4장. 기본 환경과 유기체에 대한 적응
4.1. 수생 서식지. 수생 생물 적응의 특이성
서식지로서의 물은 고밀도, 강한 압력 강하, 상대적으로 낮은 산소 함량, 강한 햇빛 흡수 등과 같은 여러 가지 특정 특성을 가지고 있습니다. 수평 이동(전류), 부유 입자의 함량. 저서생물의 생명에는 토양의 성질, 유기잔류물의 분해방식 등이 중요하기 때문에 수중환경의 일반적인 성질에 대한 적응과 함께 서식하는 생물은 다양한 특정 조건에 적응해야 한다. 수생 환경의 주민들은 생태학에서 통칭을 받았습니다. 하이드로바이오틱스. 그들은 바다, 대륙 수역 및 지하수에 서식합니다. 모든 수역에서 조건면에서 다른 영역을 구별하는 것이 가능합니다.
4.1.1. 세계 해양의 생태 지역
바다와 거기에 포함 된 바다에서 우선 두 개의 생태 지역이 구별됩니다. 물 기둥 - 원양 그리고 바닥 - 저서 (그림 38). 깊이에 따라 저서류는 다음과 같이 나뉩니다. 서브리토럴영역 - 약 200m 깊이까지의 부드러운 땅 하강 영역, 바스얄- 급경사 지역 및 심연 지역- 평균 깊이가 3-6km인 해저 영역. 해저의 움푹 들어간 곳에 해당하는 저서의 더 깊은 지역은 초심연.만조 때 물에 잠기는 해안의 가장자리를 연안.만조 이상에서는 파도의 물보라에 젖은 해안 부분을 초해상.
쌀. 38. 세계 해양의 생태 지역
예를 들어, 연안의 주민들은 당연히 상대적으로 낮은 압력, 주간 햇빛 및 종종 상당한 온도 변화의 조건에서 생활합니다. 심연과 극도의 심연 깊이의 주민들은 일정한 온도와 수백, 때로는 약 천 기압의 무시무시한 압력으로 어둠 속에 존재합니다. 따라서 특정 종의 생물이 저서 생물의 어느 구역에 살고 있는지를 나타내는 것만으로도 이미 어떤 일반적인 생태적 특성을 가져야 하는지를 말해줍니다. 해저의 전체 인구는 저서.
수주 또는 원양에 사는 유기체는 다음과 같습니다. 펠라고스. 원양은 또한 저서 구역에 깊이가 해당하는 수직 구역으로 나뉩니다. epipelagic, bathypelagial, abyssopelagial. epipelagic zone의 하부 경계(200m 이하)는 광합성에 충분한 양의 햇빛이 침투하여 결정됩니다. 광합성 식물은 이 영역보다 더 깊숙이 존재할 수 없습니다. 오직 미생물과 동물만이 어스름한 심연과 깊은 심연으로 가득한 황혼의 수욕장에 살고 있습니다. 호수, 늪, 연못, 강 등 다른 모든 유형의 수역에서 다른 생태 지대가 구별됩니다. 이러한 모든 서식지를 마스터 한 수생 생물의 다양성은 매우 훌륭합니다.
4.1.2. 수중 환경의 기본 속성
물의 밀도- 이것은 수중 생물의 이동 조건과 다른 깊이에서의 압력을 결정하는 요소입니다. 증류수의 경우 밀도는 4°C에서 1g/cm3입니다. 용해된 염을 포함하는 자연수의 밀도는 최대 1.35g/cm3까지 높을 수 있습니다. 압력은 수심에 따라 10m마다 평균 약 1 · 10 5 Pa(1 atm)씩 증가합니다.
수역의 급격한 압력 구배 때문에 수생 생물은 일반적으로 육상 생물보다 훨씬 더 유황성입니다. 다른 깊이에서 흔히 볼 수 있는 일부 종은 몇 ~ 수백 기압의 압력을 견뎌냅니다. 예를 들어, Elpidia 속의 해삼, Priapulus caudatus 벌레는 해안 지역에서 초심연까지 서식합니다. 섬모류, 슬리퍼, suvoy, 수영 딱정벌레 등과 같은 민물 거주자도 실험에서 최대 6 · 10 7 Pa(600 atm)를 견딜 수 있습니다.
그러나 바다와 바다의 많은 주민들은 상대적으로 협착증을 앓고 있으며 특정 깊이에 국한되어 있습니다. 협착증은 얕은 물과 깊은 물 종의 가장 흔한 특징입니다. 연안 지역에만 고리형 모래벌레 Arenicola와 바다 접시(Patella)가 서식합니다. 예를 들어 낚시꾼 그룹의 많은 물고기, 두족류, 갑각류, 포고노포어, 불가사리 등은 최소한 4 · 10 7 - 5 · 10 7 Pa(400–500 atm)의 압력에서 깊은 곳에서만 발견됩니다.
물의 밀도는 물에 의존할 수 있는 능력을 제공하며, 이는 골격 형태에 특히 중요합니다. 환경의 밀도는 물에서 치솟는 조건으로 작용하며 많은 수중 생물이 이 특정한 삶의 방식에 적응합니다. 매달린 수중 생물은 수생 생물의 특별한 생태 그룹으로 결합됩니다. 플랑크톤 ( "플랑크톤"- 급등).
쌀. 39. 플랑크톤 유기체에서 신체의 상대 표면 증가(S. A. Zernov, 1949에 따름):
A - 막대 모양:
1 - 규조류 Synedra;
2 - 시아노박테리움 Aphanizomenon;
3 - Peridineal alga Amphisolenia;
4 - 유글레나 아쿠스;
5 - 두족류 Doratopsis vermicularis;
6 - 요각류 세텔라;
7 - 포셀라나 유충(Decapoda)
B - 절단된 형태:
1 - 연체 동물 Glaucus atlanticus;
2 - 웜 Tomopetris euchaeta;
3 - 가재 Palinurus의 유충;
4 - 아귀 Lophius의 물고기의 유충;
5 - 요각류 Calocalanus pavo
플랑크톤에는 단세포 및 군체 조류, 원생동물, 해파리, 사이포노포어, 빗해파리, 익룡류 및 용골 연체동물, 다양한 작은 갑각류, 저서 동물의 유충, 생선 알 및 치어 등이 포함됩니다(그림 39). 플랑크톤 유기체는 부력을 증가시키고 바닥으로 가라앉는 것을 방지하는 유사한 적응을 많이 가지고 있습니다. 이러한 적응에는 다음이 포함됩니다. 1) 크기 감소, 편평화, 신장, 물에 대한 마찰을 증가시키는 수많은 파생물 또는 강모의 발달로 인한 신체의 상대 표면의 일반적인 증가; 2) 골격 감소, 체내 지방 축적, 기포 등으로 인한 밀도 감소 규조류에서는 예비 물질이 무거운 전분의 형태가 아니라 지방 방울의 형태로 침착된다. Nightlight Noctiluca는 세포에 풍부한 가스 액포와 지방 방울이 있어서 세포질이 핵 주위에서만 합쳐지는 가닥처럼 보입니다. Siphonophores, 많은 해파리, 플랑크톤 복족류 등에도 공기 챔버가 있습니다.
해초 (식물성 플랑크톤)대부분의 플랑크톤 동물은 능동적으로 수영할 수 있지만 제한된 한계 내에서 수동적으로 물에 떠 있습니다. 플랑크톤 유기체는 조류를 극복할 수 없으며 조류에 의해 장거리로 운반됩니다. 많은 종류 동물성 플랭크톤그러나 활발한 움직임과 몸의 부력 조절로 인해 수십 미터 및 수백 미터 동안 수주에서 수직 이동이 가능합니다. 특별한 유형의 플랑크톤은 생태 그룹입니다. 뉴스톤 ( "Nein"- 수영) - 대기 환경과의 경계에서 물 표면 필름의 주민.
물의 밀도와 점도는 능동적으로 수영하는 능력에 큰 영향을 미칩니다. 빠르게 헤엄칠 수 있고 조류의 힘을 극복할 수 있는 동물들이 하나의 생태 그룹으로 통합됩니다. 유영 동물 ( "Nektos"- 부동). 넥톤의 대표자는 물고기, 오징어, 돌고래입니다. 물기둥에서의 빠른 움직임은 유선형의 몸매와 고도로 발달된 근육이 있어야만 가능합니다. 어뢰 모양은 체계적인 소속과 물에서의 움직임 방법에 관계없이 모든 훌륭한 수영 선수에서 개발됩니다. 팔다리의 도움으로 몸이 구부러지기 때문에 반응합니다.
