídos por cefalópodes e vertebrados superiores. Eles podem perceber adequadamente a forma e o tamanho dos objetos, sua cor, determinar a distância dos objetos. A visão binocular tridimensional mais perfeita é característica de humanos, primatas, aves de rapina - corujas, falcões, águias, abutres.

A posição do Sol é um fator importante na navegação de vários animais durante as migrações de longa distância.

As condições de vida no ambiente terrestre-ar são complicadas pelo clima e pelas mudanças climáticas. O tempo é o estado em constante mudança da atmosfera perto da superfície da Terra até uma altura de cerca de 20 km (o limite superior da troposfera). A variabilidade do clima se manifesta em constantes flutuações nos valores fatores críticos ambiente, como temperatura e umidade do ar, a quantidade de água líquida que cai na superfície do solo devido à precipitação atmosférica, o grau de iluminação, a velocidade do fluxo do vento, etc. As características do clima são caracterizadas não apenas por mudanças sazonais bastante óbvias, mas também por flutuações aleatórias não periódicas em intervalos de tempo relativamente curtos, bem como no ciclo diário, o que afeta particularmente negativamente a vida dos habitantes da terra, uma vez que é extremamente difícil desenvolver adaptações eficazes a essas flutuações. O clima afeta a vida dos habitantes de grandes massas de água de terra e mar em muito menor grau, afetando apenas as biocenoses superficiais.

O regime climático de longo prazo caracteriza clima terreno. O conceito de clima inclui não apenas os valores das características e fenômenos meteorológicos mais importantes calculados em um longo intervalo de tempo, mas também seu curso anual, bem como a probabilidade de desvio da norma. O clima depende, em primeiro lugar, das condições geográficas da região - a latitude da área, a altura acima do nível do mar, a proximidade do oceano, etc. A diversidade zonal dos climas depende também da influência dos ventos de monção que transportam massas de ar quente e úmido dos mares tropicais para os continentes, nas trajetórias de ciclones e anticiclones, da influência das cadeias montanhosas no movimento das massas de ar e de muitas outras razões que criam uma extraordinária variedade de condições de vida em terra. Para a maioria dos organismos terrestres, especialmente para plantas e pequenos animais sedentários, não são tanto as características de grande escala do clima da zona natural em que vivem que são importantes, mas as condições criadas em seu habitat imediato. Tais modificações climáticas locais, criadas sob a influência de inúmeros fenômenos que têm distribuição local, são chamadas de microclima. As diferenças entre a temperatura e a umidade dos habitats de floresta e prado, nas encostas norte e sul das colinas, são amplamente conhecidas. Um microclima estável ocorre em ninhos, cavidades, cavernas e tocas. Por exemplo, no covil nevado de um urso polar, no momento em que o filhote aparece, a temperatura do ar pode ser 50 ° C maior que a temperatura ambiente.

Para o ambiente ar-terra, flutuações de temperatura muito maiores no ciclo diário e sazonal são características do que para o ambiente aquático. Nas vastas extensões de latitudes temperadas da Eurásia e América do Norte localizada a uma distância considerável do Oceano, a amplitude de temperatura no curso anual pode chegar a 60 e até 100 ° C, devido a invernos muito frios e verões quentes. Portanto, a base da flora e da fauna na maioria das regiões continentais são organismos euritérmicos.

Literatura

Principal - V.1 - p. 268 - 299; – c. 111 - 121; Adicional ; .

Perguntas para o autoexame:

1. Quais são as principais diferenças físicas entre o habitat solo-ar

da água?

2. Quais processos determinam o conteúdo de dióxido de carbono na camada superficial da atmosfera

e qual é o seu papel na vida das plantas?

3. Em que faixa de raios do espectro de luz ocorre a fotossíntese?

4. Qual é o significado da camada de ozônio para os habitantes da terra, como ela se originou?

5. De que fatores depende a intensidade da fotossíntese das plantas?

6. Qual é o ponto de compensação?

7. Quais são as características das plantas heliófitas?

8. Quais são as características das plantas ciófitas?

9. Qual é o papel da luz solar na vida dos animais?

10. O que é um microclima e como é formado?

Comparação dos principais fatores ambientais que desempenham um papel limitante nos ambientes solo-ar e água

Compilado por: Decreto Stepanovskikh A.S. op. S. 176.

Grandes flutuações de temperatura no tempo e no espaço, bem como um bom suprimento de oxigênio, levaram ao aparecimento de organismos com temperatura corporal constante (sangue quente). Para manter a estabilidade do ambiente interno de organismos de sangue quente que habitam o ambiente solo-ar ( organismos terrestres), são necessários custos de energia mais elevados.

A vida no ambiente terrestre só é possível com um alto nível de organização de plantas e animais adaptados às influências específicas dos fatores ambientais mais importantes desse ambiente.

No ambiente solo-ar, os fatores ambientais operacionais apresentam uma série de características: maior intensidade de luz em comparação com outros ambientes, flutuações significativas de temperatura e umidade dependendo da localização geográfica, estação e hora do dia.

Considere as características gerais do habitat solo-ar.

Por habitat gasoso caracterizada por baixos valores de umidade, densidade e pressão, alto teor de oxigênio, que determina as características de respiração, troca de água, movimento e estilo de vida dos organismos. As propriedades do ambiente aéreo afetam a estrutura dos corpos de animais e plantas terrestres, suas características fisiológicas e comportamentais, e também aumentam ou enfraquecem o efeito de outros fatores ambientais.

A composição gasosa do ar é relativamente constante (oxigênio - 21%, nitrogênio - 78%, dióxido de carbono - 0,03%) tanto ao longo do dia quanto em diferentes períodos do ano. Isso se deve à intensa mistura das camadas da atmosfera.

A absorção de oxigênio por organismos do ambiente externo ocorre por toda a superfície do corpo (em protozoários, vermes) ou por órgãos respiratórios especiais - traqueias (nos insetos), pulmões (nos vertebrados). Os organismos que vivem em constante falta de oxigênio têm as adaptações apropriadas: aumento da capacidade de oxigênio do sangue, movimentos respiratórios mais frequentes e profundos, grande capacidade pulmonar (nos habitantes das terras altas, pássaros).

