Среда обитания вода приспособление животных

Люди, как и многие другие млекопитающие, живут на суше и дышат воздухом. Существование в других условиях для нас невозможно. Однако большое количество живых существ предпочитают жить в водах океанов, морей, рек или озер. Многим из них даже не требуется постоянно выныривать из воды, для того чтобы подышать – они могут добывать необходимый кислород прямо из воды.

У обитателей водной среды имеются свои особенности, которые делают их ловкими и быстрыми или наоборот незаметными и защищенными. Большинство этих особенностей встречаются только у подводных жителей.

Чешуя

Тела многих рыб (но не всех) покрыты чешуей. Чешуйки могут иметь разную форму и размер, но всегда выполняют одну и ту же функцию – они защищают морского обитателя от хищников и травм. У некоторых рыб чешуя гибкая и полупрозрачная, а у других она твердая как кость. Кожа под чешуей выделяет специальную слизь, именно поэтому свежепойманная рыба немного скользкая.

От цвета чешуек зависит то, насколько рыбка будет заметна для окружающих. Яркая чешуя скрывает рыбок, жывущих среди пестых кораллов. Бесцветная, но зеркальная чешуя маскирует рыбу от хищников.

Жабры

Даже рыбам, всю жизнь живущим под водой, необходим кислород для дыхания. Для того, чтобы не всплывать на поверхность, чтобы сделать глоток живительного воздуха, рыбы обзавелись жабрами. Жабры – особый орган дыхания, расположенный в районе головы. В жабрах очень много тонких пластинок, опутанных кровеносными сосудами, которые впитывают кислород прямо из воды.

Морские звезды и морские ежи также дышат органом похожим на жабры, но с более простым строением.

Кстати говоря, большому количеству других водных животных вовсе не нужны жабры для дыхания. Например, пиявки способны поглощать кислород из воды сквозь кожу.

Дыхало

У дельфинов и китов нет жабр, ведь они не рыбы. Тем не менее, они живут в воде и им пришлось найти подходящий способ дыхания. Эти животные дышат через дыхало.

Дыхало – отверстие в верхней части головы, по функциям напоминающее ноздри человека. Под водой дыхало плотно закрыто и вода не проникает сквозь него. При всплытии оно открывается и животное может дышать.

Крупные дельфины поднимаются на поверхность чтобы сделать вдох раз в 10-20 минут, большие киты могут не дышать по полтора часа.

Плавники

Плавники заменяют рыбам руки и ноги. Конечно, они не могут ими что-то хватать, но зато они отлично приспособлены для того, чтобы плавать под водой. Боковые плавники дают рыбе возможность двигаться вперед, а плавники на спине и под брюшком выполняют роль руля.

Несмотря на кажущуюся хрупкость, плавники рыб очень сильные. У некоторых видов рыб из плавников торчат острые шипы, защищающие их от нападения плотоядных морских обитателей.

Плавательный пузырь

Плавательный пузырь это специальное ответвление кишечника, наполненное воздухом. Он необходим рыбам для того, чтобы без надобности не всплывать на поверхность и не идти ко дну. Оставаться на нужной глубине рыбе позволяют особые свойства воздуха внутри плавательного пузыря.

Обтекаемая форма тела

Далеко не все морские жители обладают обтекаемыми формами. Достаточно вспомнить крабов или морских коньков. Тем не менее, тело, похожее на торпеду, сильно увеличивает скорость передвижения в воде. Обтекаемой формой тела обладает большое число рыб, кальмары, медузы, морские змеи.

Пингвины и морские котики, которые живут на суше, но охотятся под водой, тоже обладают удлиненным, обтекаемым телом.

Ласты

Как и плавники у рыб, ласты являются конечностями водных животных. Они плоские, сильные и по виду напоминают лопасти или крылья птиц, только короткие и более плотные. Ласты приспособлены для передвижения под водой, а вот на суше обладатели ласт весьма неуклюжи.

Ласты есть у пингвинов, черепах, моржей. Некоторые животные обладают двумя парами лист – передними и задними, а у других задняя пара ласт заменена хвостом.

Как известно, люди давно заметили пользу ласт для передвижения под водой и придумали спортивную экипировку для подводного плавания с таким же названием.