산소 모드.산소 처리된 물에서 그 함량은 1리터당 10ml를 초과하지 않으며 이는 대기보다 21배 낮습니다. 따라서 수생 생물의 호흡 조건은 상당히 복잡합니다. 산소는 주로 조류의 광합성 활동과 공기로부터의 확산을 통해 물에 들어갑니다. 따라서 수주의 상층은 일반적으로 하층보다이 가스가 풍부합니다. 물의 온도와 염도가 증가함에 따라 물의 산소 농도가 감소합니다. 동물과 박테리아가 많이 서식하는 층에서는 소비 증가로 인해 급격한 O 2 결핍이 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 세계 해양에서 생명이 풍부한 50-1000m 깊이는 폭기의 급격한 악화가 특징입니다. 이는 식물성 플랑크톤이 서식하는 지표수보다 7-10배 낮습니다. 수역의 바닥 근처에서 조건은 혐기성에 가까울 수 있습니다.
수중 거주자 중에는 물이 거의 완전히 없을 때까지 물의 산소 함량이 크게 변동하는 것을 견딜 수 있는 많은 종이 있습니다. (유로옥시비온트 - "oxy"- 산소, "biont"- 거주자). 여기에는 예를 들어 담수 oligochaetes Tubifex tubifex 및 복족류 Viviparus viviparus가 포함됩니다. 물고기 중에서 잉어, 텐치, 붕어는 매우 약한 산소 포화도를 견딜 수 있습니다. 그러나 여러 유형의 스테녹시바이오트 - 그들은 산소로 충분히 높은 포화도에서만 존재할 수 있습니다 (무지개 송어, 갈색 송어, 미노, 섬모 벌레 Planaria alpina, 하루살이 유충, 돌파리 등). 많은 종은 산소 부족으로 비활성 상태로 떨어질 수 있습니다. 무산소증 - 따라서 불리한 기간을 경험합니다.
수생 생물의 호흡은 신체의 표면이나 아가미, 폐, 기관과 같은 특수 기관을 통해 수행됩니다. 이 경우 외피는 추가 호흡기 역할을 할 수 있습니다. 예를 들어 미꾸라지 물고기는 평균적으로 피부를 통해 최대 63%의 산소를 소비합니다. 가스 교환이 신체의 외피를 통해 발생하면 매우 얇습니다. 또한 표면적이 넓어져 호흡이 쉬워집니다. 이것은 종의 진화 동안 다양한 파생물의 형성, 납작함, 길어짐 및 신체 크기의 일반적인 감소에 의해 달성됩니다. 산소가 부족한 일부 종은 호흡 표면의 크기를 적극적으로 변경합니다. Tubifex tubifex 벌레는 몸을 강하게 늘립니다. 히드라와 말미잘 - 촉수; 극피 동물 - 보행 다리. 많은 앉아있는 동물과 앉아있는 동물은 방향 흐름을 생성하거나 혼합에 기여하는 진동 운동을 통해 주변의 물을 재생합니다. 이 목적을 위해, 이매패류는 맨틀 구멍의 벽을 감싸는 섬모입니다. 갑각류 - 복부 또는 흉부 다리의 작업. 거머리, 종모기(혈충)의 유충, 많은 oligochaetes는 땅에 기대어 몸을 흔들립니다.
일부 종에서는 물과 공기 호흡의 조합이 발견됩니다. 이들은 폐 호흡 물고기, siphonophores disophants, 많은 폐 연체 동물, 갑각류 Gammarus lacustris 등입니다. 2 차 동물은 일반적으로 대기 유형의 호흡을 에너지 적으로 더 유익한 것으로 유지하므로 공기 환경과의 접촉이 필요합니다. 예를 들어 기각류, 고래류, 물 딱정벌레, 모기 유충 및 기타.
물의 산소 부족은 때때로 치명적인 현상으로 이어집니다. 자모라, 많은 수중 생물의 죽음을 동반합니다. 겨울잠종종 저수지 표면에 얼음이 형성되고 공기와의 접촉이 종료되어 발생합니다. 여름- 결과적으로 수온의 상승과 산소 용해도의 감소.
겨울에 물고기와 많은 무척추 동물의 빈번한 죽음은 전형적입니다. 예를 들어 Ob 강 유역의 하부는 서 시베리아 저지의 늪지대에서 흘러 내리는 물이 용존 산소가 극도로 부족합니다. 때로는 바다에서 죽음이 발생합니다.
산소 부족 외에도 바닥에서 유기 물질이 분해되어 형성되는 메탄, 황화수소, CO 2 등의 유독 가스 농도 증가로 인해 서리가 발생할 수 있습니다. 저수지.
소금 모드.수생 생물의 물 균형을 유지하는 데에는 고유한 특성이 있습니다. 육상 동물과 식물의 경우 결핍 상태에서 몸에 물을 제공하는 것이 가장 중요하다면 수생 생물의 경우 환경에서 과잉으로 몸에 일정량의 물을 유지하는 것도 똑같이 중요합니다. 세포의 과도한 양의 물은 삼투압의 변화와 가장 중요한 생명 기능의 붕괴를 초래합니다.
대부분의 수중 생물 포이킬로스모틱: 그들의 몸의 삼투압은 주변 물의 염도에 따라 달라집니다. 따라서 수생 생물이 염분 균형을 유지하는 주요 방법은 염분이 부적절한 서식지를 피하는 것입니다. 민물 형태는 바다에 존재할 수 없으며 바다 형태는 담수화를 견딜 수 없습니다. 물의 염도가 변하면 동물들은 유리한 환경을 찾아 움직입니다. 예를 들어, 폭우 후 바다 표층의 담수화 중에 방사성 유충, 바다 갑각류 Calanus 등은 100m 깊이로 내려갑니다. 척추 동물, 고등 가재, 곤충 및 물에 사는 유충은 항상성 물의 염분 농도에 관계없이 체내에서 일정한 삼투압을 유지하는 종.
담수 종에서 바디 주스는 주변 물과 관련하여 고장성입니다. 과도한 물이 몸에 들어가거나 제거되는 것을 방지하지 않으면 과도한 물을 줄 위험이 있습니다. 원생 동물에서 이것은 배설 시스템을 통해 물을 제거함으로써 다세포 유기체에서 배설 액포의 작용에 의해 달성됩니다. 일부 섬모는 2-2.5분마다 신체의 부피와 같은 양의 물을 방출합니다. 세포는 과도한 물을 "펌핑"하기 위해 많은 에너지를 소비합니다. 염분이 증가함에 따라 액포의 작용이 느려집니다. 따라서 염분이 2.5% o인 Paramecium 신발에서 공포는 9초 간격으로 5% o - 18초, 7.5% o - 25초 간격으로 맥동합니다. 17.5% o의 염 농도에서 세포와 환경 사이의 삼투압 차가 사라지기 때문에 액포가 작동을 멈춥니다.
물이 수생 유기체의 체액과 관련하여 고장성인 경우 삼투 손실로 인해 탈수 위험이 있습니다. 탈수에 대한 보호는 수생 생물체의 염분 농도를 증가시켜 달성됩니다. 탈수는 포유류, 물고기, 고등 가재, 수생 곤충 및 그 유충과 같은 동종 삼투성 유기체의 불투수성 덮개에 의해 방지됩니다.
많은 poikilosmotic 종은 염분 증가와 함께 체내 수분 부족으로 인해 비활성화 상태로 전환됩니다. 이것은 로티퍼, 편모류, 섬모류, 일부 갑각류, 흑해 다모류 Nereis divesicolor 등 해수 웅덩이와 연안 지역에 사는 종의 전형입니다. 염분 분해- 물의 다양한 염도 조건에서 불리한 기간 동안 생존하는 수단.
진실로 유리염활동적인 상태에서 민물과 바닷물 모두에서 살 수있는 수생 거주자 중에는 그렇게 많은 종이 없습니다. 이들은 주로 하천 하구, 하구 및 기타 기수 수역에 서식하는 종입니다.
온도 체제수역은 육지보다 더 안정적입니다. 이것은 물의 물리적 특성, 주로 높은 비열 용량 때문이며, 이로 인해 상당한 양의 열을 받거나 방출해도 온도가 너무 급격하게 변화하지 않습니다. 약 2263.8 J / g이 소비되는 저수지 표면에서 물의 증발은 하층의 과열을 방지하고 융해열 (333.48 J / g)이 방출되는 얼음 형성은 그들의 속도를 늦춥니다. 냉각.
해양 상층의 연간 온도 변동의 진폭은 대륙 수역 - 30-35 ° C에서 10-15 ° C 이하입니다. 깊은 수층은 일정한 온도가 특징입니다. 적도 수역에서 표층의 평균 연간 온도는 + (26-27) ° С이고 극지방에서는 약 0 ° C 이하입니다. 뜨거운 육지 온천에서 수온은 +100 ° C에 도달 할 수 있으며 해저의 고압 수중 간헐천에서는 +380 ° C의 온도가 기록됩니다.
따라서 수역에는 상당히 다양한 온도 조건이 있습니다. 계절적 온도 변동이 있는 물의 상층과 열 체제가 일정한 하층 사이에는 온도 점프 또는 수온약층이 있습니다. 수온약층은 외부 바다와 심해 사이의 온도차가 더 강한 따뜻한 바다에서 더 두드러집니다.