Uma das formas mais importantes e predominantes do elemento biogênico primário carbono na natureza é o dióxido de carbono (dióxido de carbono). As camadas do subsolo da atmosfera são geralmente mais ricas em dióxido de carbono do que suas camadas ao nível das copas das árvores, e isso compensa até certo ponto a falta de luz para pequenas plantas que vivem sob o dossel da floresta.

O dióxido de carbono entra na atmosfera principalmente como resultado de processos naturais (a respiração de animais e plantas. Processos de combustão, erupções vulcânicas, atividade de microorganismos e fungos do solo) e atividade econômica humano (combustão de substâncias combustíveis no campo da engenharia de energia térmica, empresas industriais e transportes). A quantidade de dióxido de carbono na atmosfera varia ao longo do dia e das estações. As mudanças diárias estão associadas ao ritmo da fotossíntese das plantas, e as mudanças sazonais estão associadas à intensidade da respiração dos organismos, principalmente os microrganismos do solo.

Baixa densidade do ar causa uma pequena força de sustentação e, portanto, os organismos terrestres têm tamanho e massa limitados e têm seu próprio sistema de suporte que sustenta o corpo. Nas plantas, são vários tecidos mecânicos e, nos animais, um esqueleto sólido ou (mais raramente) hidrostático. Muitas espécies de organismos terrestres (insetos e pássaros) se adaptaram ao voo. No entanto, para a grande maioria dos organismos (com exceção dos microrganismos), a permanência no ar está associada apenas à fixação ou à busca de alimentos.

A pressão relativamente baixa na terra também está associada à densidade do ar. O ambiente ar-terra tem baixa pressão atmosférica e baixa densidade do ar, de modo que os insetos e pássaros voadores mais ativos ocupam a zona inferior - 0 ... 1000 m. No entanto, os habitantes individuais do ambiente aéreo podem viver permanentemente em altitudes de 4000 .. . , condores).

A mobilidade das massas de ar contribui para a rápida mistura da atmosfera e a distribuição uniforme de vários gases, como oxigênio e dióxido de carbono, ao longo da superfície da Terra. Nas camadas inferiores da atmosfera, vertical (ascendente e descendente) e horizontal movimento das massas de ar diferentes forças e direções. Graças a essa mobilidade aérea, vários organismos podem voar passivamente: esporos, pólen, sementes e frutos de plantas, pequenos insetos, aranhas, etc.

Modo de luz gerado pela radiação solar total que atinge a superfície da Terra. As características morfológicas, fisiológicas e outras dos organismos terrestres dependem das condições de luz de um habitat particular.

As condições de luz em quase todo o ambiente solo-ar são favoráveis ​​aos organismos. O papel principal é desempenhado não pela iluminação em si, mas pela quantidade total de radiação solar. Na zona tropical, a radiação total ao longo do ano é constante, mas nas latitudes temperadas, a duração das horas do dia e a intensidade da radiação solar dependem da época do ano. Grande importância também têm a transparência da atmosfera e o ângulo de incidência dos raios solares. Da radiação fotossinteticamente ativa recebida, 6-10% é refletida na superfície de várias plantações (Fig. 9.1). Os números na figura indicam o valor relativo da radiação solar como porcentagem do valor total no limite superior da comunidade vegetal. Sob diferentes condições climáticas, 40 ... 70% da radiação solar que atinge o limite superior da atmosfera atinge a superfície da Terra. Árvores, arbustos, plantações sombreiam a área, criam um microclima especial, enfraquecendo a radiação solar.

Arroz. 9.1. Atenuação da radiação solar (%):

a - raramente floresta de pinheiros; b - nas lavouras de milho

Nas plantas, há uma dependência direta da intensidade do regime de luz: elas crescem onde as condições climáticas e do solo permitem, adaptando-se às condições de luz de um determinado habitat. Todas as plantas em relação ao nível de iluminação são divididas em três grupos: fotófilas, amantes da sombra e tolerantes à sombra. As plantas amantes da luz e da sombra diferem no valor do ótimo ecológico da iluminação (Fig. 9.2).

plantas que amam a luz- plantas de habitats abertos e constantemente iluminados, cuja óptima é observada em condições de plena luz solar (gramas de estepe e prado, plantas da tundra e terras altas, plantas costeiras, plantas mais cultivadas de campo aberto, muitas ervas daninhas).

Arroz. 9.2. Óptimas ecológicas da relação à luz de plantas de três tipos: 1 - amantes da sombra; 2 - fotófilo; 3 - tolerante à sombra

plantas de sombra- plantas que crescem apenas em condições de forte sombreamento, que não crescem em condições de forte iluminação. No processo de evolução, esse grupo de plantas se adaptou às condições características das camadas sombreadas mais baixas de comunidades vegetais complexas - florestas escuras de coníferas e folhas largas, florestas tropicais etc. O amor à sombra dessas plantas geralmente é combinado com uma alta necessidade de água.

plantas tolerantes à sombra crescem e se desenvolvem melhor em plena luz, mas são capazes de se adaptar a condições de diferentes níveis de escurecimento.

Representantes do mundo animal não dependem diretamente do fator de luz, observado nas plantas. No entanto, a luz na vida dos animais desempenha um papel importante na orientação visual no espaço.

Um fator poderoso que regula o ciclo de vida de vários animais é a duração das horas de luz do dia (fotoperíodo). A reação ao fotoperíodo sincroniza a atividade dos organismos com as estações do ano. Por exemplo, muitos mamíferos começam a se preparar para a hibernação muito antes do início do tempo frio, e as aves migratórias voam para o sul mesmo no final do verão.

Regime de temperatura desempenha um papel muito maior na vida dos habitantes da terra do que na vida dos habitantes da hidrosfera, uma vez que marca ambiente ar-terra é uma grande variedade de flutuações de temperatura. O regime de temperatura é caracterizado por flutuações significativas no tempo e no espaço e determina a atividade do fluxo de processos bioquímicos. As adaptações bioquímicas e morfofisiológicas de plantas e animais são projetadas para proteger os organismos dos efeitos adversos das flutuações de temperatura.

Cada espécie tem sua própria faixa de temperaturas que são mais favoráveis ​​para ela, que é chamada de temperatura. espécie ótima. A diferença nas faixas de valores de temperatura preferidos para diferentes espécies é muito grande. Os organismos terrestres vivem em uma faixa de temperatura mais ampla do que os habitantes da hidrosfera. Muitas vezes áreas euritérmico espécies estendem-se de sul a norte através de várias zonas climáticas. Por exemplo, o sapo comum habita o espaço desde o Norte de África até Norte da Europa. Os animais euritérmicos incluem muitos insetos, anfíbios e mamíferos - raposa, lobo, puma, etc.

