Самыми известными анадромами являются тихоокеанские лососи. Они вылупляются из икры в пресных реках и озёрах, мигрируют вниз по течению и живут в море от одного до шести лет, затем возвращаются в те места, откуда первоначально мигрировали, мечут икру и вскоре умирают. Лососевые способны преодолеть сотни километров против течения, и люди должны устанавливать рыбные лестницы на плотинах, чтобы позволить рыбам проплыть. Также анадромами являются кумжа, трёхиглая колюшка, алозы. В семействе карповых представителями анадромных видов являются краснопёрки-угаи.
Примером катадромов являются пресноводный угорь семейства угрёвых, чьи личинки могут в течение нескольких месяцев и даже лет перемещаться в открытом океане, прежде чем вернуться в родную реку за сотни километров.
К амфидромам относится такой вид, как акула-бык, (обитает в озере Никарагуа в Центральной Америке и в африканской реке Замбези). В первом случае миграция происходит в Атлантический океан, во втором — в Индийский.
Также распространены суточные вертикальные миграции: многие морские виды ночью кормятся у поверхности, а в дневное время возвращаются на глубину. Некоторые крупные морские рыбы, например тунцы, ежегодно мигрируют с севера на юг и наоборот, следуя за изменениями температуры в океане. Миграции рыб в пресной воде обычно короче: как правило, они происходят из озера в реку и обратно с целью размножения.
Под миграцией, или перелётом птиц, подразумевают перемещение или переселение птиц, связанное с изменением экологических или кормовых условий, либо особенностями размножения с территории гнездования на территорию зимовки и обратно. Одна из форм миграции животных. Миграция — приспособление к сезонным изменениям климата и зависимых от них факторов (наличие корма, открытой воды и т. д.). Способности птиц к миграции способствует их высокая мобильность благодаря способности к полёту, недоступная большинству других видов наземных животных.
По характеру сезонных переселений птиц делят на оседло-живущих, кочующих, либо перелётных[1]. Кроме того, при определённых условиях птицы, как и другие животные, могут выселяться из какой-либо территории без возврата назад, либо инвазироваться (внедряться) в регионы за пределами их постоянного обитания; такие переселения непосредственно к миграции не относятся. Выселение либо внедрение может быть связано с природным изменением ландшафта — лесными пожарами, вырубкой лесов, осушением болот и т. д., либо с перенаселённостью конкретного вида на ограниченной территории. В таких условиях птицы вынуждены искать себе новое место, и такое перемещение никак не связано с их образом жизни или временами года. К внедрениям также часто относят интродукцию — намеренное переселение видов в регионы, где они никогда прежде не обитали[2]. К последним, например, можно отнести обыкновенного скворца. Очень часто нельзя однозначно сказать, что данный вид птиц является строго оседлым, кочующим или перелётным: разные популяции одного и того же вида, и даже птицы одной популяции могут вести себя по-разному. Например, крапивник на большей части ареала, включая почти всю Европу и приполярные Командорские и Алеутские острова, живёт оседло, в Канаде и севере США кочует на незначительные расстояния, а на северо-западе России, в Скандинавии и на Дальнем Востоке является перелётным[3]. У обыкновенного скворца или голубой сойки (Cyanocitta cristata) возможна ситуация, когда на одной и той же территории часть птиц в зимнее время перемещается на юг, часть прибывает с севера, а часть живёт оседло[4].
Большинство миграций происходят широким фронтом, однако в некоторых случаях они происходят узкими полосами — миграционными маршрутами. Обычно подобные маршруты пролегают вдоль горных хребтов или прибрежных полос, что позволяет птицам использовать восходящие потоки воздуха или предотвратить преодоление географических барьеров, таких как обширные пространства открытого моря. Также маршруты не обязательно совпадают в обоих направлениях перелета — в таком случае говорят о так называемой петлеобразной миграции[5].
13. Миграции и инвазии. Периодические и не периодические, горизонтальные и вертикальные перемещения.
Многие млекопитающие совершают миграции обычно в связи с недостатком пищи или невозможностью ее добывать, например, из-за глубокого снега.
Им подвержены главным образом копытные и двигающиеся за ними крупные хищные. Однако многие летучие мыши, проводящие лето в высоких северных широтах, подобно птицам, на зиму отлетают в более южные страны.