수생 생물 사이의 보다 안정적인 수온 체계로 인해 stenotherm은 육지 개체군보다 훨씬 더 광범위하게 퍼져 있습니다. Eurythermal 종은 주로 얕은 대륙 수역과 일별 및 계절별 온도 변동이 큰 고위도 및 온대 위도의 연안에서 발견됩니다.
라이트 모드.물은 공기보다 빛이 훨씬 적습니다. 저수지 표면에 떨어지는 광선의 일부는 공기 중으로 반사됩니다. 태양의 위치가 낮을수록 반사가 강해지기 때문에 육지보다 수면 아래에서 낮이 짧습니다. 예를 들어, 마데이라 섬 근처의 여름날 수심 30m - 5시간, 수심 40m에서는 단 15분. 깊이에 따라 빛의 양이 급격히 감소하는 것은 물에 의한 흡수와 관련이 있습니다. 파장이 다른 광선은 다르게 흡수됩니다. 빨간색 광선은 이미 표면 가까이에서 사라지고 청록색 광선은 훨씬 더 깊숙이 침투합니다. 바다의 깊이와 함께 깊어지는 황혼은 처음에는 녹색, 그 다음에는 파란색, 파란색 및 청자색이 되며 마침내 끝없는 어둠에 자리를 내줍니다. 따라서 서로 다른 파장의 빛을 포착하는 데 특화되어 있는 녹조류, 갈조류, 홍조류는 깊이로 서로를 대체합니다.
동물의 색깔도 같은 방식으로 깊이에 따라 변합니다. 연안 및 연안 지역의 주민들은 가장 생생하고 다양한 색을 띠고 있습니다. 동굴 생물과 같은 많은 심부 생물에는 색소가 없습니다. 황혼 영역에서는 붉은 색이 널리 퍼져 있으며, 이는 이 깊이의 청자색 빛을 보완합니다. 보색 광선은 신체에 가장 완전히 흡수됩니다. 이것은 청자색 광선의 붉은 색이 시각적으로 검은 색으로 인식되기 때문에 동물이 적으로부터 숨을 수있게합니다. 붉은 색은 농어, 붉은 산호, 다양한 갑각류 등과 같은 황혼 지대의 동물에 일반적입니다.
수역 근처에 사는 일부 종에서 눈은 광선을 굴절시키는 능력이 다른 두 부분으로 나뉩니다. 눈의 반은 공중에서 보고 다른 반은 물 속에서 봅니다. 이러한 "네눈박이"는 딱정벌레가 빙빙 도는 아메리카 어류인 Anableps tetraphthalmus의 전형이며 열대 바다개 Dialommus fuscus 중 하나입니다. 썰물 때 이 물고기는 오목한 곳에 앉아 머리의 일부를 물 밖으로 내보냅니다(그림 26 참조).
빛의 흡수가 강할수록 물의 투명도는 낮아지며, 이는 물에 부유하는 입자의 양에 따라 다릅니다.
투명도는 직경이 약 20cm인 특별히 낮아진 흰색 디스크(Secchi 디스크)가 여전히 보이는 극도의 깊이가 특징입니다. 가장 투명한 물은 Sargasso Sea에 있습니다 : 디스크는 66.5m 깊이까지 볼 수 있으며 태평양에서 Secchi 디스크는 최대 59m, 인도양에서는 최대 50m, 얕은 바다에서는 최대 50m까지 볼 수 있습니다. 5-15m 강의 투명도는 평균 1-1 , 5m이며 가장 진흙 투성이의 강, 예를 들어 중앙 아시아 Amu Darya 및 Syrdarya에서는 불과 몇 센티미터입니다. 따라서 광합성 구역의 경계는 수역에 따라 크게 다릅니다. 가장 깨끗한 물에서 환희에 찬광합성 구역 또는 광합성 구역은 200m 이하의 깊이까지 확장됩니다. 황혼 또는 난시,이 영역은 최대 1000-1500m의 깊이를 차지하며 더 깊습니다. 무극성영역, 햇빛이 전혀 침투하지 않습니다.
수역 상층부의 빛의 양은 지역의 위도와 계절에 따라 크게 달라집니다. 긴 극지의 밤은 북극과 남극 분지에서 광합성에 사용할 수 있는 시간을 심각하게 제한하고 얼음으로 덮인 겨울에는 빛이 모든 얼어붙은 수역에 접근하기 어렵습니다.
바다의 어두운 깊이에서 유기체는 생물이 방출하는 빛을 시각 정보의 소스로 사용합니다. 살아있는 유기체의 빛은 생물발광.발광 종은 원생동물에서 어류에 이르기까지 거의 모든 종류의 수생 동물과 박테리아, 하등 식물 및 균류에서 발견됩니다. 생물발광은 진화의 여러 단계에서 여러 그룹에서 여러 번 발생한 것으로 보입니다.
생물발광의 화학은 이제 상당히 잘 이해되고 있습니다. 빛을 생성하는 데 사용되는 반응은 다양합니다. 그러나 모든 경우에 이것은 복잡한 유기 화합물의 산화입니다. (루시페린)단백질 촉매를 사용하여 (루시페라제).다른 유기체의 루시페린과 루시페라제는 다른 구조를 가지고 있습니다. 반응하는 동안 여기된 루시페린 분자의 과잉 에너지가 광양자의 형태로 방출됩니다. 살아있는 유기체는 일반적으로 외부 환경의 자극에 반응하여 펄스로 빛을 방출합니다.
발광은 종의 생활에서 특별한 생태학적 역할을 하지 않을 수 있지만, 예를 들어 박테리아나 하등 식물에서와 같이 세포의 중요한 활동의 부산물일 수 있습니다. 그것은 충분히 발달 된 신경계와 시력 기관을 가진 동물에서만 생태 학적 중요성을받습니다. 많은 종에서 발광 기관은 방사선을 증폭시키는 반사판과 렌즈 시스템으로 매우 복잡한 구조를 얻습니다(그림 40). 빛을 생성할 수 없는 많은 물고기와 두족류는 이러한 동물의 특수 기관에서 번식하는 공생 박테리아를 사용합니다.
쌀. 40. 수생 동물의 발광 기관(S.A.Zernov, 1949에 따름):
1 - 이빨이 있는 입 위에 손전등이 있는 심해 낚시꾼
2 - 이 물고기의 발광 기관 분포. 미스토피대;
3 - 물고기 Argyropelecus affinis의 발광 기관:
a - 안료, b - 반사경, c - 발광체, d - 렌즈
생물 발광은 주로 동물의 삶에서 중요한 신호입니다. 빛 신호는 무리에서 방향을 제시하여 이성을 유인하거나 희생자를 유인하거나 위장 또는 주의를 산만하게 할 수 있습니다. 섬광은 포식자로부터 눈을 멀게 하거나 방향 감각을 잃게 하는 방어 수단이 될 수 있습니다. 예를 들어, 적으로부터 달아나는 심해 오징어는 빛나는 분비물 구름을 방출하는 반면 밝은 물에 사는 종은 이러한 목적으로 어두운 액체를 사용합니다. 일부 저서 벌레 - 갯지렁이 - 발광 기관은 생식 제품의 성숙기에 의해 발달하며 암컷보다 밝게 빛나고 눈은 수컷에서 더 잘 발달합니다. 아귀목의 육식성 심해 어류에서 등지느러미의 첫 번째 광선은 위턱으로 이동하고 끝에 벌레 같은 "미끼"를 운반하는 유연한 "막대"로 바뀝니다. 빛나는 박테리아. 샘으로 가는 혈류를 조절하고 결과적으로 박테리아에 산소를 공급함으로써 물고기는 임의로 "미끼"를 빛나게 하여 벌레의 움직임을 모방하고 먹이를 유인할 수 있습니다.
육상 환경에서 생물발광은 소수의 종에서만 발생하며, 대부분은 반딧불이과의 딱정벌레에서 발생합니다.
4.1.3. 수생 생물의 일부 특정 적응
수중 환경에서 동물의 방향을 잡는 방법.끊임없는 황혼이나 어둠 속에서 생활하는 것은 가능성을 심각하게 제한합니다. 시각적 방향 하이드로바이오틱스. 물 속의 광선의 급격한 감쇠로 인해 잘 발달 된 시력 기관의 소유자조차도 가까운 거리에서만 도움을 받아 안내됩니다.
소리는 공기보다 물에서 더 빨리 이동합니다. 사운드 방향 일반적으로 시각보다 수생 생물에서 더 잘 발달합니다. 매우 낮은 주파수의 진동도 감지하는 유형이 많습니다. (초저주파),파도의 리듬이 변할 때 발생하고 폭풍 전에 표층에서 더 깊은 층(예: 해파리)으로 미리 하강합니다. 포유류, 물고기, 연체 동물, 갑각류와 같은 수역의 많은 주민들은 스스로 소리를냅니다. 갑각류는 신체의 다른 부분을 서로 문질러서 이를 수행합니다. 물고기 - 수영 방광, 인두 치아, 턱, 가슴 지느러미 광선 및 기타 방법의 도움으로. 소리 신호는 예를 들어 무리의 오리엔테이션, 이성의 개인 유치 등과 같은 종 내 관계에 가장 자주 사용되며 특히 탁한 물과 어둠 속에서 사는 깊은 수심의 주민에서 개발됩니다.
많은 수중 생물들이 먹이를 찾고 다음을 사용하여 탐색합니다. 반향정위- 반사된 음파의 인식(고래류). 많은 반사된 전기 충격을 감지하고, 수영하는 동안 다른 주파수의 방전을 생성합니다. 약 300종의 물고기가 전기를 생성하고 방향 및 신호 전달에 사용하는 것으로 알려져 있습니다. 민물코끼리 물고기(Mormyrus kannume)는 초당 최대 30개의 펄스를 보내어 무척추동물을 감지하며, 이 물고기는 시야의 도움 없이 액체 미사에서 사냥합니다. 일부 해양 물고기의 방전 빈도는 초당 2000번의 충동에 이릅니다. 많은 물고기들은 방어와 공격(가오리, 장어 등)을 위해 전기장을 사용하기도 합니다.
깊이 방향 사용 정수압의 인식. 그것은 statocyst, 가스 챔버 및 기타 기관의 도움으로 수행됩니다.
모든 수생 동물의 특징인 가장 오래된 오리엔테이션 방식은 다음과 같습니다. 환경의 화학에 대한 인식. 많은 수생 생물의 화학 수용체는 극도로 민감합니다. 많은 물고기 종의 전형적인 1000 킬로미터 이동에서 그들은 주로 냄새에 의해 안내되어 놀라운 정확도로 산란이나 먹이를 찾는 곳을 찾습니다. 예를 들어 인위적으로 후각을 상실한 연어는 강의 하구를 찾지 못하고 산란으로 돌아가지만 냄새를 감지할 수만 있다면 결코 실수하지 않는다는 것이 실험적으로 입증되었습니다. 냄새의 미묘함은 특히 먼 이동을 만드는 물고기에서 매우 높습니다.
수역을 건조시키는 삶에 대한 적응의 특이성.지구에는 강의 범람, 폭우, 녹은 눈 등으로 인해 일시적이고 얕은 수역이 많이 있습니다. 이러한 수역에는 존재의 간결함에도 불구하고 다양한 수생 생물이 정착합니다.
말라가는 웅덩이에 사는 주민들의 공통된 특징은 짧은 시간에 많은 자손을 낳고 물 없이도 오랜 기간을 버틸 수 있다는 것입니다. 동시에 많은 종의 대표자가 미사에 묻혀 생명 활동이 감소한 상태로 들어갑니다. 저산소증.이것은 shtitti, cladocerans, planaria, 작은 강모 벌레, 연체 동물 및 심지어 물고기 - 미꾸라지, 아프리카 프로토 테러스 및 폐에서 남미 lepidosiren의 행동입니다. 해바라기, 섬모, rhizopods, 다수의 요각류, turbellaria 및 Rhabditis 속의 선충류와 같은 많은 작은 종은 가뭄을 견딜 수 있는 낭종을 형성합니다. 다른 사람들은 저항성이 높은 알 단계에서 불리한 기간을 겪습니다. 마지막으로, 건조된 수역의 일부 작은 주민은 필름 상태로 건조되고, 축축해지면 성장과 발달을 재개하는 독특한 능력을 가지고 있습니다. 신체의 완전한 탈수를 견딜 수있는 능력은 Callidina, Philodina 등 속의 rotifers, Macrobiotus, Echiniscus 완보 동물, Tylenchus, Plectus, Cephalobus 속의 선충류에서 나타났습니다. 이 동물들은 쿠션의 마이크로 저수지에 서식합니다. 이끼와 이끼류이며 수분 체계의 급격한 변화에 적응합니다.
식품의 일종으로 여과.많은 수생 생물은 특별한 섭식 패턴을 가지고 있습니다. 이는 물과 수많은 작은 생물에 부유하는 유기 기원 입자의 변형 또는 침전입니다(그림 41).
쌀. 41. 바렌츠 해(S.A.Zernov, 1949)에 따른 갑각류의 플랑크톤 식품 구성
먹이를 찾는 데 많은 에너지를 필요로 하지 않는 이 섭식 방법은 층상 아가미 연체 동물, 고착 극피동물, 다모류, 선식동물, 갑각류, 플랑크톤 갑각류 등의 특징입니다(그림 42). 여과식 동물은 수역의 생물학적 처리에 필수적인 역할을 합니다. 1m 2 면적에 사는 홍합은 하루에 맨틀 공동을 통해 150-280m 3의 물을 몰고 부유 입자를 침전시킬 수 있습니다. 민물 물벼룩, 사이클롭스 또는 바다에서 가장 풍부한 갑각류 Calanus finmarchicus는 하루에 개인당 최대 1.5리터의 물을 걸러냅니다. 특히 여과 유기체가 풍부한 연안 지역은 효과적인 정화 시스템 역할을 합니다.
쌀. 42. 수생 생물의 여과 장치(S.A.Zernov, 1949에 따름):
1 - 돌에 있는 Simulium 갯지렁이의 유충(a)과 여과 부속물(b)
2 - 갑각류 Diaphanosoma brachyurum의 여과 다리;
3 - ascidian Phasullia의 아가미 틈새;
4 - 장 내용물을 걸러낸 보스미나 갑각류
5 - 섬모 Bursaria의 음식 흐름
환경의 속성은 거주자의 적응 방식, 생활 방식 및 자원 사용 방식을 크게 결정하여 인과 관계의 사슬을 만듭니다. 따라서 밀도가 높은 물은 플랑크톤의 존재를 가능하게 하고, 물에 부유하는 유기체의 존재는 동물의 좌식 생활 방식도 가능한 여과식 영양의 발달을 위한 전제 조건이다. 결과적으로 생물권에서 중요한 저수지의 자체 정화의 강력한 메커니즘이 형성됩니다. 그것은 단세포 원생 동물에서 척추 동물에 이르기까지 저서 및 원양의 엄청난 수의 수생 생물을 포함합니다. 계산에 따르면 온대 호수의 모든 물은 성장기 동안 동물의 여과 장치를 몇 번에서 수십 번 거치며 며칠 안에 세계 대양의 전체 부피가 여과됩니다. 다양한 인위적 영향에 의한 필터 피더의 중단은 물의 순도를 유지하는 데 심각한 위협이 됩니다.
4.2. 생활의 지상 공기 환경
지상 대기 환경은 환경 조건 측면에서 가장 어렵습니다. 육지에서의 생활은 식물과 동물의 충분히 높은 수준의 조직에서만 가능한 그러한 적응을 요구했습니다.
4.2.1. 육상 생물의 환경 요인으로서의 공기
낮은 공기 밀도는 낮은 양력과 사소한 논쟁을 결정합니다. 대기 환경의 거주자는 신체를 지원하는 자체 지원 시스템이 있어야 합니다. 식물 - 다양한 기계적 조직, 동물 - 고체 또는 훨씬 덜 자주 정수적 골격. 또한 대기 환경의 모든 거주자는 지구 표면과 밀접하게 연결되어있어 부착 및 지원을 제공합니다. 공중에서 정지된 삶은 불가능합니다.
사실, 많은 미생물과 동물, 포자, 씨앗, 과일 및 식물의 꽃가루가 정기적으로 공기 중에 존재하고 기류에 의해 운반되며(그림 43), 많은 동물이 활성 비행이 가능하지만 이 모든 종에서 주요 기능 그들의 수명주기 - 번식 -은 지구 표면에서 수행됩니다. 대부분의 경우 공중에 머무르는 것은 먹이를 찾거나 정착시키는 것과 관련이 있습니다.
쌀. 43. 높이에 따른 공중 플랑크톤 절지동물의 분포(Dajo, 1975에 따름)
공기 밀도가 낮아 움직임에 대한 저항이 낮습니다. 따라서 많은 육상 동물은 진화 과정에서 이러한 공기 속성의 생태학적 이점을 사용하여 날 수 있는 능력을 얻었습니다. 주로 곤충과 새와 같은 모든 육상 동물 종의 75%가 활동적으로 날 수 있지만, 전단지는 포유류와 파충류에서도 발견됩니다. 육상 동물은 주로 근육질의 도움으로 날지만 일부는 기류로 인해 활주할 수도 있습니다.
공기의 이동성, 대기 하층에 존재하는 기단의 수직 및 수평 이동으로 인해 많은 유기체의 수동 비행이 가능합니다.
항우울증 - 식물의 가장 오래된 수분 방법. 겉씨식물은 모두 바람에 의해 수분되며, 속씨식물 중 속씨식물은 전체 종의 약 10%를 차지한다.
