Екогрупи тварин по відношенню до грунтів

План

Вступ

1.Екогрупи тварин по выдношенню  до грунтів.

2. Екогрупи тваринпо відношенню  до довжини світлового дня.

3. Екогрупи тварин по відношенню  до водного середовища.

4. Екогрупи тварин з різним  способом живлення

Література

Вступ

Вчення про адаптацію - одна з найбільш розроблених частин екології. Тут лежить сфера перетину таких наук як екологія, еволюційне вчення (так як процес еволюції, по суті, являє собою процес появи ефективних адапатцій), фізіологія (фізіологічні механізми адаптацій) та інш.

Розрізняють три основні шляхи  адаптації до несприятливих умов середовища:

активний -- активна перебудова функцій організму (наприклад, виникнення теплокровности, а по-науковому - гомойотермності);

пасивний -- пасивне підпорядкування функцій організму змін зовнішнього середовища (наприклад, холоднокровні, або пойкілотермние, тварини);

уникнення -- уникнення несприятливих умов (Таксис у рослин, міграція у тварин, вироблення циклів розвитку у тварин і рослин).

1.Екогрупи тварин по  выдношенню до грунтів.

Грунт - стабільне середовище проживання, в якій температурний режим і зволоження завжди змінюються плавно. Грунт насичена організмами, кількість яких величезне, що обумовлено фізико-хімічними властивостями, механічним складом. Рослини, тварини, мікроорганізми, що мешкають в грунті, знаходяться в постійній взаємодії один з одним і з середовищем існування. Тому, для організмів досить незначного переміщення щоб знайти сприятливі умови проживання. Складність грунтового середовища створює велику різноманітність умов для самих різних організмів. Грунт насичена різними поживними речовинами, які необхідні для розвитку рослин і тварин.

Тварини мають морфофізіологічні  пристосування існування у грунті. Це адаптації до пересування.Пристосування до низького вмісту в грунті кисню - це здатність вбирати його крізь тоненькі покрови. Під час затоплення грунту дрібні тварини можуть перебувати у пухирцях повітря, які залишаються у його товщі. Пристосування до нестачі кисню, перезволоженості та коливання температур є здатність до вертикальних міграцій (круглі та кільчасті черви, клищі, личинки комах). Кількість організмів у грунті величезне. Рослини, тварини і мікроорганізми, що живуть у грунті, перебувають у постійній взаємодії один з одним і з середовищем існування. Дані взаємини складні і різноманітні. Тварини і бактерії споживають рослинні вуглеводи, жири і білки. Завдяки цим взаєминам і в результаті корінних змін фізичних, хімічних і біохімічних властивостей гірської породи в природі постійно відбуваються грунтоутворювального процеси. У середньому грунт містить 2 - 3 кг/м2 живих рослин і тварин, або 20 - 30 т / га. При цьому в помірному кліматичному поясі коріння рослин становлять 15 т / га, комахи - 1 т, дощові черв*яки - 500 кг, нематоди -50, ракоподібні - 40, равлики, слимаки - 20, змії, гризуни-20кг, бактерії - 3т, гриби - 3т, актиноміцети - 1,5 т, найпростіші - 100 кг, водорості - 100 кг на 1 гектар. Незважаючи на неоднорідність екологічних умов в грунті, вона виступає як досить стабільна середу, особливо для рухливих організмів. Крутий градієнт температур і вологості в грунтовому профілі дозволяє грунтовим тваринами шляхом незначних переміщень забезпечити собі відповідну екологічну обстановку. Неоднорідність грунту призводить до того, що для організмів різних розмірів вона виступає як різна середу. Для мікроорганізмів особливе значення має величезна сумарна поверхня грунтових часток, тому що на них адсорбується переважна частина мікроорганізмів. Складність грунтового середовища створює велику різноманітність умов для самих різних функціональних груп: аеробів, анаеробів, споживачів органічних і мінеральних сполук. Для розподілу мікроорганізмів у грунті характерна дрібна очаговость, оскільки впродовж декількох міліметрів можуть змінюватися різні екологічні зони. За ступенем зв'язку з грунтом як середовищем існування тварин об'єднують у три екологічні групи: геобіонти геофили і ГЕОКС. Геобіонти - тварини, постійно живуть у грунті. Весь цикл їх розвитку протікає в грунтовій середовищі. Геобіонтамі є дощові черв'яки (Lymbricidae), багато первинно-безкрилі комахи (Apterydota). Геофили - тварини, частина циклу розвитку яких (частіше одна з фаз) обов'язково проходить в грунті. До цієї групи належить більшість комах: саранчовие (Acridoidea), ряд жуків (Staphylinidae, Carabidae, Elateridae), комарі-долгоножкі (Tipulidae). Їх личинки розвиваються в грунті. У дорослому ж стані це типові наземні мешканці. До геофилов належать і комахи, які в грунті знаходяться у фазі лялечки. ГЕОКСЕНИ - тварини,які іноді відвідують грунт для тимчасового укриття чи притулку. До геоксенів з комах відносяться Таргани (Blattodea), Клопи (Hemiptera), деякі розвиваються поза грунтом (жуки). Сюди ж відносяться гризуни і інші ссавці, що живуть у норах. Разом з тим наведена класифікація не відображає ролі тварин у грунтоутворювального процесах, так як в кожній групі є організми, активно пересуваються і харчуються в грунті і пасивні, які перебувають у грунті в період окремих фаз розвитку (личинки, лялечки або яйця комах). Грунтових мешканців залежно від їх розмірів і ступеня рухливості можна розділити на кілька груп. Мікробіотіп, мікробіота - це грунтові мікроорганізми, складові основна ланка детритной харчового ланцюга, являють собою як би проміжна ланка між рослинними залишками і грунтовими тваринами. Сюди відносяться, перш за все, зелені (Chlorophyta) і синьо-зелені (Cyanophyta) водорості, бактерії (Bacteria), гриби (Fungi) і найпростіші (Protozoa). По суті можна сказати, що це водні організми, а грунт для них - це система мікроводоемов. Вони живуть у грунтових порах, заповнених гравітаційною або капілярної водою, як і мікроорганізми, частину життя можуть перебувати в адсорбованому стані на поверхні частинок в тонких прошарках плівковою вологи. Багато з цих видів мешкають і в звичайних водоймах. Разом з тим грунтові форми зазвичай дрібніше прісноводних і, крім того, відрізняються здатністю значний час перебувати в інцістіроваться стані, перечікуючи несприятливі періоди. Так, прісноводні амеби мають розміри 50-100 мкм, грунтові - 10-15 мкм. Жгутикові не перевищують 2-5 мкм. Грунтові інфузорії також мають дрібні розміри і можуть значною мірою міняти форму тіла.