Различают горизонтальные и вертикальные периодические миграции. Примером первых могут служить переселения северных оленей и косуль в России и различных копытных, преимущественно антилоп в африканских саваннах, откуда они уходят на сухое время года и возвращаются на дождливое. Зиму тундровые северные олени проводят на окраине таежной полосы, питаясь ягелем и съедобными лишайниками, растущими на стволах деревьев. Но уже при первых признаках весны они начинают двигаться большими табунами в тундру, придерживаясь из года в год одних и тех же путей. В тундре они питаются сочными летними кормами и доходят до берега моря, где ветер рассеивает докучливых жалящих насекомых. Ежегодно большие странствования совершают косули в Восточной Сибири, а также в Приуралье, перекочевывая осенью с западного склона Уральских гор на восточный, где снег выпадает позже и в меньшем количестве и пища доступнее. Такие переселения местами имеют протяженность в несколько сот километров. Но особенно велики миграции, которые совершают крупные киты, переплывая ежегодно из арктических морей в субтропические, что обусловливается обилием в высоких широтах планктонных организмов в теплое время года.
Вертикальные миграции много короче и выражаются в том, что на зиму крупные высокогорные звери: туры, серны, каменные козли и т. д. — спускаются в лесную полосу или даже в предгорья, летом же, по мере того как наверху сходит снег, а внизу растительность выгорает, поднимаются все выше в горы.
Примерами миграций, связанных с размножением, могут служить переселения котиков и других тюленей из открытого моря к детным лежбищам. Так, гренландский тюлень, распространенный в Северной Атлантике и размножающийся зимой на льду, образует 3 стада, имеющие различные места щенки, куда звери мигрируют еще с осени.
Инвазии или непериодические миграции возникают в экстремальных природных условиях: засухе, пожарах, наводнениях, извержениях, землетрясениях и т. п., а также при увеличении плотности популяции (перенаселении). Подобные миграции могут значительно изменить существующие экосистемы.
Иногда значительное число особей-мигрантов не погибает и через определенное время возвращается в пределы основного ареала.
Известны миграции (нашествия) некоторых видов насекомых (саранча, стрекозы), птиц (клесты, кедровки, розовые скворцы) и млекопитающих (белки, лемминги, серые крысы). Стимулом к массовому переселению служат недостаток пищи и реакция животных на высокую численность себе подобных. Неурожай кедровых орехов вынуждает сибирских кедровок совершать налеты на Европу, а массовое размножение грызунов заставляет последних мигрировать из привычных мест обитания, преодолевая по пути ручьи, реки и многие другие преграды. Такие годы в народе называют "мышиной напастью".
14. Биом тундры: адаптации животных и растений, причины безлесья.
Адаптации растений (особенности флоры)
1. Отсутствие однолетников (кроме некоторых сорных растений мокрица), господствуют многолетники
2. Из цветковых растений господствуют мелкие кустарнички:
а) вечнозеленые: к моменту таяния снегов у них готова система органов ассимиляции (брусника, куропаточья трава);
б) летнезеленые: к моменту таяния снегов имеют систему ветвей, хотя и без листьев (карликовые березы, ивы).
3. Ксероморфоз листьев: кожистые, плоские или узкие верескового типа изза физиологической сухости, недостатка воды и азота.
4. Почти нет растений с клубнями, луковицами, корневищами (геофитов). Если есть, то расположены неглубоко и на непромерзающих склонах речных долин.
5. Формы растений:
а) шпалерные – тянутся по поверхности почвы, поднимая кверху листья (ива полярная, сетчатая);
б) растенияподушки (крупка, камнеломка);
в) карликовые формы имеют многие виды, которые в обычных условиях достигают больших размеров (ива пушистая 20 см).
6. Корни растений сосредоточены в поверхностных горизонтах, что связано с низкой температурой почвы и постоянным движением грунтов.
7. Высокая морозоустойчивость. Цветущая ложечная трава выдерживает –460С, тогда как физиологический стресс наступает при 500С.
8. Безлесье, так как между испарением воды и поступлением ее в корни деревьев существует разрыв зимой и весной (испарение сильнее на непокрытых снегом растениях, а поступления воды почти нет).
9. Сроки цветения различных видов растений сближены, так как у них короткий вегетационный период (цветут почти виды сразу).
10. Цветки яркие, с неглубоким расположением нектарников, открытым венчиком, опыляются часто двукрылыми, шмелями (бобовые). Цветки существуют недолго: морошка 2 суток, так как шансов на опыление насекомыми мало (ветры, заморозки).
11. Доминирует вегетативное размножение, реже цветки опыляются ветром и насекомыми.
12. Долголетие тундровых растений позволяет «дождаться» благоприятного сезона для генеративного размножения. Ива арктическая живет 200 лет, багульник 100 лет, береза карликовая 80 лет.
13. Каротинизация листьев (желтоватый оттенок), так как необходимо отражение избытка ультрафиолетовой радиации.
Слой жизни, объединяющий в сообществе все подземные и надземные ярусы в тундре очень узкий – до 1 м.