Descanso prolongado ( latente) formas de organismos, como esporos de algumas bactérias, esporos e sementes de plantas, são capazes de suportar temperaturas significativamente divergentes. Uma vez em condições favoráveis ​​e um meio nutriente suficiente, essas células podem se tornar ativas novamente e começar a se multiplicar. A suspensão de todos os processos vitais do corpo é chamada Animação suspensa. A partir do estado de anabiose, os organismos podem retornar à atividade normal se a estrutura das macromoléculas em suas células não for perturbada.

A temperatura afeta diretamente o crescimento e desenvolvimento das plantas. Sendo organismos imóveis, as plantas devem existir sob o regime de temperatura que é criado nos locais de seu crescimento. De acordo com o grau de adaptação às condições de temperatura, todos os tipos de plantas podem ser divididos nos seguintes grupos:

- resistente ao gelo- plantas que crescem em áreas com clima sazonal, com invernos frios. Durante geadas severas, as partes acima do solo de árvores e arbustos congelam, mas permanecem viáveis, acumulando em suas células e tecidos substâncias que ligam a água (vários açúcares, álcoois, alguns aminoácidos);

- não resistente ao gelo- plantas que toleram baixas temperaturas, mas morrem assim que o gelo começa a se formar nos tecidos (algumas espécies subtropicais perenes);

- não resistente ao frio- plantas que são severamente danificadas ou morrem em temperaturas acima do ponto de congelamento da água (plantas da floresta tropical);

- termofílico- plantas de habitats secos com forte insolação (radiação solar), que toleram meia hora de aquecimento até +60 °C (plantas de estepes, savanas, subtrópicos secos);

- pirofitas- plantas resistentes a incêndios quando a temperatura sobe brevemente para centenas de graus Celsius. São plantas de savanas, florestas secas de madeira dura. Eles têm uma casca grossa impregnada com substâncias refratárias, que protegem de forma confiável os tecidos internos. Os frutos e sementes das pirofitas têm tegumento espesso e lignificado que racha no fogo, o que ajuda as sementes a penetrar no solo.

Em comparação com as plantas, os animais têm possibilidades mais diversas de regular (permanentemente ou temporariamente) sua própria temperatura corporal. Uma das adaptações importantes dos animais (mamíferos e pássaros) às flutuações de temperatura é a capacidade de termorregular o corpo, seu sangue quente, devido ao qual animais superiores são relativamente independentes de condições de temperatura meio Ambiente.

No mundo animal, há uma conexão entre o tamanho e a proporção do corpo dos organismos e as condições climáticas de seu habitat. Dentro de uma espécie ou de um grupo homogêneo de espécies intimamente relacionadas, animais com tamanhos corporais maiores são comuns em áreas mais frias. Quanto maior o animal, mais fácil é manter uma temperatura constante. Assim, entre os representantes dos pinguins, o menor pinguim - o pinguim de Galápagos - vive nas regiões equatoriais e o maior - o pinguim imperador - na zona continental da Antártida.

Umidade torna-se um importante fator limitante em terra, uma vez que a deficiência de umidade é uma das características mais significativas do ambiente terra-ar. Os organismos terrestres enfrentam constantemente o problema da perda de água e necessitam de seu abastecimento periódico. No processo de evolução dos organismos terrestres, foram desenvolvidas adaptações características para obter e manter a umidade.

O regime de umidade é caracterizado pela precipitação, umidade do solo e do ar. A deficiência de umidade é uma das características mais significativas do ambiente terrestre-ar da vida. Do ponto de vista ecológico, a água é um fator limitante nos habitats terrestres, pois sua quantidade está sujeita a fortes flutuações. Os modos de umidade ambiental em terra são variados: desde a saturação completa e constante do ar com vapor de água (zona tropical) até a quase completa ausência de umidade no ar seco dos desertos.

O solo é a principal fonte de água para as plantas.

Além da absorção da umidade do solo pelas raízes, as plantas também são capazes de absorver a água que cai na forma de chuvas leves, nevoeiros e umidade do ar vaporosa.

Os organismos vegetais perdem a maior parte da água absorvida como resultado da transpiração, ou seja, a evaporação da água da superfície das plantas. As plantas se protegem da desidratação armazenando água e evitando a evaporação (cactos), ou aumentando a proporção de partes subterrâneas (sistemas radiculares) no volume total do organismo vegetal. De acordo com o grau de adaptação a certas condições de umidade, todas as plantas são divididas em grupos:

- hidrófitas- plantas terrestres-aquáticas que crescem e flutuam livremente no meio aquático (junco nas margens dos corpos d'água, calêndula do pântano e outras plantas nos pântanos);

- higrófitas- plantas terrestres em áreas com umidade constantemente alta (habitantes de florestas tropicais - samambaias epífitas, orquídeas, etc.)

- xerófitas- plantas terrestres que se adaptaram a flutuações sazonais significativas no teor de umidade do solo e do ar (habitantes das estepes, semi-desertos e desertos - saxaul, espinho de camelo);

- mesófitos- plantas que ocupam uma posição intermediária entre higrófitas e xerófitas. Os mesófitos são mais comuns em zonas moderadamente húmidas (bétulas, freixos de montanha, muitos prados e gramíneas florestais, etc.).

Características meteorológicas e climáticas caracterizado por flutuações diárias, sazonais e de longo prazo na temperatura, umidade do ar, nebulosidade, precipitação, força e direção do vento, etc. que determina a diversidade das condições de vida dos habitantes do meio terrestre. As características climáticas dependem das condições geográficas da área, mas o microclima do habitat direto dos organismos é muitas vezes mais importante.

No ambiente solo-ar, as condições de vida são complicadas pela existência mudanças climáticas. O tempo é um estado em constante mudança das camadas inferiores da atmosfera até cerca de 20 km (limite da troposfera). A variabilidade climática é uma mudança constante em fatores ambientais, como temperatura e umidade do ar, nebulosidade, precipitação, força e direção do vento, etc.