Мезобіотип, мезобіота - це сукупність порівняно дрібних, легко витягується з грунту, рухомих тварин. Сюди відносяться грунтові нематоди (Nematoda), дрібні личинки комах, кліщі (Oribatee), ногохвостки (Collembola) та ін Ця група досить численна - від десятків і сотень тисяч до мільйонів особин на 1м2 грунту. Харчуються в основному детритом і бактеріями. Кліщі і комахи нерідко є хижаками. Окремі види нематод паразитують в корінні рослин, часто сильно їх пошкоджуючи. Для даної групи тварин грунт представляється як система дрібних печер. У них немає спеціальних пристосувань до риття. Вони повзають по стінках грунтових порожнин за допомогою кінцівок або червеобразно звиваючись. Насичений водяними парами грунтовий повітря дозволяє їм дихати через покриви тіла. Багато видів тварин цієї групи не мають трахейної системи і вельми чутливі до висихання. Засобом порятунку від коливань вологості повітря для них є пересування вглиб. Більш великі тварини мають деякі пристосування, які дозволяють переносити тимчасове зниження вологості грунтового повітря: захисні лусочки на тілі, часткову непроникність покривів, суцільний грубезний панцир. Періоди затоплення грунту водою тварини переживають, як правило, в бульбашках повітря. Повітря затримується навколо їх тіла через незмочуваність покривів, забезпечених у більшості з них волосками, лусочками і т. д. Бульбашка повітря служить для дрібного тваринного своєрідною «фізичної зябра». Дихання здійснюється за рахунок кисню, диффундирующего в повітряний прошарок з навколишнього середовища. Тварини мезо-та мікробіотіпов здатні переносити зимовий промерзання грунту, що особливо є важливим, так як більшість з них не може йти вниз з шарів, що піддаються впливу негативних температур. Макробіотіп, макробіота - це великі грунтові тварини, з розмірами тіла від 2 до 20 мм. До даної групи відносяться личинки комах, багатоніжки, енхітреід, дощові черв*яки та ін Грунт для них є щільною середовищем, що впливає значний механічний опір при русі. Вони пересуваються в грунті, розширюючи природні свердловини шляхом розсування грунтових частинок або рою нові ходи. Обидва способи пересування накладають відбиток на зовнішню будову тварин. У багатьох видів розвинені пристосування до екологічно більш вигідному типом пересування в грунті - риття з закупоренням за собою ходу. Газообмін більшості видів даної групи здійснюється за допомогою спеціалізованих органів дихання, але поряд з цим доповнюється газообменом через покриви. У дощових черв*яків і енхітреід відзначається виключно шкірне дихання.