Адаптации животных (особенности фауны)
1. Резко выражены различия в составе летнего и зимнего населения. Зимой в тундре остаются лемминги, некоторые полевки, северный олень, тундровая куропатка. Летом воздействие животных не так сконцентрировано и не так заметно, чем зимой.
2. У некоторых северных птиц большие размеры кладок, чем у родственных видов южнее. Отмечен также более интенсивный рост птенцом (большой световой день и возможность выкармливания). Летом встречаются гуси, утки, казарки, лебеди, белые куропатки, воробьиные.
3. Из насекомых преобладают двукрылые: комары, мошки и др. Насекомые и другие беспозвоночные населяют подстилку и верхний торфяной горизонт почвы.
4. Правило Бергмана: при перемещении от полюсов к экватору размеры теплокровных животных уменьшаются, а холоднокровных – увеличиваются. При укрупнении размеров объем увеличивается быстрее (и теплопродукция), чем поверхность тела. Кроме того, половая зрелость наступает позже, чем на юге, поэтому животные приступают к размножению, достигнув больших размеров, чем южные сородичи.
5. Правило Аллена: при перемещении от полюсов к экватору у родственных видов происходит увеличение выступающих частей тела (ушей и хвостов). Это связано с уменьшением теплоотдачи через капилляры в ушных раковинах северных видов.
6. Мало зерноядных птиц, так как непродуктивны растения, дающие семена. Корм для птиц и млекопитаюших – это зеленая масса растений, кора и листья кустарничков, ягоды, лишайники (ягель). Рост их замедлен, поэтому олени оставляют пастбища надолго, совершая миграции.
7. Миграции: сезонные (гуси), пищевые поперек зоны (олени, лемминги, полярные совы).
8. Хорошо развит меховой, перьевой покровы, а также подкожный жир у птиц и млекопитающих.
9. Велика роль леммингов в переработке зеленой массы, а их ходы занимают до 20% площади тундры. Рост их численности повторяется через 34 года. Один лемминг за год съедает 50 кг фитомассы.
10. В тундре нет рептилий и пресмыкающихся.
11. Приморские адаптации:
– гнездование питающихся рыбой птиц на неприступных для хищников скалах (птичьи базара);
– жизнь ластоногих на льдинах возле прорубей;
– круглогодично активный образ жизни белого медведя в прибрежной зоне или во льдах океана.
В экосистемах тундры доминируют фитофаги: лемминги, водоплавающие птицы, олени, зайцы, овцебыки, которые служат пищей зоофагам (совы, песцы). Определенную роль играют и беспозвоночные, живущие в отмирающей органической массе. В целом это хрупкие экосистемы с немногочисленными пищевыми связями.
Очень много причин для объяснения безлесья тундры, — зимнее иссушение деревьев, недостаток семян, «агрессивность» мхов, заболачивание и т. д. — могут относиться к полосе относительного безлесья. Причина абсолютного безлесья тундры одна — недостаток тепла для роста и развития деревьев. Полоса абсолютного безлесья тундры совпадает с подзонами арктических, типичных лишайниково-моховых и кустарничково-моховых тундр, а также захватывает северную часть кустарниковых тундр.
15. Функции живого вещества в биосфере.
Живое вещество играет огромную роль в развитии нашей планеты. К такому выводу пришел русский ученый В. И. Вернадский, исследовав состав и эволюцию земной коры. Он доказал, что полученные данные не могут быть объяснены лишь геологическими причинами, без учёта роли живого вещества в геохимической миграции атомов.
Начиная с момента зарождения, жизнь постоянно развивается и усложняется, оказывая воздействие на окружающую среду, изменяя её. Таким образом, эволюция биосферы протекает параллельно с историческим развитием органической жизни.
Время жизни на Земле измеряется примерно 6–7 миллиардами лет. Возможно, что примитивные формы жизни появились еще раньше. Но первые следы своего пребывания они оставили 2,5–3 млрд лет назад. С этого времени произошли коренные изменения поверхности планеты и сформировалось до 5 млн видов животных, растений и микроорганизмов. На Земле возникло живое вещество, заметно отличающееся от неживой материи.
Развитие жизни привело к появлению новой общепланетной структурной оболочки биосферы, тесно взаимосвязанной единой системы геологических и биологических тел и процессов преобразования энергии и вещества.
Биосфера — не только сфера распространения жизни, но и результат её деятельности.
Особое место среди живых организмов заняли растения, потому что они обладают способностью к фотосинтезу. Они продуцируют практически все органическое вещество на планете (растений насчитывается почти 300 тыс. видов).
Функции живого вещества
В. И. Вернадский дал представление об основных биогеохимических функциях живого вещества:
