Вода как среда обитания. Животные водной среды. Различные типы стоячих водоемов

Министерство образования  и науки  
ГОУ ВПО «Нижневартовский государственный гуманитарный университет» 
Естественно-географический факультет 
Кафедра экологии

 

Вода как среда обитания. Животные водной среды. Различные типы стоячих водоемов.

 (реферат)

 

 

 

 

Выполнила: студентка

3 курса 31 группы

Сивкова Н. В.

Проверил: к.г.н, доцент

Юмагулова Э. Р.

 

 

 

 

 

 

Нижневартовск, 2012

Оглавление

1. Вода как среда обитания 3

1. 1. Особенности гидросферы как среды обитания 3

1. 2. Адаптации живых организме к водной среде. 5

2. Животные водной среды 7

2. 1. Черты приспособленности животных к водной среде 7

3. Различные типы стоячих водоёмов 10

3. 1.  Водохранилища 10

3. 2. Озеро 11

3. 3. Пруд 12

3. 4. Старица 13

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ 14

 

 

1. Вода как  среда обитания

 

Водная  среда, или гидросфера была первой из сред жизни, освоенной организмами. Это самая обширная среда обитания, занимающая 71% площади нашей планеты.

Вода  как среда обитания имеет ряд  специфических свойств, таких, как  большая плотность, сильные перепады давления, относительно малое содержание кислорода, сильное поглощение солнечных  лучей и др. Водоемы и отдельные  их участки различаются, кроме того, солевым режимом, скоростью горизонтальных перемещений (течений), содержанием  взвешенных частиц. Для жизни придонных  организмов имеют значение свойства грунта, режим разложения органических остатков и т. п. Поэтому наряду с  адаптациями к общим свойствам  водной среды ее обитатели должны быть приспособлены и к разнообразным  частным условиям. Обитатели водной среды получили в экологии общее  название гидробионтов.  Они населяют Мировой океан, континентальные  водоемы и подземные воды.

1. 1. Особенности  гидросферы как среды обитания

 

Особенности гидросферы как среды обитания водных организмов, называемых гидробионтами, можно понять, лишь ознакомившись  с физическими свойствами воды по сравнению с воздухом. К числу  главнейших свойств воды относится  плотность, которая примерно в 1220 раз  превышает плотность воздуха. Следствием этого является наличие большого сопротивления движению гидробионтов, увеличение давления на них воды с возрастанием глубины, большая опорность, используемая водными организмами, а также высокие выталкивающая сила (архимедова сила) и вязкость.

Плотность воды зависит от температуры. Максимальная плотность, равная 1 г/мл, наблюдается  при +4 °С. При повышении или понижении  температуры плотность воды уменьшается. При замерзании вода расширяется, увеличивая свой объем примерно на 11%. Благодаря  этому свойству лед располагается  на поверхности водоема, а более  плотная вода с положительными температурами  находится подо льдом. Самая плотная  вода находится в придонной области, давая возможность для жизни  донным организмам в зимнее время.

У воды одна из самых высоких величин удельной теплоемкости. Чтобы изменить температуру 1 г. воды на 1 °С, нужно затратить 4,19 Дж тепла (в 500 раз больше, чем у воздуха). Поэтому вода, медленно нагреваясь и медленно остывая, уменьшает амплитуду суточных и сезонных колебаний температуры, стабилизируя ее.

У воды высокая  теплопроводность (в 30 раз выше, чем  у воздуха), благодаря чему осуществляется равномерное распределение температуры  в водной среде.

Вода  превосходный растворитель разнообразных  минеральных веществ. В зависимости  от количества растворенных солей выделяют пресные (до 0,5 г/л), солоноватые (0,5—16 г/л), морские (16—47 г/л) и пересоленные (47—350 г/л) воды. Природным водам свойствен  определенный состав минеральных солей. Так, в пресных водах преобладают карбонаты, в морских — хлориды.

С повышением солености воды возрастает ее плотность  и понижается температура замерзания.

В воде растворяются и газы. Однако кислорода в воде содержится в 30 раз меньше, чем при  той же температуре в равном объеме воздуха. При интенсивном развитии гидробионтов в ночное время, когда  нет обогащения воды за счет фотосинтеза  водных растений, может возникнуть дефицит кислорода. Нередко это приводит к гибели водных организмов (например, заморы рыб). Поэтому кислород в водной среде — лимитирующий фактор.

 

Второй  лимитирующий фактор — свет. Освещенность быстро снижается с увеличением  глубины. Идеально чистые воды имеют  прозрачность 40–60 м, а сильно загрязненные — не более 10 см (величину прозрачности определяют путем погружения белого диска в воду до предельной глубин его видимости). Поэтому наибольшее количество света получает поверхностный слой воды, в котором интенсивно осуществляется фотосинтез.

1. 2. Адаптации живых организме к водной среде.

 

Главнейшими адаптациями водных организмов к  жизни в водной среде являются следующие. Из-за низкого содержания кислорода в водной среде отсутствуют гидробионты с высоким уровнем процессов жизнедеятельности. Типичными ее обитателями являются организмы с непостоянной температурой тела, относящиеся к группе эктотермных организмов. В периоды недостатка кислорода они способны снижать интенсивность процессов жизнедеятельности, многие из них — вплоть до состояния анабиоза. Высокоорганизованные теплокровные (животные с высоким уровнем процессов жизнедеятельности — киты, дельфины, тюлени, морские котики и др.) живут в водной среде только благодаря дыханию атмосферным воздухом, который они вдыхают, периодически подымаясь из глубин к поверхности воды.

Адаптация гидробионтов к высокой плотности  воды происходила по двум направлениям. Одни из них, в основном микроскопически  мелкие, используют ее как опору  и находятся в состоянии свободного парения благодаря приспособлениям, снижающим удельную массу тела (отсутствие утяжеляющего скелета, наличие капелек жира или воздуха и др.) либо увеличивающим трение поверхности тела о воду (мелкие размеры тела, выросты покровов тела). Эти гидробионты образовали экологическую группировку, названную планктоном (от греч. planktos — парящий, блуждающий). Выделяют растительный планктон (фитопланктон) и животный фитопланктон (зоопланктон). Для всех планктонных организмов характерно отсутствие способности противостоять течению воды.

Организмы другой экологической группировки  гидробионтов, названной нектоном (от греч. nektos — плавающий), напротив, активно плавающие животные, способные преодолевать силу течения. Самыми типичными представителями этой группы являются рыбы и головоногие моллюски. Для них характерна обтекаемая форма тела, развитая мускулатура, позволяющая быстро передвигаться в водной среде.

Планктонные и нектонные организмы освоили толщу воды водоемов. Донную же область заселили организмы бентоса (от греч. bentos — глубина). Многие из них имеют тяжелые известковые раковины (моллюски), мощную хитинизированную кутикулу (речной рак, крабы, омары, лангусты), органы прикрепления к грунту (присоски у пиявок, крючья у личинок ручейников, ризоиды и корни у растений).

 

 

 

 

 

 

2. Животные  водной среды

2. 1. Черты  приспособленности животных к  водной среде

 

Жизнь возникла в воде. Первыми животными были одноклеточные простейшие. Для существования  в воде у животных выработался  ряд приспособлений.

Форма тела.  Обитатели водной среды имеют самую разнообразную форму тела. Существуют организмы, ведущие исключительно прикрепленный образ жизни, например коралловые полипы, образующие колонии, из которых постепенно формируются рифы. Их тело имеет вид мешка, окруженного венчиком щупальцев. Для быстроплавающих организмов, таких как акулы или киты, характерна торпедообразная обтекаемая форма тела. Рыбы, ведущие донный образ жизни, часто имеют плоское тело, сплющеннное с боков (камбала, палтус).  

Поверхность тела. Для уменьшения трения тело водных обитателей покрыто слизью, которая служит одновременно и защитой от бактерий. У водоплавающих птиц есть специальная железа, которая вырабатывает жир для смазки перьев, что препятствует намоканию.  

Органы дыхания. Водная среда, по сравнению с воздушной, содержит меньше кислорода, поэтому у водных обитателей — рыб, мягкотелых, ракообразных — органами дыхания являются жабры, которые могут быть вывернутыми наружу. Жабры представляют из себя большей частью разветвленные тончайшие дыхательные поверхности, пронизанные густой сетью кровеносных капиллярных сосудов (у многощетинковых кольчатых червей, моллюсков, ракообразных, личинок земноводных). Наиболее эффективно происходит извлечение кислорода из воды жабрами рыб. В основе их работы лежит явление противотока: кровь в капиллярах жаберных лепестков течет в направлении, противоположном току воды, омывающей жабры.