Риючі тварини можуть йти з шарів, де виникає несприятлива обстановка. До зими і в посуху вони концентруються в більш глибоких шарах, здебільшого в декількох десятках сантиметрів від поверхні. Мегабіотоп, мегабіота - це великі землероев, головним чином з числа ссавців. Багато хто з них проводять у грунті все життя (златокроти в Африці, слепушонки, цокори, кроти Євразії, сумчасті кроти Австралії, слепиши і т.п.). Вони прокладають в грунті цілі системи ходів і нір. Пристосованість до риє підземному способу життя знаходить відображення у зовнішньому вигляді і анатомічних особливостях цих тварин: у них недорозвинені очі, компактне вальковатое тіло з короткою шиєю, короткий густе хутро, сильні компактні кінцівки з міцними кігтями. Крім постійних мешканців грунту серед великих тварин нерідко виділяють окрему екологічну групу мешканців нір. До даної групи тварин належать борсуки, бабаки, ховрахи, тушканчики та ін Вони годуються на поверхні, однак розмножуються, зимують, відпочивають, рятуються від небезпеки в грунті. Ряд інших тварин використовує їх нори, знаходячи в них сприятливий мікроклімат і укриття від ворогів. Мешканці нір, або норнікі, мають риси будови, характерні для наземних тварин, але в той же час володіють рядом пристосувань, пов'язаних з риє способом життя. Так, для борсуків характерними рисами є довгі кігті і сильна мускулатура на передніх кінцівках, вузька голова, невеликі вушні раковини.

До особливої ​​групи  Псаммофіли відносять тварин, що заселяють  сипучі рухливі піски. До типових Псаммофіли відносяться мармурові хрущі з роду Polyphylla, личинки мурашиних левів (Myrmeleonida) і скакунів (Cicindelinae), велика кількість перетинчастокрилих (Hymenoptera). Грунтові тварини, що живуть у рухливих пісках, мають специфічні пристосування, які забезпечують їм пересування в пухкому грунті. Як правило, це «міновані» тварини, розсовують частки піску. У хребетних Псаммофіли кінцівки нерідко влаштовані у формі своєрідних «піщаних лиж», що полегшують пересування по пухкому грунту. Наприклад, у тонкопалого ховраха і гребнепалий тушканчика пальці покриті довгими волоссям і роговими виростами. Як вже було зазначено вище, 25% всіх грунтів нашої планети засолено. Тварин, що пристосувалися до життя на засолених грунтах, називають галофили. Зазвичай в засолених грунтах фауна в кількісному і якісному відношенні сильно збіднюється. Наприклад, зникають личинки щелкунов (Elateridae), хрущів (Melolonthinae), а разом з тим з'являються специфічні галофили, які не зустрічаються в грунтах звичайної засоленості. Серед них можна відзначити личинки деяких пустельних жуків-чернотелок (Tenebrionidae). [7]

На наземних тварин едафіческіе фактори роблять менший вплив. Разом з тим тварини тісно пов*язані з рослинністю, і вона відіграє вирішальну роль у їх розподілі. Однак і серед великих хребетних легко виявити форми, які пристосовані до конкретних грунтам. Це особливо характерно для фауни глинистих грунтів з твердою поверхнею, сипучих пісків, заболочених грунтів і торфовищ. У тісному зв*язку з грунтовими умовами знаходяться риючі форми тварин. Одні з них пристосовані до більш щільним грунтам, інші можуть розривати тільки легкі піщані грунти. Типові грунтові тварини також пристосовані до різних видів грунтів. Наприклад, в середній Європі відзначають до 20 пологів жуків, які поширені лише на солончаковатиє або солонцевих грунтах. І в той же час нерідко грунтові тварини мають дуже широкі ареали і зустрічаються в різних грунтах. Дощовий черв*як (Eisenia nordenskioldi) досягає високої чисельності в тундрових і тайгових грунтах, в грунтах змішаних лісів і лугів і навіть у горах. Це пов*язано з тим, що в поширенні грунтових мешканців крім властивостей грунту велике значення мають їх еволюційний рівень і розміри тіла. Тенденція до космополітизму чітко виражена у дрібних форм: бактерій, грибів, найпростіших, мікроартропод (кліщів, коллембол), грунтових нематод.

