3.3. Основные среды жизни

Экологические факторы формируют среды жизни – водную, наземно-воздушную, почвенную. Кроме того, для многих организмов средой жизни являются другие организмы.

Водная среда жизни. Это самая древняя среда, в которой жизнь возникла и долго эволюционировала до того, как первые организмы появились на суше.

Главная особенность водной среды – ее высокая плотность, которая выше плотности атмосферы в 800 раз. И давление на населяющие водную среду организмы значительно выше, на каждые 10 м глубины оно возрастает на 1 атм. В водной среде организмы могут парить (водоросли, простейшие, бактерии) или активно перемещаться (рыбы). Значительная часть организмов живет на дне.

Водоросли обитают в слое воды, просвечиваемом солнечным светом. В прозрачной воде свет достигает глубины 200 м. В сильно взмученных пресноводных водоемах светлый слой воды может составлять всего несколько десятков сантиметров.

Важнейшей характеристикой воды является ее химический состав – содержание солей (в том числе биогенов), газов, ионов водорода. По концентрации биогенов, особенно фосфора и азота, водоемы разделяются на бедные (олиготрофные, в РБ их нет), средние (мезотрофные) и богатые (эутрофные).

Содержание кислорода в воде примерно в 20 раз ниже, чем в атмосфере, и составляет 6-8 мл/л, с глубиной концентрация кислорода падает. Снижается она и при повышении температуры (например, в прудах-охладителях тепловых электростанций), а также в стоячих водоемах в зимнее время, когда вода изолирована от атмосферы слоем льда. Недостаток кислорода может стать причиной гибели многих обитателей небольших озер, исключая особо устойчивые к дефициту кислорода виды, подобные карасю или линю, которые могут жить даже при содержании кислорода 0,5 мл/л. Содержание углекислого газа в воде, напротив, выше, чем в атмосфере (примерно в 150 раз).

Концентрация ионов водорода в воде (рН) может меняться в пределах 3,7-7,8. Нейтральными считаются воды с рН= 6,45-7,3. С понижением рН обедняется состав организмов, населяющих водную среду. Речной рак, многие виды моллюсков гибнут при рН ниже 6, окунь и щука могут выдержать понижение рН до 5, голец – до 4,4. В более кислых водах сохраняются лишь некоторые виды микроскопических животных и водорослей. Кислотные дожди, связанные с выбросами в атмосферу больших количеств оксидов серы и азота промышленными предприятиями, стали причиной подкисления вод в озерах Европы и США и резкого обеднения их биологического разнообразия.

Наземно-воздушая среда жизни. Воздух отличается значительно более низкой плотностью по сравнению с водой. По этой причине освоение воздушной среды, которое произошло значительно позже, чем зарождение жизни и ее развитие в водной среде, сопровождалось усилением развития опорных тканей, позволивших организмам противостоять действию закона всемирного тяготения и ветра (скелет у позвоночных животных, хитиновые панцири у насекомых, склеренхима у растений и т.д.). В условиях только воздушной среды ни один организм постоянно жить не может, даже лучшие “летуны” (птицы и насекомые) периодически опускаются на землю. Для перемещения по воздуху организмы выработали специальные приспособления – крылья у птиц, насекомых, некоторых видов млекопитающих и даже рыб, парашютики и крылышки у семян, воздушные мешки у пыльцы хвойных и т.д.

Воздух – плохой проводник тепла, и потому именно в наземно-воздушной среде возникли теплокровные животные, которым легче сохранить тепло, чем обитателям водной среды.

Для жизни в воздушной среде потребовалось формирование более сложных механизмов размножения, которые исключают риск высыхания половых клеток (внутреннее оплодотворение у животных и др.).

В целом возможностей для формирования разнообразных сочетаний факторов в условиях наземно-воздушной среды много больше, чем водной.

Почвенная среда жизни. Большая часть суши покрыта тонким (по сравнению с толщей земной коры) слоем почвы, названной В.И.Вернадским биокосным телом. Почва представляет собой сложный многослойный “пирог” из горизонтов с разными свойствами, причем состав и толщина “пирога” в разных зонах различны. В РБ зональный ряд почв составляют подзолы, серые лесные почвы и черноземы.

Любая почва представляет собой многофазную систему, в составе которой:

– минеральные частицы – от тончайшего ила до песка и гравия;

– органическое вещество – от тел только что умерших животных и отмерших корней растений до гумуса, в котором это органическое вещество подверглось сложной химической переработке;

– газовая (воздушная) фаза, характер которой во многом определяется физическими свойствами почвы – ее структурой и соответственно плотностью. Газовая фаза почвы всегда обогащена углекислым газом и парами воды и может быть обеднена кислородом, что сближает условия жизни в почве с условиями жизни в водной среде;

– водная фаза. Вода в почве может содержаться в разных количествах (от избытка до крайнего дефицита) и в разных качествах: быть гравитационной, т.е. свободно перемещающейся по капиллярам и наиболее доступной для корней растений и животных организмов; гигроскопической, т.е. входящей в состав коллоидных частиц; газовой, т.е. в форме пара.

Многофазность делает почвенную среду наиболее насыщенной жизнью. В почвах сконцентрирована основная биомасса животных, бактерий, грибов, в ней расположены корни растений, живущих в наземно-воздушной среде, но извлекающих из почвы воду с элементами питания и поставляющие в “темный мир” почвы органическое вещество, накопленное в процессе фотосинтеза на свету. Почва – это главный цех по переработке органического вещества, через нее протекает до 90% углерода, возвращаемого в атмосферу.

Организмы как среда жизни. Нет ни одного вида многоклеточных организмов, который был бы не заселен другими организмами, и в первую очередь, паразитами. При этом существуют суперпаразиты, т.е. паразиты паразитов, причем, до четвертой степени, что очень точно выразил Дж.Свифт:

Под микроскопом он открыл, что на блохе

Живет блоху кусающая блошка;

На блошке той – блошинка-крошка,

В блошинку же вонзает зуб сердито

Блошиночка… и так ad infinitum.

Разные организмы и разные их органы, ткани и клетки имеют свою специфику как жизненные среды и свое паразитарное население, которое в разной степени опасно для хозяина, предоставившего “жилплощадь со столом”. Тем не менее, есть общие особенности этой среды жизни: в ней смягчены колебания внешних условий и практически не ограничены ресурсы пищи.

Кроме паразитов, организмы как среду жизни могут использовать многие виды, которые полезны организму-хозяину, т.е. находятся с ним в отношениях взаимовыгодного сотрудничества – мутуализма.

Контрольные вопросы к главе 3

1. Какие экологические факторы относятся к абиотическим?

2. Какие экологические факторы относятся к антропогенным?

3. Что такое “биотические экологические факторы”?

4. Каковы особенности климата РБ?

5. Как влияет рельеф на характер растительности?

6. Какие среды жизни вы знаете?

7. В чем сходство и отличие водной и наземно-воздушной сред жизни?

8. В чем сходство между почвенной и водной средами жизни?

9. Расскажите об особенностях организма как среды жизни.

Вопрос для обсуждения

Какие из антропогенных факторов оказывают наибольшее влияние на природный комплекс РБ и можно ли уменьшить их влияние? Как это сделать?