너도밤나무, 자작나무, 호두, 느릅나무, 대마, 쐐기풀, 카수아린, 연무, 사초, 곡물, 야자수 및 기타 여러 과류에서 아노필리아가 관찰됩니다. 바람에 의해 수분되는 식물은 수분의 효율성을 보장하는 형태학적 및 생물학적 특징뿐만 아니라 꽃가루의 공기역학적 특성을 개선하는 여러 가지 적응 기능을 가지고 있습니다.
많은 식물의 수명은 완전히 바람에 의존하고 재정착은 바람의 도움으로 수행됩니다. 이러한 이중 의존성은 가문비나무, 소나무, 포플러, 자작나무, 느릅나무, 물푸레나무, 목화풀, 부들, 삭스, 주즈건 등에서 관찰됩니다.
많은 종들이 발달하였다 무호흡증- 기류에 의한 재정착. Anemochoria는 식물의 포자, 종자 및 열매, 원생 동물의 낭종, 작은 곤충, 거미 등의 특징입니다. 기류에 의해 수동적으로 운반되는 유기체를 총칭하여 공기 플랑크톤 수중 환경의 플랑크톤 거주자와 비유하여. 수동 비행을 위한 특별한 적응은 매우 작은 신체 크기, 파생물로 인한 면적 증가, 강한 절개, 날개의 상대적인 큰 표면, 거미줄 사용 등입니다(그림 44). Anemochoral 종자와 식물의 열매는 또한 크기가 매우 작거나(예: 난초 종자) 활공 능력을 증가시키는 다양한 익상체 및 낙하산 유사 부속물이 있습니다(그림 45).
쌀. 44. 곤충 항공 운송 적응:
1 - 모기 Cardiorepis brevirostris;
2 - 담즙 Porrycordila sp .;
3 - Hymenoptera Anargus fuscus;
4 - Hermes Dreyfusia nordmannianae;
5 - 집시나방 Lymantria dispar의 유충
쌀. 45. 식물의 과일과 씨앗에서 풍력 수송을 위한 적응:
1 - 린든 Tilia intermedia;
2 - Acer monspessulanum 단풍나무;
3 - 자작나무 베툴라 진자;
4 - 목화 잔디 Eriophorum;
5 - 민들레 민들레 민들레;
6 - cattail Typha scuttbeworhii
미생물, 동식물의 분산에서 주요 역할은 수직 대류 기류와 약한 바람에 의해 수행됩니다. 강풍, 폭풍 및 허리케인도 육상 생물에 상당한 환경적 영향을 미칩니다.
낮은 공기 밀도는 육지에 상대적으로 낮은 압력을 초래합니다. 일반적으로 760mmHg와 같습니다. 미술. 고도가 증가함에 따라 압력이 감소합니다. 고도 5800m에서는 정상의 절반에 불과하다. 저기압은 산에서 종의 분포를 제한할 수 있습니다. 대부분의 척추동물의 수명 상한선은 약 6000m이며, 압력이 감소하면 호흡수 증가로 인해 동물의 산소 공급 및 탈수가 감소합니다. 고등 식물이 산으로 진출하는 한계도 거의 같습니다. 식물 경계 위의 빙하에서 볼 수 있는 절지동물(스프링테일, 진드기, 거미)이 다소 더 강합니다.
일반적으로 모든 육상 생물은 수중 생물보다 훨씬 더 정숙한 생물입니다. 그 이유는 주변 환경의 일반적인 압력 변동이 대기의 일부를 구성하고 심지어 아주 높이 올라가는 새의 경우에도 정상의 1/3을 초과하지 않기 때문입니다.
공기의 가스 구성.공기의 물리적 특성 외에도 화학적 특성은 육상 생물의 존재에 매우 중요합니다. 대기의 표층에 있는 공기의 기체 조성은 주성분(질소 - 78.1%, 산소 - 21.0, 아르곤 - 0.9, 이산화탄소 - 0.035부피%)의 함량과 관련하여 상당히 균일합니다. 가스의 높은 확산 능력과 일정한 혼합 대류 및 바람 흐름. 그러나 지역 소스에서 대기로 유입되는 기체, 액적-액체 및 고체(먼지) 입자의 다양한 불순물은 환경적으로 중요한 의미를 가질 수 있습니다.
높은 산소 함량은 1차 수생 생물에 비해 육상 생물의 대사 증가를 촉진했습니다. 동물의 항온 요법이 발생한 것은 육상 환경에서 신체의 높은 산화 과정을 기반으로 합니다. 산소는 공기 중 지속적으로 높은 함량으로 인해 육상 환경에서 생명을 제한하는 요소가 아닙니다. 특정 조건의 장소에서만 일시적으로 결핍됩니다. 예를 들어 썩어가는 식물 잔류물, 곡물, 밀가루 등이 축적되어 있습니다.
이산화탄소 함량은 상당히 중요한 한계 내에서 지표 공기층의 특정 영역에서 다양할 수 있습니다. 예를 들어 대도시 중심에 바람이 없으면 집중도가 10배 증가합니다. 식물 광합성의 리듬과 관련된 표층의 이산화탄소 함량의 주간 변화는 자연적입니다. 계절적 요인은 주로 미세한 토양 개체군을 중심으로 살아있는 유기체의 호흡 강도의 변화로 인해 발생합니다. 이산화탄소로 인한 공기 포화도 증가는 화산 활동 구역, 온천 및 이 가스의 기타 지하 배출구 근처에서 발생합니다. 이산화탄소는 고농도에서 유독합니다. 자연에서 이러한 농도는 드뭅니다.
자연에서 이산화탄소의 주요 공급원은 소위 토양 호흡입니다. 토양 미생물과 동물은 매우 집중적으로 호흡합니다. 이산화탄소는 특히 비가 올 때 토양에서 대기로 확산됩니다. 대부분은 적당히 습하고 잘 가열되며 유기 잔류물이 풍부한 토양에서 배출됩니다. 예를 들어 너도밤나무 숲의 토양은 시간당 15~22kg/ha의 CO 2를 배출하고 시비되지 않은 모래 토양은 2kg/ha에 불과합니다.
현대 조건에서 화석 연료 매장량을 태우려는 인간의 활동은 대기 중으로 CO 2를 추가로 배출하는 강력한 원천이 되었습니다.
육지 환경에 거주하는 대부분의 주민들을 위한 공기 질소는 불활성 기체이지만 많은 원핵 생물(결절 박테리아, 아조토박터, 클로스트리디아, 남조류 등)은 이를 결합하여 생물학적 요소에 관여시키는 능력을 가지고 있습니다. 순환.
쌀. 46. 주변 산업체에서 배출되는 이산화황으로 인해 식생이 파괴된 산비탈
공기 중으로 유입되는 국부적 불순물도 살아있는 유기체에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 이것은 특히 메탄, 황산화물, 일산화탄소, 질소 산화물, 황화수소, 염소 화합물과 같은 유독 가스 물질과 산업 분야의 공기를 막는 먼지, 그을음 등의 입자에 적용됩니다. 대기의 화학적 및 물리적 오염의 주요 현대 원인은 인위적인 것입니다. 다양한 산업 기업 및 운송, 토양 침식 등의 작업입니다. 예를 들어, 황산화물(SO 2)은 1/50,000의 농도에서도 식물에 유독합니다. 공기 부피의 100만분의 1까지. 거의 모든 식물은 이 가스로 대기를 오염시키는 산업 중심지 주변에서 죽습니다(그림 46). 일부 식물 종은 특히 SO 2 에 민감하며 공기 중 축적의 민감한 지표 역할을 합니다. 예를 들어, 많은 지의류는 주변 대기에 미량의 황산화물이 있어도 죽습니다. 대도시 주변의 숲에 그들의 존재는 공기의 높은 순도를 증언합니다. 공기 중의 불순물에 대한 식물의 저항성은 정착지의 조경을 위한 종을 선택할 때 고려됩니다. 예를 들어 가문비 나무와 소나무, 단풍 나무, 린든, 자작 나무와 같은 연기에 민감합니다. 가장 저항력이 강한 것은 thuja, 캐나다 포플러, 미국 단풍나무, 엘더베리 및 기타입니다.
4.2.2. 토양과 구호. 지상 대기 환경의 날씨 및 기후 특성
Edaphic 환경 요인.토양과 지형의 특성은 또한 육상 유기체, 주로 식물의 생활 조건에 영향을 미칩니다. 주민에게 생태학적 영향을 미치는 지표면의 특성은 이름으로 통합됩니다. 에다픽 환경적 요인 (그리스어 "edaphos"에서 - 기초, 토양).