Проміжні екологічні властивості  грунту як середовища існування тварин дають можливість зробити висновок, що грунт відігравала особливу роль в еволюції тваринного світу. Наприклад, для багатьох груп членистоногих в процесі історичного розвитку грунт з*явилася середовищем, через яку типово водні організми змогли перейти до наземного способу життя і заселити сушу.

2. Екогрупи тваринпо  відношенню до довжини світлового дня

Світ. Фотопериодизм. Величезний вплив на життєдіяльність рослин і тварин надає співвідношення світлого (довжина дня) і темного (довжина ночі) періодів доби протягом року. Реакція організмів на добовий ритм освітлення, що виражається в зміні процесів їх росту і розвитку, називається фотоперіодизмом. Регулярність і незмінна повторюваність з року в рік даного я тичних дозволила організмам в ході еволюції узгоджувати свої найважливіші життєві процеси з ритмом цих тимчасових інтервалів. Під фотоперіодичної контролем знаходяться практично всі метаболічні процеси, пов*язані з ростом, розвитком, життєдіяльністю і розмноженням рослин і тварин.За відношенням до світла тварини поділяються на групи в залежності від того, який спосіб життя вони ведуть: денні, нічні сутінкові.

Практично єдиним джерелом енергії для всіх живих організмів є енергія сонця. Напряму утилізувати  сонячну енергію може тільки одна група організмів -- зелені рослини (про це розмова піде в наступних уроках) і фотосинтезуючі організми. Мова, зрозуміло, про унікальне явище -- фотосинтезі. Всі інші організми, по суті, поглинають енергію сонця, перетворену зеленими рослинами в енергію хімічних зв'язків.

Сонячна радіація, з фізичної точки зору, являє собою електромагнітне  випромінювання із широким діапазоном довжин хвиль. Екологічні та біологічні ефекти хвиль різної довжини різні.

Іонізуюче випромінювання (довжина  хвиль менше 150 нм). Природний, а також  техногенний радіоактивний фон. Біологічна дія здійснюється, перш за все, на субклітинному рівні. Можливо шкідлива дія на генетичний апарат статевих клітин (мутагенний ефект), соматичних клітин (канцерогенний ефект).

Ультрафіолетові промені (150-400 нм). Найбільш короткохвильова (200-280 нм) частину спектру практично повністю поглинається озоновим екраном. УФ-промені  з довжиною хвилі 280-320 нм мають канцерогенну дію, проте механізм цієї дії до кінця неясний. Ці промені також активують деякі мікроорганізми. Частина спектра від 300 нм (саме ці промені, в основному, досягають поверхні Землі) надає на організми, головним чином, хімічне дію; активують процеси клітинного синтезу; під впливом цих променів у організмі синтезується вітамін D3, який регулює обмін кальцію і фосфору та нормальний ріст організмів. Багато ссавців, що виводять дитинчат в норах, регулярно виносять їх на освітлені сонцем місця поблизу нори (наприклад, лисиці, борсуки). Основна роль цієї поведінки, як вважають, нормалізація синтезу вітаміну D, регуляція продукції меланіну (чорного пігменту). У той же час надлишок УФ-променів відіграє негативну роль.

Гігантське значення грає видиме світло. Крім хімічного (у верхній, синьо-фіолетового, частини спектру) та теплового (в нижній, червоно-жовтого, частини спектру) дії, видиме світло має сигнальне значення. Орієнтація багатьох тварин в просторі, сигналізація між тваринами (завдяки зору), синхронізація ритмів життя рослин із сезонною динамікою (завдяки зміні тривалості світлом дня) неможливі без видимого світла.