Биолокация

Биолокация – способность издавать ультразвуковые сигналы, а также улавливать эхо этих сигналов, отраженное от преград – дна, камней, других рыб и тп. По особенностям эха, животные пользующиеся биолокацией, даже в полной темноте могут узнать что находится перед ними, форму, размеры, плотность окружающих предметов.

Ультразвук неразличим человеческим ухом, для того чтобы человек смог воспользоваться эхолокацией необходим специальный прибор.

Светящиеся глубоководные животные

Даже на дне самых темных морских впадин кипит жизнь. Ни один лучик света не достигает этих мест, но и к этому приспособились морские обитатели. Природа создала глубоководных животных, части тела которых светятся в темноте, как у светлячков. Причина свечения – химические процессы, происходящие в организме. Свечение может использоваться как для привлечения добычи, так и для дезориентации противника.

Мир морских обитателей удивителен. Разнообразие приспособлений для жизни в водных глубинах просто поражает и далеко не ограничивается перечисленными видами.

Источник

Водная среда обитания

Характерные особенности водной среды обитания

Среда обитания — часть природного мира, окружающая живые организмы биосферы и оказывающая на них какое-либо воздействие.

Начальная среда жизни — вода. В водной среде обитания зародилась жизнь. В процессе исторического развития и адаптации большинство организмов заселили наземно-воздушную среду. Данный процесс привел к образованию наземных растений и животных. Благодаря эволюции, эти организмы адаптировались к новым условиям жизни.

Водная среда обитания является водной оболочкой Земли, которая носит название «гидросфера» и включает в себя все океаны, моря, воды, реки, водопады и другие источники с водой.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Среда, в которой обитают организмы, подвержена воздействию разнообразных факторов, склонных к изменениям. Организмы обладают способностью отражения в себе параметров окружающей среды. Жизнь вышла из воды на сушу. В процессе развития живые организмы преобразовывают литосферу, представляющую собой верхний слой суши. В результате таких процессов были образованы почвы, которые стали третьей средой обитания. Виды особей отличаются по типу энергии и обмену веществ, который необходим для их нормального развития.

Внешние факторы по-разному влияют на жизнь организмов, обитающих в воде. Исходя из данного принципа, в биологии факторы бывают:

Наиболее важными факторами являются:

механические и динамические параметры дна и воды;
температурные показатели;
уровень освещенности;
количество веществ, взвешенных и растворенных в воде.

Водная среда обитания в виде гидросферы составляет около 71% от всей площади Земли. Объем воды равен около 1,46 миллиардов кубических километров, 95% от которого составляет Мировой океан. Пресная вода включает 85% ледниковой и 14% подземной. Свыше 0,6% от общего объема воды составляют такие образования, как озера, пруды, водохранилища, болота, реки и ручьи. Примерно 0,35% воды находится в почве и атмосфере.

Жизнедеятельность живых организмов определяется физическими свойствами воды. Большим значением обладают термические свойства:

большая теплоемкость;
низкая теплопроводность;
высокая скрытая теплота испарения и плавления;
свойство расширяться перед замерзанием.

Вода является хорошим растворителем. Благодаря этому свойству, она насыщена неорганическими и органическими веществами, составляющими рацион питания обитателей водной среды. Вещества транспортируются внутри организмов за счет воды, происходит выделение продуктов распада.

С помощью высокого поверхностного натяжения вода может удерживать на поверхности объекты живого и неживого типа, заполняет капилляры, что позволяет наземным растениям питаться. За счет прозрачности воды обеспечиваются условия для протекания процессов фотосинтеза на большой глубине.

К минусам водной среды модно отнести:

небольшую концентрацию кислорода;
низкий уровень освещенности;
относительно высокое давление, которое повышается по мере погружения.

Преимущества водной среды заключаются в следующем:

относительная стабильность среды с точки зрения перепадов температуры и давления;
среда более просторна по сравнению с почвенной средой;
плотность воды, что делает ее фактически экзоскелетом для определенных видов живых организмов;
защита обитателей от ультрафиолетового излучения.

Основные абиотические факторы водной среды

Жизнь и развитие водных организмов определяются характеристиками водной среды. В этих процессах огромное значение имеют ключевые абиотические факторы:

температурный режим;
плотность и вязкость;
прозрачность и световой режим;
соленость водной среды;
кислород;
углекислый газ;
кислотность водной среды.

