Свойства газовой оболочки земли
1. Неодинаковость свойств атмосферы по вертикали, где определяющем является вертикальное падение атмосферного давления. На высоте 6200 метров оно падает почти вдвое. Фактор важен для фотосистеза в силу зависимости от парциального давления СО2 и для аэробных организмов процесс газообмена зависит от парциального давления кислорода. На разной высоте газовый состав атмосферы отличается. Условно принято делить атмосферу на гомосферу и гетеросферу, граница на высоте 100 км. Гомосфера характеризуется однородным и устойчивым газовым составом. Выше этой границе нарастает уровень ионизации ионов, появляющихся за счет фотодисоциации разрастается число радикалов, свободных атомов, возрастает летучесть компонентов и как бы прочно земля не держала атмосферу, часть вещества рассеивается в пространстве.
2. Высокое содержание кислорода. Определяет возможность формирования высокого уровня энергетического метоболизма. Именно в воздушной среде, богатой кислородом возникли гомойотермные организмы (свою внутреннюю среду содержит независимо от внешней), пойкилотермные (внутренняя среда зависит от внешней). Гомойотермные организмы характеризуются высокой биологической активностью в экосистеме, высокая степень автономности от ОС, среда обитания – атмосфера. Воздух отличается высокой влажностью, она имеет тенденцию изменяться. Это свойство во многом лимитировало возможность освоения воздушной среды, а у ее обитателей направляло эволюцию функциональных свойств всей системы водно-солевого обмена и структуру органов дыхания.
3. Низкая плотность воздуха. Имеет значение для наземных организмов и исключает возможность существования организмов, полностью осуществляющих свои функции вне связи с субстратом. Благодаря этому жизнь в воздушной среде сосредоточена вблизи поверхности земли. Проникая в толщу атмосферы на высоту не более 50-70 метров живые организмы не отрываются от субстрата. Высокогорье лимитирует те процессы, которые физиологически связаны с парциальным давлением атмосферных газов. В Гималаях распределение земной растительности до 6200 м., а дальше прекращается фотосинтез. Но животные могут существовать на больших высотах: мхи, лишайники.
4. Вертикальная структура биосферы обусловлена пребыванием живых организмов.
Гидросфера
Свойства:
1. Жизнь зародилась в воде и свойства океанической среды во многом определили эволюцию всех форм жизни. Как элементный состав живых организмов, так и количественное сотношение основных ионов близки к океанической среде. Живые организмы в результате своего метоболизма способны накапливать элементы.
2. Химические свойства воды. Имеют огромные значения, как фактор, обуславливающей осмотические отношения организма в водной среде. Особенно это касается водных организмов, т.к. у них есть участки для проникновения воды, направленность и сила потока зависит от концентрации солей и других осматически активных компонентов. Для многих растений и животных определяющим фактором явилась соленость воды. Соленность предопределила эволюцию органов выделения, особенно характерно для позвоночных, а для вторичноводных опрелила серию адаптаций, накопленных на ограничение осматического обмена с ОС.
3. Наличие растворенных и взвешанных веществ в воде. С одной стороны они относятся к фактору питания, с другой стороны – к фактору коммуникации. Через химические вещества организмы оповещают друг друга об различных изменениях, нарушениях.
4. Высокая плотность и вязкость воды. Удельная плотность воды соизмерима с удельной плотностью протоплазмы. Плотность воды в 800-1000 раз выше, чем плотность атмосферы, поэтому гидробионты сталкиваются с мощными силами гидравлического сопротивления. Это направило эволюцию многих гидробионтов на формирование органов и биомеханических типов движения, снижающих лобовое сопративление и повышающих эффективность затрат на плавание. Высокая плотность лишила гидробионтов облигантных связей органов с субстратом и вызваны силами гравитации. Отсюда вытекает возможность существования растений и животных в толще воды без обязательной связи с дном или другим субстратом, т.е. возможны так называемые «парящие» организмы, способные поддерживать самостоятельно круговорот.
5. Жизнь распространена в гидросфере по всей ее толщене. Приспособление к обитанию в условиях высокого гидростатического давления охватывает прежде всего сверу биохимических процессов, понижение каталитической активности ферментов соответствующее понижению уровня метаболизма.
Структура гидросферы
Структурно все водоемы делятся на:
- Бенталь – область дна;
- Пела аль – область воды.
Все гидробионты делятся на виды, связанные с дном – бентос и пелагос. Пелагос делится по распределению в разных глубинных зонах и формирует в толще океана сообщество: эпипелагос (200 м), батипелагос (6000м), абиссопелагиали (ниже 6 км).
Экологические зоны мирового океана
Сообщества содержат пассивно парящие в воде формы, которые называются планктон и активно плавающие – нектон. Особую группу составляют пелагические виды, обитающие на границе водно-воздушного пространства. Эти животные и растения обьеденяются под названием нейстон.
Другая группа пограничной зоны гидросферы называется плейстон и характеризуется тем, что одна часть тела находится в воде, другая – воздухе.
Бентические организмы материковые отмели формируют сообщества, которые называются литорали. Они делятся на: супролиторали (зона брызг), собственно литораль (зона приливов и отливов) и сублиторали (необнаруживающаяся часть материковой ступени). Все это до глубины 200 м.
Литеральная зона хорошо выражена в озерах, особенно крупных. Эта зона противопоставляется профундали, расположенной ниже глубины проникновения достаточного для фотосинтеза света.
Крутой материковой зоне заселен батиальной, абиссальной и ультроабиссальной фауной. В этих зонах отсутствует необходимый для фотосинтеза солнечный свет и растения отсутствуют.
Зона деятельности фотосинтеза, зона присутствия фототрофных организмов простирается до 200 м и называется эуфотическая зона.
Н.Ф.Реймерс разделил пространство на три уровня:
1. Наиболее освещеное, где активно проходят процессы фотосинтеза – фотосфера.
2. Дисфотосфера.
3. Афотосфера.
В определенном географическом месте вблизи Мексики, Галопагоских островов обнаружены особые экосистемы связаные с зонами раздвижения земной коры, они полностью основаны на хемосинтезе. Эти зоны называются рифтовыми. Эти сообщества концентрируются в термальных районах, богатых сероводородом. Ассимиляция сероводорода – начальный этап круговорота. Количество органического вещества примерно в четыре раза выше, чем у поверхности и в 300-500 раз больше, чем в прилегающих участках океана. Рифтовые сообщества автономны, специфичны по видовому набору, симбиотрофны.