Тут потрібно зробити короткий відступ. Серед безлічі класифікацій екологічних факторів, існує цікава класифікація, розрізняються вітальні (енергетичні) і сигнальні екологічні фактори. Перші роблять безпосередній вплив на життєдіяльність організмів, міняють їх енергетичний стан. Приклади таких факторів: температура, хижацтво і інші. Фактори другої групи (сигнальні) несуть інформацію про зміну характеристик середовища, викликають зміну в поведінці, життєвої стратегії організмів і т.д. Приклади таких чинників: феромони, тривалість світлового дня. При цьому СВІТЛО є прикладом екологічного чинника, що володіє як вітальним, так і сигнальним дією. Сезонна ритміка у тварин найбільш яскраво проявляється в зміні оперення у птахів і шерсті у ссавців, періодичності розмноження та міграції, зимова сплячка деяких тварин і т. д. Відомо, що найбільш сприятливий час для появи потомства у тварин - це пора року, коли навколо достатню кількість корму. Так, яєчники і насінники голуба вяхиря починають дозрівати, коли тривалість дня превишаег 12 год, тобто здатності розмножуватися він, таким чином, досягає до травня. Сизому ж голубу для дозрівання статевих залоз потрібно 9-годинний світловий день, тому ця птиця готова до спаровування 2-3 рази на рік. Різниця в термінах розмноження пояснюється тим, що вяхирь харчується головним чином зерном пізно дозріваючих злаків, а сизий голуб - наявними всюди в достатку насінням бур*янів. У той же час міський голуб багату поживу знаходить у вуличних покидька практично в будь-яку пору року, тому у нього немає кращого часу розмноження. Аналогічна ситуація зустрічається і у інших одомашнених тварин.

Подібна фотоперіодична регуляція  часу появи на світ нового потомства характерна і для більшої частини ссавців. Крім тварин з дліннодневним типом ФПР (найбільш поширених), зустрічаються і тварини з коротко-денним типом ФПР. При цьому перевагу мають ті, у яких вагітність триває тривалий час, а потомство народжується від весняного парування задовго до настання осінніх холодів. Наприклад, у кіз і овець плід розвивається 5-6 місяців, а в оленів і козуль - близько 9 місяців і спарювання відбувається в кінці літа або восени. Збільшення розмірів статевих залоз і їх повне дозрівання у них починаються з настанням коротких днів. Так, спарювання у козуль відбувається в липні-серпні, але запліднена яйцеклітина не впроваджується в слизову оболонку матки і не розвивається. Те й інше відбувається лише в другій половині грудня, і потомство з*являється на світ у травні, коли навколо достаток свіжих зелених рослин. Уповільнене впровадження заплідненої яйцеклітини спостерігається також у тюленів, ведмедів, борсука і деяких сумчастих.

Тепло.

Температура, в відміну від світу, є виключно вітальним (енергетичним) фактором. У рослин і тварин (особливо холоднокровних тварин) підвищення температури тіла викликає прискорення всіх біохімічних і фізіологічних процесів. Так, при підвищенні температури скорочується час, необхідний для проходження окремих стадій розвитку. Нарімер, для розвитку гусениць метелика-капустницы від яйця до лялечки при температурі 10 С потрібно 100 діб, а при 26 С - тільки 10 діб.

Залежність швидкості  розвитку від температури описується S-образної кривої:

Точка а, в якій крива v = f (t) перетинає шкалу температур (тобто  вісь OX), називається порогом розвитку. При температурі нижче даної розвиток не відбувається.

Так звана сума активних температур, тобто сума температур, які необхідно набрати для  завершення циклу розвитку, використовується в сільському господарстві. Описується сума активних температур Stефф так:

Stефф = y * (t-a).

y - це час розвитку, t - температура,  при якій відбувається розвиток. Stефф - постійна (звичайно, у статистичному змісті - індивідуальні розходження, безумовно, є) величина для даного виду. Знайдена закономірність (а математики, напевно, вже встигли привести попередню залежність до виду y = S/(ta)) знаходить практичне застосування. Знаючи тривалість розвитку при різних температурах, можна обчислити суму активних температур. Зазвичай сума активних температур для сільськогосподарських рослин уже відома; на підставі її значення і конкретних температур робиться фенологічний прогноз, визначається можливість акліматизації даного виду, необхідність і тривалість вирощування в закритому грунті (теплицях).