O regime climático de longo prazo caracteriza clima local. O conceito de clima inclui não apenas valores médios mensais e médios anuais de parâmetros meteorológicos (temperatura do ar, umidade, radiação solar total, etc.), mas também os padrões de suas mudanças diárias, mensais e anuais, bem como sua frequência . Os principais fatores climáticos são a temperatura e a umidade. Deve-se notar que a vegetação tem um impacto significativo no nível de valores dos fatores climáticos. Assim, sob o dossel da floresta, a umidade do ar é sempre maior e as oscilações de temperatura são menores do que em áreas abertas. O regime de luz desses locais também difere.

O solo serve como um suporte sólido para os organismos, que o ar não pode fornecer. Além disso, o sistema radicular fornece às plantas soluções aquosas de compostos minerais essenciais do solo. Importância pois os organismos têm as propriedades químicas e físicas do solo.

terreno cria uma variedade de condições de vida para os organismos terrestres, determinando o microclima e limitando o livre movimento dos organismos.

A influência do solo e das condições climáticas sobre os organismos levou à formação de zonas naturais características - biomas. Este é o nome dos maiores ecossistemas terrestres correspondentes às principais zonas climáticas da Terra. As características dos grandes biomas são determinadas principalmente pelo agrupamento de organismos vegetais incluídos neles. Cada uma das zonas físico-geográficas tem certas proporções de calor e umidade, regime de água e luz, tipo de solo, grupos de animais (fauna) e plantas (flora). A distribuição geográfica dos biomas é latitudinal e está associada a mudanças nos fatores climáticos (temperatura e umidade) do equador aos polos. Ao mesmo tempo, observa-se certa simetria na distribuição de vários biomas em ambos os hemisférios. Os principais biomas da Terra: floresta tropical, savana tropical, deserto, estepe temperada, floresta decídua temperada, floresta de coníferas (taiga), tundra, deserto ártico.

Ambiente da vida do solo. Entre os quatro ambientes vivos que estamos considerando, o solo se distingue por uma estreita relação entre os componentes vivos e não vivos da biosfera. O solo não é apenas um habitat para os organismos, mas também um produto de sua atividade vital. Podemos supor que o solo surgiu como resultado da ação combinada de fatores climáticos e organismos, especialmente plantas, sobre a rocha-mãe, ou seja, sobre as substâncias minerais da camada superior da crosta terrestre (areia, argila, pedras, etc.).

Assim, o solo é uma camada de matéria que se encontra sobre as rochas, consistindo no material de origem - o substrato mineral subjacente - e um aditivo orgânico no qual os organismos e seus produtos metabólicos são misturados com pequenas partículas do material de origem alterado. A estrutura e a porosidade do solo determinam em grande parte a disponibilidade nutrientes plantas e animais do solo.

A composição do solo inclui quatro componentes estruturais importantes:

Base mineral (50...60% composição geral solo);

Matéria orgânica (até 10%);

Ar (15...25%);

Água (25...35%).

A matéria orgânica do solo, que é formada durante a decomposição de organismos mortos ou suas partes (por exemplo, serrapilheira), é chamada de húmus, que forma a camada superior do solo fértil. A propriedade mais importante do solo - fertilidade - depende da espessura da camada de húmus.

Cada tipo de solo corresponde a um determinado mundo animal e certa vegetação. A totalidade dos organismos do solo proporciona uma circulação contínua de substâncias no solo, incluindo a formação de húmus.

O habitat do solo possui propriedades que o aproximam dos ambientes aquático e terrestre-aéreo. Como no ambiente aquático, as flutuações de temperatura são pequenas nos solos. As amplitudes de seus valores decaem rapidamente com o aumento da profundidade. Com um excesso de umidade ou dióxido de carbono, a probabilidade de deficiência de oxigênio aumenta. A semelhança com o habitat solo-ar se manifesta pela presença de poros preenchidos com ar. As propriedades específicas inerentes apenas ao solo incluem alta densidade. Os organismos e seus produtos metabólicos desempenham um papel importante na formação do solo. O solo é a parte mais saturada da biosfera com organismos vivos.

No ambiente do solo, os fatores limitantes geralmente são a falta de calor e a falta ou excesso de umidade. Fatores limitantes também podem ser falta de oxigênio ou excesso de dióxido de carbono. A vida de muitos organismos do solo está intimamente relacionada ao seu tamanho. Alguns se movem livremente no solo, outros precisam soltá-lo para se movimentar e procurar comida.

Controlar perguntas e tarefas

1. Qual a peculiaridade do ambiente solo-ar como espaço ecológico?

2. Que adaptações os organismos têm para a vida na terra?

3. Cite os fatores ambientais mais significativos para

organismos terrestres.

4. Descreva as características do habitat do solo.

Uma característica do ambiente ar-terra é que os organismos que vivem aqui são cercados por ar, que é uma mistura de gases, e não seus compostos. O ar como fator ambiental é caracterizado por uma composição constante - contém 78,08% de nitrogênio, cerca de 20,9% de oxigênio, cerca de 1% de argônio e 0,03% de dióxido de carbono. Devido ao dióxido de carbono e à água, a matéria orgânica é sintetizada e o oxigênio é liberado. Durante a respiração, ocorre a reação oposta à fotossíntese - o consumo de oxigênio. O oxigênio apareceu na Terra cerca de 2 bilhões de anos atrás, quando a superfície do nosso planeta estava sendo formada durante a atividade vulcânica ativa. Um aumento gradual no conteúdo de oxigênio ocorreu nos últimos 20 milhões de anos. O desenvolvimento desempenhou um papel importante nisso. flora terra e oceano. Sem ar, nem plantas, nem animais, nem microorganismos aeróbicos podem existir. A maioria dos animais neste ambiente se move em um substrato sólido - o solo. O ar como meio vivo gasoso é caracterizado por baixa umidade, densidade e pressão, bem como alto teor de oxigênio. Os fatores ambientais que operam no ambiente solo-ar diferem de várias maneiras. características específicas: a luz aqui é mais intensa em comparação com outros ambientes, a temperatura sofre oscilações mais fortes, a umidade varia significativamente dependendo da localização geográfica, estação e hora do dia.

Adaptações ao ambiente aéreo.

Os mais específicos entre os habitantes do ambiente aéreo são, obviamente, as formas voadoras. Já as características da aparência do organismo possibilitam notar suas adaptações ao voo. Em primeiro lugar, isso é evidenciado pela forma de seu corpo.