식물의 뿌리 시스템의 특성은 열수 체제, 통기, 구성, 토양의 구성 및 구조에 따라 다릅니다. 예를 들어, 영구 동토층이 있는 지역의 수종(자작나무, 낙엽송)의 뿌리 시스템은 얕은 깊이에 위치하며 너비가 퍼집니다. 영구 동토층이 없는 곳에서는 같은 식물의 뿌리 체계가 덜 퍼지고 더 깊숙이 침투합니다. 많은 대초원 식물에서 뿌리는 깊은 곳에서 물을 얻을 수 있으며 동시에 식물이 미네랄 영양 요소를 흡수하는 토양의 부식질 지평에 많은 표면 뿌리를 가지고 있습니다. 맹그로브 덤불의 침수되고 공기가 잘 통하지 않는 토양에서 많은 종에는 특별한 호흡기 뿌리 인 기압 장치가 있습니다.
여러 생태학적 식물군은 토양의 다양한 특성과 관련하여 구별될 수 있습니다.
따라서 토양 산성도에 대한 반응에 따라 구별됩니다. 1) 호산성종 - pH가 6.7 미만인 산성 토양에서 자랍니다. 2) 호중구 - pH 6.7–7.0(대부분의 재배 식물)의 토양으로 끌립니다. 삼) 염기성- 7.0 이상의 pH에서 자랍니다(mordovnik, 숲 말미잘). 4) 무관심한 - pH 값이 다른 토양에서 자랄 수 있습니다 (은방울꽃, 양의 배설물).
토양의 총 구성과 관련하여 다음이 있습니다. 1) 빈영양소량의 재 성분이 함유된 식물(Scots pine); 2) 부영양화,많은 재 요소가 필요한 사람들(오크, 콧물, 다년생 산림 재배자); 삼) 중영양,적당한 양의 재 요소(일반 가문비나무)가 필요합니다.
니트로필- 질소가 풍부한 토양을 선호하는 식물(쐐기풀).
염분 토양 식물이 그룹을 구성합니다. 염생식물(saltros, sarsazan, kokpek).
일부 식물 종은 다른 기질에 국한됩니다. 페트로파이트돌이 많은 토양에서 자라며 psammophytes느슨한 모래를 채우십시오.
지형과 땅의 성질은 동물의 특정한 움직임에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 열린 공간에 사는 유제류, 타조, 바스타드는 빨리 달릴 때 반발력을 높이기 위해 단단한 땅이 필요합니다. 느슨한 모래에 사는 도마뱀에서 손가락은 각질 비늘의 테두리로 둘러싸여있어 지지대의 표면을 증가시킵니다 (그림 47). 구덩이를 파는 육상 거주자의 경우 밀도가 높은 토양은 바람직하지 않습니다. 어떤 경우에는 토양의 성질이 육지 동물의 분포에 영향을 미치고, 땅을 파거나, 더위나 포식자를 피하기 위해 땅을 파거나, 토양에 알을 낳는 등의 영향을 미칩니다.
쌀. 47. 팬 토드 도마뱀붙이 - 사하라 사막의 모래에 사는 사람: A - 팬 토드 도마뱀붙이; B - 도마뱀붙이의 다리
날씨 기능.지상 공기 환경의 생활 조건은 복잡하고, 또한, 날씨 변화. 날씨 - 고도 약 20km(대류권 경계)까지 지표 부근의 대기가 지속적으로 변화하는 상태입니다. 날씨의 변동성은 공기의 온도와 습도, 흐림, 강수량, 바람의 세기와 방향 등과 같은 환경 요인의 조합의 지속적인 변화로 나타납니다. 육상 생물. 날씨는 수생 거주자의 삶에 훨씬 적은 정도로 영향을 미치며 표층의 인구에만 영향을 미칩니다.
지역의 기후.장기 기상 체제는 지역의 기후. 기후의 개념에는 기상 현상의 평균값뿐만 아니라 연간 및 일별 변동, 편차 및 빈도가 포함됩니다. 기후는 해당 지역의 지리적 조건에 따라 결정됩니다.
기후의 지역적 다양성은 몬순풍의 영향, 저기압과 고기압의 분포, 기단의 이동에 대한 산맥의 영향, 바다로부터의 거리(대륙) 및 기타 여러 지역적 요인의 영향으로 인해 복잡해집니다. 산에는 저위도에서 고위도로 영역의 변화와 유사한 여러 측면에서 기후 구역이 있습니다. 이 모든 것이 육지에서 매우 다양한 생활 조건을 만듭니다.
대부분의 육상 생물, 특히 작은 생물에게 중요한 것은 그 지역의 기후가 아니라 바로 서식지의 조건입니다. 매우 자주 환경의 국부적 요소(기복, 노출, 초목 등)는 특정 지역의 기후 조건과 크게 다른 방식으로 특정 지역의 온도, 습도, 빛, 공기 이동 모드를 변경합니다. 지표 공기층에서 발생하는 이러한 국지적 기후 변화를 소기후. 각 구역의 미기후는 매우 다양합니다. 임의로 작은 지역의 미기후를 구별할 수 있습니다. 예를 들어, 거기에 사는 곤충이 사용하는 꽃 화관에 특별한 체제가 만들어집니다. 탁 트인 공간과 숲, 풀과 맨땅 위, 북부 및 남부 노출의 경사면 등에서 온도, 공기 습도 및 바람의 힘의 차이가 널리 알려져 있습니다. 굴, 둥지에서 특별한 안정적인 미기후가 발생합니다. , 움푹 들어간 곳, 동굴 및 기타 폐쇄된 장소.
강수량.물 공급 및 수분 저장 외에도 또 다른 생태학적 역할을 할 수 있습니다. 따라서 폭우나 우박은 때때로 식물이나 동물에 기계적 영향을 미칩니다.
적설의 생태학적 역할은 특히 다양합니다. 매일의 기온 변동은 눈 두께 25cm까지만 침투하고 더 깊은 온도는 거의 변하지 않습니다. 30-40cm의 눈 아래에서 -20-30 ° C의 서리가 내리면 온도는 0보다 약간 낮습니다. 깊은 눈 덮개는 재생의 새싹을 보호하고 식물의 녹색 부분이 얼지 않도록 보호합니다. 많은 종(예: 털이 많은 껍질, Veronica officinalis, clefthoof 등)이 잎을 흘리지 않고 눈 아래로 내려갑니다.
쌀. 48. 눈 덮인 구멍에 위치한 개암 나무 뇌조의 온도 체계에 대한 원격 측정 연구 계획 (A.V. Andreev, A.V. Krechmar, 1976에 따름)
작은 육지 동물은 겨울에 활동적인 생활 방식을 이끌고 눈과 두께로 통로의 전체 갤러리를 놓습니다. 눈 덮인 식물을 먹고 사는 많은 종의 경우 겨울 번식조차도 특징적입니다. 예를 들어 레밍, 숲 및 노란 목 쥐, 많은 들쥐, 물쥐 등에서 관찰되었습니다. 그림 48).
겨울 눈 덮개는 큰 동물이 음식을 얻는 것을 방지합니다. 많은 유제류(순록, 멧돼지, 사향소)는 겨울에 눈 덮인 초목만을 먹고 삽니다. 깊은 눈 덮인 곳, 특히 얼음처럼 보이는 표면의 단단한 껍질은 먹이 부족을 초래합니다. 혁명 이전 러시아에서 유목민 가축 사육 동안 남부 지역의 거대한 재앙은 주트 사람 -얼음으로 인한 가축의 대량 사망, 동물의 사료 박탈. 느슨한 깊은 눈 위를 이동하는 것도 동물에게 어렵습니다. 예를 들어, 눈 덮인 겨울에 여우는 눈 층이 더 얇은 빽빽한 가문비나무 아래 숲의 지역을 선호하며 열린 초원과 숲 가장자리에는 거의 가지 않습니다. 적설 깊이는 종의 지리적 분포를 제한할 수 있습니다. 예를 들어, 실제 사슴은 겨울에 눈의 두께가 40-50cm 이상인 지역으로 북쪽으로 침투하지 않습니다.
눈 덮개의 흰색은 검은 동물을 나타냅니다. 흰색과 툰드라 자고새, 흰토끼, 족제비, 족제비, 북극여우의 계절별 색상 변화가 발생하면 배경색의 변장 선택이 큰 역할을 한 것으로 보입니다. 커맨더 제도에는 백인과 함께 많은 푸른 여우가 있습니다. 동물 학자의 관찰에 따르면 후자는 주로 어두운 암석과 얼어 붙지 않은 서핑 스트립 근처에 머무르는 반면 백인은 눈 덮인 지역을 선호합니다.
4.3. 서식지로서의 토양
4.3.1. 토양 특징
토양은 공기와 접촉하는 느슨하고 얇은 지표층입니다. 하찮은 두께에도 불구하고, 이 지구의 껍질은 생명의 확산에 중요한 역할을 합니다. 토양은 암석권의 대부분의 암석과 같이 단순한 고체가 아니라 고체 입자가 공기와 물로 둘러싸여 있는 복잡한 3상 시스템입니다. 그것은 가스와 수용액의 혼합물로 채워진 공동으로 침투하여 매우 다양한 조건이 형성되어 많은 미생물 및 거대 유기체의 삶에 유리합니다 (그림 49). 토양의 온도 변동은 공기의 표층과 비교하여 평활화되고 지하수의 존재와 강수의 침투는 수분 보유량을 생성하고 수생 환경과 육상 환경 사이의 중간 수분 체제를 제공합니다. 토양은 죽어가는 초목과 동물의 시체에서 공급되는 유기 및 미네랄 물질을 농축합니다. 이 모든 것이 토양의 높은 포화도를 결정합니다.