Температура також впливає  і на плин інших фізіологічних  процесів (кількість споживаної їжі, поводження, плідність і так далі). Температурний режим, пов'язаний з географічною широтою й іншими факторами, визначає межі поширення видів.

По відношенню до тепла виділяють наступні екологічні групи:

Еврітермні і стенотермні організми .Термофіли і кріофіли (теплолюбні і холодолюбиві)

За ступенем адаптації  до умов дефіциту тепла розрізняють  нехолодостойкіе (гинуть при температурі  замерзання води через інактивації  ферментів), неморозостійкі (гинуть, якщо в клітках починають утворюватися кристали льоду, тому основною адаптацією є нагромадження цукрів і інших  речовин при зниженні температури), морозостійкі (наприклад, переохолоджене стан холодноводні риб підтримується нагромадженням у рідинах тіла так званих біологічних антифризів - глікопротеїдів, що знижують точку замерзання).

  Для тваринних організмів характерним є те, що частина з них може 
виробляти постійну внутрішню температуру тіла. Таких тварин називають 
гомеотермними, на відміну від тварин пойкілотермних, температура тіла, яких непостійна і визначається температурою навколишнього середовища. 
Проміжну групу складають гетеротермні тваринні організми, які в 
активному стані гомеотермні, а у стані відносного спокою втрачають 
здатність до терморегуляції.

Гомеотермність (теплокровність) – суттєва перевага тварин в боротьбі за існування, саме тому гомеотермні тварини – ссавці та птахи – в 
порівнянні з пойкілотермними найбільш поширені по Землі. 
 
Всі організми, які населяють нашу планету, за відношенням до 
температурного середовища можуть бути евритермними (існують при значних коливаннях температур) і стенотермними (існують при низькій амплітуді температур).

У тварин також існують  різноманітні пристосування до умов життя в 
аридних реґіонах. Одні з них запасають вологу (черепахи), інші – 
намагаються одержати її з їжею. Значна частина тварин засушливих 
областей впадають в сплячку або ж нагромаджує значну кількість жиру і витрачає його поступово не одержуючи ні їжі ні води.

3. Екогрупи тварин  по відношенню до водного середовища

Вода покриває 71% площі  земної кулі і составляет1/800 частину  обсягу суші або 1370 м3. Основна маса води зосереджена в морях та океанах - 94-98%, в полярних льодах міститься  близько 1,2% води і зовсім мала частка - менше 0,5%, у прісних водах річок, озер і боліт. Співвідношення ці постійні, хоча в природі, не перестаючи, йде  кругообіг води (рис. 1).

У водному середовищі живе близько 150 000 видів тварин і 10 000 рослин, що становить відповідно всього 7 і 8% від загального числа видів  Землі. На підставі цього був зроблений  висновок про те, що на суші еволюція йшла набагато інтенсивніше, ніж у  воді.

Найбільшою різноманітністю  життя відрізняються теплі моря й океани (40000 видів тварин) в області  екватора і тропіках, на північ і  південь відбувається збіднення  флори і фауни морів у сотні  разів. Що стосується розподілу організмів безпосередньо в морі, то основна  маса їх зосереджена в поверхневих  шарах (епіпелагіаль) і в субліторальній зоні. Висока щільність водного середовища визначає особливий склад і характер зміни життєзабезпечуючих чинників. Одні з них ті ж, що і на суші - тепло, світло, інші специфічні: тиск води (з глибиною збільшується на 1 атм. На кожні 10 м), вміст кисню, склад солей, кислотність. Завдяки високій щільності середовища, значення тепла і світла з градієнтом висоти змінюються набагато швидше, ніж на суші. Тепловий режим. Для водного середовища характерний менший прихід тепла, тому що значна частина його відбивається, і не менш значна частина витрачається на випаровування. Узгоджуючи з динамікою наземних температур, температура води має меншими коливаннями добових і сезонних температур. Більш того, водойми істотно вирівнюють хід температур в атмосфері прибережних районів. При відсутності льодового панцира моря в холодну пору року надають отепляющее дію на прилеглі території суші, влітку - охолоджувальне та зволожуючу. Діапазон значень температури води в Світовому океані становить 38 ° (від -2 до +36 ° С), у прісних водоймах - 26 ° (від -0,9 до +25 ° С). З глибиною температура води різко падає. До 50 м спостерігаються добові коливання температури, до 400 - сезонні, глибше вона стає постійною, опускаючись до +1-3 ° С (у Заполяр'ї близька до 0 ° С). Оскільки температурний режим у водоймах порівняно стабільний, їх мешканцям властива стенотермность. Незначні коливання температури в ту чи іншу сторону супроводжується суттєвими змінами у водних екосистемах. У зв'язку з різним ступенем прогрівання верхніх і нижніх шарів протягом року, приливами і відливами, течіями, штормами відбувається постійне перемішування водних шарів. Роль перемішування води для водних мешканців (гідробіонтів) виключно велика, тому що при цьому вирівнюється розподіл кисню і поживних речовин усередині водойм, забезпечуючи обмінні процеси між організмами і середовищем.