Температурный режим

В современном описании Мировой океан характеризуется сравнительно небольшими перепадами температуры от — 2 до + 36 градусов. Пресные внутренние водоемы, характерные для умеренных широт, обладают температурой на поверхности от – 0,9 до +25 градусов.

В виде исключения можно рассмотреть термальные источники, которые могут быть теплыми, горячими и кипящими с температурой до +100 градусов.

Благоприятным принято считать такой температурный режим, при котором отсутствуют чрезмерно высокие температуры, приводящие к свертыванию белков, а также не характерны слишком низкие температуры, при которых не возможны ферментные процессы.

Плотность и вязкость воды

Вода по плотности превосходит аналогичные характеристики воздуха в 800 раз. В связи с этим водные растения достаточно слабо, либо вообще не развивают механическую ткань, предназначенную для повышения прочности организма. Таким образом, достигается хорошая эластичность стеблей растений, способных достаточно просто изгибаться.

Представители водных растений в большинстве своем характеризуются плавучестью и способностью сохранять взвешенное состояние, находясь в толще воды. В процессе они то поднимаются ближе к поверхности, то погружаются на глубину. Покровы многих водных животных защищены специальной слизью, что позволяет существенно снизить трение при их передвижении под водой. Также обитатели водной среды обладают обтекаемой формой тела.

В зависимости от глубины меняется давление, которое испытывают на себе организмы. С увеличением глубины водной среды на 10 метров, давление повышается на 1 атм. Глубоководные животные обладают рядом приспособлений, позволяющих им существовать в условиях высокого давления до 1000 атм. Обитатели поверхности воды не сталкиваются с подобными нагрузками.

Прозрачность и световой режим водной среды

Данные факторы в природе оказывают особо сильное влияние на растения, для которых характерен фотосинтез. В том случае, когда вода в водоеме мутная, растения перемещаются на поверхностный слой водной среды. Если степень прозрачности воды достаточна, то растительные организмы обитают на значительной глубине.

Такая специфика, как мутность воды, обеспечивают большие массы взвешенных в ней частиц в виде минеральных веществ, включая глину и ил, и микроскопических организмов. Данные факторы являются барьером для проникновения солнечного света.

Световой режим определяется снижением освещенности по мере увеличения глубины. При разной длине волны лучи солнечного света характеризуются неодинаковым поглощением:

с высокой скоростью поглощаются лучи красного спектра;
сине-зеленые лучи способны проникать на большую глубину.

При увеличении глубины среда меняет окрас:

зеленоватый;
зеленый;
голубой;
синий;
сине-фиолетовый;
постоянный мрак.

Таким образом, определяется зависимость цвета водорослей. Организмы с зеленым окрасом сменяются бурыми и красными, чьи пигменты обладают большей приспособленностью к среде, чтобы улавливать солнечные лучи с более короткими длинами волн.

Соленость воды

Мировой океан включает в состав совокупность практически всех элементов, которые встречаются на планете.

Массу веществ минерального происхождения в граммах, которые растворены в 1 литре воды, называют соленостью.

Соленость измеряют в промилле, что определяет содержание 1 грамма минералов в 1 литре воды.

Для морей характерно превышение испарения над осадками и стекающими в них пресными водами с материков. Соленость в этом случае составляет до 40-45 промилле, что является высоким значением. В том случае, когда объем осадков и стоков превышает объем испаряющейся воды, вода становится пресной. В условиях подземных источников с водой, соленость которой превышает 270 Ко, невозможна жизнь.

В среднем соленость воды составляет примерно 35 промилле, то есть один литр воды содержит примерно 35 грамм растворенных солей, в том числе хлоридов, сульфатов, карбонатов.

Явление осмоса напрямую связано с соленостью водной среды.

Осмос представляет собой одностороннюю диффузию веществ, которые растворены в воде, через клеточную полупроницаемую мембрану.

Клеточные мембраны отличаются достаточно высокой проницаемостью для воды и практически не проницаемы для веществ, которые растворены в клеточном соке. Уникальным механизмом осморегуляции обладают рыбы, обитающие в водоемах с пресной и морской водой. Так как осмотическое давление внешней среды и внутри тела отличается, в организм постоянно поступает вода, что заставляет гидробионтов пресных вод удалять ее интенсивно. В связи с этим, организмы характеризуются ярко выраженными механизмами осморегуляции. Соли в тканях морских организмов и в окружающей среде характеризуются схожей концентрацией. Исходя из таких условий, у них не развиты осморегуляторные функции в той степени, как у обитателей водоемов с пресной водой, что послужило препятствием к распространению морских организмов в пресной среде обитания.