Formato corporal:

• aerodinâmica do corpo (pássaro),
• a presença de aviões para depender do ar (asas, pára-quedas),
• construção leve (ossos ocos),
• a presença de asas e outros dispositivos para voar (membranas voadoras, por exemplo),
• Alívio dos membros (encurtamento, redução da massa muscular).

Os animais que correm também têm características distintas, pelo qual é fácil reconhecer um bom corredor, e se ele se move pulando, então um saltador:

• membros poderosos, mas leves (cavalo),
• redução dos dedos (cavalo, antílope),
• membros posteriores muito poderosos e membros anteriores encurtados (lebre, canguru),
• cascos córneos protetores nos dedos (ungulados, calos).

Organismos escaladores têm uma variedade de adaptações. Eles podem ser comuns a plantas e animais, ou podem ser diferentes. Para escalar, uma forma peculiar do corpo também pode ser usada:

• um corpo longo e fino, cujos laços podem servir de suporte ao escalar (cobra, liana),
• membros longos e flexíveis para agarrar ou agarrar, e possivelmente a mesma cauda (macacos);
• Consequências do corpo - antenas, ganchos, raízes (ervilhas, amoras, hera);
• garras afiadas nos membros ou garras longas, dedos em gancho ou fortes (esquilo, preguiça, macaco);
• músculos poderosos dos membros, permitindo puxar o corpo e jogá-lo de galho em galho (orangotango, gibão).

Alguns organismos adquiriram uma espécie de universalidade de adaptações a dois ao mesmo tempo. Nas formas de escalada, também é possível uma combinação de sinais de escalada e voo. Muitos deles podem, tendo subido em uma árvore alta, fazer longos saltos-vôos. Estas são adaptações semelhantes em habitantes do mesmo habitat. Muitas vezes existem animais capazes de correr e voar rápido, carregando simultaneamente os dois conjuntos dessas adaptações.

Existem combinações de características adaptativas em um organismo para a vida em vários ambientes. Esses conjuntos paralelos de adaptações são realizados por todos os animais anfíbios. Alguns organismos flutuantes puramente aquáticos também têm adaptações para o voo. Considere peixes voadores ou até lulas. Diferentes adaptações podem ser usadas para resolver um problema ecológico. Assim, o meio de isolamento térmico em ursos, raposas do ártico é pele grossa, coloração protetora. Graças à coloração protetora, o organismo torna-se difícil de distinguir e, portanto, protegido de predadores. Os ovos de pássaros colocados na areia ou no chão são cinza e marrom com manchas, semelhantes à cor do solo ao redor. Nos casos em que os ovos não estão disponíveis para os predadores, eles geralmente são desprovidos de coloração. As lagartas da borboleta geralmente são verdes, da cor das folhas, ou escuras, da cor da casca ou da terra. Os animais do deserto, como regra, têm uma cor amarelo-marrom ou amarelo-areia. A coloração protetora monocromática é característica de insetos (gafanhotos) e pequenos lagartos, bem como grandes ungulados (antílopes) e predadores (leão). Dissecando a coloração protetora na forma de listras e manchas claras e escuras alternadas no corpo. Zebras e tigres são difíceis de ver já a uma distância de 50 - 40 m devido à coincidência das listras no corpo com a alternância de luz e sombra na área circundante. Dissecar a coloração viola o conceito de contornos do corpo, a coloração assustadora (aviso) também protege os organismos dos inimigos. A coloração brilhante geralmente é característica de animais venenosos e alerta os predadores sobre a não comestibilidade do objeto de seu ataque. A eficácia da coloração de advertência foi a causa de um fenômeno muito interessante - imitação - mimetismo. Formações na forma de uma cobertura quitinosa dura em artrópodes (besouros, caranguejos), conchas em moluscos, escamas em crocodilos, conchas em tatus e tartarugas os protegem bem de muitos inimigos. Os espinhos do ouriço e do porco-espinho servem o mesmo. Melhoria do aparelho de movimento, sistema nervoso, órgãos dos sentidos, desenvolvimento de meios de ataque em predadores. Os órgãos químicos dos insetos são incrivelmente sensíveis. As mariposas ciganas machos são atraídas pelo cheiro da glândula de cheiro de uma fêmea a uma distância de 3 km. Em algumas borboletas, a sensibilidade dos receptores gustativos é 1000 vezes maior do que a sensibilidade dos receptores da língua humana. Predadores noturnos, como corujas, enxergam perfeitamente no escuro. Algumas cobras têm uma capacidade bem desenvolvida de termolocalização. Eles distinguem objetos à distância se a diferença em suas temperaturas for de apenas 0,2 ° C.

O ambiente solo-ar é caracterizado por uma enorme variedade de condições de vida, nichos ecológicos e organismos que os habitam. Deve-se notar que os organismos desempenham um papel primordial na formação das condições do ambiente terrestre-ar da vida e, acima de tudo, na composição gasosa da atmosfera. Quase todo o oxigênio na atmosfera terrestre é de origem biogênica.

As principais características do ambiente solo-ar são a grande amplitude de mudanças nos fatores ambientais, a heterogeneidade do ambiente, a ação das forças da gravidade e a baixa densidade do ar. O complexo de fatores fisiográficos e climáticos inerentes a uma determinada zona natural leva à formação evolutiva de adaptações morfofisiológicas dos organismos à vida nessas condições, uma variedade de formas de vida.

Ar atmosférico O ar é caracterizado por umidade baixa e variável. Esta circunstância limitou (restringiu) em grande parte as possibilidades de dominar o ambiente solo-ar, e também direcionou a evolução do metabolismo água-sal e a estrutura dos órgãos respiratórios.

Composição do ar. Um dos principais fatores abióticos do habitat terrestre (ar) é a composição do ar, uma mistura natural de gases que se desenvolveu durante a evolução da Terra. A composição do ar na atmosfera moderna está em estado de equilíbrio dinâmico, dependendo da atividade vital dos organismos vivos e dos fenômenos geoquímicos em escala global.

O ar, desprovido de umidade e partículas suspensas, tem quase a mesma composição ao nível do mar em todas as áreas. o Globo assim como ao longo do dia e em diferentes épocas do ano. No entanto, em diferentes épocas da existência do planeta, a composição do ar foi diferente. Acredita-se que o conteúdo de dióxido de carbono e oxigênio mudou mais fortemente (Fig. 3.7). O papel do oxigênio e do dióxido de carbono é mostrado em detalhes na Sec. 2.2.