Інтенсивність світла у воді сильно ослаблена через його відображення поверхнею і поглинання самою  водою. Гетерофіллія: кубушки, латаття, стрілолист, чилім (водяний горіх). Тварини, як і рослини, закономірно змінюють своє забарвлення з глибиною. У верхніх шарах вони яскраво пофарбовані в різні кольори, в сутінкової зоні (морський окунь, корали, ракоподібні) пофарбовані у кольори з червоним відтінком - зручніше ховатися від ворогів. Глибоководні види позбавлені пігментів. Характерними властивостями водного середовища, відмінними від суші, є висока щільність, рухливість, кислотність, здатність розчинення газів і солей. Для всіх цих умов у гідробіонтів історично вироблені відповідні пристосування-адаптації.

Воді властива висока щільність (1 г/см3, що в 800 разів більше щільності  повітря) і в'язкість. У живуть у товщі води і активно плаваючих тварин тіло має обтічну форму і змазано слизом, що зменшує тертя при пересуванні. Розвинені пристосування для підвищення плавучості: скупчення жиру в тканинах, плавальні міхури у риб, повітроносні порожнини у сифонофор. У пасивно плаваючих тварин збільшується питома поверхня тіла за рахунок виростів, шипів, придатків; тіло ущільнюється, відбувається редукція скелетних органів. Різні способи пересування: згинання тіла, за допомогою джгутиків, війок, реактивний спосіб пересування (головомоллюскі).

У придонних тварин зникає або слабо розвинений скелет, збільшуються розміри тіла, звичайна редукція зору, розвиток дотикальних органів.

Характерна риса водного  середовища - рухливість. Вона обумовлена ​​приливами і відливами, морськими  течіями, штормами, різними рівнями  висотних відміток русел річок. У риб проточних вод тіло в поперечнику кругле, а у риб, що мешкають у дна, як і в придонних безхребетних тварин, тіло плоске. У багатьох на черевній стороні є органи фіксації до підводних предметів.

Природним водоймам властивий  певний хімічний склад. Переважають  карбонати, сульфати, хлориди. У прісних  водоймах концентрація солей не більше 0,5 г /, в морях - від 12 до 35 г / л (проміле - десяті частки відсотка). При солоності  більше 40 проміле водойму називають  гіпергалинного або пересоленим. У прісній воді (гіпотонічна середа) добре виражені процеси осморегуляції. Гідробіонти змушені постійно видаляти проникаючу в них воду, вони гомойосмотічни (інфузорії кожні 2-3 хвилини «прокачують» через себе кількість води, що дорівнює її вазі). У солоній воді (ізотонічна середа) концентрація солей в тілах і тканинах гідробіонтів однакова (ізотонічна) з концентрацією солей, розчинених у воді - вони пойкілоосмотічни. Тому у мешканців солоних водойм осморегуляторние функції не розвинені, і вони не змогли заселити прісні водойми.

У воді кисень найважливіший  екологічний фактор. Джерело його - атмосфера і фотосинтезуючі рослини. При перемішуванні води, особливо у проточних водоймах і при  зменшенні температури вміст  кисню зростає. Деякі риби дуже чутливі  до дефіциту кисню (форель, гольян, харіус) і тому воліють холодні гірські  річки і струмки. Інші риби (карась, сазан, плотва) невибагливі до вмісту кисню і можуть жити на дні глибоких водойм. Багато водяні комахи, личинки  комарів, легеневі молюски теж толерантні до вмісту кисню у воді, тому що вони час від часу піднімаються до поверхні і заковтують свіже повітря.

Вуглекислого газу у воді достатньо - майже в 700 разів більше, ніж у повітрі. Він використовується у фотосинтезі рослин і йде  на формування вапняних скелетних утворень тварин (черепашки молюсків, покриви  ракоподібних, каркаси радіолярій та ін.)