 Средства передвижения. Для передвижения в воде еще у простейших животных появляются жгутики и реснички, а у рыб, наиболее приспособленных водных обитателей, — плавники. У рыб основной тип поступательного движения обеспечивается боковыми волнообразными движениями всего тела или только мощного хвоста. Парные плавники, грудные и брюшные, выполняют функцию стабилизаторов, несущих плоскостей, рулей и реже — органов движения. Непарные плавники обеспечивают устойчивость тела. Сформировался комплекс приспособлений, повышающий плавучесть — способность поддерживать тело в воде. У рыб это плавательный пузырь — полый, заполненный смесью газов (02, С02, N2) вырост начальной части пищевода. В его стенках находится густая сеть капилляров, при помощи которой поглощается из пузыря и выделяется в него газовая смесь. В результате увеличения объема пузыря плотность рыбы становится меньше и она легко всплывает к поверхности воды. При уменьшении объема пузыря плотность тела увеличивается и рыба погружается в глубину. У хрящевых рыб (акулы, скаты) плавательный пузырь отсутствует. Плавучесть их тела достигается за счет накопления в большой печени, реже в других органах, запасов жира. У акул масса печени составляет до 25% общей массы тела. Плавники присутствуют не у всех плавающих. Есть и другие способы передвижения. У некоторых моллюсков (осьминогов, кальмаров и др.) реактивный способ передвижения. Через мантийную щель они набирают в мантийную полость воду, а затем с силой выталкивают ее через воронку, образованную видоизмененной ногой. Подобный способ передвижения и у медузы. Она набирает воду в колокол, а затем резко выталкивает воду оттуда, вследствие чего получает толчок вперед. Планктонные формы имеют малые размеры и способны плыть по течению.  

Специальные органы. На большой глубине толща воды не пропускает солнечный свет, и у глубоководных обитателей (электрических рыб) образуются органы свечения.

Органы выделения. Вода — прекрасный растворитель. Проникая в организм рыбы, она беспрепятственно удаляет продукты обмена. У рыб, например, часть аммиака (конечный продукт белкового обмена) выводится непосредственно через жаберные лепестки, а часть — через листовидные туловищные почки, в которых он сильно разбавляется проникающей в организм водой, что уменьшает его токсичность.  

Органы чувств. Изменение давления воды, связанное с различными потоками, улавливаются рыбой при помощи органа, называемого боковой линией. Он представлен продольными каналами, лежащими по бокам тела в коже и сообщающимися с наружной средой через большое число линейно расположенных отверстий. На дне каналов напротив отверстий находятся чувствительные клетки, снабженные ресничками. Именно благодаря им рыбы избегают столкновения с подводными предметами даже ночью или в случае потери зрения (хотя оно у них и так невелико).

Органы питания. В воде взвешено много питательных веществ, поэтому у некоторых моллюсков сформировался способ питания, называемый фильтрацией. Беззубки и перловицы пассивно питаются органическими частицами и микроорганизмами, которые поступают с током воды в мантийную полость. Жабры и ротовые лопасти, снабженные ресничками, создающими непрерывный ток жидкости, улавливают пищу и отправляют в рот. Отфильтрованная вода выходит через ротовой сифон.

 

 

3. Различные типы стоячих водоёмов

 

Водоём  — постоянное или временное скопление  стоячей или со сниженным стоком воды в естественных или искусственных  впадинах (озёра, водохранилища, пруды  и т. д.). Изучением водоёмов занимается наука гидрология.

Водоёмы образуются при наличии на поверхности замкнутых  котловин и превышения притока воды в это углубление над потерями её на фильтрацию в грунт и испарение.

Водоёмы могут  быть постоянными и временными, возникающими лишь в многоводные периоды года. К таким водоёмам относят старицы  и лужи, возникающие весной при  разливах крупных рек, а также  пересыхающие реки и ручьи.

По химическому  составу и количеству солей, растворённых в воде, водоёмы разделяются на солёные и пресные.

Физические, химические и биологические процессы в водоёмах протекают различно, в  зависимости от того, к какому типу они относятся.

К искусственным  водоёмам относятся водохранилища  и пруды.

3. 1.  Водохранилища

 

Водохранилище — искусственный водоём, образованный, как правило, в долине реки водоподпорными сооружениями для накопления и хранения воды в целях её использования в народном хозяйстве.

Водохранилища делятся на 2 типа: озёрные и речные. Для водохранилищ озёрного типа (например, Рыбинского) характерно формирование водных масс, существенно отличных по своим физическим свойствам от свойств вод притоков. Течения в этих водохранилищах связаны больше всего с ветрами. Водохранилища речного (руслового) типа (например, Дубоссарское) имеют вытянутую форму, течения в них, обычно, стоковые; водная масса по своим характеристикам близка к речным водам.