O nitrogênio, presente no ar atmosférico em maior quantidade, no estado gasoso para a grande maioria dos organismos, principalmente para os animais, é neutro. Apenas para alguns microrganismos (bactérias de nódulos, Azotobacter, algas azul-esverdeadas, etc.) o nitrogênio do ar serve como um fator de atividade vital. Esses microrganismos assimilam o nitrogênio molecular e, após morrerem e mineralizarem, fornecem às plantas superiores as formas disponíveis desse elemento químico.

A presença no ar de outras substâncias gasosas ou aerossóis (partículas sólidas ou líquidas suspensas no ar) em qualquer quantidade apreciável altera as condições ambientais usuais, afeta os organismos vivos.

2.2. Adaptações de organismos terrestres ao meio ambiente

Aeroplâncton (anemocoria).

Plantas: polinização pelo vento, estrutura do caule, formas das placas foliares, tipos de inflorescências, cor, tamanho.

Formação de formas de bandeira de árvores. sistema radicular.

Animais: respiração, forma do corpo, tegumento, reações comportamentais.

Solo como meio

O solo é o resultado das atividades dos organismos vivos. Os organismos que habitam o ambiente solo-ar levaram ao surgimento do solo como um habitat único. O solo é um sistema complexo que inclui uma fase sólida (partículas minerais), uma fase líquida (umidade do solo) e uma fase gasosa. A proporção dessas três fases determina as características do solo como ambiente vivo.

Uma característica importante do solo é também a presença de uma certa quantidade de matéria orgânica. É formado como resultado da morte de organismos e faz parte de suas excreções (excreções).

As condições do habitat do solo determinam propriedades do solo como sua aeração (ou seja, saturação do ar), umidade (presença de umidade), capacidade de calor e regime térmico (variação de temperatura diária, sazonal, durante todo o ano). O regime térmico, em comparação com o ambiente solo-ar, é mais conservador, especialmente em grande profundidade. Em geral, o solo é caracterizado por condições de vida bastante estáveis.

As diferenças verticais também são características de outras propriedades do solo, por exemplo, a penetração da luz depende naturalmente da profundidade.

Muitos autores observam a posição intermediária do ambiente solo da vida entre os ambientes aquático e terrestre-aéreo. No solo, são possíveis organismos com respiração do tipo água e ar. O gradiente vertical de penetração da luz no solo é ainda mais pronunciado do que na água. Os microrganismos são encontrados em toda a espessura do solo e as plantas (principalmente sistemas radiculares) estão associadas aos horizontes externos.

Os organismos do solo são caracterizados por órgãos específicos e tipos de movimento (membros escavadores em mamíferos; a capacidade de alterar a espessura do corpo; a presença de cápsulas cefálicas especializadas em algumas espécies); formas do corpo (arredondadas, em forma de lobo, em forma de verme); capas duráveis ​​e flexíveis; redução de olhos e desaparecimento de pigmentos. Entre os habitantes do solo, a saprofagia é amplamente desenvolvida - comendo os cadáveres de outros animais, restos em decomposição, etc.

Composição do solo. O solo é uma camada de substâncias que se encontram na superfície da crosta terrestre. É um produto da transformação física, química e biológica das rochas (Fig. 3.8) e é um meio trifásico, incluindo componentes sólidos, líquidos e gasosos, que se encontram nas seguintes proporções (em%):

base mineral geralmente 50-60% da composição total

matéria orgânica ......................... até 10

agua................................................. ..... 25-35

ar................................................. .15-25

Neste caso, o solo é considerado entre outros fatores abióticos, embora de fato seja o elo mais importante entre os fatores abióticos e bióticos do ambiente.

Mineral composição inorgânica sobre h-s. A rocha sob a influência de fatores químicos e físicos do ambiente natural é gradualmente destruída. As partes resultantes variam em tamanho - de pedregulhos e pedras a grandes grãos de areia e as menores partículas de argila. Mecânica e Propriedades quimicas Os solos dependem principalmente de solos finos (partículas com menos de 2 mm), que geralmente são subdivididos dependendo do tamanho 8 (em mícrons) nos seguintes sistemas:

areia................................................. 5 = 60-2000

lodo (às vezes chamado de "poeira") 5 = 2-60

argila.. ".............................................. 8 menos de 2

A estrutura do solo é determinada pelo conteúdo relativo de areia, lodo, argila e geralmente é ilustrada por um diagrama - o “triângulo da estrutura do solo” (Fig. 3.9).

A importância da estrutura do solo fica clara quando se comparam as propriedades da areia pura e da argila. Um solo "ideal" é considerado uma composição contendo quantidades iguais de argila e areia em combinação com partículas de tamanhos intermediários. Neste caso, uma estrutura granular porosa é formada. Os solos correspondentes são chamados marga. Eles têm as vantagens dos dois tipos de solo extremos sem suas desvantagens. A maioria dos componentes minerais são representados no solo por estruturas cristalinas. Areia e lodo consistem principalmente de um mineral inerte - quartzo (SiO 2), chamado sílica.

Os minerais de argila são encontrados principalmente na forma dos menores cristais planos, geralmente de forma hexagonal, consistindo em camadas de hidróxido de alumínio ou alumina (A1 2 O 3) e camadas de silicatos (compostos de íons de silicato SiO ^ "com cátions, por exemplo , alumínio A1 3+ ou ferro Fe 3+ , Fe 2+). A superfície específica dos cristais é muito grande e atinge 5-800 m 2 por 1 g de argila, o que contribui para a retenção de água e nutrientes no solo.

Em geral, acredita-se que mais de 50% da composição mineral do solo seja sílica (SiO 2), 1-25% - alumina (A1 2 O 3), 1-10% - óxidos de ferro (Fe 3 O 4) , 0,1-5% - óxidos de magnésio, potássio, fósforo, cálcio (MgO, K2O, P2O3, CaO). Na agricultura, os solos são divididos em pesados ​​(argilas) e leves (areias), que refletem a quantidade de esforço necessário para cultivar o solo com implementos agrícolas. Uma série de características adicionais da composição mineral do solo serão apresentadas na Sec. 7.2.4.