육상 식물의 뿌리 시스템은 토양에 집중되어 있습니다(그림 50).
쌀. 49. Brandt 들쥐의 지하 통로: A - 평면도; B - 측면도
쌀. 50. 대초원 chernozem 토양에 뿌리의 배치 (M.S.Shalyt, 1950 이후)
평균적으로 토양층의 1m 2는 1000억 개 이상의 원생동물 세포, 수백만 개의 rotifers 및 tardigrades, 수천만 개의 선충류, 수만 및 수십만 개의 진드기 및 collembolans, 수천 개의 다른 절지 동물, 수만 개의 엔키트레이드, 수십, 수백 마리의 지렁이, 연체동물 및 기타 무척추동물 ... 또한 1cm 2 의 토양에는 수천만 및 수억 개의 박테리아, 미세한 곰팡이, 방선균 및 기타 미생물이 포함되어 있습니다. 각 그램의 조명된 표면층에는 수십만 개의 녹색, 황록색, 규조류 및 청록색 조류의 광합성 세포가 살고 있습니다. 살아있는 유기체는 무생물 구성 요소만큼이나 토양의 특징입니다. 따라서 V.I. Vernadsky는 토양을 생물 비활성 자연체 중 하나로 분류하여 생명의 풍요로움과 불가분의 관계를 강조했습니다.
토양 조건의 이질성은 수직 방향에서 가장 두드러집니다. 토양 거주자의 삶에 영향을 미치는 가장 중요한 생태학적 요인은 깊이에 따라 급격히 변화합니다. 우선, 이것은 토양의 구조에 적용됩니다. 형태 및 화학적 특성이 다른 세 가지 주요 지평이 구별됩니다. 1) 유기 물질이 축적 및 변형되고 일부 화합물이 세척수로 운반되는 상부 부식질 축적 지평 A; 2) 위에서 씻겨 나온 물질이 침전되어 변형되는 유수 지평 또는 illuvial B, 및 3) 재료가 토양으로 변형되는 모암 또는 C 지평.
각 지평선 내에서 더 많은 부분 레이어가 구별되며 속성도 크게 다릅니다. 예를 들어 침엽수림이나 혼합림 아래 온대 지역에서는 수평선이 ㅏ쓰레기로 구성 (A 0)- 식물 잔류물이 느슨하게 축적된 층, 어두운 색의 부식질 층 (A1),유기 기원의 입자가 미네랄과 혼합되어 있으며 포드졸 층 (가 2)- 규소 화합물이 우세하고 모든 용해성 물질이 토양 프로파일의 깊이로 씻겨지는 잿빛 회색. 이 층의 구조와 화학적 성질은 모두 매우 다르기 때문에 식물의 뿌리와 토양의 주민은 몇 센티미터만 위아래로 움직이면서 서로 다른 조건에 처하게 됩니다.
동물이 서식하기에 적합한 토양 입자 사이의 공동 치수는 일반적으로 깊이에 따라 급격히 감소합니다. 예를 들어, 초원 토양에서 0-1cm 깊이의 구멍의 평균 직경은 3mm, 1-2cm-2mm, 깊이 2-3cm-1mm입니다. 더 깊은 토양 기공은 훨씬 더 작습니다. 토양 밀도도 깊이에 따라 변합니다. 가장 느슨한 층은 유기물을 포함하는 층입니다. 이러한 층의 다공성은 유기 물질이 미네랄 입자를 함께 더 큰 골재로 결합하여 그 사이의 공동 부피가 증가한다는 사실에 의해 결정됩니다. 가장 밀도가 높은 것은 일반적으로 illuvial 수평선입니다. V,씻은 콜로이드 입자에 의해 시멘트.
토양의 수분은 다양한 상태로 존재합니다. 1) 결합된(흡습성 및 필름) 토양 입자의 표면에 의해 단단히 고정됩니다. 2) 모세관은 작은 구멍을 차지하며 다른 방향으로 이동할 수 있습니다. 3) 중력은 더 큰 공극을 채우고 중력의 영향으로 천천히 스며듭니다. 4) 증기는 토양 공기에 포함되어 있습니다.
수분 함량은 다른 토양과 다른 시간에 동일하지 않습니다. 중력 수분이 너무 많으면 토양 체제는 수역 체제에 가깝습니다. 건조한 토양에서는 결합수만 남고 조건이 육지 조건에 접근합니다. 그러나 가장 건조한 토양에서도 공기는 지상보다 더 습하므로 토양의 주민들은 표면보다 건조의 위협에 훨씬 덜 민감합니다.
토양 공기의 구성은 다양합니다. 깊이가 깊어지면 산소 함량이 급격히 떨어지고 이산화탄소 농도가 증가합니다. 토양에 분해 유기물이 존재하기 때문에 토양 공기에는 암모니아, 황화수소, 메탄 등과 같은 독성 가스가 고농도로 포함될 수 있습니다. 곳에서 발생합니다.
토양 표면에서만 온도 변동을 절단합니다. 여기에서 그들은 표면 공기층보다 더 강할 수 있습니다. 그러나 센티미터가 깊어질수록 주간 및 계절적 온도 변화는 점점 줄어들고 1-1.5m 깊이에서는 더 이상 추적되지 않습니다(그림 51).
쌀. 51. 깊이에 따른 토양 온도의 연간 변동 감소(K. Schmidt-Nilsson, 1972에 따름). 음영 처리된 부분은 연간 기온 변동 범위
이러한 모든 특징은 토양의 환경 조건의 큰 이질성에도 불구하고 특히 이동하는 유기체에 대해 상당히 안정적인 환경으로 작용한다는 사실로 이어집니다. 토양 프로파일의 급격한 온도 및 습도 기울기로 인해 토양 동물은 작은 움직임을 통해 적절한 생태적 상황을 스스로 제공할 수 있습니다.
4.3.2. 토양의 주민
토양의 이질성은 크기가 다른 유기체의 경우 다른 환경으로 작용한다는 사실로 이어집니다. 미생물의 경우 토양 입자의 거대한 전체 표면이 특히 중요합니다. 미생물 개체군의 압도적인 부분이 토양 입자에 흡착되어 있기 때문입니다. 토양 환경의 복잡성은 다양한 기능 그룹(호기성 및 혐기성, 유기 및 미네랄 화합물 소비자)에 대해 다양한 조건을 생성합니다. 토양의 미생물 분포는 몇 밀리미터 이상이라도 다른 생태 구역이 변할 수 있기 때문에 작은 초점이 특징입니다.
이름으로 결합 된 작은 토양 동물 (그림 52, 53)의 경우 미세 동물 (원생 동물, rotifers, tardigrades, 선충류 등) 토양은 미세 저장소 시스템입니다. 기본적으로 이들은 수생 생물입니다. 그들은 중력 또는 모세관 물로 채워진 토양 공극에 살고 미생물과 같은 삶의 일부는 얇은 수분막의 입자 표면에 흡착될 수 있습니다. 이 종 중 많은 수가 일반 수역에도 삽니다. 그러나 토양 형태는 민물보다 훨씬 작으며 또한 오랫동안 포위 상태를 유지하여 불리한 기간을 기다리는 능력으로 구별됩니다. 민물 아메바는 크기가 50-100미크론이지만 토양은 10-15개에 불과합니다. 편모류의 대표자는 특히 작으며 종종 2-5 µm에 불과합니다. 토양 섬모는 크기가 왜소하고 또한 몸의 모양을 크게 바꿀 수 있습니다.