У прісноводних водоймах кислотність  води, або концентрація водневих іонів, варіює набагато сильніше, ніж у  морських - від pH = 3,7-4,7 (кислі) до pH = 7,8 (лужні). Кислотністю води визначається багато в чому видовий склад рослин гідробіонтів. У кислих водах боліт ростуть  сфагнові мохи і живуть у достатку раковини корненожки, але немає молюсків-беззубок (Unio), рідко зустрічаються інші молюски. У лужному середовищі розвиваються багато видів рдестов, елодея. Більшість  прісноводних риб живуть в діапазоні pH від 5 до 9 і масово гинуть за межами цих значень. Кислотність морської води зменшується з глибиною.

4. Екогрупи тварин  з різним способом живлення

Живлення (споживання, корм) – важливий екологічний фактор, від якості і кількості якого  залежить плодючість, тривалість життя, розвиток і смертність організмів. Від різноманітності кормів часто залежать численні морфологічні, фізіологічні й екологічні адаптації.

Якщо розглядати організми як кормовий ресурс, то можна виділити три шляхи формування ланцюгів живлення:

Перший – деструкція, внаслідок  якої тіла або частинки тіл організмів відмирають і разом з рештками життєдіяльності і секреторними продуктами стають кормовим ресурсом для "деструкторів" (бактерій, грибів і тварин-детритофагів). Деструктори – це групи живих організмів, які не в змозі використовувати інші організми, поки вони живі. Детрит – це органічний мул і напівзруйновані рештки організмів, які перебувають у верхніх шарах ґрунту, а також у водному середовищі. Другий – паразитизм, коли організм використовує в якості кормового ресурсу інший організм ще при житті. Приклад паразитів – тля, яка висмоктує сік із флоеми листя дерев, і гриби – облігатні паразити рослин (наприклад, іржасті гриби, які вбивають клітини організму-господаря). Третій – органофагія, або хижацтво. При цьому кормовий організм (або його частина) поїдається (кролик, якого з'їла лисиця; жолудь, що з'їла білка, тощо).

Автотрофи, для яких зовнішнім джерелом енергії є сонячне світло, називають фотоавтотрофами (фотосинтетиками). Автотрофи, які одержали енергію шляхом синтезу органічних речовин з вуглекислого газу, а також через окислення різних неорганічних речовин (NH4+, S2-, Mn2+), називають хемоавтотрофами (хемосинтетиками). Хемосинтез здійснюється мікроорганізмами у процесі їхньої життєдіяльності і відіграє в природі важливу роль, оскільки завдяки йому відбуваються такі важливі процеси, як нітрифікація, новоутворення органічних речовин, відповідне запасання енергії в біологічних системах, окислення сірководню в морях тощо.

Гетеротрофи, на відміну від автотрофів, неспроможні використовувати енергію  абіотичних джерел для синтезу складних органічних сполук. Для побудови і підтримки своєї біомаси вони одержують енергію й органічні речовини з кормом, який являє собою живу або мертву масу автотрофів та інших гетеротрофів. Гетеротрофами є всі тварини, гриби, переважна більшість бактерій, деякі водорості і безхлорофільні вищі рослини.

Якщо класифікувати автотрофи  за об'єктами живлення досить складно, оскільки всі вони "живляться" світлом або хімічно зв'язаною енергією, вуглекислим газом, водою і мінеральними солями, то класифікація гетеротрофів могла мати такий вигляд (за Федоровим і Гільмановим): 
1)рослиноїдні(фітофаги); 
2)м'ясоїдні(зоофаги); 
3)мертвоїдні(детритофаги). 
Крім того, в природі реалізуються і можливі комбінації цих основних типів живлення: 

4)м'ясоїдно-рослиноїдні; 
5)мертвоїдно-рослиноїдні; 
6)мертвоїдно-м'ясоїдні; 
7) всеїдні (еврифаги або поліфаги).

Література

 Б. Небел «Наука  об окружающей среде» - М.:Мир, 1993.

Липин А.Н.. Пресные воды и  их жизнь. М. Учпедгиз. 1950.

Сердюк В.О. Основи анатомії та фізіології тварин. Навчальний посібник для учнів та вчителів. - Київ, 2008. – 110 с.