A quantidade total de água que pode ser retida pelo solo é composta de água gravitacional, fisicamente ligada, capilar, quimicamente ligada e vaporosa (Figura 3.10).

água de gravidade pode se infiltrar livremente no solo, atingindo o nível do lençol freático, o que leva à lixiviação de vários nutrientes.

Água fisicamente ligada (higroscópica) adsorvido nas partículas do solo na forma de um filme fino e fortemente ligado. Sua quantidade depende do conteúdo de partículas sólidas. Em solos argilosos, há muito mais água (cerca de 15% do peso do solo) do que em solos arenosos (cerca de 0,5%). A água higroscópica é a menos disponível para as plantas. água capilaré mantida em torno das partículas do solo devido às forças de tensão superficial. Na presença de poros ou túbulos estreitos, a água capilar pode subir do lençol freático para cima, desempenhando um papel central no fornecimento regular de umidade às plantas. As argilas retêm mais água capilar do que as areias.

Água quimicamente ligada e vaporosa praticamente inacessível ao sistema radicular das plantas.

Comparado com a composição do ar atmosférico, devido à respiração dos organismos, o teor de oxigênio diminui com a profundidade (até 10%) e a concentração de dióxido de carbono aumenta (chegando a 19%). A composição do ar do solo varia muito ao longo do ano e do dia. No entanto, o ar do solo é constantemente atualizado e reabastecido às custas do ar atmosférico.

O encharcamento do solo faz com que o ar seja deslocado pela água e as condições se tornam anaeróbicas. Como os microrganismos e as raízes das plantas continuam a liberar CO 2 , que forma H 2 CO 3 com a água, a renovação do húmus diminui e os ácidos húmicos se acumulam. Tudo isso aumenta a acidez do solo, que, juntamente com o esgotamento do oxigênio, afeta negativamente os microrganismos do solo. Condições anaeróbicas prolongadas levam à morte das plantas.

A forma reduzida do ferro (Fe 2+) confere a tonalidade cinza característica dos solos encharcados, enquanto a forma oxidada (Fe 3+) colore o solo de amarelo, vermelho e marrom.

Biota do solo.

De acordo com o grau de conexão com o solo como habitat, os animais são combinados em grupos ecológicos:

Geobiontes- habitantes do solo, que se dividem em:

rizobiontes - animais associados a raízes;

saprobiontes - habitantes de matéria orgânica em decomposição;

coprobiontes - invertebrados - habitantes de estrume;

botrobiontes - habitantes de buracos;

os planófilos são animais que tendem a se mover com frequência.

Geófilos- animais, parte do ciclo de desenvolvimento ocorre necessariamente no solo. (gafanhotos, mosquitos de fibra, vários besouros, himenópteros)

geoxenos– Animais que visitam o solo para abrigo temporário, abrigo.

Os animais que vivem no solo o utilizam de diferentes maneiras. Os pequenos - protozoários, rotíferos, gastrociliados - vivem em um filme de água que envolve as partículas do solo. isto geohidrobiontes. Eles são pequenos, achatados ou alongados. Eles respiram oxigênio dissolvido na água, com falta de umidade, são caracterizados por dormência, encistamento e formação de casulos. O resto dos habitantes respira oxigênio no ar - isso é geoatmobiontes.

Os animais do solo são divididos por tamanho em grupos:

nanofauna - animais de até 0,2 mm de tamanho; microfauna - animais de 0,1-1,0 mm de tamanho microorganismo do solo, bactérias, fungos, protozoários (micro reservatórios)

mesofauna - maior que 1,0 mm; ; nematóides, pequenas larvas de insetos, ácaros, colêmbolos.

Macrofauna - larvas de insetos de 2 a 20 mm, centopéias, enchitreids, minhocas.

megafauna - vertebrados: escavadeiras.

Tocas de animais.

Os habitantes mais típicos do solo são: protozoários, nematóides, minhocas, enchitreids, lesmas nuas e outros gastrópodes, ácaros e aranhas, centopéias (bípedes e labiópodes), insetos - adultos e suas larvas -caudado, díptero, coleóptero, himenóptero, etc.). Os pedobiontes desenvolveram uma variedade de adaptações para viver no solo, tanto na estrutura externa quanto na interna.

Movimento. Os geohidrobiontes têm as mesmas adaptações para o movimento que os habitantes aquáticos. Geoatmobiontes se movem ao longo de poços naturais e fazem suas próprias passagens. O movimento de pequenos animais em poços não difere do movimento na superfície do substrato. A desvantagem do modo de vida das brocas é sua alta sensibilidade à secagem do substrato, dependendo das propriedades físicas do solo. Em solos densos e pedregosos, seus números são pequenos. Um modo de movimento semelhante é característico de pequenos artrópodes. As passagens são feitas por animais, seja empurrando as partículas do solo (vermes, larvas de Diptera) ou esmagando o solo (típico para as larvas de muitas espécies de insetos). Os animais do segundo grupo costumam ter dispositivos para varrer o solo.

As adaptações morfofisiológicas para viver no solo são: perda de pigmento e visão em habitantes do solo profundo; a ausência de epicutícula ou sua presença em certas partes do corpo; para muitos (minhocas, enchitreids) um sistema antieconômico para remover produtos metabólicos do corpo; várias variantes de fertilização externa-interna em vários habitantes; para vermes - respirando com toda a superfície do corpo.

As adaptações ecológicas se manifestam na escolha das condições de vida mais adequadas. A escolha dos habitats é feita através de migrações verticais ao longo do perfil do solo, alterando os habitats.

Existem vários ambientes de vida principais no planeta Terra:

agua

terra-ar

solo

organismo vivo.

Ambiente de vida aquática.

Os organismos que vivem na água têm adaptações determinadas pelas propriedades físicas da água (densidade, condutividade térmica, capacidade de dissolver sais).

Devido à flutuabilidade da água, muitos pequenos habitantes do ambiente aquático estão em suspensão e não são capazes de resistir às correntes. A totalidade desses pequenos habitantes aquáticos recebeu o nome de plâncton. O plâncton inclui algas microscópicas, pequenos crustáceos, ovos e larvas de peixes, águas-vivas e muitas outras espécies.