Кислород

Водная среда в определенной степени насыщена кислородом. Он попадает в воду двумя способами:

из атмосферы;
в результате фотосинтеза зеленых растений.

Животные отличаются в зависимости от потребности в кислороде. К примеру, особенностью форели и гольяна является чувствительность к нехватке кислорода. В связи с этим данные виды обитают в хорошо перемешиваемых водах с быстрым течением и низкой температурой. Плотва, ерш, карась неприхотливы к данному фактору, а личинки комаров хирономид и малощетинковые черви трубочники живут на большой глубине в условиях практически полного отсутствия кислорода. Если температура воды понижается, то кислород, как и другие газы, растворяется лучше.

Углекислый газ

Растворение углекислого газа в воде по сравнению с кислородом происходит в 35 раз интенсивнее в условиях температуры 0 градусов. Концентрация углекислого газа в водной среде практически в 700 раз превышает его содержание в атмосфере, откуда он попадает в воду.

Углекислота по большей части представлена в водной среде в виде карбонатов и гидрокарбонатов щелочных и щелочноземельных металлов. Благодаря углекислому газу, реализован процесс фотосинтеза у водных растений. Также он необходим для образования известковых скелетных залежей беспозвоночных животных.

Кислотность воды

Кислотность водной среды характеризуется водородным показателем pH. Величина является отрицательным десятичным логарифмом концентрации ионов водорода в водной среде при температуре в 22 градуса, рассчитывается в молях на литр. Для анализа используют универсальную индикаторную бумагу. Исходя из полученных данных, она может быть:

По мере увеличения глубины кислотность воды повышается. Большая часть видов пресноводных рыб обитают в среде с кислотностью со значением водородного показателя от 5 до 9. Если pH менее 5, такие условия могут привести к массовой гибели рыб. В том случае, когда pH более 10, на гибель обречены все рыбы и многие животные.

Экологические группы организмов водной среды

Водная среда обитания отличается специфическими условиями жизни. Организмы распределяются в воде в зависимости от температуры, света, водных течений, давления, растворенных газов, солей. Морские и континентальные воды обладают различными условиями жизни. Морская вода представляет собой более благоприятную среду, которая близка к физиологическому раствору. Водоемы континентов менее благоприятны для организмов. Выделяют основные экологические группы организмов водной среды:

Бентос представляет собой организмы, прикрепленные к грунту, лежащие на нем или обитающие в толще осадков (фитобентос, бактериобентос и зообентос).
Перифитон в виде животных и растений, для которых характерно прикрепление или удержание на стеблях и листьях растений, либо любых поверхностях, которые возвышаются над дном и плавают по течению воды.
Планктоном называют растительные или животные организмы, которые свободно плавают в водной среде.
Нектон представляет собой активно перемещающиеся в воде организмы, которые отличаются обтекаемой формой тела, не связанные с дном. К ним относят кальмаров, рыб, китов, ластоногих и других обитателей водной среды с характерными особенностями.
Нейстон в виде микроорганизмов, растений и животных, местом обитания которых является поверхность воды, расположенная между водной и воздушной средами. Примерами являются бактерии, простейшие, водоросли, личинки.
Плейстоном называют гидробионты, которые частично находятся в воде и над ее поверхностью. К данной группе относят парусников, сифонофоров, ряску и членистоногих.

Многие виды организмов обитают в реках. Их называют потамобионтами.

Обитатели и животные

В воде обитают многие организмы. В процессе жизнедеятельности они поглощают необходимые вещества в виде пищи, воды и газов. Таким образом, при всем разнообразии водных организмов для каждого из них характерно наличие определенных приспособлений к особенностям обитания в водной среде. Такие особенности определяют физические и химические свойства воды.

В толще воды стабильно парят мелкие растения и животные, для которых характерно взвешенное состояние. Они могут парить, благодаря не только выталкивающей силе воды из-за ее физических свойств, но и наличию особых приспособлений у самих организмов, к примеру, многочисленных выростов и придатков, с помощью которых поверхность тела увеличивается, что повышает трение об окружающую жидкость.