쌀. 52. 숲 바닥의 썩어가는 잎에 박테리아를 먹고 있는 쉘 아메바
쌀. 53. 토양 미세 동물(W. Dunger, 1974 이후):
1–4 - 편모; 5–8 - 알몸 아메바; 9-10 - 쉘 아메바; 11–13 - 섬모; 14–16 - 둥근 벌레; 17–18 - 로티퍼; 19–20 – 완보동물
공기를 호흡하는 다소 큰 동물의 경우 토양은 작은 동굴 시스템으로 나타납니다. 그러한 동물들은 이름으로 연합됩니다. 메소파우나 (그림 54). 토양 mesofauna 대표자의 크기는 10분의 1에서 2-3mm입니다. 이 그룹에는 주로 절지동물이 포함됩니다: 수많은 진드기 그룹, 기본 날개 없는 곤충(collembolans, protora, 쌍꼬리), 날개 달린 곤충의 작은 종, symphila 지네 등. 그들은 파기 위한 특별한 도구가 없습니다. 그들은 사지 또는 벌레 같은 벌레의 도움으로 토양 구멍의 벽을 따라 기어갑니다. 수증기로 포화된 토양 공기는 외피를 통해 호흡할 수 있습니다. 많은 종에는 기관 시스템이 없습니다. 이러한 동물은 건조에 매우 민감합니다. 그들을위한 대기 습도의 변동에서 구원의 주요 수단은 내륙으로 이동하는 것입니다. 그러나 토양 공동을 통해 깊이로 이동할 가능성은 기공 직경의 급격한 감소로 인해 제한되므로 토양의 우물을 통한 이동은 가장 작은 종에서만 사용할 수 있습니다. 더 큰 mesofauna 대표자는 토양 공기 습도의 일시적인 감소를 견딜 수있는 몇 가지 적응을 가지고 있습니다. 신체의 보호 비늘, 외피의 부분적인 불투과성, 다음을 제공하는 원시 기관 시스템과 결합하여 에피큐티클이 있는 단단한 두꺼운 벽 껍질 호흡.
쌀. 54. 토양의 메소파우나(No W. Danger, 1974):
1 - 거짓 전갈; 2 - 새로운 플레어를 먹다; 3–4 기갑 진드기; 5 - pauroiod 지네; 6 - 카이로노미드 모기 유충 7 - 이것의 딱정벌레. 프틸리과; 8–9 콜렘볼란
mesofauna의 대표자는 기포에 물이 범람하는 토양 기간에서 살아남습니다. 공기는 젖지 않는 덮개로 인해 동물의 몸 주위에 유지되며 머리카락, 비늘 등이 제공됩니다. 기포는 작은 동물의 일종의 "물리적 아가미" 역할을 합니다. 호흡은 주변 물에서 공기층으로 확산되는 산소로 인해 수행됩니다.
대부분의 종은 음의 온도에 노출 된 층에서 내려갈 수 없기 때문에 마이크로 및 중생 동물의 대표자는 겨울 토양 동결을 견딜 수 있습니다.
몸 크기가 2~20mm인 더 큰 토양 동물을 대표자라고 합니다. 거대 동물군 (그림 55). 이들은 곤충 유충, 노래기, enchitreids, 지렁이 등입니다. 토양은 이동할 때 상당한 기계적 저항을 제공하는 고밀도 매체입니다. 이 비교적 큰 형태는 토양 입자를 밀어서 자연 우물을 확장하거나 새로운 통로를 파서 토양에서 움직입니다. 두 가지 운동 모드 모두 동물의 외부 구조에 흔적을 남깁니다.
쌀. 55. 토양의 거대동물군(No W. Danger, 1974):
1 - 지렁이; 2 – 나무 이가; 3 – 순각류 지네; 4 – 두 발 지네; 5 - 땅 딱정벌레 유충; 6 – 호두까기 인형 유충; 7 – 곰; 8 - 애벌레 유충
거의 파기에 의존하지 않고 얇은 우물을 통해 이동할 수있는 능력은 작은 단면을 가진 몸체를 가진 종에만 내재되어 있으며 구불 구불 한 통로 (지네 - 핵과 및 지네)에서 강하게 구부릴 수 있습니다. 체벽의 압력에 의해 흙입자를 밀어내어 지렁이, 긴다리모기 유충 등이 이동하며, 후단부를 고정한 후 전단부를 가늘고 길게 하여 좁은 토양균열에 침투하여 고정한다. 몸의 앞부분과 직경을 늘립니다. 동시에 근육의 작용으로 인해 확대 된 영역에서 비압축성 공동 내 유체의 강한 수압이 생성됩니다. 압력은 몸의 벽을 통해 토양으로 전달되므로 동물은 우물을 확장합니다. 동시에 열린 통로가 뒤에 남아있어 증발 증가와 포식자를 위협합니다. 많은 종들이 토양에서 생태학적으로 더 유익한 유형의 운동에 적응을 개발했습니다. 굴착은 토양 입자를 풀고 긁어내는 방식으로 수행됩니다. 이를 위해 다양한 곤충의 유충은 키틴, 가시 및 파생물의 두꺼운 층으로 확장되고 강화된 머리, 하악골 및 앞다리의 앞쪽 끝을 사용합니다. 몸의 뒤쪽 끝에서 강력한 고정 장치가 개발됩니다 - 철회 가능한 지지대, 치아, 후크. 마지막 세그먼트의 통로를 닫기 위해 많은 종에는 일종의 외바퀴 손수레인 키틴질 가장자리나 이빨로 둘러싸인 특수한 움푹 들어간 플랫폼이 있습니다. 딱정벌레의 뒷면과 껍질 딱정벌레에도 유사한 플랫폼이 형성되어 있으며, 이를 사용하여 드릴 밀로 통로를 막습니다. 그들 뒤에있는 통로를 닫으면 동물-토양의 주민들은 끊임없이 자신의 몸의 증기로 포화 된 닫힌 방에 있습니다.
이 생태 그룹의 대부분의 종의 가스 교환은 특수 호흡기의 도움으로 수행되지만 동시에 외피를 통한 가스 교환으로 보완됩니다. 예를 들어 지렁이, 엔키트레이드와 같이 독점적으로 피부 호흡도 가능합니다.
잠복하는 동물은 불리한 환경이 발생하는 곳에 층을 남길 수 있습니다. 가뭄과 겨울에 그들은 더 깊은 층, 일반적으로 표면에서 수십 센티미터에 집중합니다.
메가파나 토양은 주로 포유류인 대형 굴착기입니다. 많은 종들이 토양에서 평생을 보냅니다(두더지쥐, 두더지 들쥐, zokors, 유라시아 두더지, 황금 두더지
아프리카, 호주의 유대류 두더지 등). 그들은 토양에 터널과 구멍의 전체 시스템을 놓습니다. 이 동물의 외형과 해부학적 특징은 땅을 파고 사는 생활 방식에 대한 적응성을 반영합니다. 그들은 발달이 덜 된 눈, 짧은 목, 짧고 두꺼운 모피, 강한 발톱으로 땅을 파는 강한 팔다리를 가진 조밀하고 구르는 몸을 가지고 있습니다. 두더지와 두더지 쥐는 앞니로 땅을 느슨하게합니다. 대형 oligochaetes, 특히 열대 및 남반구에 서식하는 Megascolecidae 가족의 대표자는 토양의 거대 동물상으로도 언급되어야 합니다. 그 중 가장 큰 호주 Megascolides australis는 길이가 2.5m, 심지어 3m에 이릅니다.
토양의 영구 거주자 외에도 큰 생태 그룹은 큰 동물 사이에서 구별 될 수 있습니다 굴 거주자 (고퍼, 마멋, 날쥐, 토끼, 오소리 등). 그들은 표면을 먹지만 번식, 동면, 휴식, 토양의 위험에서 벗어납니다. 많은 다른 동물들이 굴을 사용하여 유리한 미기후와 적으로부터 피난처를 찾습니다. Norniks는 육상 동물의 특징적인 구조적 특징을 가지고 있지만 굴을 파는 생활 방식과 관련된 여러 가지 적응이 있습니다. 예를 들어, 오소리는 앞다리에 긴 발톱과 강한 근육, 좁은 머리, 작은 귀를 가지고 있습니다. 토끼의 경우 구멍을 뚫지 않는 토끼와 비교하여 귀와 뒷다리가 눈에 띄게 짧아지고 두개골이 더 강하고 팔뚝의 뼈와 근육이 더 발달합니다.
여러 생태학적 특징에서 토양은 물과 땅 사이의 중간 매개체입니다. 토양은 온도 체계, 토양 공기의 낮은 산소 함량, 수증기 포화 및 다른 형태의 물 존재, 토양 용액에 염분 및 유기 물질의 존재, 능력에 의해 수생 환경에 더 가까워집니다. 3차원으로 이동합니다.
토양은 토양 공기의 존재, 상부 지평의 건조 위협, 표층의 온도 체계의 급격한 변화로 인해 공기에 더 가까워집니다.
동물 서식지로서의 토양의 중간 생태학적 특성은 토양이 동물계의 진화에 특별한 역할을 했음을 시사합니다. 많은 그룹, 특히 절지 동물에게 토양은 처음에 수생 거주자가 육상 생활 방식으로 전환하고 땅을 정복할 수 있는 매개체 역할을 했습니다. 이 절지동물의 진화 경로는 M. S. Gilyarov(1912-1985)의 연구에 의해 입증되었습니다.
4.4. 서식지로서의 생명체
일생 동안 또는 생활주기의 일부에 걸쳐 많은 유형의 종속 영양 유기체가 다른 생물체에 살고 있으며, 그의 몸은 외부 환경과 특성이 크게 다른 환경 역할을합니다.
쌀. 56. 진딧물 기수
쌀. 57. 담낭 유충 Mikiola fagi로 너도밤나무 잎에 담즙 자르기