Plâncton

Os organismos planctônicos são carregados pelas correntes, incapazes de resistir a elas. A presença de plâncton na água possibilita a filtração do tipo de nutrição, ou seja, coar, com auxílio de diversos aparelhos, pequenos organismos e partículas de alimentos em suspensão na água. É desenvolvido tanto em animais nadadores como sedentários de fundo, como lírios marinhos, mexilhões, ostras e outros. A Vida Sedentária seria impossível para os habitantes aquáticos se não houvesse plâncton, e isso, por sua vez, só é possível em um ambiente com densidade suficiente.

A densidade da água dificulta a movimentação ativa nela, de modo que animais nadadores rápidos, como peixes, golfinhos, lulas, devem ter músculos fortes e forma simplificada corpo.

tubarão mako

Devido à alta densidade da água, a pressão aumenta fortemente com a profundidade. Os habitantes do fundo do mar são capazes de suportar a pressão, que é milhares de vezes maior do que na superfície da terra.

A luz penetra na água apenas a uma profundidade rasa, de modo que os organismos vegetais podem existir apenas nos horizontes superiores da coluna de água. Mesmo nos mares mais limpos, a fotossíntese só é possível a profundidades de 100 a 200 m. Não há plantas em grandes profundidades e os animais de águas profundas vivem em completa escuridão.

O regime de temperatura em corpos d'água é mais ameno do que em terra. Devido à alta capacidade de calor da água, as flutuações de temperatura são suavizadas e os habitantes aquáticos não enfrentam a necessidade de se adaptar a geadas severas ou calor de quarenta graus. Somente em fontes termais a temperatura da água pode se aproximar do ponto de ebulição.

Uma das dificuldades da vida dos habitantes aquáticos é a quantidade limitada de oxigênio. Sua solubilidade não é muito alta e, além disso, diminui muito quando a água é contaminada ou aquecida. Portanto, nos reservatórios às vezes há congelamentos - a morte em massa de habitantes devido à falta de oxigênio, que ocorre por vários motivos.

Peixes mortos

A composição salina do ambiente também é muito importante para os organismos aquáticos. As espécies marinhas não podem viver em águas doces e as espécies de água doce não podem viver nos mares devido à ruptura das células.

Ambiente terra-ar da vida.

Este ambiente tem um conjunto diferente de recursos. Geralmente é mais complexo e diversificado do que a água. Tem muito oxigênio, muita luz, mudanças de temperatura mais acentuadas no tempo e no espaço, quedas de pressão muito mais fracas e, muitas vezes, há um déficit de umidade. Embora muitas espécies possam voar, e pequenos insetos, aranhas, microorganismos, sementes e esporos de plantas sejam transportados por correntes de ar, os organismos se alimentam e se reproduzem na superfície da terra ou das plantas. Em um meio de baixa densidade como o ar, os organismos precisam de suporte. Portanto, tecidos mecânicos são desenvolvidos em plantas terrestres e, em animais terrestres, o esqueleto interno ou externo é mais pronunciado do que nos aquáticos. A baixa densidade do ar facilita a movimentação nele. Cerca de dois terços dos habitantes da terra dominam o vôo ativo e passivo. A maioria deles são insetos e pássaros.

pipa preta

Borboleta Kaligo

O ar é um mau condutor de calor. Isso facilita a possibilidade de conservar o calor gerado no interior dos organismos e manter uma temperatura constante em animais de sangue quente. O próprio desenvolvimento do sangue quente tornou-se possível no ambiente terrestre. Os ancestrais dos mamíferos aquáticos modernos - baleias, golfinhos, morsas, focas - já viveram em terra.

Os habitantes da terra têm adaptações muito diversas associadas ao abastecimento de água, especialmente em condições áridas. Nas plantas, este é um poderoso sistema radicular, uma camada impermeável na superfície das folhas e caules, a capacidade de regular a evaporação da água através dos estômatos. Nos animais, essas também são características diferentes da estrutura do corpo e do tegumento, mas, além disso, o comportamento correspondente também contribui para a manutenção do equilíbrio hídrico. Eles podem, por exemplo, migrar para poços de água ou evitar ativamente condições particularmente secas. Alguns animais podem viver a vida inteira com alimentos secos, como, por exemplo, os jerboas ou a conhecida mariposa da roupa. Neste caso, a água necessária ao organismo surge devido à oxidação das partes constituintes dos alimentos.

raiz de espinho de camelo

Na vida dos organismos terrestres, muitos outros fatores ambientais também desempenham um papel importante, por exemplo, a composição do ar, os ventos e a topografia da superfície da Terra. O tempo e o clima são de particular importância. Os habitantes do ambiente solo-ar devem estar adaptados ao clima da parte da Terra onde vivem e suportar a variabilidade das condições meteorológicas.

O solo como ambiente vivo.

O solo é uma fina camada da superfície terrestre, processada pelas atividades dos seres vivos. Partículas sólidas são permeadas no solo com poros e cavidades preenchidos parcialmente com água e parcialmente com ar, de modo que pequenos organismos aquáticos também podem habitar o solo. O volume de pequenas cavidades no solo é uma característica muito importante do mesmo. Em solos soltos, pode ser de até 70% e em solos densos - cerca de 20%. Nesses poros e cavidades ou na superfície de partículas sólidas, vive uma enorme variedade de criaturas microscópicas: bactérias, fungos, protozoários, lombrigas, artrópodes. Animais maiores fazem suas próprias passagens no solo.

Moradores do solo

Todo o solo é permeado com raízes de plantas. A profundidade do solo é determinada pela profundidade de penetração das raízes e pela atividade dos animais escavadores. Não é mais do que 1,5-2 m.

O ar nas cavidades do solo está sempre saturado com vapor de água, sua composição é enriquecida com dióxido de carbono e empobrecida com oxigênio. Desta forma, as condições de vida no solo se assemelham a um ambiente aquático. Por outro lado, a proporção de água e ar nos solos está mudando constantemente, dependendo das condições climáticas. As flutuações de temperatura são muito acentuadas perto da superfície, mas rapidamente suavizam com a profundidade.

A principal característica do ambiente do solo é o fornecimento constante de matéria orgânica, principalmente devido à morte das raízes das plantas e queda das folhas. É uma valiosa fonte de energia para bactérias, fungos e muitos animais, por isso o solo é o mais cheio de vida Quarta-feira. Seu mundo oculto é muito rico e diversificado.

Organismos vivos como ambiente vivo.

fita larga