Тела таких животных, как медуз, характеризуются плотностью, близкой к плотности воды. Они обладают специальной формой тела в виде парашюта, чтобы удерживаться в толще воды.

Активные пловцы такие, как рыбы, дельфины и тюлени, имеют веретенообразную форму тела и конечности в виде ласт. Кроме того, такие организмы достаточно легко перемещаются в воде, благодаря внешним покровам с особым строением и свойством выделять специальную смазку, представляющую собой слизь, снижающую трение о воду.

Вода отличается достаточно высокой теплоемкостью, то есть способностью запасать и удерживать тепло. Данный фактор исключает резкие температурные перепады, что не характерно для суши. Водоемы, глубина которых велика, обладают низкой температурой. Организмы способны жить даже в таких условиях за счет специальных приспособлений, образованных, благодаря стабильной температуре. Огромные океанские глубины являются средой обитания некоторых животных. Растения же приспособлены к жизни только в верхнем слое воды, куда проникает солнечный свет, необходимый для фотосинтеза.

Приспособления для дыхания обитателей водной среды:

Животные, обитающие в водоемах, дышат кислородом, который растворен в воде. Процесс данного характера обеспечен наличием особых органов дыхания, необходимых для извлечения кислорода из воды, которые называют жабрами. Жабры есть у рыб, головастиков лягушек и тритонов, жаберных моллюсков.
В том случае, когда животный организм обитает в воде и дышит воздухом атмосферы, для него характерны специальные приспособления в виде трахей. Так дышат жуки-плавунцы, водяные скорпионы.
Некоторые из животных используют воздух из тканей водных растений, например, водяной ослик.
Дыхание легочных моллюсков таких, как большой прудовик и катушка, осуществляется путем поглощения атмосферного воздуха с помощью мантийной полости, которая играет роль легкого. Эти организмы регулярно поднимаются на поверхность воды и в процессе передвижения с нижней стороны поверхностной пленки засасывают атмосферный воздух через единственное дыхательное отверстие.
Некоторым видам приходится выживать в условиях недостатка кислорода в водной среде. К примеру, личинки комаров-дергунов или звонцов, которых называют мотылем, накапливают кислород путем его прочного связывания по средствам гемоглобина в крови.
Малоподвижные животные перемещают водные массы вокруг своего тела, чтобы обеспечить приток кислорода к организму. Такой способ дыхания является отличительной чертой двустворчатых моллюсков и ракообразных пиявок.

Способы передвижения животных в водной среде:

плавники и хвосты у рыб;
хвосты и не широкие плавники у личинок лягушек;
лапы с перепонками у водоплавающих птиц;
веслообразные лапы у насекомых;
конечности с коготками позволяют ползать по дну личинкам некоторых насекомых, водяному пауку, водным клещам;
волнообразно сокращая мускулы тела, перемещаются брюхоногие моллюски;
за счет скольжения движутся в воде водомерки и вертячки.

Организмы, обитающие в водной среде, обладают разными приспособлениями, с помощью которых питаются:

моллюски отцеживают пищу в мантийной плоскости с помощью системы ресничек;
благодаря волоскам, покрывающим челюстные щупики и конечности, личинки поденок улавливают частицы пищи, используя своеобразную «ловчею сеть»;
ракообразные обладают конечностями в виде клешней, которыми хватают корм, и ногочелюстями, чтобы удерживать пищу;
личинки стрекоз используют нижнюю челюсть в виде особого органа, который называют маской, чтобы захватывать добычу.

Водная среда определяет в силу каких-то особенностей форму тела животных:

обитатели водоемов с быстрым течением обладают уплощенным или веретенообразной легко обтекаемой формой тела;
животные, которые живут в стоячей воде, имеют не обтекаемое и короткое тело.

Водные животные характеризуются наличием определенных приспособлений, обеспечивающих их характер защиты. К примеру, водяной скорпион напоминает сухой лист, чехлики ручейников сформированы в виде веточек, скопления песчинок, плодов ольхи. К другим распространенным приспособлениям относят прочные «домики», выполняющие функцию укрытия. У моллюсков это раковины, а у ракообразных — внешний панцирь.

Источник

Среда обитания вода приспособление животных

Биология. 10 класс

*§ 7—1. Адаптации животных к различному водному режиму среды

Экологические группы животных по отношению к водному режиму среды